《Food Research International》：Metabolomic insights into the quality of purple-leaf black tea: Impact of purple pigmentation on aroma, flavor, and bioactive compounds
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本研究对比紫叶黑茶（FoShou、DaYeLong、ZiJuan）与绿叶黑茶（ZhuYeQi）的品质差异，通过感官评价、代谢组学及分子对接分析，发现紫叶茶具有更深的橙红色茶汤、复杂花果香气及更甜的口感，其中ZiJuan综合评分最高。代谢分析鉴定出200种非挥发性代谢物，包括影响风味的谷氨酸、茶黄素及黄酮苷；GC-MS检测到169种挥发性代谢物，以萜烯、酯类和烷烃为主。OAV和剂量阈值分析表明β-离子酮、柠檬烯和geraniol是主要芳香贡献者。分子对接证实茶黄素与谷氨酸受体结合，δ-卡达烯与嗅觉受体结合。研究结果为紫叶黑茶品质优化及数字化感官评价提供理论依据。
胡峰|马建平|吴敏辉|刘瑞华|吴瑶|刘坤兰|周艳华|郑玉成|梁青昭|金珊|张波|王飞权
福建高等教育的茶叶与食品科学学院/茶叶工程研究中心/武夷大学茶叶科学研究所，中国武夷山市354300
摘要
本研究通过感官评价、电子感官分析、靶向代谢组学、剂量超过阈值（DOT）分析、挥发性代谢组学、气味活性值（OAV）分析和分子对接技术，探讨了紫叶红茶（福寿、大叶龙、紫娟）与绿叶红茶（珠叶奇）之间的品质差异。紫叶红茶具有更深的橙色汤色、复杂的花果香气以及更清新、更甜的口感，其中紫娟的综合评分最高。靶向代谢组学鉴定出200种非挥发性代谢物（NVMs），DOT分析突出了谷氨酸、茶黄素和黄酮苷等与口感相关的关键化合物。GC–MS检测到169种挥发性代谢物（VMs），其中萜类、酯类和烷烃是主要成分。OAV和相关性分析表明β-离子酮、芳樟醇和香叶醇是木质-花香香气的主要贡献者。分子对接结果显示茶黄素与鲜味受体有较强的结合能力，而δ-卡丁烯对嗅觉受体具有亲和力。这些发现为紫叶红茶的品质特性提供了分子层面的见解，对未来的优化和数字化感官评价具有指导意义。
引言
茶叶（Camellia sinensis (L.) O. Kuntze）是全球消费最广泛的非酒精饮料之一，因其多样的香气和风味而备受推崇（Pinto, 2013; Li et al., 2024）。在中国，茶叶的种植历史已超过3000年，具有丰富的遗传多样性（Chen et al., 2023, Chen et al., 2023）。在各种茶叶品种中，紫叶茶因其独特的生化成分而受到越来越多的关注，尤其是其高含量的黄酮类、酚酸和单宁等次生代谢物，这些成分影响了叶片的色素沉着（Koes et al., 2005; Shi et al., 2021）。值得注意的是，紫叶茶中的花青素含量高于绿叶茶，这与其特有的紫色表型密切相关（Sun et al., 2016; Wei et al., 2016）。近年来，紫叶红茶作为一种高端产品出现在市场上，这归功于其独特的风味特征（Zhou et al., 2017, Zhou, Chen, Lee, Li and Sun, 2017）。
叶片的紫化程度由其内在的代谢组成决定，显著影响香气和口感等感官属性。与绿叶茶相比，紫叶茶通常含有较低的咖啡因含量，但黄酮类化合物和抗氧化能力相似（Kerio et al., 2013）。了解紫叶茶品质差异的代谢组学基础对于品种选择和质量提升至关重要。为了系统研究叶片紫化对茶叶品质的影响，选择了四种具有代表性的茶叶品种：三种紫叶茶——“Camellia sinensis (L.) O. Kuntze ‘福寿’（FS）”、“Camellia sinensis (L.) O. Kuntze ‘大叶龙’（DYL）”、“Camellia sinensis var. assamica (Masters) Kitamura ‘紫娟’（ZJ）”以及一种绿叶茶——“Camellia sinensis (L.) O. Kuntze ‘珠叶奇’（ZYQ）”。ZYQ是一种来自湖南省安化地区的绿叶茶品种，被认定为国家级优良品种（Chen et al., 2024）。FS是一种著名的福建品种，既有绿芽型也有红芽型，其中红芽型是主要的商业品种（Guo et al., 2019）。DYL源自江西省宁州地区的自然突变体，具有明显的紫色春芽（Xu et al., 2002）。ZJ来自云南大叶茶群体，叶片呈深紫色（Chen et al., 2024）。