基于代谢组学的云南白茶与福鼎白茶化学成分比较分析

高健健，陈丹，彭佳堃，吴文亮，蔡良绥，蔡亚威，田军，万云龙，孙威江，黄艳，王哲，林智*，戴伟东*

基于代谢组学的云南白茶与福鼎白茶化学成分比较分析

高健健1，陈丹1，彭佳堃1，吴文亮1，蔡良绥2，蔡亚威2，田军3，万云龙3，孙威江4，黄艳4，王哲1，林智1*，戴伟东1*

1. 农业部茶树生物学与资源利用重点实验室，中国农业科学院茶叶研究所，浙江 杭州 310008；2. 福建省裕荣香茶业有限公司，福建 宁德 352100；3. 昆明七彩云南庆沣祥茶业股份有限公司，云南 昆明 650501；4. 福建农林大学，福建 福州 350002

为了探明云南白茶与福鼎白茶的化学物质差异，以9个云南白茶茶样和6个福鼎白茶茶样为研究对象，采用基于超高效液相色谱-四极杆-静电轨道阱质谱（UHPLC-Q-Exactive/MS）的代谢组学方法并结合感官审评分析对其非挥发性化学成分进行系统研究。本研究共鉴定出109个化合物，包括儿茶素类、二聚儿茶素类、黄酮糖苷类（黄酮--糖苷和黄酮--糖苷）、-乙基-2-吡咯烷酮取代的儿茶素类、氨基酸类、酚酸类、有机酸类、生物碱类、脂质类等。偏最小二乘法判别分析和热图分析表明，云南白茶和福鼎白茶的化学成分存在较大差异，共得到46个具有组间显著性差异的化合物（<0.05），其中表型儿茶素类、二聚儿茶素类、部分黄酮糖苷类（山柰酚-3-半乳糖苷、槲皮素-3-葡萄糖苷等）、酚酸类、有机酸类、脂类等化合物在云南白茶中含量较高；非表型儿茶素类、部分黄酮糖苷类（槲皮素-3-半乳糖苷、杨梅素-3-半乳糖苷等）、氨基酸类、生物碱类化合物在福鼎白茶中含量相对较高，推测主要受茶树品种和干燥工艺的影响。本研究可为全面了解和认识两地白茶的化学物质基础和风味品质差异及其产地鉴别提供理论参考。

云南白茶；福鼎白茶；代谢组学；液质联用；内含成分

白茶是我国传统六大茶类之一，近些年来，白茶因其独特的风味品质[1-2]和出色的健康功效[3]受到了广大消费者的关注和喜爱。

白茶产业快速发展，其产销量与市场占有率不断提高[4]。目前，市场上的白茶主要产自福建省福鼎、建阳、松溪和政和等地[5]，2020年产量高达4.96万t，占全国白茶产量的66.58%[6]。其中，以福鼎大白茶（var.）等品种鲜叶为原料加工的福鼎白茶，因其鲜爽微甜的滋味与清鲜的毫香而享誉盛名，根据鲜叶采摘标准和茶树品种不同，可分为白毫银针、白牡丹、贡眉和寿眉[7]。除福建省之外，云南省景谷县、勐海县等地区近年来也开始生产白茶，据统计，2018年景谷白茶产量已达145 t[8]。云南白茶以云南大叶种（var.）鲜叶为原料加工制作而成，外观条索肥壮优美、白毫满披、香气馥郁、滋味醇厚[9]。与福鼎白茶相似，根据采摘的原料嫩度不同，云南白茶分为两种不同花色品类[10]。除了鲜叶原料不同外，云南白茶与福鼎白茶在加工工艺方面也存在较大差异，云南白茶主要采用阳光（大棚）晒干的干燥方式，而福鼎白茶则采用烘干方式。

代谢组学作为系统生物学的重要组成部分，在食品和茶叶研究中得到了广泛应用[11-12]，与其他代谢组学平台相比，超高效液相色谱-四极杆-静电轨道阱质谱（Ultra-high performanceliquid chromatography-quadrupole orbitrap mass spectrometry，UHPLC-Q-Exactive/MS）具有明显的优势，分辨率、灵敏度和峰重现性更高，并允许同时对多个化合物进行快速地定性或相对定量分析[13]。

白茶品质化学研究近年来受到茶学工作者高度关注，但相比其他茶类，相关研究还相对较少。本研究以云南和福鼎两地白茶为研究对象，利用基于UHPLC-Q-Exactive/MS的代谢组学方法并结合感官审评分析对9个代表性云南白茶和6个代表性福鼎白茶茶样进行系统研究，旨在全面了解和认识两地白茶的化学物质基础差异，为将来白茶产地鉴别提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

本次试验共收集9个云南白茶和6个福鼎白茶的样品，茶叶样品制作于2020年，鲜叶原料嫩度等级均为一芽二叶。15个茶叶样品的产地与工艺情况如表1所示，9个云南白茶样品收集自云南省普洱市、保山市、西双版纳州、临沧市和玉溪市，均为晒青白茶。6个福鼎白茶茶样来自福建省福鼎市裕荣香、鼎白、绿雪芽和品品香4家公司的白牡丹。

