林潔鑫，王鵬杰，金 珊，葉乃興，黃建鋒，顏廷宇，鄭德勇 ，楊江帆,

（1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，茶學(xué)福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院，福建福州 350002）

紅茶屬于全發(fā)酵茶，福建是紅茶的發(fā)源地，其主產(chǎn)區(qū)分布于閩中和閩東一帶，其中福安市、蕉城區(qū)、柘榮縣、壽寧縣、尤溪縣、大田縣、政和縣、松溪縣等地區(qū)的紅茶產(chǎn)量較高[1]，“福云6號(hào)”作為福建大面積栽培的品種，有較好的紅茶適制性，是福安市主推茶樹品種之一，也是尤溪縣主栽茶樹品種之一，占茶園面積的60%以上。由于紅茶具有降血糖[2]、抗氧化[3]、抗病毒[4]、抗癌[5]、抗炎[6]等保健功效，深受消費(fèi)者的喜愛。然而，不同產(chǎn)區(qū)紅茶品質(zhì)各不相同，導(dǎo)致價(jià)格差異大，市場(chǎng)出現(xiàn)冒用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)地的現(xiàn)象，損害了消費(fèi)者利益，也影響福建茶葉區(qū)域品牌的建設(shè)，因此探究一種科學(xué)的茶葉產(chǎn)地與品質(zhì)鑒別技術(shù)十分必要。

目前國(guó)內(nèi)外已有大量針對(duì)茶葉的產(chǎn)地與品質(zhì)鑒別的研究，主要采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）[7]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（LC-MS）[8]、穩(wěn)定性同位素[9]、近紅外光譜[10]、礦物質(zhì)元素[11]、核磁共振[12]等檢測(cè)技術(shù)。彭云等[13]采用頂空固相微萃取（HS-SPME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）對(duì)云南、湖北、福建三個(gè)不同產(chǎn)地紅茶的香氣物質(zhì)進(jìn)行了鑒定和分析，發(fā)現(xiàn)滇紅工夫中有26種特有成分，宜紅工夫中有4種，而閩紅工夫中則有6種，明確了不同產(chǎn)地紅茶香氣品質(zhì)形成的化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)地紅茶的鑒別。趙恬歡[14]利用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-OES）和質(zhì)譜法（ICP-MS），對(duì)中國(guó)、印度等5個(gè)國(guó)家紅茶的25種礦質(zhì)元素含量進(jìn)行測(cè)定，利用主成分分析可以有效的區(qū)分不同產(chǎn)地的紅茶。滋味是判斷茶葉品質(zhì)的重要指標(biāo)，也是消費(fèi)者選擇茶葉產(chǎn)品的重要依據(jù)。宋楚君等[15]采用LCMS方法對(duì)我國(guó)10個(gè)典型產(chǎn)區(qū)代表性紅茶樣品中的主要滋味物質(zhì)進(jìn)行分析比較，結(jié)果表明華南、西南茶區(qū)紅茶呈醇厚型的滋味風(fēng)格，兒茶素類及其氧化產(chǎn)物生物堿和有機(jī)酸類物質(zhì)為其主要滋味貢獻(xiàn)物質(zhì)，江北、江南茶區(qū)紅茶呈清鮮型的滋味風(fēng)格，游離氨基酸為其主要滋味貢獻(xiàn)物質(zhì)，由此可以對(duì)不同產(chǎn)區(qū)紅茶進(jìn)行判別。可見，目前對(duì)于茶葉產(chǎn)地判別的主要分析手段都還無(wú)法獲得代謝物的全部信息，而代謝組學(xué)作為一門新興技術(shù)，通過(guò)高通量檢測(cè)和多元數(shù)據(jù)處理將信息系統(tǒng)性整合，能夠?qū)π》肿哟x產(chǎn)物進(jìn)行定性定量分析，與其他分析方法相比，該技術(shù)較易發(fā)現(xiàn)不同樣品的代謝物差異，從而能更全面、準(zhǔn)確地區(qū)分樣品的產(chǎn)地[16]。王春波等[17]采用代謝組學(xué)技術(shù)分析了貴州3個(gè)不同產(chǎn)區(qū)都勻毛尖的代謝差異，在正、負(fù)離子模式下分別鑒定出237種和164種代謝物，利用多元統(tǒng)計(jì)方法篩選出6種差異顯著的產(chǎn)地標(biāo)志物，成功區(qū)分不同產(chǎn)區(qū)的都勻毛尖。然而，目前關(guān)于不同產(chǎn)地紅茶的代謝組學(xué)研究仍較為欠缺。

