摇晃有助于风味成分的积累，从而提升春黑茶的感官品质

时间：2026年3月15日

来源：Food Chemistry

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本研究系统探究了震动处理对黑茶加工过程中非挥发性及挥发性代谢物的动态变化影响，并确定其对最终茶品质的影响。通过LC-MS、GC-MS和HS-SPME-GC-MS分析，发现震动显著改变脂类、氨基酸和咖啡因代谢途径，差异代谢物包括茶多酚、咖啡因及272种挥发性成分，其中γ-内酯和苯甲酸酯类提升花果香气和甜味，使成品茶滋味更佳、色泽更明亮，为加工工艺优化提供理论依据。

方传燕|尤瑞|龚艺云|黄萍|黄帆|高婉君|叶先林|叶玉龙

四川省农业科学院农产品质量标准与检测技术研究所，中国成都610066

摘要

本研究旨在系统探讨摇动处理对红茶加工过程中非挥发性及挥发性代谢物动态变化的影响，并确定其对最终茶叶品质的影响。我们使用LC-MS、GC–MS和HS-SPME-GC–MS技术比较了传统加工方法与结合摇动处理的加工方法。摇动处理引发了显著的代谢变化，共鉴定出3780种（LC-MS）和129种（GC–MS）差异性非挥发性代谢物，这些代谢物主要涉及亚油酸代谢、氨基酸代谢和咖啡因代谢。在成品摇动红茶（SBT）中，关键风味成分如茶黄素和山柰酚-3- Sophorotrioside的含量显著增加，这与更明亮的冲泡颜色和更优的感官评分相关。在挥发性化合物方面，鉴定出272种差异性代谢物，SBT中的酯类、内酯类和醛类物质含量升高。这些变化增强了SBT的甜味、果香和花香。研究表明，摇动处理优化了与风味相关的代谢物，为红茶加工提供了理论依据。

引言

红茶是全球最受欢迎的饮品之一，拥有庞大的消费者群体和悠久的历史（Luo, Luo, Zhao, Wang, & Luo, 2024）。它占全球茶叶消费量的约75%（Zhang et al., 2019）。红茶富含多种非挥发性及挥发性代谢物，这些代谢物与茶叶的品质和健康益处密切相关（Yang et al., 2024）。风味和香气是评估茶叶品质的关键因素（Wei et al., 2025）。非挥发性代谢物主要影响茶叶的风味。例如，多酚作为氧化产物，对茶叶的鲜爽度、收敛性和色泽至关重要（Zhuang et al., 2020）。茶黄素赋予茶叶明亮的颜色和鲜爽的风味，而茶红素则赋予茶叶更深层次的色泽和更丰富的口感，但过量会导致苦味（Dong et al., 2018）。氨基酸，尤其是茶氨酸，是赋予茶叶鲜味的主要成分，并能提升整体甜度感知（Mu, Zhang, & Jiang, 2015）。咖啡因赋予茶叶特有的苦味和鲜爽感，同时与多酚相互作用，影响整体风味平衡（Tang et al., 2023）。可溶性糖类（如蔗糖、葡萄糖和果糖）提供基本的甜味，平衡苦味和收敛性（Li et al., 2025）。挥发性代谢物主要影响茶叶的香气。萜类化合物常带有花香（玫瑰、柑橘花）和甜味特征，是茶叶“香气”的关键成分（Wei et al., 2025）。酯类赋予茶叶果香（柑橘、桃子、苹果）和花香（Lu et al., 2024）。醛类根据具体化合物的不同，可带来清新、草本或坚果香气（Zhao, Cheng, Xu, & Wang, 2023）。酮类通常带来甜味、果香（尤其是浆果味）和花香，有时还带有蜂蜜味（Zhao, 2023）。吡嗪类化合物通常在热加工（干燥/烘焙）过程中形成，带有烘焙、坚果和泥土香气（Zhao, 2023）。醇类可带来花香（玫瑰）或草本香气（Zhao, 2023）。这些多样化的非挥发性及挥发性代谢物之间的复杂相互作用及其相对浓度最终决定了红茶独特的风味特征，包括甜味、苦味、收敛性、鲜味和丰富的香气，这些因素共同构成了红茶的品质和特性（Wang et al., 2024）。然而，红茶的特征风味主要在其加工过程中形成。

