六堡茶香气特征和真菌群落鉴定分析_龚受基.pdf

现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2023,Vol.39,No.6 252 六堡茶香气特征和真菌群落鉴定分析 龚受基1,2，滕翠琴3，郭德军1,2*，黄丽1，陈德强1（1.北部湾大学食品工程学院，广西钦州 535011）（2.钦州市特色果蔬发酵重点实验室，广西钦州 535011）（3.梧州市农业科学研究所，广西梧州 543000)摘要：分别利用气相色谱-离子迁移谱联用仪、高通量测序方法检测六堡茶的香气成分和真菌群落构成。从六堡茶中鉴定出醛类13 种，酯类 9 种，醇类 8 种，酮类 8 种，烃类 2 种，酸类 1 种，杂环类 2 种，香气类型以花香、果香、甜香、草香为主，六堡茶呈现多种香气综合特征。不同样品中鉴定的真菌丰度差别较大，属水平真菌占比较多的有 Aspergillus、Rhodotorula、Geosmithia、Wallemia、Penicillium、Blastobotrys 和 Fusarium 等，Aspergillus、Rhodotorula 两个属的微生物占比达到82.57%99.73%，为六堡茶中的主要真菌。Aspergillus、Wallemia 丰度与陈香关键成分壬醛相对含量的相关系数分别为-0.89、0.83，Aspergillus、Rhodotorula、Penicillium、Blastobotrys、Fusarium 与槟榔香特征成分芳樟醇氧化物相关系数分别为-0.84、0.97、0.96、0.83 和 0.84。推测 Aspergillus、Wallemia可能参与了六堡茶陈香特征形成，Aspergillus、Rhodotorula、Penicillium、Blastobotrys、Fusarium 可能参与了槟榔香的形成，结果说明，六堡茶香气特征与真菌群落结构相关性较高。关键词：六堡茶；香气；真菌；气相色谱-离子迁移谱 文章编号：1673-9078(2023)06-252-262 DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2023.6.0487 Identification and Analysis of Aroma Characteristics and Microbial Communities in Liu-pao Tea GONG Shouji1,2,TENG Cuiqin3,GUO Dejun1,2*,HUANG Li1,CHEN Deqiang1(1.College of Food Engineering,Beibu Gulf University,Qinzhou 535011,China)(2.Qinzhou Key Laboratory of Characteristic Fruits and Vegetables Fermentation,Qinzhou 535011,China)(3.Wuzhou Institute of Agricultural Sciences,Wuzhou 543000,China)Abstract:The aroma components and fungal community compositions of Liu-pao tea were detected using gas chromatography-ion mobility spectrometry and high-throughput sequencing,respectively.Thirteen different aldehydes,nine esters,eight alcohols,eight ketones,two hydrocarbons,one acid,and two heterocyclic compounds were identified along with various integrated aroma characteristics,mainly floral,fruity,sweet and herbaceous.Fungi in the different tea samples varied greatly,with Aspergillus,Rhodotorula,Geosmithia,Wallemia,Penicillium,Blastobotrys,and Fusarium accounting for the majority at the genus level and the most abundant fungi,Aspergillus and Rhodotorula,reaching as high as 82.57%to 99.73%of the total.Correlation coefficients obtained between the abundances of Aspergillus and Wallemia and the relative content of the key aged aroma component,nonanal,were-0.89 and 0.83,respectively.Meanwhile,correlation coefficients of-0.84,0.97,0.96,0.83,and 0.84 were obtained between the abundances of Aspergillus,Rhodotorula,Penicillium,Blastobotrys,Fusarium and linalool oxide(characteristic component of the betel nut aroma),respectively.Aspergillus and Wallemia are thus thought to be involved in the characteristic aged aroma of Liu-pao tea,while Aspergillus,Rhodotorula,Penicillium,Blastobotrys,and Fusarium may be involved in the formation of the betel nut aroma.The aroma characteristics of Liu-pao tea are therefore highly correlated with the composition of the fungal community.