液相色谱-质谱（LC-MS）级甲醇、色谱级乙腈购自于Merck公司（德国）；去离子水由Milli-Q超纯水制备系统生产（Millipore，美国）；LC-MS级甲酸、-氨基丁酸（GABA）、儿茶素（Catechin，C）、表儿茶素（Epicatechin，EC）、儿茶素没食子酸酯（Catechin gallate，CG）、表儿茶素没食子酸酯（Epicatechin gallate，ECG）、表没食子儿茶素（Epigallocatechin，EGC）、没食子儿茶素没食子酸酯（Gallocatechin gallate，GCG）、表没食子儿茶素没食子酸酯（Epigallocatechin gallate，EGCG）、表阿夫儿茶精-3-没食子酸酯、表儿茶素-3--(3--没食子酸甲酯)、表没食子儿茶素-3-(3-没食子酸甲酯)、山柰苷、山柰酚-3-葡萄糖苷、山柰酚-3-半乳糖苷、山柰酚-3-芸香糖苷、山柰酚-3-阿拉伯糖苷、柚皮苷、槲皮素-3-葡萄糖苷、槲皮素-3-半乳糖苷、槲皮素-3-芸香糖苷、杨梅素-3-葡萄糖苷、杨梅素-3-半乳糖苷、芹菜素-6,8--双葡萄糖苷、芹菜素-6--葡萄糖基-8--阿拉伯糖苷、异牡荆素、谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、色氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、茶没食子素、哌啶酸、奎宁酸、焦谷氨酸、腺苷、胆碱、()-5'-脱氧-5'-(甲基亚磺酰基)腺苷、茶氨酸葡萄糖苷和1-乙基-5-羟基-2-吡咯烷酮购自Sigma公司（美国）；茶黄素（Theaflavin，TF）、茶黄素-3-没食子酸酯（Theaflavin-3-gallate，TF-3-G）、茶黄素-3'-没食子酸酯（Theaflavin-3'-gallate，TF-3'-G）、茶黄素-3,3'-没食子酸酯（Theaflavin-3,3'-digallate，TF-DG）、原花青素B1、原花青素B2和原花青素C1标准品购自武汉天植生物技术有限公司；茶氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和可可碱标准品购自北京百灵威科技有限公司；咖啡碱购自恩佐生化公司（美国）；表阿夫儿茶精和小木麻黄素购自上海源叶生物科技有限公司；8-R--乙基-2-吡咯烷酮取代的表没食子儿茶素没食子酸酯（R-epigallocatechin gallate-8-- ethyl-2-pyrrolidinone，8-R-EGCG-cThea）（纯度＞95%）由本实验室合成[14]。

表1 茶样产地和工艺情况

1.2 仪器与设备

超高效液相色谱-四极杆-静电轨道阱质谱（UHPLC-Q-Exactive/MS）购自赛默飞世尔科技有限公司（美国）；高效液相色谱仪（UPLC）购自沃特世科技有限公司（英国）；粉碎研磨机购自德国IKA公司；SQP电子天平购自赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；DK-S11型电热恒温水浴锅购自上海森信实验仪器有限公司；5810R型高速冷冻离心机购自德国艾本德股份公司。

1.3 方法

1.3.1 感官审评分析方法

依据国家标准《茶叶感官审评方法》（GB/T 23776—2018），由农业农村部茶叶质量监督检验测试中心的3位国家级评茶师对茶样的外形、汤色、香气、滋味和叶底5项因子分别进行审评术语描述。

1.3.2 样品前处理

将20 mL 70℃的甲醇水溶液（甲醇∶水=7∶3）加入到0.1 g的磨碎茶样中，于70℃条件下水浴加热30 min，取1.5 mL上清液于离心管中，8 000离心5 min，得到的上清液通过0.22 μm滤膜进行过滤，用于代谢组学检测分析；每个茶样按照以上步骤平行处理3份（n=3）[15]。

1.3.3UHPLC-Q-Exactive/MS分析条件

云南白茶和福鼎白茶样品代谢组学分析采用UHPLC-Q-Exactive/MS系统进行数据采集。超高效液相色谱条件：Waters T3色谱柱（100 mm×2.1 mm，1.7 μm）；柱温保持在40 ℃，流速为0.4 mL·min-1，进样量为3 μL。采用二元流动相梯度洗脱，流速为0.4 mL·min-1，其中流动相A为0.1%的甲酸溶液，流动相B为含0.1%甲酸的乙腈溶液。具体的线性洗脱程序如下：0 min，2% B相；0.5 min，2% B相；10 min，15% B相；18 min，40% B相；20 min，90% B相；20.9 min，90% B相；21 min，2% B相；25 min，2% B相。

四极杆-静电轨道阱质谱参数设置如下：采用电喷雾离子源（Electrospray ionization，ESI）；检测模式为正离子模式ESI+；毛细管电压3.5 kV，毛细管温度为300℃；辅助气温度和流速分别为350℃和10 L·min-1；质谱扫描范围为质荷比（）100～1 000。

1.3.4 UPLC定量分析条件

采用超高效液相色谱系统对茶汤中咖啡碱和主要儿茶素类化合物进行定量测定。UPLC条件：色谱柱为Acquity UPLC BEH C18柱（100 mm×2.1 mm，1.7 μm，Waters，英国）；流动相A为0.1%的甲酸水溶液（甲酸∶水=1∶1 000），流动相B为甲醇；进样量5 μL；流速0.35 mL·min-1；柱温35℃。流动相梯度洗脱：0 min，3% B相；3 min，8% B相；7.5 min，20% B相；11 min，20% B相；13 min，60% B相；14.5 min，60% B相；15 min，3% B相；19 min，3% B相。