本研究基于廣泛靶向代謝組學(xué)分析福安市和尤溪縣兩地由福云6號(hào)單一品種所制紅茶樣品的代謝產(chǎn)物，通過(guò)多元統(tǒng)計(jì)與KEGG通路分析篩選差異代謝物進(jìn)而區(qū)分不同產(chǎn)地的紅茶，分析可能造成紅茶滋味品質(zhì)差異的原因，以期為福建紅茶產(chǎn)地鑒別及溯源提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

尤溪紅茶 共20份，由尤溪縣光興茶業(yè)有限公司和尤溪縣云富茶葉有限公司提供（產(chǎn)自坂面鎮(zhèn)和臺(tái)溪鄉(xiāng)）；福安紅茶 共20份，由福安市農(nóng)墾集團(tuán)有限公司和福建新坦洋茶業(yè)股份有限公司提供（產(chǎn)自城陽(yáng)鎮(zhèn)、潭頭鎮(zhèn)、上白石鎮(zhèn)、甘棠鎮(zhèn)、社口鎮(zhèn)和松羅鄉(xiāng)）；全部茶樣均是福云6號(hào)單一品種制成的成品紅茶（2020年春茶，等級(jí)相似）。

超高效液相色譜儀 日本島津公司；三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀（Applied Biosystems 4500 QTRAP） 美國(guó)賽默飛世爾科技公司；SB-C18色譜柱（2.1 mm×100 mm，1.8 μm） 美國(guó)安捷倫公司；MM 400研磨儀 Retsch

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 審評(píng)取樣 參照GB/T 23776-2018茶葉感官審評(píng)方法中的紅茶感官審評(píng)方法，由6名高級(jí)評(píng)茶員（3名男性和3名女性）對(duì)40份茶樣的滋味進(jìn)行評(píng)價(jià)與評(píng)分，最后從兩個(gè)產(chǎn)地各篩選出1份總體得分高且具有代表性的茶樣進(jìn)行后續(xù)的代謝組學(xué)分析。

1.2.2 樣品制備方法 將樣品放入5 mL離心管，置于凍干機(jī)（Scientz-100 F）中真空冷凍干燥，再用研磨儀研磨（30 Hz，1.5 min）至粉末狀，稱取100 mg的粉末，加入70%甲醇水溶液1.2 mL，每30 min渦旋提取30 s、重復(fù)6次后置于4 ℃冰箱過(guò)夜；12000 r/min離心10 min，吸取上清液，0.22 μm濾膜過(guò)濾樣品并保存于進(jìn)樣瓶中，兩個(gè)產(chǎn)地的紅茶樣品，分別重復(fù)取樣3次、制備后進(jìn)行UPLC-MS/MS分析。

1.2.3 質(zhì)控樣品 質(zhì)控樣本（quality control samples，QC）由2組不同產(chǎn)地紅茶提取物等量混合制備而成，與分析樣本采用相同的方法處理和檢測(cè)，重復(fù)3次。在儀器檢測(cè)的過(guò)程中，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(guò)程的重復(fù)性。

