茶叶中糖苷类香气前体及其相关内源糖苷酶的研究进展

2019-06-25 02:54库秀平刘坤邓威威张正竹
茶业通报 2019年2期
关键词:内源鲜叶糖苷

库秀平,刘坤,邓威威,张正竹

(安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室,安徽合肥 230036)

茶是世界上除了水以外最受欢迎的饮料之一,茶饮料所具有的香气、滋味和营养价值深受广大消费者关注[1]。近年来茶叶市场竞争日益加剧,消费者对茶叶品质的要求愈来愈高,茶叶香气的研究也取得了很大的进展。迄今,已经有 700多种香气成分在茶叶加工过程中被分离鉴定出来,这些香气化合物可分为十余个大类[2]。游离态香气组分在茶鲜叶中存在的数量和种类较少,大部分的茶叶香气都是在加工过程中形成的。已有研究表明,在未离体茶鲜叶中,部分茶叶中的香气主要以键合态的糖苷类香气前体存在[3],鲜叶在采摘、水分亏缺、叶片损伤或病菌感染等胁迫环境下时,糖苷类香气前体就容易被相关内源糖苷酶水解释放出游离态苷元,这是构成茶叶香气品质的重要物质基础[4]。目前,茶树中一些单糖苷和双糖苷的香气前体已经从茶叶中分离鉴定出来,参与催化香气前体释放过程的有关糖苷酶也得到系统的研究,可以确定β-D-葡萄糖苷和β-D-樱草糖苷是茶叶中醇系香气的主要前体物质[5-10],茶叶中对香气前体的水解和茶叶香气的形成发挥关键作用的内源糖苷酶是β式存在的香气前体,利用柱层析法进行了糖苷-D-葡萄糖苷酶和β-D-樱草糖苷酶[11,12]。本文综述了茶叶中的糖苷类香气前体和相关内源糖苷酶的研究进展,并分析了其在茶树的自我防御和茶叶香气形成之间的作用。

1 茶叶中糖苷类香气前体的研究

1.1 茶叶中糖苷类香气前体物质的提取与分离

茶叶中的香气成分一般仅为茶叶干重的0.01%~0.05%[4],含量极微,糖苷类香气前体的含量也非常低,将其从复杂的茶叶内含物中分离纯化出来非常困难。目前,提取茶叶中糖苷类香气前体的主要方法有以下3种[13]:如图表1所示。

1.1.1 热水浸提法

浸提法也可称为固—液萃取法,主要原理是将样品浸泡在溶剂中,使固体样品中的组分浸提出来的方法。热水浸提法是研究者们最早使用的方法之一。

1991年,日本学者[14]以热水浸提的方法首次从茶叶的粗提液中分离并鉴定出了苯甲醇的葡萄糖苷。1993年,Guo等[15]同样用热水浸提的方法在茶鲜叶中首次发现了以双糖苷形 类香气前体的分离制备,经结构鉴定为香叶基樱草糖苷;随后又从水仙和毛蟹种茶树鲜叶中成功分离并得到了芳樟醇、2-苯乙醇和苯甲醇等为苷元的双糖苷香气前体[16]。在热水浸提的基础上,借助微波和超声波辅助浸提可以提高茶叶中糖苷类香气前体的浸出量[17]。

该方法的优点主要是操作简单,能够方便地浸提出易溶于水的组分,后期经过萃取和纯化即可得到目标产物,适用于大量茶样。缺点是浸提法能够提出茶叶中大量复杂的可溶性内含成分,因此纯化难度较大。

