FoodChem丨藏茶的靶向与非靶向代谢组学分析及生物活性

所示数据为均值±SD(n=3)。同一行内不同字母的均值表示具有显著差异(P<0.05)。ND:没有检出;CC,川茶;FD:福鼎;MZ:梅占;GA:没食子酸;C:儿茶素;EC:表儿茶素;EGC:表没食子酸儿茶素;EGCG:表没食子儿茶素没食子酸酯;ECG:表儿茶素没食子酸酯;GCG:没食子儿茶素没食子酸酯。

1.2儿茶素、咖啡因和没食子酸的含量变化

2.藏茶中非挥发性代谢物分析

2.1非挥发性代谢物的全质谱分析

该研究应用非靶向代谢组学分析来鉴定藏茶中的非挥发性代谢谱。使用LC/MS/MS对这些代谢物进行广泛分析,在正和负离子模式下分别捕获原始数据,然后使用SIMCA-P进行分析。该研究在正负离子模式下共检测到612种非挥发性代谢物:在正离子模式下,共检测到430种非挥发性代谢物,其中包括35种氨基酸及其衍生物、27种酚酸、45种黄酮类化合物、18种核苷酸及其衍生物、26种萜类化合物、53种生物碱、7种维生素、12种有机酸、57种脂类和150种其他代谢物;而在负离子模式下检测到182种非挥发性代谢物,其中包括12种氨基酸及其衍生物、26种酚酸、16种黄酮类化合物、11种核苷酸及其衍生物、4种萜类化合物、6种生物碱、1种维生素、10种有机酸、49种脂类和47种其他代谢物。

为了进一步了解四种藏茶的非挥发性代谢物的内在差异,该研究对正离子和负离子模式下的代谢物数据进行了主成分分析(PCA)。在正离子模式下,PC1和PC2解释了所有样本总方差的83.94和10.34%(图1A),而在负离子模式下,PC1和PC2解释了总方差的73.58和12.99%(图1B)。PCA评分图显示,131、福鼎和梅占在正离子模式下紧密聚在一起,川茶与其他样本有明显的分离。在负离子模式下也得到了类似的结果。

图1四种藏茶的主成分分析

(A)正离子模式,主成分分析。(B)负离子模式,主成分分析。(C)正离子模式,偏最小二乘判别分析。(D)负离子模式,偏最小二乘判别分析。CC,川茶;FD:福鼎;MZ:梅占。

2.2差异表达代谢物的鉴定

为了鉴定四种藏茶之间差异表达的代谢物,该研究在PLS-DA模型中使用SIMCA-P软件计算了投影变量重要性(VIP)值,然后使用VIP>1.00和P<0.05筛选出差异表达的代谢物作为标志化合物。结果共发现83个正负离子模式的差异化合物,包括7个氨基酸及其衍生物、7个酚酸类、10个黄酮类化合物、5个核苷酸及其衍生物、7个萜烯类、10个生物碱类、1个有机酸类、14个脂类和其他22个(表2)。随后,该研究生成了83种差异表达化合物的8个热图,以可视化已识别代谢物之间的相对变化(图2A-H)。热图中的每一行和每一列分别代表一个样本和一个差异表达的代谢物,而红色和蓝色分别表示上调和下调的代谢物。综上所述,这些结果表明所有样品的代谢物含量存在显着差异,因此这些关键代谢物需要进一步分析。

A.氨基酸及其衍生物

3.藏茶挥发性成分的比较

该研究在4种藏茶中共鉴定出76种挥发物(补充材料1表S2)。所有这些挥发性化合物被分为9类,即烃类(10)、醇类(12)、醛类(9)、酸类(1)、酮类(12)、酯类(6)、烯烃类(10)、酚类(1)和其他15种化合物。在川茶、福鼎和梅占中分别鉴定出37、50、41和57个挥发性化合物。各组挥发物相对浓度最高的是梅占(7704.62μg/L),其次是川茶(6250.95μg/L)、福鼎(4286.85μg/L)和131(4062.73μg/L)(图3A)。在川茶中,酮类化合物最为丰富,占鉴定的挥发性化合物的55.78%(图3B)。其中β-紫罗兰酮含量最高,为2075.16μg/L。该化合物之前被证明对红茶冲剂香气有显著的贡献。131中挥发性成分以酮类和醇类为主,分别占21.24和17.03%,而福鼎中挥发性成分以醇类为主,占鉴定挥发物的31.42%;其次为烯烃(16.24%)。梅占结果表明,醇类(40.97%)和烯烃(23.45%)是主要的挥发性化合物,与福鼎中的观察结果一致。

图3四种藏茶挥发性成分的比较

一般来说,香气特征的形成不仅与挥发性化合物的浓度有关,而且与挥发性化合物的阈值有关。因此,气味活性值(OAV)经常被用来评估香气化合物的贡献,先前研究表明,OAV>1的化合物被认为是相应香气特征的贡献者。该研究中,共有26种关键挥发性化合物的OAV>1,因此被认为是气味活性化合物,其中包括3种烃、7种醇、4种醛、1种酸、2种烯烃、2种酯、5种酮和2种其他化合物(图3C和表S3)。具体而言,芳樟醇在梅占、福鼎和131中的OAV值最高,分别为245.95、118.81和52.33。芳樟醇具有“花、薰衣草、木”的香气,被认为是绿茶、红茶和乌龙茶中的关键挥发性成分。在川茶中,α-紫罗兰酮具有最高的挥发性香气。值得注意的是,α-紫罗兰酮是红茶加工过程中β-胡萝卜素的主要氧化产物。此外,β-环柠檬醛、香叶醇和植醇是藏茶中重要的挥发性成分,分别呈现出“果香”、“玫瑰天竺葵”和“花”香。总体而言,这些结果表明藏茶具有独特的风味,具有浓郁的木香、花香和果香

图4四种藏茶提取物的生物活性

5.藏茶降血糖活性的比较

该研究采用α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制试验,测定藏茶提取物的体外降血糖活性,以了解其抗血糖活性。以阿卡波糖为阳性对照,四种藏茶提取物对α-淀粉酶的抑制率见补充材料。随着藏茶提取物浓度从0.1mg/mL增加到1.0mg/mL,这些藏茶提取物对α-淀粉酶的抑制率增加。川茶、131、福鼎和梅占的IC50值分别为0.674、0.479、0.392和0.378mg/mL(图4D),均高于阳性对照阿卡波糖的IC50值(0.0649mg/mL)。由此可见,虽然藏茶提取物对α-淀粉酶均有较好的抑制作用,但其抑制能力均低于阿卡波糖。福鼎和梅占的抑制能力最强,但差异无统计学意义(P>0.05)。值得注意的是,α-葡萄糖苷酶与α-淀粉酶具有相似的抑制率。川茶、131、福鼎和梅占的IC50值分别为0.689、0.619、0.538和0.484mg/mL。此外,青砖茶水提取物在体外对α-葡萄糖苷酶有很强的抑制作用(图4E),这与之前的研究结果一致。总之,这些结果表明,藏茶有可能成为一种具有预防糖尿病功能的饮料。

THE END
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