基于非靶向代谢组学分析白茶室内自然萎凋过程代谢物的变化规律

以福安大白茶品种鲜叶为材料,按照室内自然萎凋工艺加工白茶,每隔3 h采集过程样,利用非靶向代谢组学技术分析了代谢物的含量变化。结果表明,在白茶室内自然萎凋过程中,茶鲜叶中的代谢物含量呈现规律性的动态变化。研究共鉴定到106种代谢物,其含量呈现5种主要变化趋势。这些变化趋势可以分为4个阶段,分别为萎凋前24 h、萎凋24~48 h、萎凋48~57 h、萎凋57 h之后。这些差异代谢物按照结构分为4种类型：类黄酮化合物中8种单体儿茶素（Catechins）在萎凋过程中呈现下降趋势;18种原花青素物质（PAs）和5种聚酯型儿茶素（TSs）有升有降;含没食子酰基的PAs与TSs含量均呈现上升趋势,而未含该基团的两类物质含量则呈现下降趋势。糖苷衍生物中6种山奈酚（Kaempferol）糖苷,4种槲皮素（Quercetin）糖苷,1种芹菜素（Apigenin）糖苷含量均呈上升趋势,且在萎凋48 h后含量明显上升。在萎凋过程中12种酚酸类物质中5种呈现上升趋势,7种呈现下降趋势,这些物质均在萎凋至57~60 h时出现最高或最低值。此外,分析了生物碱、氨基酸与多肽、香豆素类、糖等20种代谢物的含量变化,其中咖啡碱含量呈现上升趋势,在萎凋60 h时最高,可可碱含量在萎凋中期下降明显,萎凋后期略有回升,2种茶氨酸异构体和4种香豆素物质含量在萎凋至12 h达到峰值,此后总体呈下降趋势。本研究为明确白茶在自然萎凋加工过程中的生物代谢调控机制提供重要参考。     

茶鲜叶萎凋过程中主要品质成分的动态变化

选用10份茶树品种春茶新梢的1芽2、3叶为试验材料,控温控湿(20～22℃、RH 35％～45％)条件下,探讨不同萎凋程度茶鲜叶的主要品质成分动态变化规律.结果表明,随着萎凋程度(鲜叶减重率)的加重,水浸出物、咖啡碱、游离氨基酸和可溶性糖含量变化呈现升高趋势,茶多酚含量变化呈现先升高后降低的趋势,各主要品质成分含量的变化并不是同步的.茶鲜叶萎凋减重15％内以水分散失为主,各主要品质成分的含量(以干物质质量100％计)变化均不显著;萎凋减重至30％～45％,各主要品质成分含量陆续呈现显著变化,可溶性糖与咖啡碱、水浸出物含量先后达到最高值;萎凋减重至60％,只有游离氨基酸含量继续升高;最终游离氨基酸、可溶性糖、咖啡碱含量变化较大,比茶鲜叶中分别升高了24.6％、13.8％、11.9％.相关分析表明,游离氨基酸、可溶性糖、水浸出物与咖啡碱含量变化与萎凋失水显著正相关(相关系数为0.413、0.386、0.692、0.479),尤其是游离氨基酸,而茶多酚含量变化与萎凋失水没有明显相关性.     

不同光质萎凋对茶树鲜叶中没食子酸、咖啡碱和茶多酚的影响

没食子酸、咖啡碱和茶多酚是茶叶风味生化成分,为了探索提高茶叶没食子酸、咖啡碱和茶多酚含量的不同光质萎凋工艺,本试验采用白光、红光、黄光、蓝光和紫光5种光质进行不同萎凋时间处理,其中白光组为对照组,测定和分析没食子酸、咖啡碱和茶多酚含量。结果表明,与白光组相比,黄光4h的萎凋工艺可以使HK-2、HK-3茶树品系鲜叶在萎凋过程中的茶多酚含量处于最大值,分别显著增加了6.54%和13.70%(P0.05);红光2、4 h的萎凋工艺可以使HK-2、HK-3茶树品系鲜叶在萎凋过程中的GAF含量处于最大值,分别增加了0.20%和4.10%;红光2 h萎凋工艺可以使HK-2茶树品系鲜叶在萎凋过程中的GA含量处于最大值,含量显著增加了17.50%(P0.05),蓝光12 h萎凋工艺可以使HK-3茶树品系鲜叶在萎凋过程中的GA含量处于最大值,含量显著增加了20.59%(P0.05)。由上所知,不同光质萎凋工艺可以调控HK-2、HK-3茶树品系鲜叶中的没食子酸、咖啡碱和茶多酚的含量。     