1.1.2 沸乙醇浸提法

沸乙醇浸提法是用沸乙醇作为溶剂浸提茶叶中的有效组分。原理和热水浸提法类似。

2003年,张正竹等[18]用沸乙醇浸提法获得了多种糖苷类香气前体,具体方法为:用200 mL沸乙醇萃取20 g茶鲜叶,提取液减压浓缩干燥后溶于20 mL柠檬酸盐缓冲液,以60 mL乙醚分3次萃取去除游离态香气,然后在获得的水相中加入PVPP去除多酚类物质,能够获得糖苷类香气前体的粗提液。另外,由于鲜叶细胞结构的完整性及亲脂性等特点,在从鲜叶中提取糖苷时发现在溶剂萃取效率方面乙醇优于水[19]。有学者用乙醇溶液为溶剂对油茶叶进行浸提得到粗提液,然后经过柱洗脱首次从山茶属植物中成功提取出了一种鞣花酸,提供了一种从油茶叶中提取 3-甲基鞣花酸-4-O-β-D-葡萄糖苷的方法[20]。漳平水仙茶和立顿绿茶用沸乙醇浸提后,提取液经双相酶解,释放出的香气物质中可以鉴定出多种糖苷类香气前体[21,22]。

此法可以有效减少茶叶中水溶性杂质的浸出,但同时也会增加可溶于乙醇的杂质,后期也需要对浸提物进行一系列的纯化才会得到较为纯净的目标物。乙醇因其低价、无毒、易回收的特性,常作为提取剂,但此方法仍具有步骤多、时间长、乙醇消耗量大等缺点。

1.1.3 甲醇浸提法

甲醇浸提法是使用甲醇作为溶剂提取茶叶中的主要内含成分的方法。由于甲醇极性较乙醇大,所以提取率相对乙醇更高。但因甲醇具有毒性,极易挥发,因此不宜大量使用

近年来,利用甲醇浸提获得粗糖苷的方法被广泛应用[23-25],具体方法为:先是将1 g茶鲜叶在液氮中研磨,然后加入PVPP,用45 mL甲醇分3次浸提,每次超声浸提20 min,然后将超声浸提液离心,离心后的上清液用氮气干燥并溶于2mL水中。通过C18柱洗脱后的甲醇粗提液被认为是糖苷类香气前体。2013年,朱圣洁等[26]将粉碎后的10 kg绿茶干茶,依次用石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇进行分步超声浸提,浸提液减压浓缩后得到各溶剂提取物,经酶解后采用GC-MS分析挥发性物质。结果显示,糖苷类香气前体主要富集在甲醇提取液中,经过洗脱除杂进而得到含糖苷类香气前体的上清液。

目前,茶鲜叶糖苷类香气前体的提取大多采用甲醇或乙醇,以水为溶剂较少,尤其是甲醇更为常用,因为甲醇溶剂不仅能较好浸提鲜叶中的糖苷类香气前体,而且可以迅速钝化鲜叶中酶的活性。因此糖苷类香气前体的纯化过程一般为:浸提液被固相吸附材料吸附,用水洗脱去除可溶性糖和其它极性成分;然后用极性较弱的有机溶剂洗脱,去除游离态香气成分;最后使用有机溶剂如甲醇等回收糖苷类香气前体。

1.2 糖苷类香气前体的定性定量分析方法

茶叶中的糖苷类香气前体能够被水解释放出挥发性苷元,参与茶叶香气的形成,是一类与茶叶香气形成有关的重要组分。传统的糖苷类香气前体定量分析方法耗时长、效率低以及糖苷类香气前体本身具有挥发性低、不易气化等特点,制约了对糖苷类香气前体的深入研究。目前,糖苷类香气前体的定性定量分析主要有以下三种方法:

1.2.1 酸水解或酶水解法

运用合适有效的方法水解糖苷类香气前体,释放出挥发性苷元,然后对苷元进行GC/GC-MS检测,分析苷元和糖基的组成情况,进而间接推定糖苷种类和含量。水解方法一般有酸水解和酶水解两种。