1.4 数据处理

UHPLC-Q-Exactive/MS分析得到的原始图谱采用Compound Discoverer 3.2软件进行峰面积提取与峰匹配，得到了2 032个化合物。根据课题组前期有关茶叶化合物结构鉴定结果[11-12,14-15]，以及利用标准品、代谢组学数据库（HMDB和Metlin）、保留时间、精确分子量、二级质谱信息等进行化合物结构鉴定。采用SIMCA-P 14.1进行主成分分析（PCA）和有监督的偏最小二乘回归分析（PLS-DA）的绘制。采用SPSS 26进行检验，筛选显著差异化合物。使用Mev 4.8.1软件进行热图分析，Prism 8.3.0制作柱状图。

2 结果与分析

2.1 云南白茶和福鼎白茶感官审评分析

感官审评结果如表2所示，云南白茶和福鼎白茶汤色金黄（橙黄）明亮，香气清甜有果香，滋味甘、鲜爽。

茶汤中的黄烷醇、氨基酸、生物碱、有机酸等内含物种类和含量上的差异造就了各不相同的滋味特征[16]。段红星等[10]研究发现，云南白茶中的茶多酚、咖啡碱等呈味物质的含量均高于福鼎白茶，云南白茶的口感也有着更加浓厚的滋味，这与本研究审评结果较为一致，即9个云南白茶（大叶种白茶）样品茶汤滋味较甘和、耐泡性好，呈现出强烈的大叶种风格，而6个福鼎白茶（中小叶种白茶）的滋味则以醇和为主。福鼎白茶身骨较云南白茶重实，色泽明显不同，其在外形上主要呈现花朵形，部分轻飘，而云南白茶外形粗松、带黄片、花褐。冲泡后云南白茶的汤色与福鼎白茶相比，颜色更深，叶底色泽也有较大差异，云南白茶叶底偏红色而福鼎白茶偏绿色。香气是决定茶叶品质的重要因子之一，其对茶叶风味、等级评定以及大众消费导向等方面都具有十分重要的作用。云南白茶的香气以巧克力香和甜香为主，福鼎白茶则以果香和甜香为主，云南白茶的香气得分较福鼎白茶高，且香气层次感也更为丰富。张晓珊等[17]分析了云南景谷大白茶制成的月光白茶的香气成分，从中鉴定出60种主要的香气成分；而王春燕[18]仅从福鼎白茶中鉴定出47种香气组分，这在一定程度上解释了云南白茶比福鼎白茶香气类型更丰富的原因。

2.2 基于UHPLC-Q-Exactive/MS的云南白茶和福鼎白茶化学成分分析

代谢组学检测数据经峰匹配与校准后共得到2 032个化合物离子用于后续分析。通过与标准品、代谢组学数据库（HMDB和Metlin）、保留时间、精确分子量、二级质谱等比对共结构鉴定出109个化合物（表3），共分为11类，其中儿茶素类化合物13个（C、EC、CG、ECG、EGC、GCG、EGCG、表阿夫儿茶精等），二聚儿茶素类化合物13个（TF、TF-3-G、TF-3'-G、TF-DG、原花青素B1、原花青素B2、原花青素C1等），黄酮--糖苷类化合物22个（山柰酚-3-半乳糖苷、山柰酚-3-二香豆酰葡萄糖苷、杨梅素-3-葡萄糖苷、槲皮素-3-葡萄糖苷等），黄酮--糖苷类（FCGs）化合物3个（芹菜素-6,8--双葡萄糖苷、芹菜素-6--葡萄糖基-8--阿拉伯糖苷、异牡荆素），-乙基-2-吡咯烷酮取代的儿茶素类（EPSFs）化合物5个（8-R--乙基-2-吡咯烷酮取代的表儿茶素、8-R--乙基-2-吡咯烷酮取代的表儿茶素没食子酸酯等），氨基酸类化合物10个（茶氨酸、GABA、谷氨酸等），酚酸类化合物6个（小木麻黄素、双没食子酰葡萄糖等），有机酸类化合物6个（焦谷氨酸、奎宁酸等），生物碱类化合物12个（咖啡碱、可可碱、次黄嘌呤等），脂类化合物11个（棕榈酸等），其他类化合物8个（蔗糖、茶氨酸葡萄糖苷等）。

表2 云南白茶和福鼎白茶感官审评结果

注：*表示该化合物的结构鉴定经过标准样品验证

Note: * indicates that the structural identification of the compound has been verified by standards