红茶萎凋过程中多酚氧化酶生化特性的变化

本文研究了红茶萎凋过程中鲜叶与萎凋叶多酚氧化酶(PPO)的最适pH、最适温度、等电点的变化,测定了己糖激酶(KH)对上述二种PPO的不同激活效应.提出红茶加工过程中鲜叶与萎凋叶PPO有着质的区别,认为在萎凋过程中有新的PPO形成,并且红茶成品的质量与萎凋叶PPO的活性有着更密切的关系.     

茶鲜叶萎凋过程中游离氨基酸的动态变化规律

萎凋是影响白茶、红茶和乌龙茶风味品质的重要工序.本文选用10份茶树品种春茶新梢的一芽二、三叶和中小开面二至四叶为供试材料,在控温控湿(20～22℃、RH 35％～45％)条件下,探讨了不同萎凋程度茶鲜叶的游离氨基酸动态变化规律.结果表明,供试茶样可按嫩度划分为两个类群,且在萎凋过程中均有按鲜叶减重率(0％、15％、30％、45％、60％)区分倾向,而使之区分的游离氨基酸特征组分主要有茶氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、苏氨酸和丝氨酸.随着萎凋程度(鲜叶减重率)的加重,尤其是在减重率30％以后,一芽二、三叶和中小开面二至四叶茶样在二维空间的分布渐趋离散,即不同品种茶样中游离氨基酸的组成模式愈加多样.茶鲜叶各游离氨基酸在萎凋过程中的组分变化差异明显,天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸等游离氨基酸含量呈增加趋势,而茶氨酸含量逐渐减少.该研究结果可为基于萎凋工艺的茶叶品质控制提供参考依据.     

不同光质对红茶萎凋叶叶绿素荧光参数及生化品质的影响

基于光质萎凋在茶叶加工中的优越性,试验采用快速、灵敏的叶绿素荧光参数来反映红茶光质萎凋的内在机制。结果表明,萎凋0～8 h,各处理萎凋叶的NPQ、Y(NPQ)先升后降,Y(Ⅱ)、qP先降后升,表现出较强的逆境耐受能力,使萎凋叶茶多酚、氨基酸、咖啡碱、可溶性糖含量相对稳定;8 h后,各处理萎凋叶的NPQ、Y(Ⅱ)、ETR、qP逐步降低,Y(NO)逐步升高,表示逆境耐受能力逐步减弱,导致叶片的氨基酸含量明显升高;萎凋结束时,对照样的NPQ、Y(NPQ)、Y(NO)、Fv/Fm、Fv/Fo最低分别为1.874、0.508、0.267、0.723、2.626,其逆境耐受能力弱;蓝光处理萎凋叶的NPQ、Y(NPQ)最高分别为2.120、0.567,逆境耐受能力强;红光和黄光处理萎凋叶的逆境耐受能力居中,黄光萎凋叶的氨基酸含量最高,为2.58%;氨基酸含量与Fm、NPQ呈显著负相关,与Fv/Fm呈极显著负相关,与Y(NO)呈极显著正相关;黄光处理的红茶感官品质得分最高,为91分,对照样最低,为85分。     

