盧 麗,周承哲,徐 凱,張孟聰,溫圣菁,段淋淵,田采云,石碧瀅,張 波,*,郭玉瓊,3,*
(1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院,福建 福州 350002;2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院枸杞科學(xué)研究所,寧夏 銀川 750002;3.福建農(nóng)林大學(xué)安溪茶學(xué)院(數(shù)字經(jīng)濟(jì)學(xué)院),福建 泉州 362400)
枸杞葉(Lyciumleaves)是茄科枸杞屬植物的嫩葉。據(jù)《本草綱目》記載,枸杞葉名“天精草”,是常用的中藥材和保健食品原料,主要產(chǎn)自寧夏、河北、甘肅、青海、新疆等地區(qū)[1]。枸杞葉和枸杞果實(shí)營養(yǎng)成分基本一致,富含氨基酸[2]、多酚、黃酮[3]、多糖等代謝物,但其蛋白質(zhì)、纖維、氨基酸、鐵和鈣等含量比枸杞果實(shí)中豐富[4]。同時(shí),枸杞葉具有降血糖、抗氧化[5-6]、除煩益志[7]、清熱解毒、益精明目、延緩衰老等功效[8]。研究表明,枸杞葉茶中鐵含量高于觀音王和龍井茶,可補(bǔ)充人體需要的微量元素[9]。在我國和東南亞地區(qū),枸杞葉被廣泛用作茶、蔬菜和中草藥;此外,在歐洲和北美地區(qū),枸杞葉作為功能性茶或膳食補(bǔ)充劑被高度重視[10]。
枸杞作為寧夏特色產(chǎn)品,分為果用枸杞和葉用枸杞,其中,葉用枸杞是后期培育出的新品種,不開花、不結(jié)果、富含大量營養(yǎng)成分[11]。葉用枸杞的開發(fā)利用改變了構(gòu)杞種植業(yè)結(jié)構(gòu)單一的現(xiàn)狀,可作為藥用[12]、茶用[13]、菜用[14-16]和飼用。近年來,國際市場(chǎng)對(duì)特種茶需求強(qiáng)勢(shì)增長,枸杞茶作為一款新型茶品極具特色,且有很大市場(chǎng)空間。枸杞茶是在綠茶加工工藝基礎(chǔ)上,結(jié)合枸杞葉茶工藝制成[17],其品質(zhì)鑒定處于起步階段,尤其關(guān)于茶湯滋味屬性與主要呈味化合物相關(guān)性方面研究較少。目前,感官評(píng)價(jià)、成分分析和新興技術(shù)是茶葉質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要技術(shù)方法[18]。其中,感官評(píng)價(jià)具有方便、直觀、快捷等特點(diǎn)[19],是消費(fèi)者最易獲取茶葉品質(zhì)評(píng)價(jià)的一種方法。代謝組學(xué)是研究生物樣品中小分子代謝產(chǎn)物的方法,用于分析小分子質(zhì)量的非揮發(fā)性化合物,如氨基酸、糖類、核苷酸和有機(jī)酸等,已被廣泛應(yīng)用于食品研究中[20]。已有研究表明,應(yīng)用代謝組學(xué)對(duì)茶葉風(fēng)味成分進(jìn)行鑒定,可以測(cè)定數(shù)百種內(nèi)源性代謝物[21-25]。而代謝組學(xué)和感官評(píng)價(jià)相結(jié)合有助于更加清晰地了解茶葉滋味屬性與關(guān)鍵成分的相關(guān)性[26]。目前,通過感官評(píng)價(jià)和代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)葉用枸杞茶感官品質(zhì)和代謝物的研究較少。
鮮葉質(zhì)量作為茶葉品質(zhì)形成的物質(zhì)基礎(chǔ),其所含成分的豐富程度是影響茶葉質(zhì)量的重要因素之一,其中茶葉滋味受鮮葉中代謝物的影響顯著[27-28]。因此,本研究以26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽葉干樣及鮮葉為材料,通過感官評(píng)價(jià)、代謝組學(xué)方法并結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析對(duì)26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽葉的感官品質(zhì)和非揮發(fā)性成分進(jìn)行系統(tǒng)分析,探究葉用枸杞茶滋味特征及滋味成分與滋味屬性間的關(guān)系。以期為葉用枸杞茶滋味特征的科學(xué)評(píng)價(jià)提供參考,為優(yōu)良葉用枸杞芽茶適制品種(系)選育或資源利用提供理論依據(jù)。