续表3-1

化合物Compound保留时间/minRetention time质荷比（m/z）Mass-to-charge ratio化合物名称Compound nameP值（t检验）P-value (Student's t test) 理论值测定值 黄酮-C-糖苷类FCGs10.744595.165 1595.165 2芹菜素-6,8-C-双葡萄糖苷*0.65 12.096565.154 6565.154 8芹菜素-6-C-葡萄糖基-8-C-阿拉伯糖苷*0.04 13.207433.112 5433.112 7异牡荆素*0.50 N-乙基-2-吡咯烷醇取代的儿茶素类EPSFs12.606402.154 1402.155 88-C S-N-乙基-2-吡咯烷酮取代的表儿茶素0.26 13.190402.154 1402.155 88-C R-N-乙基-2-吡咯烷酮取代的表儿茶素0.76 14.574554.165 0554.165 38-C S-N-乙基-2-吡咯烷酮取代的表儿茶素没食子酸酯0.26 14.709554.165 0554.165 08-C R-N-乙基-2-吡咯烷酮取代的表儿茶素没食子酸酯0.27 13.196570.159 8570.160 18-C R-N-乙基-2-吡咯烷酮取代的表没食子儿茶素没食子酸酯*0.60 氨基酸类Amino acids1.071175.107 6175.107 7茶氨酸*0.22 0.645104.071 3104.071 6γ-氨基丁酸*0.56 0.655148.060 4148.060 4谷氨酸*0.02 0.641147.076 8147.076 4谷氨酰胺*0.22 0.642134.044 8134.044 8天冬氨酸*0.54 3.222166.086 5166.086 3苯丙氨酸*0.78 1.521182.061 7182.081 2酪氨酸*0.00 5.519205.097 1205.097 2色氨酸*0.00 0.675118.086 4118.086 4缬氨酸*0.04 2.342132.101 9132.102 0异亮氨酸*0.00 酚酸类Phenolic acids2.968345.081 2345.081 4茶没食子素*0.14 8.501635.086 8635.087 0小木麻黄素*0.00 11.601467.081 5467.081 7双没食子酰葡萄糖0.00 14.193517.133 5517.133 93,5-二咖啡酰奎宁酸0.24 9.333475.086 7475.086 8菊苣酸0.20 3.218149.059 7149.059 7反式肉桂酸0.13 有机酸类Organic acids4.391220.117 9220.118 0泛酸0.31 1.069130.086 8130.086 4哌啶酸*0.99 0.709193.070 6193.070 9奎宁酸*0.00 1.261130.049 9130.049 9焦谷氨酸*0.00 0.682129.065 8129.066 0焦谷酰胺*0.10 13.043197.117 0197.117 32,2'-(3-甲基环己烷-1,1-二基)二乙酸0.00 生物碱类Alkaloids8.212195.087 5195.087 6咖啡碱*0.00 4.800181.072 0181.072 0可可碱*0.00 2.001268.103 9268.104 1腺苷*0.00 0.715136.061 8136.061 8腺嘌呤0.97 1.071348.070 0348.070 0腺嘌呤核糖核苷酸*0.00 6.146298.096 6298.096 75'-甲硫腺苷0.03 1.186137.045 8137.045 9次黄嘌呤0.04 0.626104.107 2104.107 3胆碱*0.61 0.643184.073 2184.073 3胆碱磷酸0.00 0.653258.109 8258.109 9甘油磷酸胆碱0.00 0.653134.081 0134.081 1N-乳酰乙醇胺0.00 1.885314.091 5314.091 7(S)-5'-脱氧-5'-(甲基亚磺酰基)腺苷*0.00 脂类Lipids20.017334.294 9334.294 9甘油单酯(15:0)0.58 21.768359.314 8359.314 6甘油单酯(18:0)0.09 21.269496.339 2496.339 6溶血磷脂酰胆碱(16:0)0.25 21.406522.354 8522.355 0溶血磷脂酰胆碱(18:1)0.79 21.079520.339 1520.339 5溶血磷脂酰胆碱(18:2)0.00 20.823518.323 5518.323 8溶血磷脂酰胆碱(18:3)0.09 19.954274.273 8274.273 9棕榈酸0.79 20.877256.263 3256.263 4棕榈酰胺0.00 20.361302.305 1302.305 2鞘氨醇0.00 19.998318.299 8318.300 0植物鞘氨醇0.21 20.016290.268 7290.268 8羟基十六烷酸0.00

续表3-2

化合物Compound保留时间/minRetention time质荷比（m/z）Mass-to-charge ratio化合物名称Compound nameP值（t检验）P-value (Student's t test) 理论值测定值 其他Others19.200181.122 3181.122 4二氢猕猴桃内酯0.15 0.670261.037 0261.036 9葡萄糖-1-磷酸0.59 1.158337.160 2337.160 2茶氨酸葡萄糖苷*0.65 0.707343.123 0343.123 0蔗糖0.05 9.913411.161 9411.162 0羟基茉莉酸葡萄糖苷0.00 2.702130.086 3130.086 41-乙基-5-羟基-2-吡咯烷酮*0.63 11.603659.084 7659.084 71,2,6-三没食子酰基-β-没食子酰葡糖酸0.94 9.986257.138 2257.138 32-[4-(3-羟丙基)-2-甲氧基苯氧基]-1,3-丙二醇0.82

2.3 基于UHPLC-Q-Exactive/MS的云南白茶和福鼎白茶化学成分差异分析

经过峰匹配，峰面积提取得到2 032个化合物离子，对这些化合物进行主成分分析，了解各组样本之间的总体化合物表型差异和组内样本之间的变异度大小。如图1-A所示，主成分1和主成分2分别解释了总体方差的19.2%和6.85%，且云南白茶和福鼎白茶两者明显分离，说明两者内含成分差异较为明显。图1-B为云南白茶和福鼎白茶的PLS-DA得分图，可以看出云南白茶和福鼎白茶在第一主成分上有明显的分离趋势，该结果表明两者内含成分存在差异。

为进一步阐明云南白茶与福鼎白茶化学成分的具体差异，通过检验，从已鉴定的化合物中筛选出46个具有组间显著性差异的化合物（<0.05），涉及儿茶素类、二聚儿茶素类、黄酮糖苷类、氨基酸类、酚酸类、有机酸、生物碱类等多种化合物。为了更直观地看到各差异化合物在不同茶样中的含量分布情况，采用Mev 4.8.1软件对这些化合物进行聚类热图分析。如图2所示，热图横坐标代表不同茶样，纵坐标代表化合物，蓝色表示化合物含量比平均值低，黄色表示化合物含量比平均值高，此外，部分代表性差异化合物的质谱强度如图3所示。