白茶连续化加温萎凋过程中生化成分的变化

对白茶连续化加温萎凋加工过程中生化成分变化进行测定分析,结果表明:主要生化成分随加工进程出现升降的动态变化,其变化幅度在各萎凋时间段之间存在差异;与鲜叶相比,毛茶含水率、水浸出物、茶多酚分别降低了71.10%、5.12%、5.96%,而咖啡碱、氨基酸和黄酮含量则分别增加了0.25%、1.70%、1.97mg/g;连续化生产线白茶的水浸出物含量显著高于传统工艺白茶(P0.05),但氨基酸、咖啡碱含量显著低于传统工艺白茶(P0.01)。毛茶感官品审评结果表明,连续化加温萎凋与传统工艺白茶,品质差异不显著。     

夏季新工艺红茶鲜叶萎凋过程中内含生化成分的动态变化

以保靖黄金茶1号夏季一芽二、三叶鲜叶为原料,按照鲜叶→萎凋机萎凋→晒青→做青→再萎凋的工序进行萎凋,从鲜叶的叶与梗的角度,分别探讨其在萎凋过程中的内含生化成分的变化。结果表明:叶内与梗内的生化成分变化主要集中在晒青与做青阶段;萎凋过程中,叶内茶多酚、可溶性糖、黄酮类物质和酯型儿茶素的含量始终高于梗,而游离氨基酸、水浸出物和非酯型儿茶素的含量则低于梗;叶内与梗内的生化成分的变化受做青次数的影响不同,叶梗在第四次做青时仍受影响,而叶片则主要表现在前三次做青过程。     

鲜味摊放对绿茶品质影响的初步探讨

本文主要阐述了鲜叶摊放(萎凋)对绿茶品质的影响,绿茶摊放(萎凋)的必要性和绿茶摊放(萎凋)技术的研究历史,展望鲜叶摊放(萎凋)摊放的发展趋势,为绿茶鲜叶摊放(萎凋)工序的深入研究提供参考。     

不同品种鲜叶多酚氧化酶活性及其在菱凋过程中的变化

鲜叶萎凋是红茶加工的第一工序。Takeo 曾研究了不同品种鲜叶在自然萎凋过程中多酚氧化酶活性变化,认为15～18小时的萎凋可制成品质较好的红茶。Ullah M·R 对无性系茶树的人工萎凋叶、自然萎凋叶和“单纯”化学萎凋叶的成分进行了分析,且审评了成茶的滋味,发现人工萎凋至少要16小时才能加工出优质红茶。目前国内茶厂在生产上采用人工萎凋日趋广泛,人工萎凋比自然萎凋时间短,生产周转快,作者测定差异较大的几个品种鲜叶多酚氧化酶活性以及不同品种鲜叶人工萎凋期间多酚氧化酶活性的变化,试图用多酚氧化酶活性衡量不同品种鲜叶适制的茶类及估测人工萎凋所需的最短时间。     

3个不同木薯品种的代谢产物解析

本研究以3种木薯品种（‘KU50’‘SC205’和‘SC9’）块根为实验材料,采用色谱-质谱联用非靶向代谢组学技术,对8月龄木薯块茎的代谢物进行差异性分析。通过鉴定共获得77个差异代谢物,主要涉及糖及其衍生物、氨基酸、有机酸等,‘KU50’和‘SC205’两个品种的优势代谢产物（相对含量>15%）均为蔗糖,且二者含量基本相当,‘SC9’的优势代谢产物为蔗糖与果糖;‘SC9’中蔗糖、柠檬酸相对含量显著低于‘KU50’和‘SC205’,但果糖、半乳糖、葡萄糖高于二者。利用主成分分析（PCA）发现,3个木薯品种块根代谢物组成结构差异性显著,获得差异显著的33种代谢物中主要涉及糖类及其衍生物、有机酸及其衍生物、生物碱、核苷酸及其衍生物、氨基酸及其衍生物等5个类别。通过GO、KEGG、通路富集分析共注释到14个差异显著性代谢途径,其中,共有16个代谢物富集于氨酰tRNA生物合成途径,9个富集于精氨酸和脯氨酸代谢途径,3个富集于氰基氨基酸代谢途径。本研究通过对3个木薯品种块根代谢物的种类、相对含量、主要代谢物和显著差异代谢物进行分析,阐明了不同木薯品种淀粉品质形成的物质基础。可为后期更好地进行木薯品种改良、品种选育及木薯食品加工提供参考。     