1995年,茶树中糖苷香气前体间接定量分析法首次被Ogawa等报道[27],将蒸汽杀青后的茶鲜叶以柠檬酸盐缓冲液进行匀浆,经二氯甲烷洗涤除去游离态香气成分后,PVPP吸附去除多酚,然后用茶鲜叶粗酶 37℃酶解 24h,采用同时蒸馏萃取法提取酶解后浸提液中的香气成分,并进行 GC分析。之后,Rawat &Gulati[28]对该方法进行了改进,以氯仿为溶剂,采用 SDE方法提取酶解后的挥发性苷元,氯仿提取物经无水硫酸钠干燥并浓缩至1.5 mL,进行GC-MS分析。有研究者通过比较糖苷类香气前体的酸水解和酶水解两种方法在水解后产生的香气成分的种类与含量的差异得出:酸水解后的香气成分种类较少,主要以酚类和酮类为主,且含量较低,有较强的刺激性[29];而酶解产物以酸和醇类为主,香气温和[30]。孙爱东等[31]在对水果的风味研究中提到酸解产生的香气成分很多不是橙汁的典型风味,不适合加工中使用。目前茶叶中关于糖苷的酸水解产物及不同酶水解产物的异同尚不清楚,仍待进一步探索。

通过分析糖苷水解产物,对茶叶糖苷类香气前体进行定性定量是较早的研究方法之一。但该法易受游离态挥发性香气衍生变化的影响,而且还存在糖苷水解不完全、水解产物易氧化损失等不足,此外,这种方法只能得到苷元的信息,还需要检测糖基的信息。

1.2.2 衍生法

三氟乙酰衍生化法通常用作辅助剂以帮助确定糖苷的总体结构。因为该方法不需要水解过程,并且不会破坏糖苷键,是一种用于鉴定糖苷的更直接的方法。

通过衍生化反应对糖苷进行三氟乙酰化可以提高糖苷的挥发性,通过GC-MS分离和检测可以获得更好的分离和鉴定结果。然而,由于衍生化反应的复杂性和GC所需的超高温环境条件,这种方法并不常用[32]。2000年,Wang等[33]首次建立了衍生化试剂改性的方法,并通过GC-MS分析确定了茶鲜叶中26种糖苷类香气前体。之后,该方法被改进,改性后的三氟乙酰胺经衍生反应后得到的糖苷类前体衍生物,通过气相色谱-电子捕获检测器获得了葡萄糖苷类香气前体的定量结果,其主要优势是灵敏度高、检测限低,适合检测极微量糖苷类化合物[23]。2015年,发表了一种测定烟草中糖苷类香气前体的方法[34],此方法能对烟草中糖苷类香气前体进行完全的提取,而且能对其进行有效的分离和纯化。

通过衍生化和气质联用的方法,可以全面、准确地对茶叶中糖苷类香气前体进行定性和定量分析。尽管衍生化后可以帮助我们判断糖苷的组成结构,但同时也需要标准品作比照才能加以确认。

1.2.3 直接定量法

液相色谱-质联用技术是近年来形成的一种比较成熟的技术,具有高灵敏度和高选择性。并且多级串联质谱还可以提供目标化合物的结构信息。因此,通过液相色谱 HPLC及HPLC/MS/NMR对部分纯化的糖苷类香气前体进行定性和定量分析是一种高效的检测方法[35]。

利用反相 HPLC/NMR测定了茶叶中的香叶醇、苯乙醛、芳樟醇及其氧化物的结构[16,10,36]。根据GC-MS分析获得的酶解苷元信息,结合以前的研究报道,使用 LC-MS扫描模式对茶叶中的9种糖苷类香气前体进行了初步研究[3]。在此基础上,采用飞行时间质谱(TOF/MS)对纯化的糖苷类香气前体进行分析,获得了糖苷物质的精确分子量。结合高效液相色谱-电喷雾多级质谱(HPLC-ESI-MSn)鉴定了绿茶中的13种糖苷类香气前体[24]。以化学合成的 10种糖苷类香气前体为参照,采用 LC-MS单离子扫描模式(Singleionmonitoring,SIM)对不同茶树品种鲜叶以及红茶、乌龙茶加工过程中糖苷类香气前体的变化进行了定性和定量分析,获得了较好的研究效果[26]。使用液相色谱-高分辨率质谱(LC-HRMS)的非靶向修饰特异性代谢组学方法对绿茶进行分析可以快速地发现植物中糖基化代谢产物[37]。源内碰撞诱导裂解(ISCID)在超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF/MS)基础上建立的修饰代谢组学的方法,能够大规模和特异性检测茶叶中的糖苷类化合物[38]。