26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽葉于2022年6月8日取自國家枸杞種質(zhì)資源圃(位于寧夏回族自治區(qū)銀川市西夏區(qū)蘆花臺(tái)試驗(yàn)地,東經(jīng)106°09′、北緯38°39′)。樣品信息如表1所示。
表1 26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽葉樣品信息Table 1 Twenty-six cultivars (lines) of Lycium barbarum tested in this study
甲醇(純度≥99.0%)、乙腈(純度≥99.9%)美國Thermo Fisher Scientific公司;2-氯-L-苯丙氨酸(純度98%)上海阿拉丁生化科技股份有限公司;甲酸(色譜級(jí))日本TCI公司;甲酸銨(純度≥99.9%)美國Sigma-Aldrich公司。
Vanquish超高效液相色譜儀、Q Exactive質(zhì)譜儀 美國Thermo Fisher Scientific公司。
1.3.1 枸杞芽葉處理
將采集的葉用枸杞芽葉(自頂端向下長度4.0~4.5 cm)等分為2 部分。
第1部分用熱風(fēng)固樣處理:取100 g鮮葉置于烘焙提香機(jī),于120 ℃殺青10 min,后取出攤晾;然后90 ℃烘干,制成原料干樣樣品。
第2部分用于代謝組測(cè)定:使用液氮固樣,置于-80 ℃超低溫冰箱保存待測(cè);每次取樣進(jìn)行3 次重復(fù),代謝組數(shù)據(jù)分析由蘇州帕諾米克生物醫(yī)藥科技有限公司完成。
1.3.2 葉用枸杞芽干樣感官評(píng)價(jià)
參照GB/T 23776—2018《茶葉感官審評(píng)方法》[29]及DBS 64/684—2022《食品安全地方標(biāo)準(zhǔn) 枸杞葉茶》[30]方法,由具有評(píng)茶員資質(zhì)(評(píng)茶員三級(jí)及以上)的5 名專業(yè)人員(2 男3 女,年齡21~56 歲)對(duì)原料干樣的外形、湯色、香氣、滋味和葉底進(jìn)行評(píng)價(jià)。外形從形狀、色澤和勻整度方面進(jìn)行評(píng)價(jià);稱取3 g原料干樣,用150 mL沸水沖泡5 min,對(duì)湯色、香氣、滋味品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià);葉底放置于葉底盤進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果采用評(píng)語與評(píng)分形式展示,并按照加權(quán)法進(jìn)行評(píng)分:總分=外形×20%+湯色×5%+香氣×30%+滋味×35%+葉底×10%。同時(shí)對(duì)原料干樣滋味屬性(醇、厚、鮮、甜、苦味)進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)分(10 分制),0 分為強(qiáng)度最低,10 分為強(qiáng)度最高。每個(gè)小組成員對(duì)每個(gè)樣本進(jìn)行3 次評(píng)估。
1.3.3 葉用枸杞芽代謝物測(cè)定
代謝物提取[31]:稱?。?00.00±0.01)mg待測(cè)樣品,加入0.6 mL 4 mg/L 2-氯-L-苯丙氨酸-甲醇,渦旋振蕩30 s、研磨90 s;室溫超聲15 min;12 000 r/min、4 ℃離心10 min;取上清液200 μL,使用0.22 μm濾膜過濾,過濾液轉(zhuǎn)移至離心管中,置于-20 ℃冰箱保存,每次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3 次重復(fù)。
