浙江工商大学考研，浙江工商大学考研分数线2023
黄茶是我国六大茶类之一，属于轻发酵茶，独特的“闷黄”工艺造就了黄茶“黄汤黄叶、味甘鲜爽”的品质特征。黄茶富含多种营养成分，具有抗氧化、抗肿瘤、降血脂、降血糖和护肝等保健疗效。γ-氨基丁酸（GABA）是一种四碳非蛋白氨基酸，具有镇定安神、降血压、改善睡眠、抑制癌细胞转移等多种生理功能。研究发现，GABA属一类逆境响应产物，对维持植物中碳氮代谢的平衡有重要作用。当植物受到冷冻、盐胁迫、低氧、高温或机械损伤等逆境胁迫时，GABA含量会显著富集，可据此制备富含GABA的茶产品（即伽玛茶）。
浙江工商大学食品与生物工程学院，浙江食品质量安全工程研究院的章垚琪、张巧智*等以黄茶为研究对象，经厌氧处理制得高GABA含量的黄茶，分析处理后黄茶中活性物质的含量变化，比较厌氧处理后黄茶的体外抗氧化活性、抗糖基化活性及降糖活性变化，进一步通过超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）联用技术通过类靶向代谢组学分析厌氧处理促进黄茶中GABA快速累积的机理，揭示厌氧过程中黄茶的关键代谢途径差异，阐明黄茶厌氧过程中主要品质成分的变化机制，以期为GABA保健茶的研究开发以及茶叶品质的提升提供参考依据。
1、靶向代谢组学定量分析GABA及其他游离氨基酸含量
如图1所示，未处理黄茶中GABA含量为153.2 μg/g，这与张金玉等测得的绿茶（0.03～0.05 mg/g）和红茶（0.07～0.11 mg/g）中GABA含量相近。经厌氧处理后，黄茶中GABA含量提升至3300.5 μg/g，提高了超20 倍，且已达到日本茶业届对伽玛茶中GABA含量的标准（1.5 mg/g以上）。植物中GABA的合成主要受谷氨酸脱羧和多胺降解反应的影响。据报道，低氧条件会导致细胞内pH值从正常生理值降低，从而激活植物中谷氨酸脱羧酶（GAD）的活性。因此对鲜茶进行厌氧胁迫处理，可激发酶促反应，促使L-谷氨酸经GAD催化、转化合成和多胺降解形成GABA。
2、厌氧处理后黄茶的总酚、总黄酮含量变化
如表1所示，未处理黄茶的总酚含量为181.2 mg/g，总黄酮含量为203.0 mg/g，而厌氧处理后黄茶的总酚和总黄酮含量分别为245.5 mg/g和333.2 mg/g。厌氧处理使黄茶的总酚含量极显著升高了35%（P＜0.01），总黄酮含量极显著升高了64%（P＜0.01）。Kim等采用连续厌氧工艺处理绿茶后发现，茶叶中主要茶多酚（如表没食子儿茶素没食子酸酯和表没食子酸儿茶素）含量显著上升；类似地，吴春兰等以真空交替透气处理毛叶茶，发现处理后的茶叶总黄酮含量显著提升，但个别茶多酚含量有所降低。黄茶中总酚含量增加可能与厌氧发酵过程中发生的氧化、水解等反应有关。
3、厌氧处理后黄茶的体外抗氧化活性变化
DPPH自由基清除能力
如图2A所示，黄茶提取物的DPPH自由基清除率与其质量浓度呈剂量相关。厌氧处理前后，黄茶提取物的DPPH自由基清除IC50值分别为0.029 mg/mL和0.016 mg/mL，差异极显著（P＜0.01）（表1）；相比之下，抗坏血酸的DPPH自由基清除IC50值为0.024 mg/mL。这说明黄茶提取物具有较好的DPPH自由基清除能力，且厌氧发酵增强了黄茶的抗氧化活性，这可能与处理过程中GABA、黄酮类物质和疏水性氨基酸等活性成分的富集有关。
ABTS阳离子自由基清除能力
如图2B所示，黄茶提取物的ABTS阳离子自由基清除率随其质量浓度的上升而增强。由表1可知，厌氧处理前后，黄茶提取物的ABTS阳离子自由基清除IC50值分别为0.16 mg/mL和0.027 mg/mL，差异极显著（P＜0.01）。厌氧发酵后，黄茶提取物的ABTS阳离子自由基清除能力强于抗坏血酸（IC50＝0.045 mg/mL），且强于杨高中等报道的绿茶（IC50＝0.23 mg/mL）和乌龙茶提取物（IC50＝0.38 mg/mL）。可见，黄茶对ABTS阳离子自由基有很强的清除能力，厌氧处理过程进一步提高了其抗氧化效用。
FRAP分析
由表1可知，未处理和厌氧发酵后黄茶的FRAP值为0.62 mmol/（L·g）和0.86 mmol/（L·g），差异极显著（P＜0.01）。数值高于马慧等测得的绿茶（0.044 mmol/（L·g））和茉莉花茶（0.041 mmol/（L·g）），但低于李晓飞测得的白茶（2.33 mmol/（L·g））。同样的，厌氧发酵处理提升了黄茶的总抗氧化能力。
4、厌氧处理后黄茶的体外抗糖基化活性分析
如图2C所示，在BSA-核糖反应模型中，黄茶的加入降低了体系中AGEs的生成水平，且这一抑制效果呈剂量-效应关系。由表1可知，未处理和厌氧发酵后黄茶提取物抑制AGEs形成的IC 50 值分别为11.8 mg/mL和3.75 mg/mL，差异极显著（P＜0.01）。厌氧发酵处理大幅提升了黄茶的抗糖基化活性。茶叶的活性物质，如茶多酚和茶氨酸等，可能通过清除自由基、钝化过渡金属以及捕获活性反应中间体等多种途径阻断反应进程，达到抑制蛋白质糖基化损伤的效果。
