文献摘要
中国花茶作为一种传统功能饮品，因其香气特征和健康属性而受到关注。本研究采用智能感官评价（电子鼻/电子舌）、非靶向代谢组学、GC–MS、分子对接和机器学习相结合的综合策略，对10种食用花茶进行系统分析。结果表明，不同花茶在感官品质、挥发性有机物组成、非挥发性代谢物谱及生物活性方面均存在显著差异。感官评价显示，PSF、MMF和PSLF综合品质较优，并与甜感和鲜味特征相关。GC–MS和电子鼻揭示了显著不同的挥发性特征，其中苯甲醛为10种花茶中含量最高的共有挥发物。代谢组学共鉴定到3049种共有代谢物，分子对接进一步预测了与鲜味和苦味受体相关的关键代谢物。活性测定表明，PSLF具有较强抗氧化能力，而PSF表现出最强的α-葡萄糖苷酶抑制活性。随机森林筛选出槲皮素衍生物和citrusin异构体等关键活性成分。
研究背景
食用花因其审美价值、独特香气和多样化应用而受到广泛关注，近年来随着消费认知提升和全球化发展，食用花相关产品需求持续增长。蔷薇科花瓣因风味独特、香气宜人且外观良好，已被广泛用于花茶生产。中国花茶是一类以花蕾或花瓣加工而成、且不含茶树叶的健康饮品，具有品类丰富、药理特性多样等特点。已有研究表明，食用花富含酚酸、黄酮、有机酸、类胡萝卜素和碳水化合物等多类成分，并可表现出较强的抗氧化活性，因此开发新型食用花茶在满足健康饮食需求和推动功能食品开发方面具有重要潜力。
然而，不同种类食用花的化学组成差异显著，直接影响其感官品质和健康效应。目前关于食用花茶的研究仍主要集中于少数种类，对于多种木本蔷薇科食用花的系统比较仍较为缺乏。尤其是同时从感官、化学组成和生物活性三个层面对其进行综合评价的研究相对不足，这在一定程度上限制了其传统食用价值的科学验证，也制约了其作为新型功能饮品的定向开发。为弥补这一不足，作者选取中国园艺和民间利用中较常见的10种木本蔷薇科食用花，构建了整合感官组学与代谢组学的研究框架，以系统评估其关键品质属性并为新型食用花茶资源开发提供依据。
研究内容
1. 十种食用花茶的制备与感官品质评价
研究选取10种本地栽培食用花，包括Prunus persica cv. Duplex、P. speciosa、P. conradinae、P. salicina、P. mume、P. × blireana ‘Meiren’、P. serrulata var. lannesiana、P. persica、Malus × micromalus和P. cerasifera ‘Atropurpurea’，采用预冻与真空冷冻干燥方式制备花茶。感官评价由13名具有茶叶审评经验的评委完成，并结合电子鼻、电子舌对香气和滋味进行表征。结果显示，PSF得分最高，MMF和PSLF次之，整体表现出甜、鲜和柔和风味特征，而PPF、PMF等样品则表现出较突出的苦涩感。
2. 挥发性有机物解析与香气差异表征
采用HS-SPME-GC–MS对10种食用花茶挥发性有机物进行分析，共检测到128种VOCs。聚类分析和PLS-DA表明，各样品之间具有清晰区分的挥发性特征，且模型具有较好稳定性和预测能力。苯甲醛、(−)-4-terpineol、nonanal、benzyl alcohol、D-limonene和γ-terpinene等是重要香气物质，其中苯甲醛平均相对含量最高，提示其在花茶香气形成中具有关键作用。不同花茶中醇类、萜类和酯类组成及含量差异明显，反映出各自特有的香气指纹。
3. 非靶向代谢组学揭示非挥发性成分差异
基于UHPLC-Triple TOF-MS开展非靶向代谢组学分析，并结合KEGG分类对代谢物进行注释。结果显示，10种花茶共检测到3049种共有代谢物，涉及萜类、肽类、黄酮类、酚类、生物碱、氨基酸和糖类等多个类别。PCA显示不同花茶在代谢层面存在明显分离，同时部分样品呈现出相近的代谢分布模式，如PPDF与PPF、PSF与MMF等。研究指出，这些代谢差异可能是花茶苦味、鲜味及整体风味差异的重要物质基础。
4. 分子对接解析滋味受体作用基础
为进一步解释苦味和鲜味来源，研究将筛选得到的关键代谢物与人类味觉受体T1R1、T1R3和T2R46进行分子对接。结果显示，在40种枢纽代谢物中，33种可与受体成功对接，其中11种可与鲜味受体结构域结合，部分多酚类和黄酮苷类化合物表现出较强结合能力；苦味受体T2R46则与gambiriin A1、5Z-7-oxozeaenol等代谢物具有较高亲和力。该结果从受体-配体互作层面支持了电子舌中鲜味和苦味较强的检测结果。
5. 机器学习筛选关键活性成分研究
进一步通过DPPH、ABTS、羟基自由基清除、还原力及α-葡萄糖苷酶抑制实验评价10种花茶提取物的抗氧化和降糖活性，并利用随机森林模型识别关键活性代谢物。结果表明，PSLF在ABTS、DPPH和还原力评价中表现较强，PSF则具有最优的α-葡萄糖苷酶抑制能力。随机森林分析显示，黄酮苷类尤其是槲皮素衍生物在ABTS清除和α-葡萄糖苷酶抑制中占主导地位，而citrusin E/F等二氢查耳酮类成分则与降糖和抗氧化活性密切相关。
研究结论
本研究建立了一个整合非靶向代谢组学、GC–MS、分子对接和机器学习的食用花茶综合分析框架，用于系统表征10种食用花茶的感官品质、化学组成及功能活性。结果表明，不同食用花茶在挥发性和非挥发性成分组成上具有显著差异，并形成各自特征性的风味和生物活性模式。PSF具有最高感官评分并表现出较强的α-葡萄糖苷酶抑制能力；MMF呈现鲜味特征并富含具有活性的二氢查耳酮；PSLF多酚含量高，具有较突出的倍半萜香气和较强抗氧化能力。研究进一步表明，风味复杂性来源于协同变化的代谢物模块，黄酮苷类则是抗氧化和抗糖尿病活性的关键支撑成分。该研究构建了食用花茶“代谢物—风味—功能”数据库，为其感官属性、化学组成和功能效应的客观区分提供了数据基础，也为新一代功能饮品的精准开发提供了理论支撑。
来源：公众号-食品科学前沿