1.2.4 分析條件

1.2.4.1 液相色譜條件 色譜柱：Agilent SB-C18（1.8 μm，2.1 mm×100 mm）；流動(dòng)相：A相為超純水（加入0.1%的甲酸），B相為乙腈（加入0.1%的甲酸）；洗脫梯度：0.00 min B相比例為5%，9.00 min內(nèi)B相比例線性增加到95%，并維持在95% 1.00 min，10.00~11.10 min，B相比例降為5%，并以5%平衡至14 min；柱溫40 ℃；進(jìn)樣量4 μL；流速0.35 mL/min。

1.2.4.2 質(zhì)譜條件 電噴霧離子源（electrospray ionization，ESI）進(jìn)行海量數(shù)據(jù)采集，操作參數(shù)如下：渦輪噴霧溫度為550 ℃；離子噴霧電壓（IS）5500 V（正離子模式）/?4500 V（負(fù)離子模式）；離子源氣體I（GSI），氣體II（GSII）和簾氣（CUR）分別設(shè)置為50、60和25 psi，碰撞誘導(dǎo)電離參數(shù)設(shè)置為高。在三重四級(jí)桿（triple quadrupole，QQQ）和線性離子阱（LIT）模式下分別用10和100 μmol/L聚丙二醇溶液進(jìn)行儀器調(diào)諧和質(zhì)量校準(zhǔn)。在QQQ中，每個(gè)離子對(duì)根據(jù)優(yōu)化的去簇電壓（declustering potential，DP）和碰撞能（collision energy，CE）進(jìn)行掃描檢測(cè)[18]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

通過(guò)比較離子碎片模式、保留時(shí)間和m/z值，并通過(guò)邁維（武漢）生物技術(shù)有限公司自建數(shù)據(jù)庫(kù)和公共數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)代謝物進(jìn)行鑒定。利用三重四級(jí)桿質(zhì)譜的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式（multiple reaction monitoring，MRM）對(duì)代謝物進(jìn)行定量，獲得不同樣本的代謝物質(zhì)譜并對(duì)其進(jìn)行峰面積積分，最后不同樣本的相同代謝物中的質(zhì)譜出峰進(jìn)行積分校正。采用R軟件（https://www.r-project.org/）對(duì)鑒定的代謝產(chǎn)物進(jìn)行主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘法判別分析（OPLS-DA）。根據(jù)OPLS-DA模型獲得的變量重要性投影（variable importance in project，VIP）評(píng)分，將VIP≥1，fold change≥2或fold change≤0.5的代謝物定義為差異代謝物（significant changed metabolites，SCMs），同時(shí)將得到的相應(yīng)差異代謝物通過(guò)代謝通路數(shù)據(jù)庫(kù)KEGG Pathways（KEGG，www.genome.jp/kegg）進(jìn)行解析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)地紅茶感官品質(zhì)分析

由感官審評(píng)結(jié)果可見（表1），福安紅茶（FF）的滋味以醇和為主，尤溪紅茶（YF）以甘醇為主；福安紅茶（FF）的香氣以薯香、焦糖香為主，尤溪紅茶（YF）以甜香為主。

表1 不同產(chǎn)地紅茶感官審評(píng)結(jié)果Table 1 Sensory evaluation results of black tea from different origins

2.2 不同產(chǎn)地紅茶代謝組學(xué)分析

通過(guò)UPLC-MS/MS技術(shù)檢測(cè)，圖1是質(zhì)控樣本分別在正、負(fù)離子檢測(cè)模式下得到的質(zhì)譜總離子流色譜圖（TIC）進(jìn)行譜圖疊加比較的結(jié)果，可見其譜圖的重疊性很高，說(shuō)明檢測(cè)方法的信號(hào)穩(wěn)定性好，得出的數(shù)據(jù)結(jié)果可靠。