引文格式：龚受基,滕翠琴,郭德军,等.六堡茶香气特征和真菌群落鉴定分析J.现代食品科技,2023,39(6):252-262.GONG Shouji,TENG Cuiqin,GUO Dejun,et al.Identification and analysis of aroma characteristics and microbial communities in Liu-pao tea J.Modern Food Science and Technology,2023,39(6):252-262.收稿日期：2022-04-21 基金项目：广西科技重大专项（桂科AA20302018-15）；北部湾大学校级科研项目（2017KYQD223）；钦州市科技攻关（202014820）作者简介：龚受基（1970-），男，博士，副教授，研究方向：食品微生物，E-mail： 通讯作者：郭德军（1968-），男，博士，教授，研究方向：食品微生物，E-mail： 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2023,Vol.39,No.6 253 Key words:Liu-pao tea;aroma;fungal community;gas chromatography-ion mobility spectrometry 六堡茶原产于广西梧州市苍梧县六堡乡，文献记载其生产历史已经有 1 500 多年。六堡茶属于黑茶，传统上常用于消渴降暑、除腻去积、调整肠胃等，现代研究证实其具有良好的降脂功效1，能够抑制消化酶活性以及增加其 mRNA 表达从而缓解胰岛素抵抗症状2,3，平衡能量代谢，具有改善糖尿病症状潜 力2,4,5，有潜在的健康价值。六堡茶属于后发酵茶，与其他五大茶类不同，细菌与真菌在黑茶生产、陈化和存放过程中持续存在生理活动6，苦涩茶汤变得柔和爽口，使黑茶感官品质得到提升。一般认为，微生物与酶共同作用，在湿热条件下催化多酚、多糖、蛋白质等成分发生化学反应，或聚合为茶褐素大分子，或降解为单糖双糖、小肽氨基酸和其他小分子物质。黑茶为微生物发酵，不同黑茶微生物组成结构存在差异，已有研究表明六堡茶中青霉、灰绿曲霉及黑曲霉丰度较高7，散囊菌8,9、杨雅焯等10为特有的优势菌种，这些优势菌的生长繁殖有助于六堡茶槟榔香和茶汤红、浓、陈、醇特色的形成。微生物利用茶叶中化学成分进行代谢，但微生物参与六堡茶品质特征形成机制并不明确，六堡茶中微生物、香气与品质相关性成果少。气相色谱-离子迁移谱 联 用 仪（Gas Chromatography Ion Mobility Spectrometry，GC-IMS）分析茶叶挥发性香气成分具有独到之处11，高通量测序是非常好的研究微生物方法，真菌采用内转录间隔区（ITS）扩增子方法测序成熟可靠。本研究尝试利用 GC-IMS 方法检测六堡茶中挥发性香气成分，利用 ITS 方法检测六堡茶中真菌组成，探讨六堡茶香气成分和真菌结构相关性，期待能进一步阐述六堡茶香气成分、微生物等的内在特征。1 材料与方法 1.1 材料 六堡茶为广西壮族自治区梧州茶厂产品，分别为木板陈仓三年陈茶（一级）（编号为 LW1，2011 年 7月起木板干仓陈化，2014 年 8 月包装）、窗花六堡茶（一级）（编号为 LW2，2012 年 6 月置于木板干仓陈化，2016 年 5 月包装）、六堡茶紧压茶（原种茶柱）（特级）（编号为 LW3，2013 年 8 月起木板干仓陈化，2015年 4 月包装），3 种茶于 2020 年 8 月购于梧州市西江三路茶叶市场，分别送样上海欧易生物医学科技有限公司、山东海能科学仪器有限公司进行真菌多样性和挥发性成分检测。1.2 仪器与设备 FlavourSpec1H1-00053 型气相色谱-离子迁移谱联用仪，德国 G.A.S.公司；CTC-PAL 自动进样装置，瑞 士 CTCAnalyticsAG 公 司；CLOT 毛 细 管 柱 （30 m0.25 mm0.50 m），德国 CS-Chromatographie ServiceGmbH 公司；FlavourSpec 风味分析仪，德国G.A.S.公司；580BR10905 PCR 仪，美国 BIO-Rad 公司；HE-120 电泳仪、2500 凝胶成像系统，上海天能科技有限公司；Nova seq 6000 测序仪，美国 Illumina公司；2100 Bioanalyzer 分析系统，美国 Agilent 公司；SN002358Qiaxtractor 高通量核酸纯化工作站，德国QIAGEN 公司。1.3 香气成分检测 1.3.1 样品处理和香气特征描述 分别取 1 g 样品置于 20 mL 顶空进样瓶中，80 孵育 15 min 后进样，每个样品做三个平行。鉴定香气成分后，对鉴定的香气成分进行特征描述。1.3.2 色谱条件 顶空孵化温度：80；孵化时间：15 min；进样体积：500 L，不分流模式；进样针温度：85；载气：高纯 N2（纯度99.999%），孵化转速：500 r/min。色谱柱类型：FS-SE-54 15 m ID 0.53 mm；色谱柱温：60；IMS 温度：45；运行时间：20 min；载气：高纯 N2（纯度99.999%）；载气流速：起始流速2 mL