《LWT》：Insights into the mechanism of different withering methods on flavor formation of black tea based on UPLC-MS/MS, GC-MS and OAV analyses
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本研究聚焦夏秋红茶风味品质提升难题，探讨了传统静态萎凋的局限性。研究人员创新性地将红光萎凋、摇青萎凋及其联合（RS）处理应用于红茶加工，通过整合UPLC-MS/MS、GC-MS及OAV分析等多维技术，系统揭示了不同萎凋方式如何通过重塑氨基酸、类胡萝卜素、脂质等代谢通路，协同促进关键花香、果味香气化合物（如trans-β-ionone、苯乙醛、苯乙醇）的生成与富集，从而改善滋味与香气的内在机理，为优化夏秋茶加工工艺提供了理论支持。
红茶，作为全球茶贸易的重要成员，以其浓郁的风味和天然的蜜甜花香而备受珍视。然而，其品质的塑造并非易事，其中，萎凋作为红茶加工的初始阶段，是影响茶叶内部物质转化和最终风味形成的关键步骤。传统的室内静态萎凋方法存在耗时耗力、效率低下，且香气前体物质积累有限等局限。如何突破传统工艺的瓶颈，有效提升红茶，尤其是常被认为滋味、香气逊于春茶的夏秋茶的品质，成为茶叶加工领域亟待解决的问题。近年来，研究者们尝试在萎凋阶段引入多种调控手段，例如摇青和光照萎凋，以期改善红茶风味。摇青处理被证明能有效促进脂肪酸、类胡萝卜素和萜类代谢，从而增加关键香气物质；而红光照射则能调控茶树光感受器信号通路，促进氨基酸、可溶性糖和类胡萝卜素等香气前体的生成。然而，关于红光与摇青这两种技术联合应用的效果及其背后的协同代谢机制，此前的研究尚不充分。为了系统阐明不同萎凋方法如何塑造红茶风味，并探索最优的工艺组合，海南大学食品科学与工程学院的胡一博、谢昌益、王明泽等研究人员展开了一项深入研究，其成果发表在食品科学领域知名期刊《LWT - Food Science and Technology》上。
为了开展这项研究，研究人员以海南大叶种夏秋茶鲜叶为原料，设置了四种处理：常规室内静态萎凋（CK）、红光萎凋（RW）、摇青萎凋（SW）以及红光联合摇青萎凋（RS）。所有处理在达到相近含水量后进行一致的揉捻、发酵和干燥，制成红茶样品。研究采用了多种关键技术方法：首先，通过测定茶多酚、氨基酸、可溶性糖等理化成分评估基本品质；其次，组织专业品评员进行感官审评；第三，运用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）进行非靶向代谢组学分析，全面检测并比较不同处理下茶叶中代谢物的差异；第四，利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术（HS-SPME/GC-MS）分析挥发性香气成分；最后，结合气味活度值（OAV）计算，筛选出对整体香气贡献显著的关键活性化合物。海南白沙茶园提供了本研究所用的茶树鲜叶样本。
3.1. 不同加工方法对红茶成分的影响
研究结果显示，所有萎凋处理（RW、SW、RS）均降低了茶多酚含量，而RS处理展现出最高的氨基酸（2.04%）和可溶性糖（3.51%）含量。酯型儿茶素和咖啡因含量在RW和SW处理后均有不同程度下降，尤其是RS处理的咖啡因含量最低（5.36），这有助于减少茶汤的苦涩味。总体而言，红光和摇青萎凋均有助于降低苦涩味，同时增强滋味的丰富度。
3.2. 不同加工方法对红茶感官评价的影响
感官评价表明，RS处理获得了最高的综合评分（92.05）。在香气方面，CK具有焦糖甜香和轻微烟熏味，而三个处理组（RW、SW、RS）均呈现出显著的花香和果香特征，其中RS的花香最为浓郁复杂。在滋味上，处理后的茶汤口感更醇和、甜润。RS处理展现了最佳的总体感官品质。
3.3. 非靶向代谢组学测定