圖1 質(zhì)控樣本的TIC重疊圖譜Fig.1 TIC overlap map of QC samples

結(jié)果在兩地紅茶中共鑒定出12類937種代謝物，如圖2所示，其中包括黃酮類181種（黃酮醇58種、黃酮55種、黃烷醇類21種、黃酮碳糖苷19種等）、酚酸類175種（草酸、綠原酸、松柏醇、松柏醛、紫丁香苷、芥子酰蘋果酸、5-O-咖啡酰莽草酸等）、脂質(zhì)149種（游離脂肪酸66種、甘油酯18種等）、有機(jī)酸94種（富馬酸、馬來(lái)酸、奎寧酸、3,5-二羥基-3-甲基戊酸等）、氨基酸及其衍生物69種（L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-天冬酰胺、L-天冬氨酸、L-精氨酸、L-賴氨酸、L-色氨酸等）、核苷酸及其衍生物57種（煙酸腺嘌呤二核苷酸、L-墨喋呤、胞嘧啶等）、生物堿49種（生物堿27種、酚胺12種等）、糖及糖醇類48種（木糖醇、麥芽糖、松二糖、蔗糖等）、鞣類38種（茶黃素、原花青素B1等）、其他類29種（維生素13種等）、木脂素和香豆素25種（7-羥基香豆素、松脂醇等）、萜類23種（熊果醛、夏羅草酮等）。

圖2 福安紅茶和尤溪紅茶中的代謝產(chǎn)物Fig.2 Metabolites in Fu 'an black tea and Youxi black tea

2.3 不同產(chǎn)地紅茶代謝組學(xué)差異分析

通過(guò)對(duì)樣品（包括質(zhì)控樣品）進(jìn)行PCA分析和OPLS-DA分析。如圖3A所示，第一主成分（PC1）的貢獻(xiàn)率為56.92%，第二主成分（PC2）的貢獻(xiàn)率為24.28%，兩組樣本表現(xiàn)出顯著的分離趨勢(shì)；如表2所示，主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)94.03%，因此在PCA結(jié)果上能夠從總體上反映福安紅茶和尤溪紅茶之間的代謝物差異；如圖3B所示，OPLS-DA模型得到兩個(gè)主成分，PC1的貢獻(xiàn)率為74.8%，PC2的貢獻(xiàn)率是8.22%，兩組樣品的區(qū)分效果非常顯著；如表3所示，OPLS-DA模型的評(píng)價(jià)參數(shù)中的指標(biāo)均大于0.5且Q2>0.9，說(shuō)明OPLS-DA模型構(gòu)建良好，預(yù)測(cè)性可靠且有意義，可根據(jù)VIP值分析篩選差異代謝物。

表2 PCA分析可解釋變異結(jié)果（%）Table 2 Variation results based on PCA (%)

表3 OPLS-DA模型的評(píng)價(jià)參數(shù)Table 3 The parameters of OPLS-DAs

圖3 不同產(chǎn)地紅茶樣品的多元統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Fig.3 Multivariate statistical analysis results of black tea samples from different origins