这些品种的叶片颜色从绿色（ZYQ）逐渐变为浅紫色（FS）、深紫色（DYL）直至完全紫色（ZJ），为研究紫化与茶叶品质之间的关系提供了理想的材料。先前的研究表明，在紫叶茶材料中，花青素、类胡萝卜素和黄酮类途径的关键基因上调（An et al., 2025; Shi et al., 2023），这构成了它们独特颜色和风味特征的分子基础。与其他茶叶加工类型相比，紫叶红茶在香气和口感方面具有独特的协同优势。在红茶发酵过程中，类胡萝卜素的降解程度高于绿茶，丰富了香气；同时发酵过程减轻了花青素引起的收敛性，使口感更加柔和。与白茶相比，紫叶红茶的加工时间较短，甜度更高，商业潜力更大。然而，其花青素的保留率（30–40%）低于绿茶（60–70%），且发酵过程中儿茶素（如EGCG）减少了约40–50%，导致抗氧化活性降低（Shi et al., 2023）。目前，关于不同紫叶茶材料加工适用性的研究仍然有限。基于我们长期对独特茶叶资源的研究（Wang et al., 2025），本研究重点关注‘福寿’、‘大叶龙’和‘紫娟’等代表性紫叶品种，系统探讨它们在红茶加工过程中的特征性香气和风味化合物。这些发现旨在阐明不同紫化程度茶叶的品质形成机制，并为紫叶红茶的加工优化和质量提升提供理论和实践指导。
定量代谢物分析结合感官评价为茶叶品质的形成提供了重要见解。气味活性值（OAV）和剂量超过阈值（DOT）等参数分别量化了挥发性代谢物（VMs）和非挥发性代谢物（NVMs）对香气和口感的贡献，其中OAV或DOT ≥1的化合物被视为关键的感觉贡献者（Wang et al., 2024; Yu et al., 2014; Zhu et al., 2021）。分子对接进一步阐明了风味分子与味觉受体之间的相互作用（Morris & Corte, 2021），例如T1R2/T1R3对甜味的贡献，T1R1/T1R3对鲜味的贡献，以及T2R14对苦味的贡献（Park et al., 2019; Tokmakova et al., 2023; Taruno & Gordon, 2023）。在茶叶冲泡评估中，强度、浓度和清爽度等属性代表了与有机酸、多酚、氨基酸和挥发性化合物相关的不同感官维度（Mueller et al., 2016; Dalvi-Isfahan et al., 2016）。为了明确叶片紫化对红茶品质的影响，本研究系统比较了三种紫叶茶品种（‘福寿’、‘大叶龙’、‘紫娟’）和一种绿叶茶品种（‘珠叶奇’）的感官特性和代谢组学特征。通过整合感官分析与挥发性和非挥发性代谢组学，我们旨在揭示决定香气、口感和生物活性特性的关键代谢物和受体相互作用，为紫叶茶的高价值利用和质量提升提供理论基础。
样品制备
样品制备
所有红茶样品均产自武夷大学实验站（中国福建省武夷山市）。从四种茶叶品种（ZYQ、FS、DYL、ZJ）中采集了新鲜叶片（一个芽和两片叶子），这些品种采用统一的田间管理措施。新鲜叶片经过萎凋、揉捻、发酵和干燥四个标准工序制成成品茶。关于茶叶生长条件和样品制备参数的详细信息...
不同红茶品种的感官评价
四种红茶的感官评价结果见表S2。评分比例依据GB23776-2018标准：外形25%、汤色10%、香气25%、口感30%、叶片10%。这些比例用于计算每个项目的总分。结果表明，ZJ的总分最高，整体品质最佳，优于ZYQ。FS和DYL的总分均低于ZYQ。
结论
本研究通过感官评价、电子感官工具、靶向代谢组学、DOT分析、GC–MS、OAV分析和分子对接技术，比较了紫叶红茶（FS、DYL、ZJ）与绿叶红茶（ZYQ）之间的品质差异，以阐明口感和香气差异的分子基础。感官评价显示，紫叶红茶（FS、DYL、ZJ）具有更深的橙色汤色、更复杂的花果香气以及更清新、更甜的口感。
CRediT作者贡献声明
胡峰：撰写——初稿、方法论、数据分析、概念构思。
马建平：撰写——初稿、数据可视化、软件应用、数据分析。
吴敏辉：方法论、实验设计。
刘瑞华：方法论、实验设计。
吴瑶：数据分析。
刘坤兰：方法论。
周艳华：实验设计。
郑玉成：数据管理。
梁青昭：数据分析。
金珊：数据管理。
张波：资源获取、项目协调。
王飞权：撰写——审稿与编辑。
未引用参考文献
Da Silva Pinto, 2013
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了南平市科技计划项目（N2024Z007, N2023T028）、中国乌龙茶产业协同创新中心开放基金（2025W01）、福建省高校-产业-科研联合创新项目（2023N5013）、武夷大学科研基金（2024-WHFW-011, 2021L3058, YJ202112, 2018N2004）的支持。
