《食品科学》：中国农业科学院茶叶研究所吕海鹏研究员等：基于代谢组学的崇觉罗汉茶主要化学成分分析

浙江松阳县以其深厚的茶叶种植和生产历史而闻名，特别是两大区域公用品牌“松阳银猴”和“松阳香茶”，在国内外市场上享有盛誉。近年来，该县推出了一款特色茶产品——崇觉罗汉茶，其以“金汤蜜韵、花香果味”的独特风味品质吸引了消费者的广泛关注。崇觉罗汉茶源自松阳县板桥畲族乡，一般选用当地群体种茶树的鲜叶为原料，加工过程中融合了部分红茶和乌龙茶的制作工艺，从而形成了一种独特的品质风格。

茶叶品质的优劣通常受多种因素影响。近年来，代谢组学凭借其全面、高效和高灵敏度的特点，已成为研究茶叶品质不可或缺的工具；它不仅有助于分析环境、加工和生长条件对茶叶代谢物的影响，还能揭示不同茶叶样品间的代谢差异。

松阳县农业农村局的钱园凤，中国农业科学院茶叶研究所的杨高中，吕海鹏*等研究拟采用基于UPLC-四极杆高分辨质谱（UPLCQ-Exactive-MS）的代谢组学分析方法对崇觉罗汉茶的化学成分和次生代谢产物进行深入分析，以期揭示其化学成分的组成特征，为崇觉罗汉茶的品质评价、生产加工和市场推广提供科学依据。

01

茶样的感官品质分析

运用感官审评方法分析了4 款崇觉罗汉茶和对照土茶样品的茶汤色泽和滋味品质，并采用分光测色计对茶汤色泽进行数值量化，结果如表1所示。

L

*值表示样品溶液的亮度范围为0（黑色）至100（白色），

a

*和

b

*值分别表示样品溶液的绿色（负值）至红色（正值）和蓝色（负值）至黄色（正值）的程度。ZF组的

L

*值为90.99，

a

*值为-0.16，

b

*值为39.32，色泽明亮且偏向黄色，与感官审评中的“金黄、较明亮”评价相符；另外3 款茶样（JF、PA和AK）的茶汤

L

a

b

*值相近，感官审评结果为“浅橙红/橙红，亮度较高”。JF、PA和AK茶样茶汤滋味均呈现出尚浓醇且较甘，并带有涩味。相比之下，TC样品的茶汤色泽最深，

L

*值较高，为69.42，

a

*值为23.38，

b

*值为88.12，表明其色泽偏向橙红，亮度较低，与感官审评中“深橙红、较明亮”的评价相符；TC样品的滋味较甘醇。可见，相较于传统的TC样品，崇觉罗汉茶样品呈现出独特的品质特征，这可能主要是由于样品在加工工艺上的差异导致化学成分的不同。

02

主要化学成分分析

水浸出物是评估茶叶水溶性成分含量的重要指标，直接影响茶汤的口感和浓度，反映了茶叶中可溶性成分的丰富程度。如表2所示，5 个茶叶样品的水浸出物质量分数介于41.6%～44.2%之间，其中ZF样品最高，而JF样品最低。茶多酚和游离氨基酸是茶叶中关键的品质化学成分，酚氨比是指茶叶中茶多酚与氨基酸总量的比值，是反映成品茶茶汤醇度的重要指标。崇觉罗汉茶的茶多酚质量分数（13.7%～18.1%）高于对照茶样（9.6%）。ZF和AK样品中的茶多酚含量较高，而游离氨基酸总量较低，PA和JF样品中的茶多酚含量较低，而游离氨基酸总量较高。其中，PA和JF的酚氨比分别为3.0和2.9，低于ZF和AK（4.8和5.1），这可能是后两种茶样茶汤更加甘爽的主要原因。相比之下，TC样品中的茶多酚质量分数最低，为9.6%，其酚氨比为2.3，也显著低于4 款崇觉罗汉茶，这与TC样品在感官审评中未呈现涩味相符，主要是由于TC茶样的发酵工艺持续时间更长，导致茶多酚成分氧化聚合成茶色素等成分。咖啡碱是茶叶中的主要生物碱类物质，其含量在茶叶加工过程中相对稳定，4 种崇觉罗汉茶的咖啡碱质量分数介于1.9%～2.3%之间。此外，红茶的揉捻和发酵工艺使茶多酚在多酚氧化酶、过氧化物酶和其他氧化酶的作用下，氧化偶联生成如茶黄素类和茶红素类水溶性色素成分。4 种崇觉罗汉茶的茶黄素和茶红素质量分数分别为0.2%～0.4%和4.8%～5.6%，而对照TC中的茶黄素和茶红素质量分数均高于崇觉罗汉茶，分别为0.5%和5.9%。茶褐素由茶多酚、茶黄素和茶红素进一步氧化聚合而成，呈棕褐色或褐红色，一般被认为是造成红茶茶汤发暗、无收敛性的重要因素。JF和PA样品中的茶褐素质量分数分别为7.5%和7.1%，显著高于ZF和AK的3.5%和4.8%，这可能是前两种茶样的茶汤色调更红的原因。ZF和PA样品均采用一芽一叶初展鲜叶进行加工，相较而言，ZF样品的发酵时间（0.5 h）更短，导致茶多酚氧化的程度较小，转化成3 种茶色素含量均低于其他茶样，因此茶汤色泽呈金黄色而不是传统红茶的红色调。