使用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(liquid chromatographymass spectrometry,LC-MS)儀對(duì)代謝物進(jìn)行測(cè)定。
LC條件[32]:使用ACQUITY UPLC?HSS T3色譜柱(2.1 mm×150 mm,1.8 μm),流速0.25 mL/min、柱溫4 0 ℃、進(jìn)樣量2 μ L。正離子模式,流動(dòng)相A為體積分?jǐn)?shù)0.1%甲酸溶液,流動(dòng)相B為含體積分?jǐn)?shù)0.1%甲酸的乙腈。梯度洗脫程序?yàn)椋?~1 min,2%流動(dòng)相B;1~9 min,2%~50%流動(dòng)相B;9~12 min,50%~98%流動(dòng)相B;12~13.5 min,98%流動(dòng)相B;13.5~14 min,98%~2%流動(dòng)相B;14~20 min,2%流動(dòng)相B。負(fù)離子模式,流動(dòng)相C為5 mmol/L甲酸銨溶液,流動(dòng)相D為乙腈,梯度洗脫程序?yàn)椋?~1 min,2%流動(dòng)相D;1~9 min,2%~50%流動(dòng)相D;9~12 min,50%~98%流動(dòng)相D;12~13.5 min,98%流動(dòng)相D;13.5~14 min,98%~2%流動(dòng)相D;14~17 min,2%流動(dòng)相D。
MS條件[33]:電噴霧電離源,正負(fù)離子電離模式,正離子模式噴霧電壓3.50 kV、負(fù)離子模式噴霧電壓2.50 kV、鞘氣壓力30 arb、輔助氣壓力10 arb、毛細(xì)管溫度325 ℃,以分辨率70 000進(jìn)行一級(jí)全掃描,掃描范圍為m/z100~1 000,并采用高能誘導(dǎo)裂解(higher energy collision induced dissociation,HCD)技術(shù)進(jìn)行二級(jí)裂解,碰撞能量為30 eV、二級(jí)分辨率為17 500,采集信號(hào)前10離子進(jìn)行碎裂,同時(shí)采用動(dòng)態(tài)排除去除無必要的串聯(lián)質(zhì)譜(tandem mass spectrometry,MS/MS)信息。
質(zhì)量控制(quality control,QC)[34]:從提取好的待測(cè)樣本中取部分混合成QC樣本,并采用與分析樣本相同的方法處理和檢測(cè),重復(fù)3 次。每10 個(gè)檢測(cè)分析樣本中插入1 個(gè)QC樣本,以監(jiān)測(cè)整個(gè)分析過程的重復(fù)性。采用RXCMS軟件包[35]對(duì)質(zhì)譜分析后獲得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行峰檢測(cè)、峰過濾和峰對(duì)齊處理。
采用Excel 2021軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;TBtoolsV1.046軟件進(jìn)行熱圖繪制;使用在線數(shù)據(jù)分析平臺(tái)(https://www.biodeep.cn/)進(jìn)行京都基因與基因組百科全書(Kyoto encyclopedia of genes and genome,KEGG)富集分析及繪制樹狀圖;使用SPSS 26軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析;使用SIMCA Version 14.1軟件進(jìn)行偏最小二乘回歸(partial least squares regression,PLSR)分析和偏最小二乘判別分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA),采用隨機(jī)200 次置換檢驗(yàn)判別該模型的有效性和可靠性,變量投影重要性(variable importance in projection,VIP)大于1為標(biāo)準(zhǔn)篩選重要變量;Origin 2021軟件繪制雷達(dá)圖和餅圖。