2.3.1 儿茶素类化合物

儿茶素类属于黄烷醇类化合物，是茶叶中最主要的多酚化合物，占所有茶多酚含量的60%～80%，研究表明白茶中的儿茶素含量高于红茶，略低于绿茶[19]。相关研究表明，云南白茶茶多酚含量为32.15%，而福鼎白茶为22.20%[10]。蒋宾等[8]研究也得出类似结果，即云南白茶的茶多酚含量为34.39%～35.73%，比福鼎白茶高。在本研究中，应用UPLC法对茶叶中主要儿茶素类化合物进行定量分析，结果如表4所示，云南白茶的儿茶素类化合物总体含量（11.70%～14.31%）高于福鼎白茶（8.41%～12.03%），尤其是EC、ECG和EGC。这可能是因为云南大叶种茶树多酚类化合物含量高，而福鼎大白茶中小叶种多酚类化合物含量低，品种的不同导致两者在儿茶素成分上具有明显的差异[16]。此外，本研究中的表型儿茶素EC、EGC和ECG在云南白茶中含量较高，分别为0.83%、1.87%和1.03%，高于福鼎白茶的0.35%、0.38%和0.58%；而非表型儿茶素（CG、GCG）在福鼎白茶中含量较高，这是因为福鼎白茶干燥的温度较高，在其热处理过程中，部分儿茶素会在黄烷-3-醇的C-2位置发生异构化（如EGCG、ECG、EGC、EC分别转换为GCG、CG、GC、C）[20]。Li等[21]研究表明，茶汤苦味和涩味的强度与酚类成分的总含量呈正相关，Zhang等[22]研究表明，非酯型儿茶素是茶汤苦味的主要贡献者，而酯型儿茶素是主要的涩味成分。由于儿茶素的部分氧化和异构化使儿茶素各组分的比例发生变化，这种变化有利于减轻茶汤的苦涩味，使得福鼎白茶滋味较为清醇。

图1 云南白茶和福鼎白茶的PCA图（A）和PLS-DA图（B）

图2 云南白茶与福鼎白茶中差异化合物含量分布热图

注：A为云南白茶中质谱强度显著高于福鼎白茶的代表性差异化合物，B为福鼎白茶中质谱强度显著高于云南白茶的代表性差异化合物

表4 云南白茶和福鼎白茶中主要儿茶素和咖啡碱的含量

2.3.2 二聚儿茶素类化合物

茶叶中二聚儿茶素类化合物主要包括茶黄素类、原花青素类、聚酯型儿茶素类等，其中，原花青素是黄烷-3-醇的二聚或低聚物，目前关于茶叶中低含量原花青素的相关报道还较少。之前的研究发现，原花青素含量最高的是未发酵的绿茶，其次是轻发酵的白茶和全发酵的红茶，这是因为原花青素在萎凋和发酵过程中会被部分消耗[23]。Scharbet等[24]研究表明，茶黄素具有收敛性，原花青素是苦味呈味物质；此外，有报道称，聚酯型儿茶素也具有收敛性[25]。各类化合物互相协同，共同构成白茶特有的滋味口感。研究表明，大叶种茶树鲜叶制成的白茶如云南白茶，滋味以甘、醇、浓为主，清、鲜感较弱，而中小叶种茶树鲜叶制成的福鼎白茶则以清、鲜为主[26]。此外，不同于福鼎白茶的高温干燥，日光晒干的云南白茶干燥温度较低，其中残留的酶还具有一定活性，儿茶素可能与残留的多酚氧化酶发生酶促氧化反应，生成茶黄素、原花青素、聚酯型儿茶素等儿茶素聚合物[27]，这也是本研究中云南白茶的二聚儿茶素类化合物含量高于福鼎白茶的原因之一。

2.3.3 黄酮糖苷类化合物

黄酮糖苷是茶叶中的主要酚类成分，占茶叶干重的2%～3%，具有良好的抗氧化活性，同时也是茶叶苦涩味的重要成分，其味觉阈值较低且对咖啡碱的苦味有一定的增强作用[24]。黄酮糖苷按照苷元分类，可分为槲皮素苷、山柰酚苷、芹菜素苷和杨梅素苷；按照糖基分类，可分为芸香苷、半乳糖苷、葡糖糖苷、阿拉伯糖苷等[28-29]。Yang等[30]通过对不同亚型的白茶代谢物和滋味口感进行关联分析，发现杨梅素-3-半乳糖苷和山柰酚-3-阿拉伯糖苷与茶汤的苦涩味呈正相关。在本研究中，鉴定出具有显著差异的黄酮糖苷类化合物共9个，其中有4个化合物在云南白茶中含量较高，分别为山柰酚-3-半乳糖苷、山柰酚-3-双香豆基葡糖苷、槲皮素-3-葡萄糖苷和槲皮素-3-半乳糖酰芸香糖苷；相比之下，另外5个化合物在福鼎白茶中含量较高，包括山柰酚-3-半乳糖酰芸香苷、槲皮素-3-半乳糖苷、槲皮素双葡萄糖苷、槲皮素-3-葡萄糖酰芸香糖苷和杨梅素-3-半乳糖苷。