03

代谢组学分析

3.1主要代谢物差异分析

采用基于UPLC-Q-Exactive-MS的靶向代谢组学分析，在所有样品中共检测到206 种非挥发性化合物，结果如图1所示。非挥发性化合物包括类黄酮71 种、氨基酸及其衍生物类31 种、有机酸类24 种、核苷酸及其衍生物类19 种、酚酸类16 种、生物碱类12 种、糖类及其衍生物7 种、香豆素及其衍生物4 种、鞣质4 种和其他类18 种。其中相对含量较高的类黄酮主要是表没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯、原花青素B4等；相对含量较高的氨基酸及其衍生物类主要为

L

-茶氨酸、

L

-谷氨酸、

L

-苯丙氨酸；相对含量较高的有机酸类为

DL

-苹果酸、柠檬酸、

L

-(-)-奎宁酸、新绿原酸；相对含量较高的核苷酸及其衍生物类包括腺苷、腺嘌呤、7-甲基黄嘌呤；相对含量较高的酚酸类主要有没食子酸、3-没食子酰基奎宁酸、4-羟基苯甲酸；相对含量较高的生物碱类主要有咖啡碱、可可碱及水苏碱；相对含量较高的糖类及其衍生物主要有蔗糖、葡萄糖胺；相对含量较高的香豆素及其衍生物包括香豆素、7-甲氧基香豆素；相对含量较高的鞣质主要为小木麻黄碱和1,2,6-三没食子酰基葡萄糖；相对含量较高的其他类主要有对羟基苯甲醛、原儿茶醛、VB 5 等。

为分析4 款崇觉罗汉茶和TC样品中非挥发性成分的含量差异，采用PLS-DA模型对上述非挥发性成分的定量离子峰面积进行多元统计分析。如图2A所示，不同加工工艺的崇觉罗汉茶和TC茶样在第1主成分上呈现出明显的分离趋势，第1主成分和第2主成分的方差贡献率分别为37.0%和26.3%，且

R

2

Y

Q

2 分别为0.993和0.976。交叉验证结果显示

Q

2与

Y

轴的截距小于0 （

R

2＝0.176，

Q

2＝－0.696，

n

＝200），未存在过拟合现象（图2B）。根据VIP值＞1和

P

＜0.01共筛选出46 个差异代谢物（表3），包括类黄酮20 个、氨基酸及其衍生物10 个、有机酸6 个、生物碱2 个、糖类及其衍生物2 个、核苷酸及其衍生物2 个、酚酸1 个和其他类3 个。

3.2主要色素类成分差异分析

茶叶中的基本色素类成分主要分为脂溶性色素和水溶性色素。脂溶性色素是形成干茶及叶底色泽的主要成分，主要包括叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素对光、热敏感，在制茶过程中会发生降解，形成灰褐色至黑褐色的脱镁叶绿素；类胡萝卜素在茶叶发酵期间大量氧化降解，参与形成香气物质。水溶性色素是构成茶汤色泽的主要成分，主要包括黄酮类、茶黄素、茶红素和茶褐素类。JF和PA样品中的茶褐素含量高于ZF和AK，但茶黄素和茶红素含量差异较小（表2）。虽然黄酮及黄酮醇类难溶于水，但与糖结合的黄酮糖苷类易溶于水，对茶汤色泽具有更大的贡献。通常，黄酮、黄酮醇及其糖苷类在茶汤中呈现淡黄色至亮黄色。山柰素、槲皮素和杨梅素是茶叶中主要的黄酮醇类物质，由于杨梅素在B环上具有三羟基结构，其颜色深于槲皮素和山柰素。黄酮醇糖苷结合的糖主要连接在C3位，对颜色影响较小，多呈黄色及亮黄色。如图3所示，在茶样中共鉴定出40 种黄酮醇及黄酮糖苷类化合物，主要包括山柰酚、槲皮素、木犀草素、矢车菊素等与葡萄糖、鼠李糖、半乳糖等组成的黄酮糖苷类化合物。3 种茶黄素（茶黄素-3’-没食子酸酯、茶黄素-3-没食子酸酯、茶黄素-3,3’-双没食子酸酯）以及8 种黄酮糖苷（牡荆素-2-