2.4 尤溪紅茶與福安紅茶差異代謝物分析

2.4.1 不同產(chǎn)地紅茶差異代謝物鑒定與分析 基于OPLS-DA結(jié)果，篩選VIP≥1的差異代謝物。如圖4所示，福安紅茶和尤溪紅茶的代謝產(chǎn)物中鑒定出共12類410種具有顯著差異的代謝物，占所有代謝物的43.8%，說(shuō)明不同產(chǎn)區(qū)的紅茶代謝物質(zhì)差異顯著。在410種差異代謝成分中，尤溪紅茶有291種成分呈上調(diào)表達(dá)，即相對(duì)含量顯著高于福安紅茶，119種成分呈下調(diào)表達(dá)，即相對(duì)含量顯著低于福安紅茶，上調(diào)代謝物的數(shù)量遠(yuǎn)大于下調(diào)代謝物的數(shù)量。其中差異代謝物較多的是脂質(zhì)、酚酸類、黃酮、氨基酸及其衍生物、有機(jī)酸5種類別，分別占比為17.5%、17.3%、17.0%、10.7%、7.3%。在所有差異代謝物中，總體上有30種黃酮、27種酚酸類、14種糖類、12種有機(jī)酸、9種生物堿物質(zhì)在福安紅茶中的相對(duì)含量更高，68種脂質(zhì)、44種酚酸類、40種黃酮、38種氨基酸及其衍生物、24種核苷酸及其衍生物、18種有機(jī)酸、16種生物堿物質(zhì)在尤溪紅茶中的相對(duì)含量更高。兩地紅茶代謝物種類和含量上的差異，形成了各不相同的滋味特征。黃酮類物質(zhì)是黃酮苷類和黃酮醇類的總稱，總體上呈柔和澀味，可增強(qiáng)咖啡堿苦味[19]。福安紅茶中有30種黃酮類物質(zhì)的相對(duì)含量較高，尤溪紅茶中有40種黃酮類物質(zhì)的相對(duì)含量較高，在多種物質(zhì)共同作用下，兩地紅茶滋味有一定的醇厚度。

圖4 FF vs YF差異代謝物熱圖Fig.4 Heat map of differential metabolites in FF vs YF

2.4.2 不同產(chǎn)地紅茶主要差異代謝成分分析 為了更清晰地觀察福安紅茶和尤溪紅茶主要差異代謝物的折疊變化，利用TBtools生成了氨基酸及其衍生物、酚酸類以及兒茶素類化合物的熱圖，如圖5所示。多酚類及其氧化產(chǎn)物、氨基酸、生物堿和有機(jī)酸等是影響紅茶滋味的主要風(fēng)味物質(zhì)[15]。如圖5A所示，在尤溪紅茶中大部分氨基酸物質(zhì)的含量都顯著高于福安紅茶，尤其是丙氨酸、蘇氨酸、絲氨酸和脯氨酸等甜味氨基酸[20]，其中L-蘇氨酸上調(diào)6.3倍，與感官審評(píng)結(jié)果相一致，說(shuō)明氨基酸物質(zhì)可以作為區(qū)分不同產(chǎn)地紅茶的關(guān)鍵差異代謝物。

兒茶素類化合物是茶多酚的主要成分，其含量的多少直接影響茶葉品質(zhì)[21]。兒茶素中的酯類兒茶素有較強(qiáng)的苦澀味和收斂性，而非酯型兒茶素的澀味和收斂性都較弱，回味爽口[22]。如圖5B所示，兩地紅茶中的兒茶素（C）、沒食子兒茶素（GC）、表沒食子兒茶素（EGC）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）、兒茶素沒食子酸酯（CG）、沒食子兒茶素沒食子酸酯（GCG）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）均無(wú)顯著差異，而非酯型兒茶素表兒茶素（EC）在尤溪紅茶中顯著上調(diào)，可能是其具有順滑細(xì)膩口感的原因。

具有酸味的草酸和谷氨酰胺可同時(shí)影響紅茶滋味的“醇味”和“厚味”，推測(cè)酸類化合物對(duì)“厚”的影響極大[23]。如圖5C所示，福安紅茶中草酸的含量顯著上調(diào)，而尤溪紅茶中的谷氨酰胺顯著上調(diào)，可能是使得不同產(chǎn)地紅茶滋味中的“醇、厚”的感官體驗(yàn)相似的原因，因此草酸和谷氨酰胺在一定程度上也可以作為區(qū)分兩地紅茶的差異代謝物。

圖5 不同產(chǎn)地紅茶3種主要差異代謝物熱圖Fig.5 Heat map of three main differential metabolites of black tea from different origins