2.3.4 氨基酸类化合物

氨基酸是茶叶中的主要化学成分之一，其含量占茶叶干重的1%～4%，对于提高茶汤的鲜爽度、降低苦涩味具有重要的作用，一般认为氨基酸含量较高的茶叶具有较好的风味品质[27]。有文献表明，白茶中的游离氨基酸总量在六大茶类中最高，主要是由于在白茶长时间萎凋过程中蛋白质会水解形成游离氨基酸[23]，其中茶氨酸约占游离氨基酸总量的一半。相比于云南白茶，福鼎白茶整体具有更高含量的氨基酸类化合物，尤其是异亮氨酸、色氨酸和酪氨酸，这是由于云南白茶采用晒干的干燥工艺，干燥温度较低，可减少叶绿素破坏，使白茶毫色发白银亮，但物质转化率较低，氨基酸和总糖量等品质成分低于烘干茶样，成茶香气降低，且一般带有青气；而福鼎白茶主要采用烘干方式，在高温的作用下，其内质较优，糖与氨基酸的焦糖化作用可使白茶香气提高并熟化，同时促进儿茶素类产生异构化而减少茶汤的苦涩味，但其色泽不如晒干白茶，毫色容易发黄[31]。从鲜叶品种上来看，南方大叶种碳代谢强烈，茶多酚代谢旺盛，茶多酚、儿茶素总量、酯型儿茶素和酚氨比大；而中小叶种氮代谢谢旺盛，氨基酸含量高，其香气、滋味高爽[32]。

2.3.5 酚酸和有机酸类化合物

酚酸是一类具有羧基和酚羟基的芳香族化合物，它们及其衍生产物在茶叶风味方面也起着重要的作用[33]。研究表明，没食子酸和茶没食子素是绿茶饮料中的助鲜化合物，可以按比例增强-谷氨酸钠的鲜味强度[34]。在本研究中，小木麻黄素和双没食子酰葡萄糖都是在云南白茶中含量较高。茶叶中有机酸约占茶叶干物质总量的3%，是茶叶品质的重要组成部分，研究发现，有机酸及其组分对白茶茶汤的鲜、甜和强度起着重要作用[34]。宋楚君等[16]研究结果表明，大叶种有机酸含量高于中小叶种，这与本研究结果一致，即云南白茶中的有机酸类化合物总体含量高于福鼎白茶。

2.3.6 生物碱和脂类化合物

咖啡碱和可可碱是甲基黄嘌呤生物碱，是茶叶中最主要的嘌呤生物碱和重要的苦味呈味物质，对茶叶的风味品质具有重要贡献[29]。咖啡碱是茶汤苦味的主要贡献者，参与茶叶品质形成，且与茶黄素结合形成络合物可以提高茶汤鲜爽度[31]。福鼎白茶中的生物碱类化合物总体含量相对较高，其咖啡碱含量较高（4.29%），是云南白茶（3.01%）的1.43倍（表4），但其可可碱和次黄嘌呤含量低于云南白茶。同时，本研究中还发现胆碱磷酸、-乳酰乙醇胺、腺嘌呤核糖核苷酸、5'-甲硫腺苷、腺嘌呤、()-5'-脱氧-5'-(甲基亚磺酰基)腺苷和甘油磷酸胆碱等其他生物碱类物质在福鼎白茶中含量相对较高。此外，还有一些核苷酸，如腺嘌呤核糖核苷酸是茶汤鲜味特征的重要贡献物质[33]。本研究鉴定出具有显著差异的脂类化合物共有4个，包括溶血磷脂酰胆碱（18∶2）、棕榈酰胺、鞘氨醇和羟基十六烷酸，其中，除鞘氨醇在福鼎白茶中含量较高外，其余均在云南白茶中含量较高。

3 结论

本研究基于UHPLC-Q-Exactive/MS的代谢组学方法并结合感官审评分析对云南白茶和福鼎白茶中的非挥发性化学成分进行了比较。研究结果表明，该方法可以比较全面地检测两类茶叶中的化合物，经峰面积校准后共得到2 032个化合物离子，鉴定出109个化合物，包括13个儿茶素类、13个二聚儿茶素类、22个黄酮--糖苷类、3个黄酮--糖苷类、5个EPSF类、10个氨基酸类、6个酚酸类、6个有机酸类、12个生物碱类、11个脂类和8个其他类化合物。偏最小二乘法判别分析和热图分析表明，两类茶叶中内含成分具有较为明显的差异，云南白茶中的表型儿茶素类（EC、EGC、ECG）、二聚儿茶素类、部分黄酮糖苷类（山柰酚-3-半乳糖苷、槲皮素-3-葡萄糖苷等）、酚酸类、有机酸类、脂类等化合物含量总体高于福鼎白茶，非表型儿茶素（CG、GCG）、部分黄酮糖苷类（槲皮素-3-半乳糖苷、杨梅素-3-半乳糖苷等）、氨基酸类、生物碱类等化合物低于福鼎白茶，推测主要受茶树品种和干燥工艺的影响。探明这些内含成分的差异及其变化规律，可为全面了解和认识云南白茶与福鼎白茶的品质差异和产地鉴别提供理论依据。

[1] Fan F Y, Huang C S, Tong Y L, et al. Widely targeted metabolomics analysis of white peony teas with different storage time and association with sensory attributes [J]. Food Chemistry, 2021, 362: 130257. doi: 10.1016/j.foodchem.2021.130257.

[2] Sanlier N, Atik İ, Atik A. A minireview of effects of white tea consumption on diseases [J]. Trends in Food Science & Technology, 2018, 82: 82-88.

[3] 戴伟东, 解东超, 林智. 白茶功能性成分及保健功效研究进展[J]. 中国茶叶, 2021, 43(4): 1-8.

Dai W D, Xie D C, Lin Z. Research progress of white tea's functional ingredients and health benefits [J]. China Tea, 2021, 43(4): 1-8.

[4] 危赛明. 白茶的产区和品质特征[J]. 中国茶叶加工, 2019(3): 77-78.

