《食品科学》：中国农业科学院戴伟东研究员等：基于代谢组学的绿茶热加工过程中化学成分变化规律解析

绿茶是中国生产的主要茶类，具有抗氧化、抗癌、抗菌消炎、抗辐射、改善血液流动、预防心血管疾病等功效。 茶叶的加工过程涉及多种热加工工艺，传统绿茶由鲜叶经过摊放-杀青-揉捻-干燥等工艺加工而成，其中杀青和干燥是绿茶加工的关键热加工工艺，儿茶素、茶氨酸、可溶性糖等化学成分性质较为活泼，在茶叶热加工过程中变化明显，对于茶叶最终风味品质的形成具有重要贡献。

中国农业科学院茶叶研究所的于帅、戴伟东*，浙江省疾病预防控制中心的胡争艳*等人 采用基于超高效液相色谱-四极杆轨道阱质谱（UPLC-Q-Exactive/MS）的代谢组学分析方法对绿茶杀青、干燥与焙火过程样品进行系统分析，阐明绿茶热加工过程中主要内含成分的变化规律，为进一步提升绿茶品质提供理论参考。

1 不同品种绿茶加工过程样内含成分分析

选取‘白叶1号’‘中黄1号’‘龙井43’3 个茶树品种鲜叶原料，经UPLC-Q-Exactive/MS对茶叶样品进行代谢组学分析后，与前期研究结果进行化合物比对，在绿茶鲜叶样、摊放样、杀青样、揉捻样、足火干燥样、焙火样中鉴定出125 种化合物，分为12 类化合物，其中黄烷醇类10 种、二聚儿茶素类14 种、黄酮醇-

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为评价不同品种茶树鲜叶化学成分的差异，将得到的化合物离子导入SIMCA-P 14.1软件进行PLS-DA分析，如图1所示，‘白叶1号’‘中黄1号’与‘龙井43’品种茶树鲜叶分别在第1主成分与第2主成分上具有显著的分离趋势，该结果表明‘白叶1号’‘中黄1号’与‘龙井43’鲜叶的化学成分存在显著差异。变量重要性投影（VIP）表示PLS-DA模型中每个化合物对差异作出的贡献值，VIP值越大，说明对PLS-DA模型的分类贡献越大，即该化合物在不同品种茶树鲜叶中含量存在较大差异，其中VIP＞1的差异化合物共计94 种。

如图2所示，3 个品种茶树鲜叶中，每个品种之间氨基酸组分含量有所差异，缬氨酸在‘龙井43’茶树鲜叶中含量较低，

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2 绿茶加工过程中主要内含成分变化规律

2.1绿茶加工过程中主要内含成分组分变化

进一步对3 个品种绿茶加工过程样进行PLS-DA，结果如图3A所示，不同加工工艺有较好的分离趋势，其中鲜叶位于坐标轴右下侧，摊放样位于坐标轴右上侧，揉捻样、杀青样、干燥样位于坐标轴上方且与鲜叶样、摊放样、焙火样相隔较远。该结果表明，绿茶加工过程中化合物含量逐步发生变化。

通过单因素方差分析共筛选出114 种差异化合物（

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儿茶素类化合物是茶叶中主要的天然多酚类物质，也是最重要的黄烷醇类化合物，由图4可以看出，大部分儿茶素类和二聚儿茶素类化合物含量在绿茶杀青、干燥、焙火等热加工过程中呈现下降趋势。(

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2.2绿茶杀青过程中内含成分的变化规律

对3 个品种绿茶杀青样和摊放样进行PLS-DA，结果如图3B所示，得分图显示摊放样和杀青样有较好的分离趋势，这说明杀青样和摊放样的化合物含量和组成存在一定的差异。以VIP＞1且