应用 LC-MS对茶叶糖苷类香气前体进行检测,可以获得较好的分析效果,但缺乏商业化的标准品是该法的主要不足之处。目前从茶叶中分离和鉴定的糖苷类香气前体如图 2所示。随着分离技术的不断进步,茶叶研究者在糖苷类香气前体的合成方面也取得了一些进展。成功合成了苯甲基-β-D-葡萄糖苷,2-苯乙基-β-D-葡萄糖苷[39],顺-3-己烯基-β-D-葡萄糖苷[40],香叶基-β-D-葡萄糖苷[41],玫瑰醇-β-D-葡萄糖苷[42]等。这些成果进一步促进了对茶叶中糖苷的直接定性和定量分析的研究。

表1 茶叶中糖苷类香气前体的主要提取和分析方法

图2 茶叶中的主要糖苷类香气前体物质

2 茶叶中与香气形成有关的内源糖苷酶的研究

2.1 β-D-葡萄糖苷酶

β-D-葡萄糖苷酶能够催化水解结合于末端非还原性的β-D-葡萄糖苷键,同时释放出苷元与葡糖体[43],是茶叶中研究较多的糖苷酶。1837年,Liebig等[44]首次在苦杏仁汁中发现了葡萄糖苷酶,该酶主要分布在植物的种子和微生物中等。在茶树叶片中,许多香气前体一般是以β-D-葡萄糖苷的形式存在,而β-D-葡萄糖苷酶可以催化水解这类香气前体释放挥发性苷元,生成香气物质[27,45,46]。通过在茶鲜叶匀浆中添加外源β-D-葡萄糖苷酶发现有大量的香叶醇与芳樟醇生成,进一步推测内源β-D-葡萄糖苷酶与这些香气物质的产生有关,这是与茶叶香气相关内源糖苷酶的研究起点[47]。后来茶叶中内源β-D-葡萄糖苷酶能够水解产生香气物质得到验证[2]。从茶树鲜叶中分离得到的两种β-D-葡萄糖苷酶单体酶能够水解顺-3-己烯醇、苯甲醇和苯乙腈的β-D-葡萄糖苷释放相应的苷元,进而参与茶叶香气的形成[48]。此外,糖苷酶(β-D-葡萄糖苷酶、β-D-木糖苷酶和苦杏仁苷酶)、单宁酶和蛋白酶处理茶叶,也可使茶汤芳香性物质含量明显增加并且香气更浓[49]。黑曲霉β-D-葡萄糖苷酶对于果汁、茶汁、果酒等食品也具有较好的增香效果[50]。茶汤经固定化的β-D-葡萄糖苷酶处理后,香气释放总量和醇系香气总量均显示出不同程度的提高[51,52]。

测定β-D-葡萄糖苷酶活性的方法主要有四种:以pNPG或京尼平苷为底物的比色法;以水杨苷为底物的分光光度法;以 4-甲基伞形酮-β-D-葡萄糖苷为底物的荧光法和以扁桃苷为底物的电化学方法[13]。其中最为常见的是以pNPG为底物的比色法。研究表明,不同季节的茶树品种新梢的β-D-葡萄糖苷酶活性表现为:秋>夏>春;在叶位间β-D-葡萄糖苷酶的活性是随叶龄升高,酶活性趋于增强[53]。在茶叶摊放过程中,β-D-葡萄糖苷酶的变化为:摊放 2h时,酶活性最高,随后下降;在茶树品种间β-D-葡萄糖苷酶的活性存在一些差异,但趋势基本相同[54]。