Wei S M. Producing areas and quality characteristics of white tea [J]. China Tea Processing, 2019(3): 77-78.

[5] Zhang J J, Wei X H, Dai W D, et al. Study of enrichment difference of 64 elements among white tea subtypes and tea leaves of different maturity using inductively coupled plasma mass spectrometry [J]. Food Research International, 2019, 126: 108655. doi: 10.1016/j.foodres.2019.108655.

[6] 林章文. 不同萎凋方式对寿眉白茶品质影响研究[J]. 福建茶叶, 2021, 43(7): 22-23.

Lin Z W. Effect of different withering methods on quality of Shoumei white tea [J]. Tea in Fujian, 2021, 43(7): 22-23.

[7] Tan J F, Engelhardt U H, Lin Z, et al. Flavonoids, phenolic acids, alkaloids and theanine in different types of authentic Chinese white tea samples [J]. Journal of Food Composition and Analysis, 2017, 57: 8-15.

[8] 蒋宾, 鄢远珍, 刘琨毅, 等. 云南和福建白茶差异比较研究[J]. 西南大学学报(自然科学版), 2021, 43(4): 62-72.

Jiang B, Yan Y Z, Liu K Y, et al. Comparison of the difference between Yunnan and Fujian white tea [J]. Journal of Southwest University (Natural Science Edition), 2021, 43(4): 62-72.

[9] 周雪芳, 武珊珊, 阮朝帅, 等. 云南白茶与福建白茶对比研究[J]. 安徽农业科学, 2020, 48(2): 177-179.

Zhou X F, Wu S S, Ruan C S, et al. Comparative study of Yunnan white tea and Fujian white tea [J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2020, 48(2): 177-179.

[10] 段红星, 孙围围. 福鼎白茶与景谷白茶内含成分与感官品质研究[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2016, 31(6): 1091-1096.

Duan H X, Sun W W. Research on the components and sensory quality of Fuding and Jinggu white tea [J]. Journal of Yunnan Agricultural University (Natural Science), 2016, 31(6): 1091-1096.

[11] Chen D, Sun Z, Gao J J, et al. Metabolomics combined with proteomics provides a novel interpretation of the compound differences among chinese tea cultivars (var.) with different manufacturing suitabilities [J]. Food Chemistry, 2022, 377: 131976. doi: 10.1016/j. foodchem.2021.131976.

[12] Chen D, Zhao Y N, Peng J K, et al. Metabolomics analysis reveals four novel-ethyl-2-pyrrolidinone-substituted theaflavins as storage-related marker compounds in black tea [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2021, 69(46): 14037-14047.

[13] 曾彬, 刘红梅, 刘晓梅, 等. UPLC-Q-Exactive Orbitrap MS技术在中药分析中的应用[J]. 中药材, 2020, 43(9): 2312-2318.

Zeng B, Liu H M, Liu X M, et al. Application of UPLC-Q-exactive orbitrap MS technology in the analysis of traditional Chinese medicine [J]. Journal of Chinese Medicinal Materials, 2020, 43(9): 2312-2318.

[14] Dai W D, Tan J F, Lu M L, et al. Metabolomics investigation reveals that 8-C-ethyl-2-pyrrolidinone-substituted flavan-3-ols are potential marker compounds of stored white teas [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2018, 66(27): 7209-7218.

[15] Dai W D, Qi D D, Yang T, et al. Nontargeted analysis using ultraperformance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry uncovers the effects of harvest season on the metabolites and taste quality of tea (L.) [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2015, 63(44): 9869-9878.

[16] 宋楚君, 范方媛, 龚淑英, 等. 不同产地红茶的滋味特征及主要贡献物质[J]. 中国农业科学, 2020, 53(2): 383-394.

Song C J, Fan F Y, Gong S Y, et al. Taste characteristic and main contributing compounds of different origin black tea [J]. Scientia Agricultura Sinica, 2020, 53(2): 383-394.

[17] 张晓珊, 吕世懂, 刘伦, 等. 顶空固相微萃取与气相色谱-质谱法分析月光白茶香气成分[J]. 云南大学学报(自然科学版), 2014, 36(5): 740-749.

Zhang X S, Lyu S D, Liu L. Analysis of aroma components in Yueguangbai tea using headspace solid-phase microextraction coupled with GC-MS [J]. Journal of Yunnan University (Natural Science Edition), 2014, 36(5): 740-749.

[18] 王春燕. 白茶的风味及抗氧化性的研究[D]. 重庆: 西南大学, 2010.

Wang C Y. Researches on white tea's flavor and antioxidant capacity [D]. Chongqing: Southwest University, 2010.

[19] Hilal Y, Engelhardt U. Characterisation of white tea: comparison to green and black tea [J]. Journal of Consumer Protection and Food Safety, 2007, 2(4): 414-421.

[20] Yuzo M, Yusuke S, Yuichi Y. Changes in the concentrations of acrylamide, selected odorants, and catechins caused by roasting of green tea [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, 56(6): 2154-2159.

[21] Li Q, Jin Y L, Jiang Y W, et al. Dynamic changes in the metabolite profile and taste characteristics of Fu brick tea during the manufacturing process [J]. Food Chemistry, 2021, 344: 128576. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.128576.

[22] Zhang L, Cao Q Q, Granato D, et al. Association between chemistry and taste of tea: a review [J]. Trends in Food Science & Technology, 2020, 101: 139-149.