計(jì)算樣品中代謝成分定量信息的差異倍數(shù)變化、并進(jìn)行l(wèi)og2處理，變化排名在前的20個(gè)差異表達(dá)代謝成分如圖6所示。與福安紅茶相比，尤溪紅茶有7種氨基酸及其衍生物（氧化谷胱甘肽、L-蘇式-3-甲基天冬氨酸、L-精氨酸、L-甘氨酰-L-異亮氨酸、N-甘氨酰-L-亮氨酸、L-甘氨酰-L-苯丙氨酸、S-（5-腺苷）-L-高半胱氨酸、），2種酚酸類（4,6-（S）-六羥基聯(lián)苯-D-葡萄糖、去甲松柏苷），1種核苷酸及其衍生物（煙酸腺嘌呤二核苷酸）的相對(duì)含量顯著高于福安紅茶；5種糖類（D-海藻糖、異麥芽酮糖、松二糖、肌醇半乳糖苷、蔗糖），兩種黃酮（異牡荊素-2''-O-鼠李糖苷、3-氧-（3,4-二羥基-5-甲氧基苯甲?；?,3',4',5,5',7-六羥基黃烷），一種生物堿（1-甲氧基吲哚-3-甲醛），一種酚酸類（1,3,5-苯三酚），一種有機(jī)酸（3,5-二羥基-3-甲基戊酸）的相對(duì)含量顯著低于福安紅茶。結(jié)果表明，尤溪紅茶中相對(duì)含量較高的主要差異代謝物是氨基酸及其衍生物，而福安紅茶中的則是糖類物質(zhì)。其中尤溪紅茶中L-精氨酸的含量上調(diào)21倍，會(huì)產(chǎn)生苦味和甜味[24]；而福安紅茶中蔗糖的含量則上調(diào)45.2倍，但在感官審評(píng)結(jié)果中并沒有突顯甜味差異，主要是由于茶葉中糖類含量較低、對(duì)甜味強(qiáng)度的影響很小，這與Scharbert等[25]的研究結(jié)論是一致的。

圖6 FF和YF樣品中含量差異最大的20種代謝物Fig.6 Twenty metabolites with the greatest difference in content between the samples

2.4.3 不同產(chǎn)地紅茶差異代謝物通路分析 通過(guò)KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)差異代謝物進(jìn)行通路富集分析，共有84條通路，在鑒定出來(lái)的410種差異顯著的代謝物中被KEGG注釋到的個(gè)數(shù)為164個(gè)，其中有114個(gè)差異代謝物顯著上調(diào)，50個(gè)差異代謝物顯著下調(diào)，主要分布在20條代謝途徑中（圖7），其中富集程度最高的（pvalue值越接近0，表示富集越顯著）前5條通路分別為：①ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白通路（ABC transporters），主要包括核苷酸及其衍生物、氨基酸及其衍生物、糖類等28種代謝成分；②氨酰tRNA生物合成通路（Aminoacyl-tRNA biosynthesis），主要包括核苷酸及其衍生物、氨基酸及其衍生物等14種代謝成分；③精氨酸生物合成通路（Arginine biosynthesis），主要包括氨基酸及其衍生物、有機(jī)酸等7種代謝成分；④代謝途徑（Metabolic pathways），主要包括核苷酸及其衍生物、氨基酸及其衍生物、糖類、有機(jī)酸、生物堿、酚酸類、黃酮、維生素等127種代謝成分；⑤煙酸酯和煙酰胺代謝（Nicotinate and nicotinamide metabolism），主要包括核苷酸及其衍生物、有機(jī)酸、維生素等10種代謝成分。

圖7 不同產(chǎn)地紅茶差異代謝物KEGG富集圖Fig.7 KEGG enrichment map of the different metabolites of black tea from different origins

