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杨子银研究团队解析乌龙茶加工过程中香气的酶促形成机制

2020-12-09 07:11:07

中国是较早发现和利用茶树(Camellia sinensis)的国家,至今已有数千年历史。经过不断地变化,形成当前的六大茶类。六大茶类主要根据茶叶加工方式的不同划分为绿茶、白茶、乌龙茶、红茶、黄茶和黑茶。其中,乌龙茶,亦称青茶,是六大茶类中较有中国特色的茶叶品类。在这六大茶类中,乌龙茶的香气特征丰富,是该类茶较为关注的品质特性。因此,乌龙茶香气的研究一直是茶叶研究领域的热点。
近年来,中国科学院华南植物园杨子银研究团队系统解析了乌龙茶加工过程中香气的酶促形成机制。茶叶中含有较多香气糖苷体,香气糖苷体的酶水解在早期被认为是茶叶加工过程中游离态香气形成的主要来源之一。研究团队探索了香气糖苷体酶水解是否参与乌龙茶香气的酶促形成,研究发现在乌龙茶加工过程的具酶活阶段,不存在糖苷水解酶和香气糖苷体接触并发生酶促水解反应,因此乌龙茶香气的酶促形成并非主要来自于香气糖苷体的酶水解(Gui等,2015)。为了进一步探索乌龙茶香气的酶促形成,华南植物园博士曾兰亭研究了乌龙茶香气的酶促形成与胁迫的关联性。与其他茶类相比,乌龙茶的加工过程保持细胞活体状态时间较长,且存在多种胁迫因子,如采摘造成的损伤,萎凋造成的干旱、热和UV辐射,以及做青过程造成的连续损伤等。因此,乌龙茶是研究茶叶香气响应非生物胁迫的采后生物学基础理论较好的材料(图1)。
图1.茶叶加工与胁迫因子(参考Zeng等,2019a)
图2.采前和采后阶段胁迫因子诱导乌龙茶香气酶促形成的机制
通过筛选各类胁迫因子,发现在乌龙茶加工过程中,损伤和低温胁迫是诱导茶叶香气酶促形成的关键胁迫因子。乌龙茶加工过程中做青阶段的连续损伤可诱导来自不同生物合成路径的香气物质如吲哚、茉莉内酯以及(E)-橙花叔醇的合成关键基因CsTSB2、CsLOX1、CsNES表达水平的升高,进而促使这些香气物质的蓄积。此外,低温和损伤双胁迫对这些香气物质的合成具有显着的协同效应,其主要原因是低温和损伤双胁迫共同作用可显着提高茶叶香气形成的上游信号物质茉莉酸的含量及其合成基因和关键转录因子CsMYC2的表达水平(曾兰亭,2018;Zeng等,2016,2017,2018,2019a,2019b;Zhou和Zeng等,2017)。研究表明乌龙茶加工过程中香气的酶促形成主要与胁迫响应相关。
基于前人的研究报道和研究团队相关工作的积累,研究团队在Trends in Food Science&Technology(《食品科技动态》)上在线发表了综述论文。
青茶类〈乌龙茶〉加工过程的化学变化与品质形成
乌龙茶属半发酵茶,其加工过程中,多酚类的氧化,相关色素形成为发酵特征的化学反应被控制在鲜叶局部与一定变化范围内进行而形成“绿叶镶红边”褐色金黄明亮等品质特征。
乌龙茶的制作要有茶树品种的适制性,鲜叶的化学性状主要是水浸生物含40%左右,多酚类25%左右,儿茶素,氨基酸,蛋白质适中,总糖量,醚浸生物丰富。
一、乌龙茶成茶品质的化学基础
乌龙茶的品质成份种类介乎绿茶,红茶之间,由于含量和组成上的差异,品质综合表现有所不同。
茶的香气是300种以上的香气化学成份,含量比例不同的综合表现,乌龙茶品种的香气的化学分子结构为①脂质降解产物,如脂肪酸,低级醇,低级醛类。②偶联氧化产物,如B‐紫罗酮,二氢海葵内脂。③糖苷水解产物,如香叶醇,芳樟醇及其氧化物通过加工工艺热学,光学,机械学,温度时间,光学作用,香气成分表现出橙花叔醇,茉莉内脂,吲哚等香型成份含量较高的特性通过着重反复烘培形成的呲类,呲咯嗉类,呲喃类含量较高的香型,不同的品种,工艺,形成乌龙茶各个品牌特殊的色、香、味独特的加工香,品种香。
二、乌龙茶加工过程的变化
(一)茶多酚类的变化:多酚类酶促氧化,物质水解,脂质降解,叶绿素破坏及由多酚类氧化引发的一系列次生反应。
原料和工艺的不同决定了乌龙茶丰富独特的品质。
(二)芳香物质的变化:重要条件和显着特点是:适当的品种和成熟的鲜叶,芳香物质丰富,嫩茎中的内含物丰富通过做青“走水”输送至叶细胞增进香气的形成。做青,晒青作业促进萜烯糖苷的水解和香气的释放,香气化学组成得到改进。
(三)叶绿素的变化
色素和滋味物质在乌龙茶的制作过程的化学变化,是多酚类部分氧化,茶黄素,茶红素和茶褐素的适量形成。
叶绿素,可溶性粉,氨基酸等化合物的转化也十分重要,从晒青到杀青是酶性构成阶段,从杀青到成品茶工序是非酶性构成阶段,茶叶在干燥阶段热构成的芬香化合物总量大于做青阶段酶性构成总量,上述结果表证:花(清)香型茶,以橙花叔醇为主导成分,浓密香型茶以3.7—二甲荃—1.5.7—辛三烯—3—醇为主导成分,而芳樟醇,香叶醇及其醇类氧化物等多种成分起协调作用。
来源:卧云枕月茶工坊华南植物园
转载:贤集网-若南

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