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杀青是绿茶制作的第一道热加工工艺，鲜叶经过锅炒、高温加热，水分散失强烈且集中，水分汽化形成高温环境，彻底破坏酶活，防止多酚类物质继续发生氧化反应，促进绿茶品质形成。在杀青过程中内含成分相对含量的变化趋势可分为2 类：含量逐渐降低类（茶黄素、茶黄素-3-没食子酸酯、茶黄素-3 ’ -没食子酸酯、茶黄素-3,3 ’ -双没食子酸酯以及甘油单酯类化合物等）和含量逐渐升高类（天冬氨酸、缬氨酸、溶血磷脂酰胆碱（18:1）、溶血磷脂酰胆碱（18:3）、EPSF类以及牡荆素、异牡荆素、山柰酚-3-(6-乙酰基半乳糖苷)化合物等）。有研究表明杀青是绿茶加工过程中对脂类成分影响最大的工序，在本研究的3 个品种中，甘油单酯（18:3）在杀青过程中含量平均减少了48%，而溶血磷脂酰胆碱（18:1）、溶血磷脂酰胆碱（18:3）在杀青过程中含量明显上升，平均升高幅度分别为62%和311%（表2），脂类是茶叶香气的前体物质之一，可通过氧化和降解产生多种挥发性化合物，对茶叶香气产生一定影响；茶氨酸可以通过生物合成途径或发生Strecker降解转化为醛，然后通过自发环化生成1-乙基-5-羟基-2-吡咯烷酮，该产物与儿茶素类A环的C6或C8位结合后，最终形成6-

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2.3绿茶干燥过程中内含成分的变化规律

对3 个品种绿茶干燥样和揉捻样进行PLS-DA，结果如图3C所示，得分图显示干燥样和揉捻样有较好的分离趋势，这说明干燥样和揉捻样的化合物含量和组成存在一定的差异。同样采用VIP＞1且

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2.4绿焙火燥过程中内含成分的变化规律

对3 个品种绿茶干燥样和焙火样进行PLS-DA，结果如图3D所示，得分图显示干燥样和焙火样有较好的分离趋势，这说明干燥样和焙火样的化合物含量和组成存在一定的差异，表明传统绿茶加工工艺中加入焙火工序，茶叶内含成分仍可以进一步转化。采用VIP＞1且

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在高火功绿茶加工过程中，包含杀青、干燥与焙火等热加工工艺，主要内含成分（儿茶素、茶氨酸、可溶性糖与游离香气成分等）化学性质活泼，在热加工过程中，涉及各种热化学反应，其组成和含量明显变化。热加工过程中发生的变化幅度最大的主要化学反应总结如图6所示，在杀青过程中，游离香气成分与可溶性糖发生酶促反应，其产物香气糖苷类化合物含量明显上升；在干燥过程中，葡萄糖与茶氨酸发生热反应生成

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结论

本研究采用基于UPLC-Q-Exactive/MS的代谢组学分析方法，探究高火功绿茶热加工过程中主要内含成分的变化规律。结果表明，该方法可较为全面、准确地检测茶叶中主要代谢产物，共鉴定出125 种化合物，包括10 种黄烷醇类、14 种二聚儿茶素类、19 种黄酮醇-

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作者简介

通信作者：

戴伟东，中国农业科学院茶叶研究所研究员。现主要从事茶叶品质化学与健康功效研究；入选国家级青年人才计划；主持国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金（3项）、浙江省自然科学基金杰青项目；以第一或通信作者在 Journal of Agricultural and Food Chemistry、Food Chemistry、Analytical Chemistry等期刊共发表论文50余篇，被引2600余次；授权发明专利15 项；担任 Metabolites、Frontiers in Endocrinology等期刊编委和 Beverage Plant Research、《茶叶学报》等期刊青年编委；获省部级科技奖一等奖2 项。

第一作者：

于帅，中国农业科学院茶叶研究所学生。2017年9月至2021年6月就读于四川农业大学园艺学院，专业为茶学；2021年9月至2024年7月就读于中国农业科学院研究生院，研究方向为茶叶加工与品质调控。

本文 《基于代谢组学的绿茶热加工过程中化学成分变化规律解析》来源于《食品科学》2024年45卷第12期165-175页，作者：于帅，许继业，胡争艳，高健健，陈丹，谭俊峰，林智，戴伟东。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230910-074。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：王雨婷 ；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

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