成熟期不同橄榄品种（系）果实代谢组及其差异

橄榄果实风味独特,富含多酚、黄酮、氨基酸等多种生理活性物质,这些物质与其风味品质关系密切。目前对橄榄果实代谢物进行系统研究的报道较少,为解析橄榄果实的主要代谢成分并对3个品质类型存在差异的品种（系）（‘长营’‘檀香’‘灵峰’）进行比较,以期为橄榄果实品质形成、优良品种选育等研究提供理论基础。采用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）的广泛靶向代谢组技术,测定3个橄榄品种（系）成熟期果实代谢物,并结合多元统计分析方法及3个品种（系）果实总酚、总黄酮、木质素含量数据进行分析,结果表明：‘檀香’总酚、总黄酮含量最高;‘灵峰’总酚、总黄酮及木质素含量最低;‘长营’总木质素含量则很高,与其化渣差的特点相吻合。利用广泛靶向代谢组学技术共检测出黄酮、酚酸类、氨基酸及其衍生物、有机酸、脂质、核苷酸及其衍生物、鞣质、糖及醇类、木质素和香豆素等13类524种代谢物,其中黄酮类代谢物数量最多,主要为槲皮素类、木犀草素类和山奈酚类。各品种（系）代谢物差异显著,主要的差异代谢物为黄酮类、酚酸类和氨基酸及其衍生物。‘长营’相比‘檀香’存在161种差异代谢物（上调代谢物116种、下调代谢物45种）,‘檀香’相比‘灵峰’存在164种差异代谢物（上调代谢物51种、下调代谢物113种）;‘长营’相比‘灵峰’存在146种差异代谢物（上调代谢物51种、下调代谢物95种）。差异代谢物KEGG通路富集分析发现,3个品种（系）中,‘檀香’的黄酮代谢及氨基酸代谢最为活跃,积累更多的槲皮素类、木犀草素类、山奈酚类、丙氨酸、丝氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等黄酮及氨基酸类物质;‘灵峰’较‘长营’的黄酮代谢相对较弱,黄酮类物质积累相对较少,这可能是造成‘檀香’橄榄风味更为浓厚,而‘灵峰’橄榄风味较为清甜的原因之一。     

不同施肥条件下的小麦籽粒代谢组学研究

为探究不同肥料对小麦籽粒代谢物的影响,通过非靶向代谢组学结合气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)与多元统计学的方法,对不同施肥条件下(常规施肥CK、缓控释肥一次性基施E、有机肥缓控释肥配施A、缓控释肥B、专家系统推荐施肥NE)的中信麦99籽粒代谢物进行分析。结果显示,从小麦籽粒中共检测到代谢物47种,主要为有机酸类、氨基酸类、糖类及其衍生物、酯类和其他有机物。与CK相比,B、E处理对促进小麦籽粒中有机酸类代谢物积累的效果较优,B、A处理对促进小麦籽粒中糖类代谢物积累的效果较优,B、NE处理对促进小麦籽粒中氨基酸类代谢物积累的效果较优;B、NE处理对促进小麦籽粒中总代谢物含量积累的效果最优,E处理效果次之,A处理效果最差。不同施肥处理对小麦籽粒代谢物中糖类和氨基酸类代谢物影响较大,通过富集20种差异代谢物,得到3条显著变化的代谢途径,分别为氨酰基-tRNA的生物合成,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,异喹啉生物碱的生物合成。     

基于UPLC-Q-TOF-MS/MS技术分析菠萝蜜多糖小鼠肠道代谢产物及代谢途径

菠萝蜜在我国海南、广东、广西、云南、福建和台湾等地大量栽种,其果实营养丰富,含有糖类化合物、蛋白质、氨基酸、多酚、脂肪酸、维生素、矿物质等多种营养成分.其中,菠萝蜜多糖是一类由鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖和半乳糖醛酸组成、分子量约为1668 kDa的生物大分子;具有促进小鼠脾淋巴细胞增殖、提高免疫细胞抗氧化活...     