通过UPLC-MS/MS共检测到2124种代谢物。主成分分析（PCA）显示，不同处理组的样本明显分离，表明处理显著改变了红茶的代谢物谱。差异代谢物（DMs）分析发现，与CK相比，RW、SW、RS分别显著改变了89、154和191种化合物。KEGG富集分析表明，这些差异代谢物主要参与了氨基酸代谢、脂质代谢（如甘油磷脂代谢、α-亚麻酸代谢）等通路。
a). 氨基酸代谢：红光萎凋促进了如谷氨酰胺、天冬酰胺等鲜味氨基酸的积累。摇青处理加速了细胞结构破坏，促进了氨基酸和肽类的重构。RS处理则显著上调了包含谷氨酰基和苯丙氨酸的多肽化合物，这些物质被认为是增强红茶鲜味感知的关键。
b). 脂质代谢：在RW、SW和RS处理下，多种脂质代谢物（如溶血磷脂酰胆碱LPC、磷脂酰肌醇LPI）被上调，相关的甘油磷脂代谢和α-亚麻酸代谢通路显著富集。多不饱和脂肪酸（如α-亚麻酸）在应激条件下可作为氧合脂质生物合成的来源，进而产生挥发性脂肪醇、醛和酯，形成重要的香气前体。
3.4. GC-MS分析
共鉴定出71种挥发性化合物。偏最小二乘判别分析（PLS-DA）显示不同处理的红茶样品在挥发性成分上区分明显。RS处理中醇类物质含量最高。通过变量重要性投影（VIP）值筛选出20种关键的香气活性物质，包括反式-β-紫罗兰酮、芳樟醇、苯乙醛、苯乙醇等。热图分析表明，SW和RS处理比CK含有更高水平的反式-β-紫罗兰酮、芳樟醇和苯乙醇。
3.5. 潜在关键化合物的OAV分析
通过计算气味活度值（OAV），确定了9种对红茶整体香气贡献显著的关键化合物（OAV > 1）。其中，反式-β-紫罗兰酮的OAV值最高（151.74-263.51），赋予红茶花香、木质和紫罗兰样香气。β-大马士酮、芳樟醇、苯乙醛和苯乙醇等也表现出较高的OAV值。在三种处理中，壬醛和β-环柠檬醛等物质的OAV值从CK的小于1变为大于1，说明处理激活了这些物质的香气贡献，为茶汤增添了清新的柑橘类和青草植物香。
3.6. 芳香化合物形成机制分析
不同萎凋方法通过协同调控多种代谢过程，促进特征性香气化合物的形成与积累：
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脂肪氧化途径：红光照射可能增强了脂氧合酶（LOX）活性，而摇青促进了细胞破裂和脂质氧化。二者均能促进来自C18不饱和脂肪酸（亚油酸和α-亚麻酸）氧化裂解的挥发性产物（如1-辛烯-3-醇、壬醛）的生成，赋予红茶醇厚的果香和奶油香气。
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氨基酸降解途径：红光萎凋可能通过调节斯特雷克降解和氰基氨基酸代谢途径，促进苯乙醛的生成。摇青则通过促进蛋白质降解，增加游离氨基酸水平，为氨基酸衍生挥发物（AADVs）的形成提供了丰富前体。RS处理显示红光和摇青在促进氨基酸降解、增强苯乙醛形成方面具有协同效应。
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萜类与类胡萝卜素代谢途径：红光照射能显著促进萜类化合物的生物合成，增强萜类合酶（TPS）活性，并提高糖苷结合芳香前体的水解，从而增加芳樟醇等游离芳香化合物。摇青引起的机械损伤能激活挥发性萜类物质的合成。在RS处理中，反式-β-紫罗兰酮的含量高于单一的RW或SW处理，表明红光和摇青在促进β-胡萝卜素裂解为β-紫罗兰酮方面存在潜在的协同效应，其积累速率超过了后续的氧化降解速率。
本研究得出结论，红光萎凋（RW）主要与氨基酸、脂质等风味前体物质的积累相关，而摇青萎凋（SW）则促进了这些前体物质向香气活性化合物的酶促转化。在红光联合摇青萎凋（RS）处理下，与花香、果味相关的化合物（如反式-β-紫罗兰酮、β-大马士酮、芳樟醇、苯乙醛和苯乙醇）表现出更高的相对含量和多样性，从而产生了比单一处理更复杂的香气和更浓郁的花果香特征。这些变化与非挥发性途径中氨基酸、类胡萝卜素和脂质代谢的调控相一致。因此，RS处理展现出了协同效应，增强了香气的复杂性和整体风味品质。该研究阐明了萎凋过程通过调控关键代谢通路影响红茶风味形成的机制，为通过优化萎凋工艺来提升夏秋红茶品质提供了重要的理论依据。本研究主要依赖于GC-MS的半定量分析进行相对比较，未来研究可采用全定量方法进一步深入探究对气味有影响的化合物。