為明確葉用枸杞芽的品質(zhì)特征,對(duì)26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽原料干樣外形、湯色、香氣、滋味和葉底進(jìn)行感官審評(píng)(表2、圖1A)。結(jié)果表明:26 種葉用枸杞芽干茶外形成朵形、黃綠、輕飄、較勻整;湯色橙黃明亮;香氣呈現(xiàn)甜香、枸杞香、草藥香;滋味呈現(xiàn)醇厚、清甜鮮爽;葉底多為紅褐,肥厚軟亮。綜合得分最高的前10 個(gè)樣品為N1、N9、Z30、Z62、Z68、Z29、Q3、Z90、Z20和Z88。參考滋味感官術(shù)語,總結(jié)出鮮、醇、厚、甜和苦5 個(gè)滋味描述詞用來描述葉用枸杞芽干樣的滋味特點(diǎn)。如圖1B所示,葉用枸杞芽干樣的厚、甜和鮮滋味屬性距離原點(diǎn)較遠(yuǎn),說明整體以厚、甜和鮮3 種滋味屬性為主,表現(xiàn)為內(nèi)含物豐富、口感柔和、帶有鮮甜味。
圖1 葉用枸杞芽的感官評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.1 Sensory evaluation results of Lycium barbarum buds
表2 葉用枸杞芽的感官評(píng)分Table 2 Sensory evaluation scores of Lycium barbarum buds
為探明葉用枸杞芽葉內(nèi)源代謝物的差異,利用LC-MS技術(shù)對(duì)26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽(圖2A)進(jìn)行測(cè)定并分析,其正負(fù)離子模式下重疊的總離子流圖信號(hào)強(qiáng)、峰容量大且分離度高(圖2B、C)。去除冗余和噪聲信號(hào),通過質(zhì)荷比(m/z)進(jìn)行代謝物注釋,共測(cè)到22 548 個(gè)代謝信號(hào),表明檢測(cè)到的數(shù)據(jù)可用于后續(xù)分析。其中26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽共有6 459 個(gè)代謝信號(hào),構(gòu)建樹狀圖,由圖2D可知:將26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽分為3 類,第1類為Z29、Z20、Z99、Z30、Z92、Z85、Z95、Z90、Z82、Z68、Z77和Z56;第2類為N1、N9、Q6-13、Z63、Z32、Q3、Z48、Z58和Z9;第3類為Z88、GY、GJ、T3和Z62。
圖2 葉用枸杞芽葉表型和總體代謝物分析Fig.2 Phenotypes and metabolite profiles of Lycium barbarum buds and leaves
2.3.1 差異代謝物篩選
對(duì)代謝組數(shù)據(jù)進(jìn)行定性和定量分析,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、準(zhǔn)確質(zhì)量、質(zhì)譜、保留時(shí)間、代謝組學(xué)數(shù)據(jù)庫以及相關(guān)文獻(xiàn)[36-41]檢索,由圖3A、B可知,26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽共鑒定出879 種代謝物,包括生物堿57 種、氨基酸及其衍生物164 種、糖類77 種、黃酮79 種、木脂素和香豆素12 種、核苷酸及其衍生物47 種、脂類73 種、有機(jī)酸73 種、酚酸67 種、萜類33 種和其他197 種。由圖3C可知,將26 個(gè)品種(系)葉用枸杞分為3 類,與采用代謝組數(shù)據(jù)構(gòu)建的樹狀圖分類一致,其擬合參數(shù)為=0.975,Q2=0.947。由圖3D可知,200 次置換檢驗(yàn)顯示R2和Q2截距分別為0.82和-0.41,證明PLS-DA模型可靠。通過PLS-DA和方差分析共篩選到211 種代謝物在不同品種(系)葉用枸杞芽間差異顯著(VIP>1、P<0.05)。
