白茶是我国特有的一种微发酵茶，属于六大茶类之一。与其他茶类相比，白茶的加工工艺相对精简，仅包括萎凋和干燥两道工序。萎凋过程中，在茶叶多酚氧化酶和过氧化酶等内源酶的催化下，在制品发生轻微的发酵（氧化），促使其特殊代谢物积累，从而赋予白茶独特的香气与滋味品质以及特殊的药用价值和保健功效。
陕西科技大学食品与生物工程学院的王 哲、赵燕妮*和中国农业科学院茶叶研究所戴伟东*等采用超高效液相色谱-四极杆轨道阱质谱（UPLC-Q-Orbitrap-MS）技术对云白毫、月光白一级、月光白二级、云寿四类云南白茶的化合物进行全面系统的解析，从“组学”的角度阐明不同花色种类云南白茶的代谢谱差异，从而为云南白茶的生产与消费提供化学成分方面的理论依据。
1、基于UPLC-Q-Exactive/MS的不同花色种类云南白茶化学成分分析
经峰匹配与校准后共得到4 415个化合物离子用于后续的分析。通过与标准品比较、一级质谱、二级质谱分析等共鉴定出120个化合物，包括10个生物碱类、10个氨基酸类、5个有机酸类、11个酚酸类、5个香气糖苷类、10个儿茶素类、13个二聚儿茶素类、8个N-乙基-2-吡咯烷酮取代的儿茶素类（EPSF）、25个黄酮糖苷类、10个脂质类及13个其他类化合物。
2、基于UPLC-Q-Exactive/MS的不同花色种类云南白茶化学成分差异分析
主成分分析
01
如图1a所示，云白毫与云寿、月光白一级与月光白二级分别在第1主成分 （ R 2X [1]＝0.123） 上具有显著的分离趋势；同时白牡丹（月光白一级、月光白二级）与云白毫、云寿在第2主成分上 （R 2X [2]＝0.05 ） 表现出显著的分离趋势，该结果充分表明云白毫、月光白一级、月光白二级、云寿的化学成分存在差异。VIP表示PLS-DA模型中每个化合物对差异做出的贡献值。VIP值越大，说明对PLS-DA模型的分类贡献越大，也表明该化合物在不同花色种类的云南白茶中含量存在较大差异；结合载荷图（图1b）发现部分化合物在云白毫和月光白一级中含量较高，分布在载荷图右侧；也有部分化合物在月光白二级和云寿中含量较高，分布在载荷图的左侧。
聚类分析
02
为进一步阐明不同花色种类云南白茶化学成分的具体差异，通过ANOVA单因素方差分析，从已鉴定的化合物中筛选出76个具有组间显著性差异的化合物（P＜0.05），涵盖了儿茶素类、二聚儿茶素类、生物碱类、黄酮糖苷类等多种化合物。进一步将76个显著差异化合物导入MeV4.7.4软件做热图聚类分析，结果如图2所示，图中黄色代表化合物相对含量高于平均值，蓝色代表化合物相对含量低于平均值。
儿茶素类化合物
03
儿茶素属于黄烷醇类化合物，是茶叶中最主要的多酚化合物，约占所有茶多酚含量的60%～80%。儿茶素因具有抗肿瘤、抗氧化、抗病菌以及保护心脑器官等多种药理作用而被广泛研究。有研究表明白茶中的儿茶素含量高于红茶等发酵茶。不同白茶中代表性差异化合物的含量变化如图3所示。
二聚儿茶素类化合物
04
本研究中，二聚儿茶素类化合物在不同花色种类的云南白茶中均表现出相同的变化趋势，即随着云南白茶原料嫩度的降低，含量逐渐降低。而前期在福建白茶的研究中，由于不同的二聚儿茶素需要不同的儿茶素底物合成，故在不同花色种类的白茶中含量表现出不同的变化趋势，这可能是由于福建白茶与云南白茶的茶树品种不同以及生长气候条件差异造成。总体而言，二聚儿茶素类化合物均在云南白茶的云白毫中表现出较高的含量，这可能会赋予云白毫良好的抗氧化活性和清除自由基的能力。
生物碱类化合物
05
在本研究中，咖啡因在云白毫和白牡丹中含量相对较高，分别为29.41 mg/g和29.02 mg/g，在云寿中含量相对较低，为24.57 mg/g。可可碱在云白毫中含量显著较高，约是在白牡丹中的2 倍，云寿中的4 倍。有研究表明茶叶叶片嫩度越高，咖啡碱含量越高，可可碱是咖啡碱合成的直接前体物质，因此在植物组织中的分布模式基本类似于咖啡碱，即新梢从上到下过程中，可可碱含量逐渐降低。
黄酮糖苷类化合物
06
在本研究中，鉴定出具有显著差异的黄酮糖苷类化合物共24个，其中芹菜素苷5个，包括牡荆素、异牡荆素、芹菜素-6,8-C-二葡萄糖苷、芹菜素-6-C-葡萄糖基-8-C-阿拉伯糖苷、芹菜素-6-C-阿拉伯糖基-8-C-葡萄糖苷，均在月光白二级和云寿中含量相对较高，在云白毫和月光白一级中含量相对较低；杨梅素苷2个，分别为杨梅素-3-半乳糖苷和杨梅素-3-葡萄糖苷，在白牡丹中含量相对较高，云寿次之，在云白毫中含量相对最低；山柰酚苷与槲皮素苷共16个，大部分均在云寿和白牡丹中表现出较高的含量，在云白毫中含量相对较低，例如山柰酚-3-半乳糖苷在云寿、白牡丹、云白毫中的含量分别为0.64、0.57、0.12 mg/g；山柰酚-3-芸香苷在云寿、白牡丹、云白毫中的含量分别为1.76、1.10、0.13 mg/g；槲皮素-3-葡萄糖苷在云寿、白牡丹、云白毫中的含量分别为0.74、0.56、0.06 mg/g；槲皮素-3-半乳糖苷在云寿、白牡丹、云白毫中的含量分别为2.16、1.91、0.45 mg/g。相比之下，2''-O-反式-对香豆酰紫云英苷、山柰酚-3-双香豆酰葡萄糖苷、山柰酚-3-香豆酰葡萄糖苷和山柰酚-3-(6-乙酰半乳糖苷)等酰基化的黄酮糖苷在云白毫中表现出较高的含量，白牡丹次之，云寿中最低。