红茶的传统加工方法主要包括四个阶段：萎凋、揉捻、发酵和干燥（Jia et al., 2022）。萎凋是红茶加工的主要阶段，可减少叶片水分，浓缩细胞内容物并激活多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）等关键酶。这促进了蛋白质分解，增加了游离氨基酸的含量，对鲜味和甜度感知至关重要（Fang, Liu, Xiao, Ma, & Huang, 2023）。此外，苷类结合的香气前体也开始水解，释放出初始挥发性物质。揉捻通过机械作用破坏细胞结构，使多酚与激活的酶混合，从而启动关键的酶促氧化过程。这一过程还释放了精油和苷类前体，为后续复杂挥发性物质的形成提供了基质（Zhang et al., 2023）。在发酵过程中，形成核心风味代谢物，包括儿茶素、茶黄素、茶红素、醛类和萜类化合物。最后，干燥通过加热终止酶活性，减少水分含量，稳定最终产品，从而塑造茶叶的感官特征（Chen et al., 2022）。近年来，引入了摇动等创新加工技术以优化红茶的生物化学和感官品质（Wang, Huang, Deng, & Ning, 2024）。摇动技术传统上用于乌龙茶加工，结合了机械叶片破坏和逐步脱水。这种双重应力激活了对茶叶香气和品质发展至关重要的酶促和氧化途径（Hao et al., 2025）。研究表明，摇动处理可以显著改变红茶的挥发性成分谱，增加醛类、酯类、酸类和酮类等关键化合物的含量，这些化合物与甜味和花香相关（Wang et al., 2023; Wang et al., 2024）。例如，在湖南红茶中，摇动处理提高了吲哚和甲基茉莉酸的浓度，增强了花香特征（Yin et al., 2023）。摇动处理还提高了茶黄素-3′-没食子酸酯和茶黄素-3,3′-二没食子酸酯的含量，可能改善了风味和冲泡颜色（Wang et al., 2024）。在夏季采制的茶叶中，摇动处理还提高了原花青素、儿茶素、花青素和黄酮醇苷等关键非挥发性成分的含量（Huang et al., 2025）。相应地，摇动处理后夏季红茶中的挥发性化合物含量显著增加（Wang et al., 2024）。脂质组学分析进一步表明，摇动处理显著增加了红茶中多不饱和甘油脂的含量，并促进了甘油脂的更广泛降解，有助于香气的发展（Zhang et al., 2025）。然而，尽管有这些观察结果，摇动处理对红茶加工过程中非挥发性及挥发性代谢物动态变化的具体影响及其对风味和香气的直接贡献尚未完全明了。

基于此，我们假设摇动的机械应力会系统地重新编程茶叶的代谢网络，主要通过增强亚油酸代谢、氨基酸代谢和咖啡因代谢等关键途径。我们预计这种代谢变化会导致茶黄素和特定黄酮苷等关键风味成分的显著积累，从而提高茶叶的冲泡颜色和风味。同时，我们预期摇动处理会促进挥发性酯类、内酯类和醛类的生物合成，从而增强成品茶叶的甜味、果香和花香。此外，我们还研究了每个加工阶段，特别是最终干燥步骤，对这些代谢变化和风味特征形成的贡献。

本研究旨在阐明结合摇动处理的春茶加工过程中非挥发性及挥发性代谢物的动态变化，并识别出提升其感官品质的关键生物标志物。为此，我们采用了基于液相色谱-质谱（LC-MS）和气相色谱-质谱（GC–MS）的非靶向代谢组学方法，以及结合顶空固相微萃取气相色谱-质谱（HS-SPME-GC–MS）的非靶向挥发性代谢组学方法，来研究两种加工过程中茶叶的动态代谢变化及成品红茶中的代谢物谱型。这种比较分析为优化红茶加工技术提供了坚实的理论基础。

茶叶样品制备和处理

红茶的制造过程包括一系列单元操作，旨在启动和终止内源性酶反应，这些反应主要由多酚氧化酶和过氧化物酶驱动，对茶叶特征性的颜色和风味的发展至关重要。2024年4月11日，我们从中国四川乐山的Camellia sinensis var. sinensis ‘Sichuan Zhongxiaoye’品种的新鲜茶叶（一芽两叶）中手工采摘了茶叶（29°57′N 103°45′E）。

感官评价

如图1A所示，传统红茶加工包括萎凋、揉捻、发酵和干燥步骤。而SBT加工在萎凋和揉捻之间增加了摇动处理。摇动和揉捻处理后，BT和SBT叶片在形态和颜色上没有明显差异。然而，发酵后，BT叶片呈现深棕色，而SBT叶片颜色更深。

结论

本研究使用LC-MS、GC–MS和HS-SPME-GC–MS综合分析方法，系统研究了摇动处理对春茶加工过程中非挥发性及挥发性代谢物动态变化的影响。摇动处理引发了显著的代谢重组，尤其是在与脂质代谢、氨基酸代谢和咖啡因代谢相关的途径中，这可能反映了机械刺激下的酶相互作用变化。

作者贡献声明

方传燕：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿撰写，验证，方法学设计，实验设计，数据管理。尤瑞：撰写 – 审稿与编辑，软件使用，资源准备，实验设计，概念构思。龚艺云：验证，项目管理，数据管理。黄萍：数据可视化，验证，实验设计。黄帆：验证，软件使用，数据分析。高婉君：验证，方法学设计。叶先林：验证，项目管理，方法学设计，数据分析。