5、厌氧处理后黄茶对淀粉消化酶的抑制活性变化
如表2所示，厌氧处理前后黄茶的α-淀粉酶抑制IC50值分别为1.34 mg/mL和2.28 mg/mL，但低于阿拉伯糖的抑制活性（IC 50 ＝0.08 mg/mL）。郭爽爽等测得陈化1 h的茯砖茶的α-淀粉酶抑制IC50值为5.7 mg/mL，Li Songjie等测得鹧鸪茶的α-淀粉酶抑制IC50值为3.96 mg/mL，均低于本实验中黄茶的抑制活性。
6、代谢组学解析厌氧处理促进黄茶富集GABA的机理和代谢途径变化
PLS-DA与差异代谢物筛选
以上述1502 种代谢物的峰面积为指标，按照VIP＞1、P＜0.05和FC≥2或≤0.5标准筛选差异代谢物，共筛选到218 种差异代谢物，其中133 种物质显著上调，85 种物质显著下调，种类及变化情况如表3所示。差异代谢物的火山图可以更直观地展现代谢物在不同样本间的表达差异，如图3所示。其中，γ-氨基丁酸、4-乙酰氨基丁酸、精氨酸、琥珀酸等能量代谢中间物，以及没食子儿茶素和黄芪苷等类黄酮为主要上调差异代谢物，而L-谷氨酸、L-色氨酸、L-苹果酸、DL-天冬氨酸、DL-吲哚-3-乳酸、L-谷氨酰胺和腺苷等为主要下调差异代谢物。
差异代谢物通路分析
如图4所示。厌氧处理过程中，氨基酸的生物合成和色氨酸代谢途径受调控的差异代谢物最多，分别为12 种和7 种；其次为磷酸戊糖途径、黄酮和黄酮醇生物代谢、丙烷、哌啶和吡啶类生物碱的生物合成等，这与厌氧处理后茶叶中的主要差异代谢物为氨基酸、有机酸、类黄酮和糖类等相符。此外，光合生物体中的碳固定作用、苯丙氨酸代谢、柠檬酸循环（三羧酸循环）和丁酸代谢等途径也受到影响。由此可见，厌氧处理导致黄茶中多种代谢途径受到干扰。
以图4中受到调控最为显著的丁酸代谢通路为例（P＝0.013），L-谷氨酸和琥珀酸半醛是黄茶代谢中GABA合成的上下游物质。其中，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢途径中，厌氧处理提高了1-吡咯啉-5-羧酸酯、L-谷氨酰胺和2-氧代戊二酸酯含量，在相关酶的作用下合成了L-谷氨酸，L-谷氨酸进一步在GAD作用下生成GABA；在三羧酸循环中，琥珀酸含量升高，在琥珀酰辅酶A催化作用下形成琥珀酸半醛，L-谷氨酸和琥珀酸半醛发生转氨反应，可逆生成GABA。此外，在精氨酸和脯氨酸代谢通路中，γ-谷氨酰-氨基丁酸经γ-谷氨酰-γ-氨基丁酸水解酶催化作用、4-乙酰氨基丁酸酯经精氨酸脱羧酶通路、4-氨基丁醛和4-胍基丁酸均可生成GABA，如图5所示。
结论
对厌氧处理后黄茶中GABA的富集以及其他活性成分的含量进行分析，系统比较了厌氧发酵对黄茶主要生理功能以及代谢组分的影响。结果表明，厌氧处理后黄茶中GABA含量大幅升高，导致其上下游氨基酸的含量发生了变化；同时，厌氧处理对黄茶中的多种酚类物质具有富集作用。黄茶本身具有较为理想的抗氧化、抗糖基化和降糖活性，厌氧处理后其活性没有丧失，且部分功能活性得到了显著增强，这可能与黄茶中GABA和类黄酮等物质的含量上升有关。通过代谢组学筛选出差异代谢物，主要包括氨基酸、有机酸、类黄酮、类核苷酸和糖类等。差异代谢物涉及的通路包括氨基酸的生物合成代谢、色氨酸代谢、类黄酮生物代谢和丁酸代谢等。以上研究结果揭示了黄茶厌氧过程中主要差异代谢物的变化规律。黄茶经厌氧处理后GABA和黄酮含量得到了同步提升，且具有理想的生理保健活性，可以作为高品质GABA茶的优异材料，本研究为进一步研究和开发GABA富集茶提供了理论依据。
本文《厌氧处理对黄茶生物活性的影响及γ-氨基丁酸富集的代谢组学分析》来源于《食品科学》2023年44卷6期65-73页，作者：章垚琪，潜卫东，傅玲琳，王彦波，张巧智。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220501-004。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。
为进一步深入研究食品产业科技创新基础理论，保障食品质量与安全，研发具有营养和保健功能的食品，推动食品科学研究的进步，带动食品产业的技术创新，更好地保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志在成功召开前十届“食品科学国际年会”和四届“食品科学与人类健康国际研讨会”及二十余次食品专题研讨会的基础上，将与国际谷物科技协会（ICC）、南京农业大学、南京财经大学、江苏省农业科学院、徐州工程学院、东南大学营养与食品卫生系于 2023年8月5-6日在中国江苏南京 共同举办“第十一届食品科学国际年会”。
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