[23] Dai W D, Xie D C, Lu M L, et al. Characterization of white tea metabolome: comparison against green and black tea by a nontargeted metabolomics approach [J]. Food Research International, 2017, 96: 40-45.

[24] Scharbert S, Holzmann N, Hofmann T. Identification of the astringent taste compounds in black tea infusions by combining instrumental analysis and human bioresponse [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004, 52(11): 3498-3508.

[25] Timo S, Sabine B, Thomas H. Molecular definition of the taste of roasted cocoa nibs () by means of quantitative studies and sensory experiments [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, 54(15): 5330-5339.

[26] 田宇倩. 基于感官评价和化学计量学的白茶风味品质研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2020.

Tian Y Q. Study on flavor quality of white tea based on sensory evaluation and chemometrics [D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2020.

[27] 陈丹, 赵燕妮, 彭佳堃, 等. 基于代谢组学的不同年份晒青红茶化学成分分析[J]. 食品科学, 2022, 43(4): 150-159.

Chen D, Zhao Y N, Peng J K, et al. Study on chemical compositions of sun-dried black tea of different storage years based on metabolomics approach [J]. Food Science, 2022, 43(4): 150-159.

[28] Lee V S Y, Dou J P, Chen R J Y, et al. Massive accumulation of gallic acid and unique occurrence of myricetin, quercetin, and kaempferol in preparing old oolong tea [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, 56(17): 7950-7956.

[29] Hollman P C H, Arts I C W. Flavonols, flavones and flavanols-nature, occurrence and dietary burden [J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2000, 80(7): 1081-1093.

[30] Yang C, Hu Z Y, Lu M L, et al. Application of metabolomics profiling in the analysis of metabolites and taste quality in different subtypes of white tea [J]. Food Research International, 2018, 106: 909-919.

[31] 刘东娜, 罗凡, 李春华, 等. 白茶品质化学研究进展[J]. 中国农业科技导报, 2018, 20(4): 79-91.

Liu D N, Luo F, Li C H, et al. Research progress on quality chemistry of Chinese white tea [J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2018, 20(4): 79-91.

[32] 傅冬和, 黄建安, 刘仲华. 大小叶种茶儿茶素抗氧化作用比较[J]. 湖南农业大学学报(自然科学版), 2002, 28(1): 29-31.

Fu D H, Huang J A, Liu Z H. Comparisons of antioxidant activities of tea catechin between large and small leaf tea [J]. Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences), 2002, 28(1): 29-31.

[33] Shu K, Kenji K, Hideki M, et al. Molecular and sensory studies on the umami taste of Japanese green tea [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, 54(7): 2688-2694.

[34] 何水平. 白茶有机酸及其体外抑菌效果研究[D]. 福州: 福建农林大学, 2016.

He S P. Study on organic acids of white tea and their antibacterial effects in vitro [D]. Fuzhou: Fujian Agriculture and Forestry University, 2016.

Comparison on Chemical Components of Yunnan and Fuding White Tea Based on Metabolomics Approach

GAO Jianjian1, CHEN Dan1, PENG Jiakun1, WU Wenliang1, CAI Liangsui2, CAI Yawei2, TIAN Jun3, WAN Yunlong3, SUN Weijiang4, HUANG Yan4, WANG Zhe1, LIN Zhi1*, DAI Weidong1*

1. Key Laboratory of Tea Biology and Resources Utilization, Ministry of Agriculture, Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China; 2. Fujian Yurongxiang Tea Co., Ltd., Ningde 352100, China; 3. Kunming Colourful Yunnan King-Shine Tea Industry Co., Ltd., Kunming 650501, China; 4. Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China

In order to investigate the differences in chemical compositions between Yunnan white tea and Fuding white tea, 9 Yunnan white tea samples and6 Fuding white tea samples were studied byultrahigh performance liquid chromatography-quadrupole orbitrap mass spectrometer (UHPLC-Q-Exactive/MS) combined with sensory evaluation to analyze the non-volatile chemical components of white tea in two places. A total of 109 compounds were structurally identified in this study, including catechins, dimeric catechins, flavonoid glycosides (flavone/flavonol--glycosides and flavone/flavonol--glycosides),-ethyl-2-pyrrolidinone-substituted flavan-3-ols (EPSFs), amino acids, phenolic acids, organic acids, alkaloids, lipids, et al. The partial least squares discriminant analysis and heatmap analysis show that there were distinct differences in the chemical components between Yunnan white tea and Fuding white tea. A total of 46 compounds showed significant differences between groups (<0.05). The contents of epicatechins, dimericcatechins, flavonoid glycosides (kaempferol-3-galactoside, quercetin-3-glucoside, etc.), phenolic acids, organic acids, and lipids were relatively high in Yunnan white tea; while the contents of nonepicatechins, flavonoid glycosides (quercetin-3-galactoside, myricetin-3-galactoside, etc.), amino acids and alkaloids were relatively higher in Fuding white tea, which was speculated to be related with tea cultivars and drying processes. This study provided a theoretical basis for the understanding and recognition of the difference in the chemical substance and flavor quality of different white tea between two places, as well as the identification of white tea origins.

Yunnan white tea, Fuding white tea, metabolomics, LC-MS, chemical composition

S571.1

A

1000-369X(2022)05-623-15

2022-02-25

2022-03-30

福建省科技计划项目（2020N3015）、国家自然科学基金（31972467）、浙江省基础公益研究计划（LGN21C160012）

高健健，女，硕士研究生，主要从事茶叶加工品质化学的方面研究。*通信作者：linzhi@caas.cn；daiweidong@tricaas.com