圖3 26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽代謝物多元統(tǒng)計(jì)分析Fig.3 Multivariate statistical analysis of metabolites in 26 cultivars (lines) of Lycium barbarum buds
2.3.2 差異代謝物分布情況
為研究代謝產(chǎn)物與不同品種(系)葉用枸杞之間的相關(guān)性,對(duì)26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽葉211 個(gè)差異代謝物進(jìn)行PLS-DA雙標(biāo)圖分析。由圖4可知,第1類品種(Z29、Z20、Z99、Z30、Z92、Z85、Z95、Z90、Z82、Z68、Z77、Z56)分布在雙標(biāo)圖上方,4-羥基香豆素(M286)、N-乙酰組胺(M797)、β-D-葡萄糖1-磷酸(M731)、花翠素-3,5-二糖苷(M283)、枸橘苷(M276)、異牡荊黃素(M258)、D-葡萄糖-6-磷酸(M646)、蝦青素(M572)、(9S,10E,12Z)-9-羥基十八碳-10,12-二烯酸(9S-hydroperoxy-(10E,12Z,15Z)-octadecatrienoic acid,9(S)-HODE,M328)、12-氧代-十醚(12-oxo-5Z,8Z,10E,14Zeicosatetraenoic acid,12-oxo-ETE,M694)、乙酰膽堿(M424)、肉豆蔻酸(M312)、橄欖苦苷(M877)分布在PLS-DA 雙標(biāo)圖上方,表明這些化合物在第1類品種中含量更豐富。第2類品種(N1、N9、Q6-13、Z63、Z32、Q3、Z48、Z58、Z9)分布在雙標(biāo)圖左下方,精胺(M40)、海藻糖(M203)、蜜糖醇(M732)、亞洲酸(M571)、N-乙酰-D-半乳糖胺(M198)、N5-甲基-L-谷氨酰胺(M838)、N-乙酰-L-谷氨酰胺(M117)、二硫蘇糖醇(M23)、葡萄糖酸(M196)、α-姜黃烯(M825)、N-乙酰鳥氨酸(M783)、13-氧代-十八碳二烯酸(13-oxooctadecadienoic acid,13-oxo-ODE,M330)、亞精胺(M96)、石竹素(M826)、N-甲基酪胺(M599)、畢澄茄烯(M827)、鳥氨酸(M89)、油酸(M324)等分布在PLS-DA雙標(biāo)圖的左下區(qū)域,表明這些化合物在第2類品種中含量較高。第3類品種(Z88、GY、GJ、T3、Z62)分布在雙標(biāo)圖的右下方,N-甲基色胺(M30)、α-乳糖(M723)、花青素(M174)、α-酮酸(M10)、異甘草素(M221)、苯乙胺(M6)、Nα-甲基組氨酸(M840)、山柰苷(M275)、兒茶酚-3-羧酸(M499)、胞嘧啶(M35)分布在PLS-DA雙標(biāo)圖右下區(qū)域,表明這些化合物在第3類品種中含量較高。
圖4 差異代謝物PLS-DA雙標(biāo)圖Fig.4 PLS-DA biplot of differential metabolites
2.3.3 差異代謝物KEGG富集分析
通過KEGG數(shù)據(jù)庫對(duì)211 種差異代謝物進(jìn)行通路富集分析。由圖5可知,與這211 種化合物相關(guān)的主要代謝通路為亞油酸代謝、類黃酮生物合成、黃酮和黃酮醇生物合成、苯丙醇生物合成、半乳糖代謝、淀粉和蔗糖代謝、谷胱甘肽代謝、酪氨酸代謝、α-亞麻酸代謝和β-丙氨酸代謝。其中氨基酸及其衍生物、黃酮、脂類和糖類物質(zhì)代謝通路是26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽主要差異代謝通路。
圖5 差異代謝物KEGG富集分析Fig.5 KEGG enrichment analysis of differential metabolites
2.3.4 主要差異代謝物熱圖分析
為可視化26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽中化合物的差異,對(duì)其主要差異代謝物氨基酸及其衍生物、黃酮、糖類、脂質(zhì)、酚酸、萜類和生物堿進(jìn)行熱圖分析(圖6)。