2.2 β-D-樱草糖苷酶

β-D-樱草糖苷酶是双糖苷水解酶,可以特异性水解樱草糖苷前体并释放出相应的苷元。在报春花(Primula officinalis)中,有学者首次发现了β-D-樱草糖苷酶具有水解樱草糖苷的能力[55],对茶叶醇系香气的形成具有重要意义[56]。之后,Ogawa等[57]从茶鲜叶中纯化出了β-D-樱草糖苷酶,并研究了该酶的性质,发现樱草糖苷酶针对底物的樱草糖基部分具有特殊的特异性,而对配基的特异性不明显。这种底物特异性提示了茶鲜叶中可能存在着专一的β-D-樱草糖苷酶,能够特异性催化水解樱草糖苷[58]。有研究发现在茶鲜叶中樱草糖苷含量高于葡萄糖苷,表明樱草糖苷是茶叶中主要的香气前体,茶叶中的内源β-D-樱草糖苷酶是水解这些香气前体的主要内源糖苷酶[59]。

目前,β-D-樱草糖苷酶活性主要由色原底物法测定。由于市场上没有 4-甲基伞形糖基β-D-樱草糖苷或 pNP-β-D-樱草糖苷出售,需要在木糖苷酶的催化下通过转糖基作用合成。使用pNP(对硝基苯酚)法将木糖和pNP-β-D-葡萄糖苷合成的 pNP-β-D-樱草糖苷,作为β-D-樱草糖苷酶反应底物,可对β-D-樱草糖苷酶活性进行测定[57]。此外,可用木糖和 4-甲基伞形酮β-葡萄糖苷制成 4-甲基伞形酮β-樱草糖苷(4-Mu-β-Pri),通过 4-MU法(检测波长为448 nm)测定栀子花的β-D-樱草糖苷酶的活性[60,61]。现在β-D-樱草糖苷酶的酶活测定仍缺乏方便可行的方法,并且没有统一的标准来分析比较茶树中的内源β-D-樱草糖苷酶活性,因此迫切需要建立方便快捷的检测方法。

2.3 茶树中相关的内源糖苷酶基因

β-D-葡萄糖苷酶(β-D-Glucosidase,EC3.2.1.21)属于糖苷水解酶家族(Glycoside Hydrolase (GH) families),是生物体糖代谢途径中不可缺少的一类酶。已知的β-D-葡萄糖苷酶包含有 GH1、GH3、GH5、GH9、GH30和GH116等6个家族[62-64],GH1和GH3家族的β-D-葡萄糖苷酶主要来源于微生物和真菌[65]。目前,美国国立生物技术信息中心(NCBI)公布了25个茶树β-D-葡萄糖苷酶基因以及4个β-D-樱草糖苷酶基因。

2002年 Mizutani等[66]从茶树薮北种中纯化到的β-D-樱草糖苷酶的部分氨基酸序列,获得了编码β-D-樱草糖苷酶的 cDNA(序列号:AB088027),它与许多植物中的β-D-葡萄糖苷酶具有50%至60%的同源性。随后,有研究者对茶树β-D-樱草糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶基因的 ORF框片段克隆并表达出融合蛋白[67],成功验证了生物学活性[68-71]。对β-D-葡萄糖苷酶和β-D-樱草糖苷酶基因的差异表达量研究发现:龙井 43新梢不同部位叶片中β-D-葡萄糖苷酶基因的表达量明显高于β-D-樱草糖苷酶基因,并且一芽二叶和一芽三叶新梢中两个基因的表达量均较高,而后随着成熟度的增加而降低[72,73],这一结果与乌龙茶的采摘标准相吻合,证实了成品茶花香高低与鲜叶中β-D-樱草糖苷酶的表达之间存在一定的相关性;在不同茶树品种的β-D-葡萄糖苷酶基因表达位置主要在叶片栅栏组织、叶主脉的薄壁组织中表达[74];短时间UV-B处理和经茉莉酸甲酯处理后的茶树叶片可以刺激糖苷类水解酶的基因表达量增加,从而水解更多香气前体形成茶叶香气[75,76]。综上所述,在不同茶树部位、不同茶树品种、不同产区及不同的栽培处理方式对茶树相关内源糖苷酶基因的表达均会产生影响,这为研究茶叶香气形成的分子机制提供了参考依据。

