基于修饰代谢组学的绿茶中糖苷类品质成分研究

Glycosidic constituents are considered as key tastants and aroma precursors in tea infusion. However, because of the limitation in the current analytical methods, only a small number of abundant glycosidic constituents are discovered and identified. The structural identifications and the flavors of the vast number of middle- and low-abundant glycosidic constituents were rarely concerned. In our previous study, we preliminarily established a novel glycosylation-specific metabolomics method based on a UPLC Q-TOF/MS instrument, which presented a remarkable advantage in the determinations of glycosidic constituents. More than 400 compounds were tentatively assigned as glucosides, galactosides, rhamnosides, rutinosides and primeverosides. Based on this previous study, therefore, we are ready to complete the establishment of glycosylation-specific metabolomics method, and apply it to the comprehensive analysis and identification of glycosidic constituents in green tea. Further verifications of aroma precursors will be performed on the glycosides of volatile constituent, while the determinations of tastes, thresholds, and taste activity values (TAVs) will be performed on the glycosides of non-volatile constituent. This study has great hopes to discover novel flavor constituents and to illuminate the flavor quality of glycosidic constituents, and will offers new ideas for the improvement of the flavor of green tea, which has important theoretical significance and application value.

茶叶糖苷类成分是茶汤的关键滋味成分和香气前体物质。然而受以往分析手段的限制，茶叶中只有小部分含量较高的糖苷类成分被发现与鉴定，大量的中低含量的糖苷类成分及其对茶叶香气和滋味品质的贡献并未得到研究。我们前期研究中已经初步建立了基于UPLC Q-TOF/MS的糖基化修饰代谢组学新方法，在茶叶糖苷类成分的检测方面显示出明显的优越性，发现了超过400种化合物可能为葡萄糖苷、半乳糖苷、鼠李糖苷、芸香糖苷和樱草糖苷类成分。因此，本研究拟在前期工作的基础上，进一步完善茶叶糖基化修饰代谢组学新方法，分析并鉴定绿茶中主要的糖苷类成分；对于挥发性成分的糖苷结合物，鉴定其是否为绿茶香气前体物质；对于非挥发性成分的糖苷结合物，研究其呈味特性、味觉阈值及滋味活性值。本研究有望发现绿茶中新的糖苷类品质成分，并阐明其对绿茶香气和滋味品质的贡献，可为今后改善和提高绿茶品质提供新思路，具有重要的理论意义和实际应用价值。

生物修饰普遍存在于DNA、RNA、蛋白质以及代谢物层面，如茶树植物体内存在大量的糖基化、甲基化、乙酰化、没食子酰化等修饰。糖基化修饰形成的糖苷类化合物是茶叶中黄酮类、花青素类、醇类等化合物的主要存在形式，是茶汤的重要呈味成分和香气前体物质，但是目前缺乏茶叶中糖苷类成分的特异性分析方法。本项目主要致力于建立茶叶糖基化修饰代谢组学新方法，系统分析并鉴定绿茶中主要的糖苷类成分，并阐明糖苷类成分对于绿茶香气和滋味品质的贡献。主要研究结果有：（1）建立了一种茶叶糖基化修饰代谢组学分析新方法，在绿茶样品中可同时检测到202个糖苷类成分，包括120个葡萄糖苷化/半乳糖苷化，38个鼠李糖苷化，21芸香糖苷化和23个樱草糖苷化的化合物，共结构鉴定了其中101个糖苷类化合物，其中40个为茶叶中未报道过的糖苷类新化合物；（2）采用上述建立的茶叶糖基化修饰代谢组学分析新方法对18个茶树品种春季茶叶中的黄酮醇糖苷类成分进行分析，发现涩味的黄酮糖苷与茶树品种适制性相关，对于相同黄酮苷元，绿茶适制品种具有较高的半乳糖苷化修饰水平，红绿兼制品种具有较高的葡萄糖苷化修饰水平，茶叶中的山奈酚-3-葡萄糖苷含量和山奈酚-3-葡萄糖苷/山奈酚-3-半乳糖苷比值具有作为绿茶适制性品种和红绿兼制品种判别指标的潜力；（3）绿茶加工过程中，发现了17种香气糖苷类化合物在绿茶杀青过程中含量明显增加，而相对应的香气成分显著降低，经模拟实验证实绿茶中的香气糖苷由杀青过程中香气与可溶性糖酶促合成；（4）在绿茶加工过程样品中，发现并结构鉴定了一种名为N-(1-deoxy-1-fructosyl) theanine的Amadori化合物，主要在绿茶的干燥阶段由茶氨酸与葡萄糖反应形成，在加热条件下可分解产生35种杂环类香气成分（包括14个吡嗪类、5个呋喃类、5个吡咯类、2个吡啶类、3个嘧啶类, 3个咪唑类, 和3个醛类化合物），对于绿茶的坚果香、烘烤香、焦糖香具有重要贡献，该结果证明了N-(1-deoxy-D-fructos-1-yl) theanine是美拉德反应形成绿茶杂环类香气成分的一个重要中间产物。