氨基酸和脂质类化合物
07
前期在福建白茶的研究中同样鉴定出以上氨基酸种类，并发现茶氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸含量与福建白茶的鲜味强度呈正相关。另外，本研究中鉴定出具有显著差异的脂质共5个，包括甘油单酯（18:3）、溶血磷脂酰胆碱（18:3）、溶血磷脂酰胆碱（18:2）、溶血磷脂酰胆碱（18:1）和溶血磷脂酰胆碱（16:0），均在云寿中含量相对较高，白牡丹次之，云白毫中含量相对最低。有研究表明部分脂质与茶叶的鲜味呈正相关，脂质与云南白茶的鲜味是否具有关联还需要进一步验证。
酚酸类化合物
08
在本研究中茶没食子素、菊苣酸和对甲氧基水杨酸在云白毫中含量相对较高；双食子酰葡萄糖在月光白一级和云白毫中含量较高；而4-香豆酰奎宁酸和3-香豆酰奎宁酸在云寿和白牡丹中含量相对较高。这与前期福建白茶中的研究结果一致，此外统计分析表明没食子酸和4-香豆酰奎宁酸含量与福建白茶的苦涩味强度呈正相关。
结论
应用基于UPLC-Q-Exactive/MS的代谢组学方法对云白毫、月光白一级、月光白二级、云寿4 类云南白茶的化合物进行了系统分析，该方法准确全面地解析了不同花色种类云南白茶中120个化合物的含量差异，包括儿茶素类、二聚儿茶素类、氨基酸类、生物碱类、酚酸类、香气糖苷类、EPSF类、黄酮糖苷类、脂质类化合物等。通过PLS-DA模型发现不同花色种类云南白茶的化学成分存在显著差异，并通过ANOVA单因素方差分析筛选出具有组间显著性差异的化合物共76个（P＜0.05）。热图聚类分析结果显示，大部分儿茶素类（ECG、EGCG等）、二聚儿茶素类（原花青素、聚酯型儿茶素）、生物碱类（可可碱等）、茶氨酸、酚酸类（茶没食子素等）化合物随着云南白茶原料嫩度的降低，含量呈现下降趋势；这些化合物可能会赋予高等级云南白茶较好的滋味口感和良好的生物活性。大部分黄酮糖苷类化合物包括芹菜素苷（牡荆素等）、山柰酚苷（山柰酚-3-芸香苷等）、槲皮素苷（槲皮素-3-葡萄糖苷等）和脂质类（甘油单酯（18:3）等）化合物随着云南白茶原料嫩度的降低，含量呈现上升趋势；这些化合物可能会赋予低等级云南白茶较强的苦涩味。此外，部分氨基酸类化合物（亮氨酸等）、杨梅素苷（杨梅素-3-半乳糖苷、杨梅素-3-葡萄糖苷）等在白牡丹中呈现出相对较高的含量。
通信作者简介
赵燕妮，女，陕西科技大学食品科学与工程学院 副教授，籍贯陕西省榆林市，出生于1987年9月，中共党员，最高学历博士。2006-2010年，就读于陕西师范大学，获得学士学位；2010-2016年，就读于中国科学院大连化学物理研究所，获得博士学位；2016年至今，就任于陕西科技大学，担任副教授。研究方向主要包括食品营养学、食品代谢组学、食品安全检测。主持及参与国家级/省部级/企事业单位委托项目十余项，例如主持国家自然科学基金青年项目：基于稳定同位素示踪的“拟”靶向代谢组学方法研究发菜响应高盐胁迫的代谢调控机制；主持陕西科技大学博士科研启动基金，食源性致病微生物的代谢组学研究及食品中有毒物质形成机制研究；参与国家自然科学基金面上项目：基于LC-MS的“拟”靶标代谢组学分析新方法及其在前列腺癌研究中的应用等。目前已成功发表SCI学术论文十余篇，申请专利5项，参与编写著作2部等。
第一作者简介
王哲，女，陕西科技大学食品科学与工程学院硕士研究生，籍贯陕西省延安市，中共党员。2020年本科毕业于陕西科技大学，同年9月考取陕西科技大学食品科学与工程学院，食品科学与工程专业硕士研究生。2021年8月至今 浙江杭州中国农业科学院茶叶研究所联合培养。研究生课题主要围绕茶叶品质化学与营养健康展开，以代谢组学为大背景，研究不同茶叶样品的化学成分差异，探索不同茶叶样品的生物活性，致力于从茶叶中发现并获得全新的生物活性成分。目前已成功参与发表英文文章2篇，第一作者在投文章包括一篇中文，一篇英文。
本文《基于代谢组学研究不同花色种类云南白茶的化学成分差异》来源于《食品科学》2022年43卷22期221-231页，作者：王哲，赵燕妮，陈丹，彭佳堃，高健健，林智，陈雪峰，田军，万云龙，戴伟东。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220121-215。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。
图片来源于文章原文及摄图网。
Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。
投稿网址：
https://www.sciopen.com/journal/2958-4124
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