3 糖苷类香气前体在茶树抗逆性中的作用

茶叶中的糖苷具有生氰和化感作用,在内源糖苷酶的作用下以糖苷形式存在的键合态挥发物会发生水解生成香叶醇、苯甲醇和 2-苯乙醇等苷元,对病原真菌都具有显著的抑制作用[77,78],同时也可提高害虫天敌的寄生效率。

Guo等[10]从茶树鲜叶中分离出的一种野黑樱苷(含氰糖苷)的物质,在经过茶叶丙酮粉粗酶液水解后,可以释放出苯甲酸和氢氰酸。氢氰酸具有剧毒,对植食动物具有延迟作用,可用作驱虫剂,对真菌类病原具有抗性作用,从而对植物自身起到保护作用。2006年张正竹[79]研究表明茶叶中糖苷类香气前体和挥发性苷元对茶云纹叶枯病致病菌均表现出显著的抑制活性,其中在被侵染的茶树叶片和茶云纹叶枯病的培养基上都能检测到β-D-葡萄糖苷酶活性显著增强。真菌在染病初期可以诱导茶树内源糖苷酶和β-D-葡萄糖基转移酶基因的表达量不同程度的上调[80]。当β-D-樱草糖苷在浓度为5.0~25.0 mg/mL时,会对茶树叶部的多种病菌均具有一定的抑制作用,并且随着糖苷香气前体浓度的升高,其抗菌能力也逐渐增强[81,82]。在植物-害虫-天敌食物链中,植食昆虫诱导植物产生挥发性苷元通常作为引诱天敌昆虫的重要机制。例如茶树-茶尺蠖-单白绵茧蜂[83]、茶树-茶蚜-蚜茧蜂[84]和茶树-假眼小绿叶蝉-白斑猎蛛[85]三级营养的化学通讯机制。

4 糖苷类香气前体在香气形成中的作用

茶树中的糖苷类香气前体在茶树生长发育过程中及其在茶叶加工过程中的变化一直是茶叶工作者研究的焦点。已有研究表明,茶叶中糖苷类香气前体的含量远远高于挥发性苷元的含量[2,3]。在茶叶加工过程中,能够促进糖苷类香气前体水解成挥发性苷元,从而改善茶叶的香气品质。

不同季节中茶叶糖苷类香气前体的变化主要表现在:春茶中单萜烯醇糖苷含量尤其是香叶醇糖苷含量相对较高;夏茶中苯乙醇糖苷含量较高而水杨酸甲酯和苯甲醇糖苷较低;秋茶中以脂肪族醇、芳香族醇、酯为苷元的糖苷含量显著增加,单萜烯醇糖苷含量下降[18],这对茶叶原料的有效综合利用和夏秋茶品质的提高具有重要意义。不同茶树品种鲜叶中糖苷类香气前体的种类和含量也存在显著差异[86],适制乌龙茶品种的原料中含量较高,适制绿茶品种的原料中含量较低[87]。因此,糖苷类香气前体含量有望为高香茶树品种适制性的新指标。

