干燥工艺对金花茶叶及其茶汤香气与营养的深度重塑:UPLC-MS/MS与GC-MS/MS双平台解析

《Food Chemistry: X》:Different drying methods reshape volatile aroma and bioactive non-volatile compounds in Camellia nitidissima flowers and infusions: UPLC-MS/MS and GC–MS insights

【字体: 时间:2026年02月21日 来源:Food Chemistry: X 6.5

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  为探索不同干燥方法如何影响金花茶(Camellia nitidissima Chi)这一高价值植物的感官与营养品质,研究人员系统比较了热风干燥(HAD)与真空冷冻干燥(VFD)对金花茶干花及其茶汤中非挥发性和挥发性化合物的影响。研究发现,VFD在维持花朵形态、保留黄酮与多酚等抗氧化活性成分方面更具优势,并赋予茶汤更丰富的代谢物谱与更复杂的香气轮廓,为优化金花茶加工工艺、提升其产品价值提供了关键理论依据。

  
金花茶(Camellia nitidissima Chi)因其金黄色花瓣被誉为“茶族皇后”,不仅具有观赏价值,更因其丰富的生物活性物质被用于制作花香茶,具有治疗喉炎、高血压和炎症等潜力。然而,作为花香茶生产中的关键加工步骤,干燥处理如何影响金花茶的营养价值、风味特征及最终冲泡茶汤的品质,仍缺乏系统性研究。传统的热风干燥(HAD)与新兴的真空冷冻干燥(VFD)技术各有优劣,明确哪一种方法能更好地保留金花茶的“色、香、味、效”,对于指导其产业化开发、最大化其健康促进潜力至关重要。
为了系统回答这一问题,来自浙江大学的研究团队开展了一项深入研究。他们采集新鲜金花茶花(FCN),分别采用HAD(40°C, 4小时)和VFD(-20°C预冻,-60°C、0.04 mbar条件下冻干24小时)进行处理,获得了干燥样品(DCN和FDCN)。接着,他们按照日常饮茶习惯模拟冲泡过程,制备了新鲜花茶汤(FCNT)及两种干花茶汤(DCNT和FDCNT)。研究团队综合利用了超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)和顶空固相微萃取/气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术,对花材及茶汤中的非挥发性与挥发性化合物进行全面、定量的代谢组学分析。同时,测定了总黄酮、总多酚含量以及多种体外抗氧化活性(如DPPH、ABTS、FRAP),以评估其生物活性。
3.1. 不同干燥方法对CN花的影响
研究人员发现,两种干燥方法均能将金花茶花的水分含量降至8%以下。值得注意的是,图片直观展示了VFD处理能更完好地保持花朵的原始形态结构,而HAD处理则导致花朵形态皱缩。这提示,若考虑产品的商业外观,VFD更具优势。
3.2. 不同干燥方法对CN花非挥发性成分的影响
通过UPLC-MS/MS共鉴定出1960种化合物。结果表明,VFD处理的花(FDCN)具有最高的总黄酮、总多酚含量和最强的抗氧化能力,并且保留了更高水平的脂质(如游离脂肪酸、溶血磷脂)。而HAD处理(DCN)则触发了与胁迫相关的代谢通路(如苯丙烷生物合成),显著上调了包括酚酸在内的多种代谢物。研究揭示,VFD主要通过“浓缩储存”效应保留物质,而HAD则诱导了更广泛的代谢重塑。
3.3. 不同干燥方法对CN花挥发性成分的影响
GC-MS分析共鉴定出823种挥发性化合物。研究发现,两种干燥过程均导致了花香物质(主要是萜类和酯类)的显著损失,总体上削弱了花朵的香气强度。然而,具体影响路径不同:HAD处理主要削弱了花、果香的贡献,而VFD处理则更广泛地降低了包括甜香、花草/木香在内的多种香气化合物的相对气味活度值。
3.4. 干燥方法对茶汤代谢谱的影响
冲泡过程本身会显著改变物质的组成和释放。主成分分析(PCA)显示,无论是哪种花材,其对应的茶汤代谢谱均与干花本身有明显分离,表明冲泡是一个关键的物质转化与释放阶段。
3.5. 不同干燥方法对CN花茶汤非挥发性成分的影响
对茶汤的非挥分析发现,VFD茶汤(FDCNT)展现出最丰富多样的代谢物谱,尤其是在脂质和特定黄酮类(如花青素、异黄酮)的含量上显著高于新鲜花茶汤(FCNT)和HAD茶汤(DCNT)。HAD茶汤(DCNT)则在某些核苷酸衍生物(如虫草素)等方面有优势。
3.6. 不同干燥方法对CN花茶汤挥发性成分的影响
香气分析得到了与干花阶段不完全一致的结论。VFD茶汤(FDCNT)中鉴定出的关键呈香物质(相对气味活度值 rOAV > 1)数量最多(171种),超越了FCNT(157种)和DCNT(149种)。在97种具有区分度的差异香气化合物中,有76种在FDCNT中表现出最高的rOAV值,这共同赋予了FDCNT更为复杂和独特的风味轮廓。相比之下,DCNT的挥发性谱则相对简单。
综上所述,该研究系统比较了HAD和VFD对金花茶花及其茶汤品质的差异化影响。对于花材本身,VFD在保持形态、保留关键抗氧化成分(黄酮、多酚、脂质)方面表现更优;而HAD则激活了胁迫代谢途径。对于最终的饮用产品——茶汤而言,VFD制备的茶汤在非挥发性代谢物的多样性和关键香气化合物的复杂性方面均占据优势,提供了更丰富的营养潜力和更独特的风味体验。研究强调,评估干燥方法时需综合考量花材和茶汤两方面的结果。总体而言,真空冷冻干燥(VFD)被认为是同时保留金花茶营养与感官属性的优选方法。这项发表于《Food Chemistry: X》的研究,为金花茶乃至其他高价值食用花卉的精细化加工提供了重要的代谢组学证据和实践指导。
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