圖6 主要差異代謝物熱圖分析Fig.6 Heatmap analysis of major differential metabolites
氨基酸對(duì)茶風(fēng)味屬性至關(guān)重要,在茶湯鮮爽度的提高及降低苦澀味方面具有重要作用[42-43]。共有36 種氨基酸及其衍生物發(fā)生明顯變化,其中第2類葉用枸杞芽中含有更高含量的γ-谷氨酰半胱氨酸、N-乙酰組胺、N-甲基酪胺、Nα-乙酰賴氨酸、亮氨酸、N-乙酰鳥氨酸、順-4-羥基-D-脯氨酸、焦谷氨酸、鳥氨酸、L-4-羥基苯甘氨酸、L-茶氨酸、色氨酸酰胺等,主要參與酪氨酸代謝、β-丙氨酸代謝、ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體、賴氨酸生物合成、精氨酸和脯氨酸代謝。
黃酮類化合物是茶葉感官品質(zhì)的關(guān)鍵因素,決定茶葉色澤和風(fēng)味[44]。共24 種黃酮類化合物發(fā)生明顯變化,主要富集于黃酮生物合成、黃酮和黃酮醇生物合成、花青素生物合成代謝通路。其中,柚皮素7-O-β-D-葡萄糖苷、異槲皮素、表兒茶素、異櫻花素、槲皮素、花旗松素、異牡荊黃素、蘆丁等在第2類葉用枸杞芽中有更高含量。山柰苷、飛燕草素3-O-β-D-葡萄糖苷5-O-(6-香豆酰-β-D-葡萄糖苷)和花青素在第1類和第3類葉用枸杞芽中含量較高。
糖類是使茶湯滋味甘甜的重要成分,可降低茶湯的苦澀味[45]。共有27 種糖類物質(zhì)存在明顯變化,主要富集于半乳糖代謝、淀粉和蔗糖代謝、ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體、光合生物碳固定代謝通路。第1、2類葉用枸杞芽含更高含量D-葡萄糖-6-磷酸、D-木糖醇、果糖-1,6-二磷酸、甘露醇、葡萄糖酸、D-甘露糖、乙酰麥芽糖、海藻糖、葡萄糖苷等。
脂類是茶的重要成分之一,與茶的感官品質(zhì)有關(guān)。共有25 種脂類化合物發(fā)生了明顯變化,主要富集于亞油酸代謝、α-亞麻酸代謝、不飽和脂肪酸生物合成及脂肪酸生物合成通路,其中,12-oxo-ETE、肉豆蔻酸、9(S)-HPODE、13-oxo-ODE、辛酸、法尼酸、棕櫚油酸等在第2類葉用枸杞芽中含量較高。
酚酸及其衍生物是茶葉中重要的抗氧化成分,有助于茶湯色澤和滋味的形成,主要呈澀味[46]。共有18 種酚酸類物質(zhì)存在顯著差異,主要參與苯丙醇生物合成與酪氨酸代謝。其中,4-甲基兒茶酚、橄欖苦苷、兒茶酚-3-羧酸和紫蘇酸等在第3類葉用枸杞芽中含量較高。
綜上所述,氨基酸及其衍生物、黃酮、脂質(zhì)和糖類可能是影響葉用枸杞芽滋味的主要差異代謝物。
為進(jìn)一步明確葉用枸杞芽干樣滋味屬性與非揮發(fā)性差異代謝物的關(guān)系,對(duì)滋味感官屬性與代謝物進(jìn)行PLSR相關(guān)性分析。以211 種差異代謝物作為自變量(X),滋味屬性感官強(qiáng)度值作為因變量(Y),建立PLSR模型。由圖7可知,PLSR模型共提取5 個(gè)PC,對(duì)X和Y的貢獻(xiàn)率分別為56.6%和89.3%,說明該模型能較好地解釋樣本提供的信息。
圖7 滋味屬性與差異代謝物PLSR分析Fig.7 PLSR analysis of taste attributes and differential metabolites
VIP值可以反映PLSR模型中任何一個(gè)X對(duì)Y的重要程度,根據(jù)VIP>1的原則篩選出關(guān)鍵變量,并計(jì)算關(guān)鍵變量與Y的加權(quán)回歸系數(shù)(weighted regression coefficient,BW),|BW|與相關(guān)性成正比,選取|BW|≥0.035的關(guān)鍵變量為顯著相關(guān)物質(zhì)。
