通过色彩组学技术探索祁门红茶加工过程中颜色形成及其关键着色成分

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通过色彩组学技术探索祁门红茶加工过程中颜色形成及其关键着色成分

时间：2026年1月24日

来源：Food Research International

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黑茶加工过程中通过颜色组学方法鉴定出141种关键有色物质，揭示了茶黄素/茶红素形成与黄酮多苷降解两大核心途径，证实表没食子儿茶素没食子酸酯和表儿茶素没食子酸酯是色价形成的关键前体物质，并发现多酚氧化酶和过氧化物酶的协同氧化机制。

作者：龙飘飘、张梦雅、文明春、韩子生、张亮

单位：安徽省农业大学茶树种质创新与资源利用国家重点实验室，合肥230036，中国

摘要

红茶因其品质特性而受到广泛关注，尤其是其鲜红色的色泽。然而，其在加工过程中产生颜色的内在成分及其形成途径仍不明确。本研究通过颜色组学方法鉴定了141种关键物质，这些物质参与了两个主要途径：(i) 各种儿茶素氧化产物及其衍生物的形成，这些产物主要呈现红色，导致红色物质的积累；(ii) 酰基化和非酰基化黄酮多糖苷的降解，这些物质主要呈现淡黄色，导致黄色的丧失。表没食子儿茶素没食子酸酯和表儿茶素没食子酸酯是形成茶黄素、茶黄素苷、茶黄酸、茶黄酸酯、茶二苯并吡喃酮、茶阿辛宁、乌龙茶素及其羟基化和邻醌衍生物的关键前体，这一过程通过多酚氧化酶和过氧化物酶的氧化偶联（B

B环和B

D环）以及羟基化反应实现。这些氧化产物大多在揉捻过程中迅速形成，并参与了茶红素（TRs）的生成，从而促进了揉捻后红色色调的出现。此外，茶黄酸衍生物和茶二苯并吡喃酮衍生物的存在证实了没食子酸（GA）在红茶着色中的重要性。这些结果揭示了实际红茶中的着色物质及其在颜色形成、降解和茶红素生成中的作用。此外，氧化产物的含量减少以及干燥过程中茶红素的损失值得进一步研究。

引言

红茶因其独特的冲泡颜色、丰富的香气和醇厚的口感而成为最受欢迎的饮品之一。与非发酵或后发酵茶相比，红茶经过氧化过程（也称为发酵）后呈现出鲜艳的橙红色至红色（Zhou等人，2023年）。红茶的氧化过程主要由多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）驱动，这一过程导致新鲜茶叶中含有的前体发生复杂的化学转化，尤其是着色成分的积累。无色物质如黄烷-3-醇、氨基酸和单糖通过酶促氧化和非酶促反应转化为低分子量和复杂的聚合物，如茶黄素（TFs）、茶红素（TRs）、茶褐素（TBs）等，共同构成了红茶的冲泡颜色（Dong等人，2025年）。同时，新鲜茶叶中的内在色素，如叶绿素、β-胡萝卜素、黄酮苷和可水解单宁，在萎凋和氧化过程中由于内源酶的催化和多酚氧化过程中产生的活性氧（ROS）而发生降解或转化（Luo等人，2024年）。

氧化偶联被认为是红茶着色物质形成的关键途径，并已得到广泛研究（Bonnely等人，2003年；Hashiguchi等人，2023年）。从不同材料制成的红茶及模型反应中鉴定并纯化了多种儿茶素氧化产物及其衍生物（Tanaka等人，2005年）。为了揭示这些氧化产物的形成机制，还研究了儿茶素底物的组成和比例对其氧化产物及红茶颜色的影响（Stodt等人，2014年）。使用梨匀浆、漆酶和过氧化物酶的发酵模型以及电化学方法，对部分低分子量着色物质的发色团结构和形成途径进行了详细探讨，而实际红茶中的着色物质及其形成途径仍需进一步研究（Itoh等人，2017年；Matsuo等人，2015年；Verloop等人，2016b年；Yassin等人，2015年）。

代谢组学和相关性分析被广泛用于确定各种植物和作物中的着色成分（Feng等人，2022年；Kang等人，2024年；Pan等人，2024年）。然而，传统的代谢组学分析主要关注着色相关化合物（如无色有机酸），而非着色成分本身（Wang等人，2022年；Xie等人，2025年）。在非靶向代谢组学研究中，变量的重要性投影（VIP）值始终受其含量的影响，即使经过缩放处理，含量较高的变量通常仍具有较高的VIP值。由于这一原因及多重共线性，许多无色化合物被错误地认定为关键着色相关化合物，导致假阳性结果（Long等人，2024a年）。

最近，颜色组学方法被证明能够通过同时分析代谢物和可见光区域的吸收光谱来发现着色成分并评估其颜色特性（Long等人，2025年）。这种方法可以在多变量统计分析前有效过滤无色变量，并确定关键着色成分。因此，本研究的目的是利用新开发的颜色组学方法全面探讨红茶加工过程中的关键着色化合物，并解释其颜色变化。本研究通过颜色组学方法全面分析了红茶在360纳米处的吸收化合物，同时收集了它们的吸收值和强度以评估其着色能力，还探讨了红茶加工过程中着色成分的形成途径。