O

-鼠李糖苷、牡荆素葡萄糖苷、异牡荆黄素、山柰酚-3-新橙皮糖苷、山柰酚-3-

O

-芸香糖苷、维采宁-2、木犀草苷、夏佛塔苷）在JF和TC中含量较高。ZF和AK中杨梅素-3-

O

-半乳糖糖苷、根皮苷、芹菜素-7-

O

-葡萄糖醛酸苷、樱桃苷、银锻苷、香叶木素-7-葡萄糖苷、茶黄素、柚皮苷等含量较高，尤其是阿福豆苷、山柰酚-7-

O

-鼠李糖苷、天竺葵素-3-葡萄糖苷在AK中含量最丰富。

L

a

b

*值分别代表亮度、红绿色度和黄蓝色度。Pearson相关性分析表明，杨梅素-3-

O

-半乳糖糖苷、茶黄素、槲皮素-3-龙胆二糖苷、槲皮素-3-

O

-新橙皮苷、芦丁与

L

*值呈极显著正相关性（

P

＜0.01），而与

a

*值呈极显著负相关（

P

＜0.01）。表明这些成分在茶汤中的含量越高，茶汤越明亮且红色色调越浅。这些成分在崇觉罗汉茶中的含量高于TC样品，这与感官审评中崇觉罗汉茶汤色呈现金黄或浅橙红，而TC样品茶汤呈现深橙红色调结果相一致。此外，

a

*和

b

*值与牡荆素-2-

O

-鼠李糖苷、夏佛塔苷、茶黄素-3,3’-双没食子酸酯呈显著正相关（

P

＜0.05、

P

＜0.01），表明这些成分在茶汤中的含量越高，茶汤的红黄色调越深；这些成分在JF和TC样品中含量更高，与感官审评中茶汤分别呈现橙红和深橙红色调结果相印证。总体而言，茶叶中色素成分的含量差异是导致茶汤呈现不同颜色的主要原因。

3.3 主要滋味物质成分差异分析

茶叶中的苦味物质一般由儿茶素类和生物碱类组成；涩味物质一般由黄酮糖苷类、酚酸类和单宁类组成；儿茶素类及黄酮糖苷类化合物是茶叶中重要的次生代谢产物，对茶叶的色、香、味品质以及保健功能具有重要的影响。酚酸类化合物通常与儿茶素类物质协同作用增强茶叶的苦涩味。研究表明，红茶发酵过程中大部分酚酸酯类化合物含量显著下降，而一些简单酚酸类比如没食子酸和没食子素含量显著上升。茶叶中的生物碱一般包括咖啡碱、可可碱和茶碱等，其中咖啡碱含量最高，是茶汤的主要苦味成分。如图4所示，将茶样中主要苦涩味物质分为3 类，在第I类中，黄酮糖苷（金丝桃苷、紫云英苷、槲皮素-3-

O

D

-木糖苷、银锻苷、柚皮苷）和酚酸（没食子酸、3-

O

-甲基没食子酸）等涩味成分在ZF和PA中的含量较高，而在JF中含量较低，这与感官审评中JF茶样涩味弱于其他3 种崇觉罗汉茶样结果相符。在第II类中，大多数二聚体儿茶素类（原花青素C 1、 原花青素B 4 、 原花青素C 2 、原花青素B 1 、原花青素B 3 ）等涩味成分在ZF和AK中的含量高于PA和JF，而TC中的含量最低。值得注意的是，芦丁具有涩味，其阈值极低（0.001 15 μmol/L），其含量在4 款崇觉罗汉茶中高于TC样品。这些高含量的涩味成分可能是在感官审评结果中4 种崇觉罗汉茶样均具有轻微的涩感，而TC中未呈现的主要原因。此外，绝大部分的儿茶素类（没食子儿茶素、表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、3”-甲基化没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素、儿茶素）在AK样品中含量最高，这些苦味成分的可能是在感官审评中导致AK样品出现苦味的重要原因。相比之下，AK和JF样品的鲜叶原料均为一芽二叶，后者加工过程中加入摇青工艺，使得大部分儿茶素类成分氧化而含量降低，因此在感官审评中未出现苦味。此外，红茶的发酵工艺也可用作减少茶汤苦涩味的重要手段，可将儿茶素类、原花青素和黄酮糖苷等多酚类成分氧化成茶色素，相较之下，TC样品的发酵工艺持续时间更长，因而苦涩味不明显。在第III类中，酚酸（4-香豆酸、山柰酚、对羟基苯丙酸、水杨酸、原儿茶酸）、黄酮糖苷（牡荆素-2-