結(jié)果顯示,VIP>1的代謝物有86 種,與葉用枸杞芽干樣醇、厚、鮮、甜、苦滋味屬性呈正相關(guān)的代謝物分別有57、74、61、39、67 種,主要為氨基酸及其衍生物、黃酮、糖類、脂類等,其中醇滋味屬性與L-茶氨酸(M121)、香葉基焦磷酸銨鹽(M556)、辛酸(M298)、植物醇(M555)、檳榔堿(M603)、S-甲基-L-蛋氨酸(M839)、二硫蘇糖醇、木犀草素(M230)、乙酰麥芽糖(M810)、12-oxo-ETE呈顯著正相關(guān)(|BW|≥0.035);與花旗松素(M241)、二十五碳五烯酸(M336)、矢車菊素3-O-蕓香糖苷5-O-β-D-葡萄糖苷(M749)、異牡荊黃素、N-乙酰葡糖胺-6-磷酸(M53)、N-乙酰-D-半乳糖胺、β-丙氨酸基-L-精氨酸(M157)、胡椒堿(M50)、13-oxo-ODE等呈正相關(guān)。
鮮滋味屬性與L-茶氨酸、二硫蘇糖醇、二氨基庚二酸(M218)、色氨酸酰胺(M867)、辛酸、18α-甘草次酸(M541)、胡椒堿、乙酰麥芽糖、N-乙酰葡糖胺-6-磷酸呈顯著正相關(guān)(|BW|≥0.035);與N-乙酰-D-半乳糖胺(M19)、N-乙酰-L-谷氨酰胺、β-丙氨酸基-L-精氨酸、花旗松素、S-甲基-L-蛋氨酸呈正相關(guān)。
甜滋味屬性與N-乙酰葡糖胺-6-磷酸、矢車菊素3-O-蕓香糖苷5-O-β-D-葡萄糖苷、S-甲基-L-蛋氨酸、4-羥基肉桂醇4-D-葡萄糖苷(M754)呈顯著正相關(guān)(|BW|≥0.035);與異牡荊黃素、毛果蕓香堿(M41)、L-4-羥基苯基甘氨酰-L-精氨酸(M803)、乙酰膽堿、L-茶氨酸、檳榔堿、N-乙酰-D-半乳糖胺、N-甲基酪胺(M599)、β-丙氨酸基-L-精氨酸、二硫蘇糖醇呈正相關(guān)。
厚滋味屬性與十九酸(M462)、迷迭香酸(M536)、9-oxo-ODE(M329)、13(S)-過氧羥基-9,11-十八碳二烯酸(M331)、法尼酸(M314)、油酸呈顯著正相關(guān)。
苦滋味屬性與α-亞麻酸(M322)、γ-亞麻酸(M321)、D-木糖醇(M601)、十九酸、9-oxo-ODE、11-二十碳烯酸(M706)呈顯著正相關(guān)(|BW|≥0.035),與迷迭香酸、法尼酸、油酸、香紫蘇醇(M738)、異槲皮素(M268)、13-oxo-ODE、翠雀花苷3-葡萄糖苷(M267)、毛茶堿(M54)呈正相關(guān)。
其中,共有26 種代謝物共同影響葉用枸杞芽醇、厚、鮮、甜和苦滋味屬性,包括L-茶氨酸、表兒茶素(M236)、花旗松素、異槲皮素、蘆?。∕281)、二硫蘇糖醇及棕櫚油酸(M316)等。
感官評(píng)價(jià)是評(píng)價(jià)茶葉綜合品質(zhì)的重要手段,本研究通過感官審評(píng)對(duì)26 個(gè)不同品種(系)葉用枸杞干樣分析可知,外形、湯色、香氣、滋味和葉底綜合得分為76.20~82.65;通過感官評(píng)價(jià)結(jié)果可知,葉用枸杞芽干樣滋味整體上以厚、甜、鮮3 種滋味屬性為主,表現(xiàn)為內(nèi)含物豐富、口感柔和、帶有鮮甜味、無異味。通過LC-MS代謝組學(xué)技術(shù)在26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽中共鑒定到879 種代謝物,包括氨基酸及其衍生物、黃酮類、酚酸類、糖類等11 類。通過樹狀圖以及PLS-DA評(píng)分圖可以將26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽分為3 類,并推測(cè)葉用枸杞芽葉代謝物受品種差異影響較大。其中,氨基酸及其衍生物、黃酮、糖類和脂類等是葉用枸杞芽代謝物的重要差異組分,這些物質(zhì)是茶湯滋味形成的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)[47]。以上感官評(píng)價(jià)結(jié)果和代謝組數(shù)據(jù)在一定程度上解釋了葉用枸杞芽具有適制為茶的特點(diǎn)。
