综述:下一代多重食物过敏原检测技术:从PDMS微流控原型迈向智能工业系统

时间:2026年5月17日
来源:TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY

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邱子豪|钟秋生|杨高忠|朱茵|张月|彭群华|苏珊娜·巴尔德曼|林志|吕海鹏|史江摘要背景茶叶中的蛋白质和生物活性肽因对茶叶风味品质和健康益处的贡献而受到越来越多的关注。这些成分在茶叶加工过程中会经历一系列化学变化,主要是由热效应和酶促反应驱动的。然而,目前对这些成分的研究尚未进行

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邱子豪|钟秋生|杨高忠|朱茵|张月|彭群华|苏珊娜·巴尔德曼|林志|吕海鹏|史江

摘要

背景

茶叶中的蛋白质和生物活性肽因对茶叶风味品质和健康益处的贡献而受到越来越多的关注。这些成分在茶叶加工过程中会经历一系列化学变化,主要是由热效应和酶促反应驱动的。然而,目前对这些成分的研究尚未进行系统性的综述,这限制了在茶叶品质化学和高价值利用方面的深入研究。

范围与方法

本综述系统总结了茶叶蛋白质、肽和氨基酸的最新进展,包括它们的组成、功能、转化机制、风味品质、健康益处和应用。它强调了这些成分在不同加工技术下的动态变化,并提出了一些未来研究的方向。

主要发现与结论

茶叶蛋白质、肽和氨基酸是茶叶中的关键品质成分,在加工过程中容易发生酶促和热化学变化。茶氨酸和肽可以协同增强茶叶的风味品质和生物活性。酶催化和微生物发酵在制备茶氨酸、肽和蛋白质方面具有很大的潜力。从头肽组学结合AI辅助筛选和计算机模拟对接策略大大提高了新肽发现的准确性和生物活性预测的效率。

引言

茶叶(Camellia sinensis L.)是全球消费最广泛的非酒精饮料,仅次于水,深受消费者喜爱(Liu, Chen等人,2023年)。茶叶含有多种化学成分,赋予其令人愉悦的风味特性和多种健康益处(Zhou等人,2023年)。其中,含氮化合物是一类特别重要的品质相关成分,主要包括蛋白质、肽、氨基酸、生物碱和核苷酸(Yu & Yang,2020年;Zhou等人,2023年)。
在蛋白质/肽来源的含氮化合物网络中,茶叶氨基酸长期以来一直是研究热点,因为它们对风味和健康有直接且深远的影响(Yu & Yang,2020年)。值得注意的是,L-茶氨酸是茶叶中独特且特征性的氨基酸,通常占其组成的40–60%(Li, Fu等人,2025年)。L-茶氨酸会形成衍生物结构,如茶氨酸结合肽/糖类,这些结构对其整体品质有独特贡献(Chen等人,2024年;Zhang, Zhang等人,2021年)。与主要食用作物(如大豆、水稻、小麦)相比,茶叶蛋白质通常被视为非主流的植物蛋白(Li, Liu等人,2025年)。由于它们本身的水溶性较差,并且容易与茶叶多酚和多糖形成稳定的复合物,因此针对它们的研究和开发工作历来较为滞后(Fang等人,2026年;Kumar等人,2023年)。尽管如此,茶叶中这些成分的含量非常高(占干重的20–30%),并且衍生产品丰富,这最近引发了广泛的研究兴趣,推动了对其深入探索和高价值利用的努力。作为蛋白质和氨基酸之间的重要中间体,茶叶肽也受到了较少的关注(Zhao等人,2023年)。茶叶肽广泛存在于新鲜叶片中,并在不同类型茶叶的生产过程中表现出高度灵活的变化(Ge等人,2024年)。值得注意的是,茶叶蛋白质和肽具有出色的功能特性(如起泡能力和乳化稳定性)以及相关的生物活性(如降血糖和抗氧化作用)(Kumar等人,2023年;Wang, Bo等人,2024年),这突显了它们进一步探索的巨大潜力。
与大多数可以直接食用的水果或蔬菜不同,新鲜茶叶在食用前必须经过特定的制造过程。因此,加工技术在茶叶品质中起着关键作用。通常,不同的加工策略赋予茶叶不同的品质特征,最终形成传统的六大茶叶类别(Qi等人,2024年;Zhou等人,2023年)。在茶叶加工过程中,含氮化合物会经历一系列复杂而动态的化学变化,这些变化极大地塑造了每种茶叶的独特感官属性(Cheng等人,2025年;Zhao等人,2023年)。虽然已经确定茶叶蛋白质、肽和氨基酸在加工过程中会因热效应和酶促反应而发生动态变化(Ma等人,2021年;Zeng等人,2019年),但全面系统地描述这些成分的综述仍然很少。因此,本综述系统总结了茶叶蛋白质、肽和氨基酸的组成、特性和动态变化的最新进展。更重要的是,本综述旨在加深消费者对茶叶含氮化合物的理解,特别是蛋白质和肽。通过阐明它们的功能特性和健康贡献,本综述旨在为茶叶资源的深度加工和高价值利用提供坚实的理论基础,并进一步促进这些特定茶叶蛋白质和肽在更广泛的功能食品产业中的应用。
在准备本综述时,我们使用初级关键词(“tea protein”、“tea peptide”、“tea amino acid”)和次要关键词(“peptidomics”、“artificial intelligence”、“bioavailability”、“reaction kinetics”、“molecular dynamics”、“structure-activity relationship”)在PubMed、Web of Science和中国国家知识基础设施中进行了搜索。总共仔细阅读、分析并总结了约300篇论文。我们优先考虑了2016年至2026年间发表的同行评审文章和高影响力综述,以包含最新的技术和机制进展。如果研究提供了分子层面的见解、多组学整合或先进的生物制造策略,则将其纳入;那些仅提供宏观描述数据(无机制解释)或使用未经验证的定量方法的研究则被严格评估或排除。2016年之前的相关基础研究也被保留,以提供历史和理论背景。