O

-鼠李糖苷、牡荆素葡萄糖苷、夏佛塔苷）等成分在TC中的含量最高，其次为PA和JF，而ZF和AK中的含量最低。此外，研究表明茶汤酸味与苹果酸、乳酸、柠檬酸和莽草酸含量有关，过度的揉捻和发酵会增加红茶的有机酸含量，进而导致酸味加重。本研究中苹果酸和奎宁酸在TC中的含量均显著高于4 种崇觉罗汉茶，这可能是TC呈现出轻微酸感的原因。

茶叶中的鲜味物质一般由鲜味氨基酸（茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、甘氨酸、丙氨酸）组成，甜味物质一般由甜味氨基酸（苏氨酸、组氨酸、脯氨酸、丝氨酸、天冬酰胺）和糖类等组成。如图5所示，氨基酸类（

L

-酪氨酸、

L

-茶氨酸、

L

-谷氨酸、

L

-高丝氨酸、

L

-瓜氨酸、

L

-谷氨酰胺、

L

-赖氨酸、

L

-天冬氨酸、

L

-丙氨酸、

L

-丝氨酸）、糖类（肌醇半乳糖苷、晶体糖、蔗糖）在4 种崇觉罗汉茶样中的含量均高于TC样品。其中，PA和JF样品中

L

-天冬酰胺和

L

-茶氨酸等鲜甜味成分含量高于ZF和AK样品。尤其是

L

-天冬氨酸、

L

-赖氨酸、

L

-丙氨酸等鲜味氨基酸在PA样品中的含量最为丰富，这可能是其茶汤表现出更明显鲜味的主要原因。综上所述，不同茶样的滋味差异主要受到儿茶素类、黄酮糖苷、酚酸以及氨基酸等成分含量的影响，其中滋味物质的分布差异导致了不同茶样表现出苦涩、涩感或鲜甜味等不同的口感特征。茶汤滋味是一种多方面的感知，源于各种风味化合物的错综复杂的相互作用，需要进一步分析不同风味化合物之间错综复杂的相互作用。

04

结论

本研究采用感官审评分析和代谢组学技术等方法，探究了崇觉罗汉茶的品质特征及主要化学成分，并揭示了崇觉罗汉茶独特风味品质的重要化学物质基础。研究发现，不同款崇觉罗汉茶样品中，茶多酚和氨基酸等成分的含量水平一般存在显著差异，摇青工艺可降低儿茶素等成分的含量，从而有助于提升茶样的滋味品质；此外，茶黄素和茶红素的含量水平在4 款茶样中差异较小，但有两款产品中茶褐素的含量较高，可能是致使其茶汤呈更明显深红色的主要原因；一些黄酮醇和黄酮糖苷类物质的含量与茶汤亮度等评价结果呈显著相关；儿茶素、生物碱、黄酮糖苷类、酚酸类和氨基酸等的含量差异和化合物之间的相互作用，直接决定了不同款式样品滋味品质的差异。本研究可为崇觉罗汉茶的品质评价提供依据，后续研究中应系统解析崇觉罗汉茶的香气品质及挥发性成分组成特点，进一步揭示崇觉罗汉茶中的关键呈香化合物。

作者简介

通信作者

钱园凤 农艺师

松阳县农业农村局茶叶产业发展中心主任

钱园凤，安徽枞阳人，农学硕士，国家一级评茶员。现就职于松阳县农业农村局茶叶产业发展中心，从事茶叶技术研究和推广。工作期间结合自身专业优势和岗位工作积极参与科研项目研究推广工作，取得浙江省科学技术鉴定成果2 项，获丽水市农业丰收奖二等奖1 项、丽水市农业丰收奖三等奖2 项。工作期间结合自身专业优势和岗位工作积极参与科研项目研究推广工作，取得浙江省科学技术鉴定成果4 项；获丽水市农业丰收奖二等奖1 项，丽水市农业丰收奖三等奖2 项；获授权国家发明专利5项，参与制修订标准4 项，参编著作2 部，发表论文9 篇。

本文《基于代谢组学的崇觉罗汉茶主要化学成分分析》来源于《食品科学》2025年46卷第3期138-145页，作者：钱园凤，杨高中，徐伟林，徐国栋，邓慧芳，兰炳英，林智，吕海鹏*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240627-193。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：刘芯；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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