黄化变异茶树石门黄叶理化分析及茶氨酸相关基因表达研究

黄化变异是茶树较为常见的叶色变异现象,黄化茶树的特征性化学成分含量会发生较大变化,其中氨基酸含量显著增加,研究此现象形成的原因有助于揭示叶色与氨基酸代谢的相关性。本研究以石门地区自然黄化变异茶树为材料,对其全黄、全绿和黄绿叶片进行叶绿体超微结构分析和主要生化成分检测,采用实时荧光定量PCR方法检测茶氨酸生物合成相关基因（TS,CsGS1,CsGS2）在不同叶色间的表达水平并分析它们与茶氨酸含量的相关性。结果表明：（1）与绿叶相比,黄化叶的叶绿体结构存在异常,主要表现为类囊体膜结构不清晰;（2）生物碱含量由高到低分别为黄叶、绿叶、黄绿叶,组间差异显著;（3）没食子酸、总儿茶素含量在绿叶中最高,在其他两组间无显著差异,多种儿茶素组分含量随叶片转绿而提高,但EC与叶片黄化程度呈正相关;（4）氨基酸和茶氨酸含量变化趋势与叶片黄化趋势相同;（5）TS基因和CsGS1基因在绿叶中表达量最高,在黄绿色叶片中表达量最低,CsGS2基因在全黄叶片中表达量最高;（6）茶氨酸含量与TS、CsGS1、CsGS2基因表达量均无显著相关性。可见,黄化茶树叶片的叶绿体结构异常,其物质代谢会受到影响,氨基酸分解被抑制,并富集在黄化叶中。     

基于UPLC-MS/MS技术的代谢组学方法研究铝胁迫下花生的根系代谢

为有效降低铝毒害，探讨铝胁迫下花生幼苗根系代谢变化，以花育23（H，铝敏感型）和粤油7号（Y，耐铝型）两个花生品种为材料，基于超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）的广泛靶向代谢组学，研究铝胁迫对花生根系的影响。结果发现，从两个花生品种的幼苗根系中检测出416种代谢产物，与对照（HC）相比，花育23（HA）共筛选出155个差异代谢物（即HC vs HA），其中上调代谢物为27种，下调为128种；粤油7号（即YC vs YA）共筛选出109个差异代谢物，其中上调代谢物为28种，下调为81种。铝胁迫下两个花生品种幼苗根系之间（即HA与YA之间）筛选出145个差异代谢物，其中上调代谢物为76种，下调为69种。代谢物主要集中在酚酸类、黄酮、有机酸、木脂素和香豆素、氨基酸及其衍生物和核苷酸及其衍生物等。KEGG代谢通路富集分析显示，这些差异代谢物主要富集在异黄酮生物合成代谢通路上。铝胁迫下，花生幼苗根系代谢物发生的明显改变，可为花生生产有效降低铝毒害提供依据。     

Metabolite profiling of sheath blight disease resistance in rice: in the case of positive ion mode analysis by CE/TOF-MS

Rice sheath blight is an important disease caused by Rhizoctonia solani. The resistant and susceptible rice lines (32R and 29S, respectively) showed different responses to R. solani infection in metabolite levels. The aim of this study was to characterize the metabolite levels in rice lines during R. solani infection using capillary electrophoresis equipped with time of flight mass spectrophotometry (CE/TOF-MS) in positive ion mode. Hundred metabolites were identified and classified into six clusters by hierarchical cluster using Mass Profiler Professional software. Changes in metabolite level at inoculated 32R and 29S were mapped on branches of tricarboxylic acid and glycolysis pathway. Volcano plot successfully filtered the metabolites based on fold change and p-value. The volcano plot result showed that 10 metabolites were up and down regulated in inoculated 32R relative to 29S. One metabolite, chlorogenic acid, showed a positive response in 32R. Meanwhile, pipecolic acid showed as the highest magnitude of fold change and p-value significance level in 29S. In addition, eight amino acids; glutamate, γ-aminobutyric acid, glycine, histidine, phenylalanine, serine, tryptophan, and tyrosine showed increase in 29S after R. solani inoculation.     