氨基酸類物質(zhì)參與ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、氨酰tRNA生物合成、精氨酸生物合成、煙酸酯和煙酰胺代謝、氨基酸生物合成、苯丙氨酸代謝等多條通路，被KEGG注釋到的有29種，其中有25種顯著上調(diào)，4種顯著下調(diào)，是兩地紅茶的代謝物中重要的部分，對(duì)其風(fēng)味和品質(zhì)有著密切關(guān)系。如圖8所示，尤溪紅茶中γ-氨基丁酸上調(diào)了7倍，是茶葉中一種重要的生物活性成分，有各種健康益處[26]，此結(jié)果可能有助于尤溪開發(fā)和生產(chǎn)富含γ-氨基丁酸的茶葉。從圖8還能看出，L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-天冬酰胺、L-天冬氨酸、L-精氨酸、L-賴氨酸、L-色氨酸以及L-組氨酸等都在尤溪紅茶中顯著上調(diào)。其中L-谷氨酸和L-谷氨酰胺呈鮮味[20]；L-天冬氨酸有酸味、略帶鮮味，而L-天冬酰胺帶有苦味，但這兩種氨基酸在適宜條件下可結(jié)合形成阿斯巴甜物質(zhì)，其甜度是蔗糖的200倍[27]；L-精氨酸、L-賴氨酸L-色氨酸和L-組氨酸都是苦味氨基酸，前兩者均可產(chǎn)生苦味和甜味，后兩者則可以作為神經(jīng)遞質(zhì)前體[24，28]，并且這些上調(diào)的氨基酸物質(zhì)都參與了7條以上的代謝通路，其中L-天冬氨酸和L-谷氨酸參與了19條代謝通路，分別上調(diào)6.7倍和10.9倍，因此，以上這些氨基酸物質(zhì)的相互作用可能是形成尤溪紅茶優(yōu)良的品質(zhì)和滋味特征的原因。Ji等[29]發(fā)現(xiàn)光照強(qiáng)度較高的茶葉中氨基酸含量較低，尤其是亮氨酸、異亮氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸、蘇氨酸、天冬酰胺和天冬氨酸，由此可以推測(cè)形成兩地紅茶不同滋味特征的原因，可能是尤溪和福安兩地因其地理位置的差異，產(chǎn)生不同的光照強(qiáng)度導(dǎo)致的。綜上所述，相對(duì)于福安紅茶，尤溪紅茶是一種富含各種氨基酸物質(zhì)的茶葉，涉及氨基酸代謝相關(guān)的通路對(duì)不同產(chǎn)地紅茶的滋味品質(zhì)有著重要影響。

圖8 尤溪紅茶和福安紅茶中主要氨基酸化合物相對(duì)豐度圖Fig.8 Relative intensity map of major amino acid compounds in Youxi black tea and Fu'an black tea

Wu等[24]研究發(fā)現(xiàn)，黃酮和黃酮醇的生物合成以及苯丙氨酸代謝這兩個(gè)代謝通路與茶葉的風(fēng)味和生物活性顯著相關(guān)。Dai等[30]也認(rèn)為幾種黃酮類化合物在茶葉味覺品質(zhì)的季節(jié)變化中起主要作用，其中苯丙烷生物合成通路、黃酮和黃酮醇生物合成通路以及黃酮類生物合成通路是合成黃酮-3-醇、黃酮醇、黃酮醇苷、酚酸和原花青素等特征酚類化合物最關(guān)鍵的途徑。如圖9所示，發(fā)現(xiàn)在黃酮和黃酮醇的生物合成通路中，尤溪紅茶有較高水平的黃酮醇（槲皮素-3-O-桑布雙糖苷、紫云英苷）和黃酮類化合物（芹菜素-7-O-新橙皮糖苷、木犀草素-7-O-葡萄糖苷），其中紫云英苷在尤溪紅茶中上調(diào)了2.4倍，岳翠男等[23]也發(fā)現(xiàn)紫云英苷在紅茶滋味中的回甘作用影響較大，可見，紫云英苷在尤溪紅茶的滋味特征中可能也有重要貢獻(xiàn)。另一方面，福安紅茶也有較高水平的黃酮醇（槲皮素-3-O-磺酸）和黃酮類化合物（丁香亭、牡荊素-2''-O-鼠李糖苷）。