章节片段

氨基酸:组成和反应

茶叶叶片中游离氨基酸(TFAAs)的总含量通常在1%到4%(干重)之间(Zeng等人,2019年)。在加工后的茶叶产品中,TFAA含量通常按以下顺序降低(图1a):黄茶 > 白茶 > 绿茶 > 黑茶 > 乌龙茶 > 暗茶,这主要归因于发酵和热处理的强度,而不仅仅是品种(Cheng等人,2025年;Li, Fu等人,2025年)。迄今为止,至少有34种游离氨基酸已被可靠地

氨基酸:关键的风味调节剂

游离氨基酸对茶叶冲泡的感官特性至关重要;它们既是关键的风味调节剂,也是芳香化合物的前体(Yu & Yang,2020年;Zeng等人,2019年)。从味觉角度来看,它们主要贡献了鲜味、甜味和苦味(图2a)(Yu & Yang,2020年)。通过与特定的口腔受体相互作用来引发味觉感知,它们的浓度在很大程度上决定了茶叶冲泡的鲜味强度和整体风味平衡(Zhang, Cao等人,2020年

新鲜叶片:风味品质的化学成分基础

新鲜茶叶的生化特性为加工过程中的风味发展奠定了物质基础(Yang等人,2023年)。然而,这一组成基线并不是静态的。它受到基因型特异性代谢流和叶片发育阶段的动态调节(Sun等人,2022年)。在用于优质绿茶的优良品种(如‘Zhongcha 108’和‘Longjing 43’)中,特定的氨基酸生物合成途径自然上调,其特征是

茶叶中氨基酸、肽和蛋白质的先进加工和利用价值化

对这些加工诱导变化的理解为行业从传统提取向精准生物制造和定向功能修饰的转变奠定了理论基础。然而,要弥合实验室规模提取与商业可行利用之间的差距,需要关键评估加工的可扩展性、生物可利用性和技术经济可行性以及法规合规性。

结论与未来展望

本综述系统地表明,茶叶蛋白质、肽和氨基酸是茶叶风味特性和健康促进效果的重要贡献者。从新鲜茶叶到最终产品的加工过程中,这些含氮化合物经历了由酶促反应和热化学缩合驱动的连续化学变化,这些变化不仅重塑了它们自身的分子结构,还

作者贡献

邱子豪、吕海鹏和史江:概念化、资金提供、资料收集、监督。钟秋生和杨高忠:撰写 - 审稿与编辑。朱茵:研究;监督。张月和彭群华:研究。苏珊娜·巴尔德曼:撰写 - 审稿与编辑;监督。林志:概念化、资源获取、验证。邱子豪:文献资料收集、整理和绘图。邱子豪、吕海鹏和史江:撰写 - 原稿撰写

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

致谢

本工作得到了中国农业科学院青年创新计划Y2025QC32)、农业农村部中国农业研究系统农业部农业科研专项CARS-19)以及中国农业科学院科技创新项目CAAS-ASTIP-2014-TRICAAS)的财政支持。

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