由于茶叶加工工艺的不同,相同原料制成的红茶和绿茶在香气和糖苷类香气前体的组成和含量方面也具有显著差异[88]。在绿茶中可以检测到鲜叶中本身含有的 5种糖苷类香气前体的苷元,而在红茶中仅检测到2种。同时,还发现在绿茶的加工过程中,鲜叶内只有少部分的糖苷类香气前体的苷元被水解释放出来,而在红茶的加工过程中大部分的糖苷类香气前体苷元被水解释放。研究还表明,将陈绿茶与茶鲜叶混合发酵将会生产出具有工夫红茶品质特征的产品[89]。张正竹等[90]发现在茶鲜叶摊放过程中糖苷类香气前体的总量会增加,在后续加工阶段逐渐减少,其中成品绿茶中约77%的糖苷类香气前体得到了保留。因此,通过改进加工方式可以增强绿茶的香气品质。糖苷类香气前体在不同茶类加工过程中的含量变化规律也不同。其中,在红茶加工过程中樱草糖苷降解主要发生在揉捻阶段,发酵后樱草糖苷几乎消失,而葡萄糖苷的含量基本保持稳定[5];在乌龙茶加工过程中糖苷类香气前体含量的增加主要发生在萎凋阶段,并且在成品茶中达到最高[31]。糖苷香气前体在茶叶香气形成中的贡献差异形成了不同茶类的香气特征。

5 问题与展望

茶叶中糖苷类香气前体及其内源糖苷酶的研究是近三十年来茶叶科学的热点研究领域。糖苷类香气前体被内源糖苷酶水解释放出挥发性苷元是茶叶花果香气的重要来源。茶叶中糖苷类香气前体的分离鉴定为这一香气形成路径提供了直接的证据,然而茶树鲜叶中香气前体含量有多少?新梢发育过程中香气前体如何消长?茶叶加工过程中,究竟有多少香气前体成为茶叶香气?哪些工艺措施有利于香气前体的水解?香气前体对不同茶类的香气品质贡献有多大?现有的研究报道大多比较含糊,甚至存在许多相互矛盾的结果。由于缺乏香气前体的标准品,糖苷类香气前体的定量分析至今仍然是技术瓶颈。

迄今,从茶树鲜叶中至少已经纯化出7个与糖苷类香气前体水解密切相关的内源糖苷酶,其中至少已经确认β-D-樱草糖苷酶和 2个以上β-D-葡萄糖苷酶的功能[71],并且这些酶的基因已经被克隆测序。利用茶树内源糖苷酶基因探针开展差异表达分析的研究报道很多,而糖苷酶基因的表达却困难重重。虽然最近有茶树糖苷酶基因原核和真核表达的研究报道,但一般融合蛋白都没有活性或者活性很低,利用酶工程技术通过水解糖苷类香气前体提高茶制品香气品质也仅限于外源糖苷酶,且鲜有实际应用的报道。β-D-葡萄糖苷酶体外活性检测有成熟的方法,但β-D-樱草糖苷酶活性检测目前尚没有稳定成熟的方法,亟待建立。

作为茶树次生物质的挥发物,糖苷类香气前体在茶树叶片中的生物合成和酶促水解应伴随相应的生理功能的实现[80]。茶树可能通过合成和水解挥发性苷元来实现茶树与外界环境间的交流[81]。已有研究证明,昆虫和其他动物能够通过腺体来释放信息化合物进行信息间的传递,但茶树没有贮存挥发物的“腺体”[91]。茶树在环境诱导(如病虫侵染、干旱、冻害、叶片损伤)下,合成和储备挥发性苷元可能是茶树自我防御的方式之一,这可能是为什么植物的化学防御和通讯大多数在伤害条件下发生的重要原因。

通过比较茶树新梢中糖苷类香气前体含量预测加工干茶的香气品质是容易被接受的观点,同样利用内源糖苷酶基因片段制作高香茶树品种筛查工具做为茶树品种早期鉴定的手段也被寄予厚望。茶树合成的糖苷类香气前体有自我防御的功能,如果茶树合成次生代谢物质的功能丧失,将导致茶树不仅会失去自身的防御能力,也会使其风味逐渐消失。目前,人类饮茶并不完全专注于对营养物质的摄取,茶的风味可能是吸引消费者的主要武器,尤其是在经济高速发展的 21世纪。因此,如何增强茶树的防御系统并提高茶叶香气的品质是值得关注的课题。

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