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茶有真香,但香从何来关于茶叶香气形成机制 [复制链接]

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首先,抛出个问题:

为什么植物会带气味?

茶叶所带的花香、果香以及一些其它的香,难道是为了满足人类的口感吗?

我们所感受到的一些香味物质,是植物的次生代谢物,在进化过程中作为环境响应而发展。这些代谢物有助于保护植物免受环境胁迫(如防御天敌等),也是植物重要的可被利用成分。利用应激反应来改善植物中的天然品质成分,吸引了越来越多的研究兴趣。香气是影响茶品质的重要因素。茶叶在采前(茶叶生长过程)和采后(茶叶加工过程)中对各种胁迫的防御反应可导致香气形成。

作者(曾兰亭、NaoharuWatanabe和杨子银)首先对茶叶中普遍存在的几种特征性芳香化合物的生物合成进行了总结性研究,这些化合物来源于挥发性脂肪酸衍生物(VFADs)、挥发性萜烯(VTs)和挥发性苯丙酸类/苯环类(VPBs)。此外,生物胁迫(如茶绿叶蝉)和非生物胁迫(如光照、温度和机械损伤)可以提高香气合成基因的表达水平,导致茶叶中特有的香气成分大量积累。了解它们之间特有的香气化合物和压力是安全有效地提高茶叶品质的关键。

了解茶树中芳香族化合物的生物合成和应激反应机制从而安全有效地改善茶叶香气我们知道,茶叶中的香气成分决定了茶香构成的主要因素,成分的好坏与多少很大程度上决定了一泡茶叶的质量。通常,茶叶中酚类化合物和氨基酸分别占茶叶含量的18%~36%和1%~4%,香气化合物占小于0.03%。气相色谱(GC),GC-质谱(GC-MS),核磁共振(NMR)光谱等已经鉴定出超过种香味物质。而在这些香味物质之间却差异甚远,这些差异不止体现在香气的味道,更大地体现在能被人类所感知的阈值。在某些情况下,两种不同香气化合物之间的阈值浓度存在千倍的差异。例如,玫瑰香气化合物,2-苯基-乙醇,人体可以在ng/L水中检测到,而另一种芳香化合物,damascenone,具有蜂蜜水果香味,只能在4ng/L时感知到。说明可能一些在茶树中大量存在的香味物质对茶叶香气的贡献比那些含量较少的要更低,这使得茶叶香气远比想象中的要复杂许多。

根据不同的反应途径,茶叶香气形态可分为三种类型,即叶细胞存活时的酶促反应(主要发生在采前茶树发育和部分采后制造阶段,以及涉及香气相关基因的激活和底物与酶之间的反应)、叶细胞破裂时的酶促反应(主要发生在部分采后制造阶段,涉及底物抗原之间的反应)、热物理和化学反应(主要发生在部分采后制造和深加工阶段)。

茶树挥发性

成分的直接研究

与其他植物类似,茶树的挥发性物质根据代谢来源可以分为4大类:挥发性萜烯类(VTs)、挥发性苯丙烷类/苯环类(VPBs)、挥发性脂肪酸派生物(VFADs)和类胡萝卜素挥发性衍生物。这些挥发性物质在不同植物中的形成途径既有相同之处又各具特异。由于茶树的遗传转化体系还没有建立,目前直接研究茶叶中挥发性物质形成途径还具有难度,因此对茶叶中挥发性物质合成途径的研究大多基于其他植物的相关研究。目前,对于一些香气合成相关的基因仅仅只是在其他模式植物中被验证。茶叶中具有自由挥发性化合物和糖基性结合挥发性化合物(GBVs),由于后者与它们的自由糖苷配体相比更易溶于水和反应更少,因此茶叶中的香气组分多以配糖体形式存在。许多GBVs,包括β-樱草糖苷酶和β-葡糖苷酶都能够被β-糖苷酶水解释放多种形式的挥发性香气物质,因此对茶叶中能够被β-糖苷酶水解的GBVs和合成的研究得到广泛
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