滋味是茶湯風(fēng)味最主要的品質(zhì)特征之一,取決于數(shù)百種不同結(jié)構(gòu)類型的非揮發(fā)性代謝物。其中,氨基酸類主要影響茶湯的鮮味和甜味,黃酮苷類化合物是茶湯的主要澀味物質(zhì),且對(duì)生物堿的苦味有增強(qiáng)作用[48]。對(duì)葉用枸杞芽滋味品質(zhì)與非揮發(fā)性差異代謝物進(jìn)行相關(guān)性分析,PLSR模型中有86 個(gè)非揮發(fā)性物質(zhì)的VIP>1,主要為氨基酸及其衍生物、黃酮、糖類、脂類等,這些不同類型的非揮發(fā)物共同形成了葉用枸杞鮮葉干樣茶湯醇、厚、鮮、甜、苦等滋味特征。其中,甜、醇、鮮滋味屬性主要位于PLSR模型右上方,N1、N9、Z90、Q3、Z85、Z82、Z77品種在PLSR模型的右上方區(qū)域,表明這些樣品甜、醇、鮮滋味屬性較明顯;厚、苦滋味屬性主要位于PLSR模型右下方,Q6-13、Z48、Z68、Z32、Z85等品種在PLSR模型的右下方區(qū)域,表明這些樣品厚、苦滋味屬性較明顯,這些結(jié)果表明,茶湯滋味屬性受品種差異影響較大。黃酮及苷類、氨基酸及其衍生物、核苷酸、有機(jī)酸與醇厚滋味屬性呈顯著正相關(guān),其中有74 種代謝物與厚滋味屬性呈正相關(guān),可能與葉用枸杞芽中滋味物質(zhì)成分豐富度有關(guān)。
氨基酸類物質(zhì)是茶制品中重要呈味物質(zhì),其含量直接影響茶滋味品質(zhì)。Yang Chen等[22]研究表明,茶氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺與白茶的鮮味呈顯著正相關(guān)。糖類是使茶湯滋味甘甜的重要成分,對(duì)茶湯苦味和澀味有一定的掩蓋和協(xié)調(diào)作用,糖類含量越高,茶葉滋味就越甘醇[49-50]。感官評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,苦滋味強(qiáng)度較其他4 種滋味屬性較弱,與葉用枸杞中含有大量氨基酸和糖類相關(guān)。氨基酸是鮮味的重要代謝物[51],亦可作為鑒別標(biāo)志來區(qū)分茶葉品種,白茶和綠茶的氨基酸含量最高,其次是烏龍茶和紅茶[52]。Chen Dan等[53]通過非靶向代謝組學(xué)測(cè)得的適制綠茶、紅茶、白茶和烏龍茶的不同品種茶鮮葉中代謝物含量分布差異較大,綠茶品種具有較高的氨基酸含量和較低的黃烷醇含量,紅茶呈現(xiàn)出較高水平的黃烷醇、黃烷醇-O-糖苷和茶黃素,烏龍茶品種具有較高含量的萜類化合物。綠茶品種的鮮葉具有游離糖和氨基酸含量高、黃烷-3-醇和酚酸含量低的代謝特征[54]。茶多酚、氨基酸、生物堿、可溶性糖、有機(jī)酸等是綠茶的主要呈味成分[55]。Wang Lin等[56]研究表明,綠茶中游離氨基酸含量遠(yuǎn)高于發(fā)酵茶。其中,葉用枸杞茶中谷氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、絲氨酸、組氨酸、亮氨酸、酪氨酸為主要游離氨基酸[57],本研究葉用枸杞芽葉中含有較高含量的氨基酸和糖類,推測(cè)其具有適制白茶和綠茶的潛力,將在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步驗(yàn)證。
本研究通過感官評(píng)價(jià)、LC-MS技術(shù)結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析對(duì)26 個(gè)品種(系)葉用枸杞芽代謝物進(jìn)行分析。結(jié)果表明,葉用枸杞芽干樣滋味醇厚、鮮爽、有甜味,具有開發(fā)為特色或健康茶產(chǎn)品的前景。LC-MS結(jié)果顯示,共檢測(cè)出10 類、879 種非揮發(fā)性代謝物?;赑LS-DA模型共篩選到211 個(gè)差異代謝物,主要富集在亞油酸代謝、類黃酮生物合成、黃酮和黃酮醇生物合成、苯丙醇生物合成、半乳糖代謝、淀粉和蔗糖代謝等代謝通路。PLSR分析表明,氨基酸及其衍生物、黃酮、糖類、脂質(zhì)是葉用枸杞芽主要滋味差異代謝物。其中,L-茶氨酸、表兒茶素、花旗松素、異槲皮素、蘆丁、二硫蘇糖醇、棕櫚油酸等26 種代謝物共同影響葉用枸杞芽醇、厚、鮮、甜、苦等滋味,同時(shí),篩選出感官品質(zhì)較好且滋味物質(zhì)成分豐富的7 個(gè)葉用枸杞品種,包括‘寧杞菜1號(hào)’‘寧杞9號(hào)’、Z90、Z68、Q3、Q6-13和Z48。本研究結(jié)合感官審評(píng)與代謝產(chǎn)物的深入分析為26 個(gè)品種(系)葉用枸杞茶選育和資源利用提供了科學(xué)依據(jù)。