文章标题：Impact of harvest season on bioactive compounds, amino acids and in vitro antioxidant capacity of white tea through multivariate statistical analysis

发表期刊：LWT-Food Science and Technology

影响因子：6.056

作者单位：云南农业大学

百趣生物提供服务：非靶代谢组学

研究背景

白茶是世界上最受欢迎和消费最广泛的饮料之一，由新鲜茶叶通过两个简单的过程生产而成，即延长枯萎和干燥，并已被证实具有多种健康益处，如抗氧化剂、抗炎、抗突变、抗肿瘤和神经保护活性。为了探讨采摘季节对白茶品质的影响，测到了主要品质成分及体外抗氧化能力。总的来说，代谢组学研究结果为白茶采收季节的确定提供了支持。

研究结果

1、18个白茶样品的PCA、HCA和PLS-DA

基于HPLC和氨基酸分析仪检测到的包括17种酚类化合物、3种嘌呤生物碱、19种氨基酸和GABA在内的44种化学成分，通过PCA、PLS-DA和HCA等多元统计分析，可以将这18个白茶样品按照采收季节完全分为春茶、夏茶和秋茶组，这表明它对白茶的化学成分有着深远的影响。HCA还根据收获季节将这些白茶分为3个不同的组，并发现春茶和秋茶可以聚在一起作为一个组，显示其化学成分更为相似。有14种特征化合物的投影（VIP）中的可变重要性大于1，有助于白茶的收获季节鉴定。

图1. 对44种化学成分的主成分分析证实了白茶基于收获季节的分类

图2. 层次聚类分析和偏最小二乘判别分析均表明，白茶可以完全按照收获季节进行分类

图3. 使用PLS-DA鉴定白茶收获季节的特征化合物

2、热图分析和独立样本t检验

代谢组学热图分析表明，这44种化学成分可分为3类，同时进行了独立样本t检验，以阐述其在3个不同收获季节白茶中的化学差异。簇I中的9种化合物呈增加趋势。尤其是秋季茶，差异极显著；咖啡因、没食子酸、C和GC含量高于其他季节。与春季或秋季相比，簇II中的成分在夏季茶中显著减少。此外，簇III中的EGC、GCG、CG、鞣花酸、L-苯丙氨酸、L-亮氨酸、L-酪氨酸和茶碱随收获季节而相对减少，或在春夏茶中保持稳定，而夏季茶中的其他组分含量极显著高于春季或秋季茶，包括可溶性糖和6种黄酮。因此，夏季茶的可溶性糖和6种黄酮含量最高，而春季茶的EGCG、EGC、TGG、鞣花酸、L-茶氨酸、L-天冬氨酸、L-脯氨酸、L-蛋氨酸、L-天冬酰胺和L-缬氨酸含量相对较高。此外，秋季茶的ECG、C、EC、没食子酸、咖啡因、L-谷氨酸、L-半胱氨酸、L-异亮氨酸、L-丙氨酸、L-苏氨酸、L-甘氨酸和GABA水平显著高于春季或夏季茶。

图4. 热图分析和独立样本t检验表明春季、夏季和秋季收获的白茶的化学差异

3、采收季节对白茶化学成分的影响

如表1所示，采用单因素方差分析揭示了信阳白茶在春、夏、秋三个季节中化学成分的具体差异。白茶中17种酚类化合物、2种嘌呤生物碱、15种氨基酸和GABA在3个不同季节间差异极显著。单因素方差分析表明，采收季节对信阳白茶中5种儿茶素、4种黄酮、5种氨基酸、没食子酸、可可碱和可溶性糖的影响显著或极显著，这应归因于新鲜茶叶和加工参数。经代谢组学检测分析比较，春茶游离氨基酸总量最高，有9种氨基酸，儿茶素总量最低；而代谢组学检测中夏茶游离氨基酸和儿茶素含量最低，但可溶性糖和6种黄酮的含量最高。春茶和秋茶在茶多酚、酯儿茶素、EGCG、2种黄酮和8种氨基酸方面的差异，表明它们在化学成分上具有较高的相似性。相反，秋季茶具有最高的咖啡因、茶溴、没食子酸、C、EC、GC、ECG和4种氨基酸和GABA水平。 

表1. 春茶、夏茶和秋茶中4种品质成分、17种酚类化合物、3种嘌呤生物碱、19种氨基酸和GABA的含量

4、3个不同季节体外抗氧化能力的差异

如图5所示，分别用FRAP、DPPH、ABTS、HSA和SSA评估了白茶的体外抗氧化能力，方差分析表明，在不同收获季节，即春季、夏季和秋季，信阳白茶的抗氧化能力差异极显著。由于富含酚类化合物，春茶的FRAP、ABTS、HSA和SSA抗氧化能力最高，而秋季茶的DPPH最高。相反，夏季茶的DPPH、ABTS、HSA和SSA最低。然而，夏季茶的FRAP相对较高，应归因于EGC、CG、GCG和6种黄酮含量在夏秋季茶中的分布差异。

图5. 分别用FRAP（A）、DPPH和ABTS（B）、HSA和SSA（C）测定了信阳白茶在春、夏、秋三个不同季节的体外抗氧化能力

5、信阳白茶中的相关抗氧化剂

百趣代谢组学通过解读发现，酚类化合物和嘌呤生物碱有助于提高体外抗氧化能力，特别是EGCG已被视为茶叶中的主要抗氧化剂。如表2所示，双变量相关分析表明，儿茶素、TGG、游离氨基酸和嘌呤生物碱与白茶中的DPPH、HSA和SSA呈显著或极显著正相关。特别是EC、EGC、ECG和EGCG与体外抗氧化活性呈极显著正相关，可作为信阳白茶的主要抗氧化剂。此外，鞣花酸和芦丁、紫杉叶素、杨梅素和木犀草素等几种类黄酮也有助于FRAP，因为它们呈正相关。没食子酸与ABT呈显著和极显著负相关。在C和GC中也可以发现类似的模式，与ABT和FRAP呈负相关。然而，其前体物质，尤其是ECG和EGCG，与DPPH、ABTS、HSA和SSA呈显著或极显著正相关。相反，鞣花酸和6种黄酮类化合物可能因其显著或极显著负相关而对DPPH产生负面影响。此外，通过代谢组学分析，槲皮素和山奈酚等黄酮类化合物也与ABTS、HSA和SSA呈高度显著负相关，这可能会对白茶的体外抗氧化活性产生负面影响。

表2. 白茶中4种品质成分和20种生物活性成分与FRAP、DPPH、ABTS、HSA和SSA体外抗氧化能力的相关性

结论

在本研究中，将信阳白茶按照采收季节完全分为三组，并证明了其对化学成分的深刻影响。收获季节对白茶中的10种酚类化合物有显著影响。几种特征化合物有助于确定白茶的收获季节。本研究通过3个不同采收季节的比较，揭示了采收季节对白茶化学成分和抗氧化能力的具体影响，并发现了几种有助于白茶采收季节鉴定的特征化合物。

文/阿趣代谢组学