圖9 不同產(chǎn)地紅茶黃酮和黃酮醇生物合成通路中差異代謝物相對(duì)豐度圖Fig.9 Relative intensity map of different metabolites in Flavone and flavonol biosynthesis pathways of black tea from different origins

如圖10所示，在苯丙烷生物合成通路中，尤溪紅茶有4種酚酸物質(zhì)顯著上調(diào)，其中綠原酸的含量較高，上調(diào)了2.1倍，它在茶湯中呈苦澀味，并隨著濃度的增加而增強(qiáng)[31]，福安紅茶有3種酚酸物質(zhì)顯著上調(diào)。

圖10 不同產(chǎn)地紅茶苯丙烷生物合成通路中差異代謝物相對(duì)豐度圖Fig.10 Relative intensity map of different metabolites in Phenylpropanoid biosynthesis pathways of black tea from different origins

如圖11所示，在苯丙氨酸代謝通路中，福安紅茶的生物堿物質(zhì)苯乙胺和有機(jī)酸物質(zhì)富馬酸都顯著上調(diào)，分別升高了2.6倍和6.1倍，其中富馬酸不僅參與了苯丙氨酸代謝通路，還參與其他共12條代謝通路，說(shuō)明其在茶葉滋味品質(zhì)中起到一定的作用，另外苯乙胺也作為一種神經(jīng)遞質(zhì)，可以提高細(xì)胞外液中多巴胺的水平，使人感到身心愉悅[30]，在一定程度上也可以作為評(píng)價(jià)茶葉品質(zhì)的指標(biāo)。

圖11 不同產(chǎn)地紅茶苯丙氨酸代謝通路中差異代謝物相對(duì)豐度圖Fig.11 Relative intensity map of different metabolites in phenylalanine metabolism pathways of black tea from different origins

3 結(jié)論

利用超高效色譜和串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)對(duì)福安紅茶和尤溪紅茶兩個(gè)不同產(chǎn)地紅茶進(jìn)行廣泛靶向代謝組學(xué)測(cè)定，在兩地紅茶的代謝產(chǎn)物中鑒定出共12類410種顯著差異的代謝物，占所有代謝物的43.8%，說(shuō)明不同產(chǎn)區(qū)的紅茶代謝物質(zhì)差異顯著。通過(guò)對(duì)410種差異代謝成分的差異倍數(shù)進(jìn)行l(wèi)og2處理，發(fā)現(xiàn)尤溪紅茶中相對(duì)含量較高的主要差異代謝物是氨基酸及其衍生物，福安紅茶相對(duì)含量較高的主要差異代謝物是糖類物質(zhì)。此外，通過(guò)VIP值和FC值，進(jìn)一步篩選到紫云英苷、表兒茶素（EC）、L-谷氨酰胺、L-天冬氨酸、L-賴氨酸、L-色氨酸、L-谷氨酸、綠原酸、苯乙胺和牡荊素-2''-O-鼠李糖苷等差異代謝產(chǎn)物對(duì)于兩地紅茶的不同滋味品質(zhì)形成可能具有重要貢獻(xiàn)。KEGG代謝通路分析發(fā)現(xiàn)，福安和尤溪產(chǎn)地紅茶的氨基酸和黃酮類物質(zhì)代謝水平具有顯著差異，涉及氨基酸代謝和黃酮類代謝相關(guān)的通路對(duì)不同產(chǎn)地紅茶的滋味品質(zhì)有著重要影響。

綜上，本研究結(jié)果可以作為判別福安紅茶和尤溪紅茶的依據(jù)，進(jìn)一步闡明兩地紅茶品質(zhì)的差異。由于不同產(chǎn)地紅茶的滋味品質(zhì)是受各種因素綜合影響的，今后還需擴(kuò)大紅茶樣本，并增加不同產(chǎn)地、不同季節(jié)、不同工藝等的比較分析，為福安和尤溪今后的紅茶產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)提供參考。