菜用大豆籽粒代谢物的相关性分析

菜用大豆食味品质与代谢物的种类和数量显著相关,为研究菜用大豆籽粒代谢物间的相关性,以菜用大豆新品种闽豆6号为材料,采用气质谱联用仪(GC-MS)对不同时期籽粒的代谢物进行相关性分析。结果表明:在检测到的102种代谢物中,有机酸36种,其次为氨基酸21种、多元醇11种、糖9种、磷酸7种、胺类5种、脂肪酸和核苷酸各4种、其它物质5种;对这9类代谢物间的相关性分析表明氨基酸与有机酸、糖及其它类代谢物均成负相关,与多元醇、磷酸、胺、核苷酸以及脂肪酸均呈正相关,相关性达显著或极显著水平;9种糖类代谢物相关分析表明蔗糖与葡萄糖和果糖的相关性达显著或极显著水平;21种氨基酸的相关分析表明除蛋氨酸与半胱氨酸、焦谷氨酸与蛋氨酸和谷氨酸负相关外,其它氨基酸均两两正相关,此外含硫氨基酸蛋氨酸和半胱氨酸以及焦谷氨酸与其它20种氨基酸的相关性较弱;阿魏酸等6种酚酸的相关性分析表明,苯甲酸与其它5种酚酸相关性均不显著;阿魏酸与没食子酸、奎尼酸和莽草酸呈极显著负相关,与芥子酸呈显著正相关;没食子酸与奎尼酸呈极显著正相关,奎尼酸与莽草酸呈极显著正相关。研究结果可为菜用大豆品质改良提供依据。     

Photosynthesis,Metabolite Composition and Anatomical Structure of Oryza sativa and Two Wild Relatives,O.grandiglumis and O.alta

Photosynthesis, enzyme activities and metabolite pools associated with primary carbon metabolism in leaves were studied in O. grandiglumis and O. alta(wild relatives of rice which produce high biomass) versus O. sativa(a japonica cultivar and a indica-japonica hybrid) to assess their potential for identifying traits which might be utilized to enhance rice productivity. The wild relatives had higher rates of photosynthesis on a fresh weight basis, and higher water use efficiency than the O. sativa lines. There were no striking differences in activities of a number of key enzymes in carbon and nitrogen metabolism between the wild relatives and cultivated rice lines. Along with higher rates of photosynthesis on a fresh weight basis, the leaves of the two wild species had higher nitrate content, higher levels of starch, glucose and fructose, and higher levels of organic acids(malate, succinate and acetate), compared to the O. sativa lines. The results suggested that O. grandiglumis and O. alta have differences in physiology and primary metabolism which might be exploited to improve growth and productivity of cultivated rice.     

白茶萎凋过程中氨基酸类物质代谢分析

为研究白茶萎凋过程中氨基酸的变化,采用广泛靶向代谢组学及蛋白组学对0、12 h和30 h萎凋叶中氨基酸及相关酶进行检测。结果显示,游离氨基酸总量在萎凋前后无显著差异,萎凋前期（0~12 h）丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、酪氨酸、组氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、γ-氨基丁酸（GABA）含量上升,N-乙酰-L-谷氨酸、还原型谷胱甘肽、N-α-乙酰-L-精氨酸下降,萎凋后期（12~30 h）谷氨酸及乙酰甘氨酸含量减少;萎凋过程中蛋白质趋于降解,氨基酸合成途径相关的酶在萎凋前期（0~12 h）下调表达,氨基酸降解相关的酶在萎凋后期（12~30 h）上调表达;白茶萎凋过程中增加的蛋白质氨基酸主要来源于蛋白质水解,萎凋后期蛋白质氨基酸进一步转化为非蛋白质氨基酸,在失水条件下谷氨酸脱羧酶活性增强,促进γ-氨基丁酸含量增加。