项目文章 | Food Chemistry: X 杜仲黑茶发酵：代谢重塑如何弱化苦味、优化风味？
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杜仲（Eucommia ulmoides）是药食同源植物，在东亚广泛食用，近年作为功能饮品原料受到大量关注。杜仲叶片富含类黄酮、酚酸、木脂素、环烯醚萜等活性植物化学物，赋予杜仲茶抗氧化等多种健康功效，因此被认定为高营养价值植物浸提功能茶。但杜仲茶本身浓烈的苦味、涩味与药味，严重制约消费者接受度与相关茶产品产业化发展。近日，华南理工大学在 Food Chemistry: X 上发表了题为“Integrated metabolomics and molecular docking reveal fermentation-dependent flavonoid transformation and bitterness attenuation in Eucommia ulmoides dark tea”的研究论文。本研究建立了杜仲黑茶的梯度发酵模型，结合电子舌、定量描述分析（QDA）、植物广靶代谢组学、黄酮靶向定量和分子对接技术，系统解析了发酵对杜仲黑茶滋味重塑和黄酮代谢的影响。
百谱生物为该研究提供了植物广靶代谢组和黄酮靶向代谢组检测与分析服务！
文章题目：Integrated metabolomics and molecular docking reveal fermentation-dependent flavonoid transformation and bitterness attenuation in Eucommia ulmoides dark tea
期刊名称：Food Chemistry: X
影响因子：9.2
发表时间：2026年7月
发表单位：华南理工大学、赣南医科大学等
研究方法：感官评价+植物广靶代谢组+黄酮靶向代谢组+分子对接等
试验材料分组设计
1. 试验原料：
选取成熟度均一、无机械损伤、无病虫害的新鲜杜仲叶片作为原料，随机分为4组不同发酵处理样品；所有样品统一标准化终烘：根据叶温30–50℃梯度调温，干燥5–12d至水分＜8%；样品80℃保存待检测。
2. 试验分组设计
NFT：未发酵杜仲茶
SFT：轻度堆发酵2d
FFT：发花发酵（SFT基础9d）
PFT：深度延长发酵（FFT再加9d）
研究思路
感官评价——滋味随发酵程度呈现规律性转变
电子舌和定量描述感官QDA结果显示，NFT苦味、涩味强度最高，SFT苦味、涩味显著下降，鲜味、浓厚感大幅提升，FFT是风味品质转变关键拐点，鲜味进一步、浓厚感提升，至PFT阶段鲜味、浓厚感达到最大值，苦味、涩味降至最低。PCA显示NFT、SFT、FFT、PFT清晰分离，说明发酵进程是滋味重塑的主导因素。电子舌传感器响应与QDA人工滋味评分存在很强的相关性，证明电子舌检测结果与人工感官高度吻合。
图1 发酵过程中的感官特性分析
茶叶发酵程度加深引发剧烈代谢重塑
作者对四组发酵样品进行植物广靶代谢组检测，共鉴定1799种代谢物，分为18大类：脂质占比最高(263种，14.62%)，其次为萜类(219，12.17%)、糖类(200，11.12%)、类黄酮(195，10.84%)、有机酸(181，10.06%)；五大类物质占全部代谢物半数以上，说明脂质代谢、萜类合成、碳水转化、酚类代谢是杜仲黑茶化学组成核心通路。中等丰度类别为氨基酸(6.34%)、多酚(5.06%)，直接关联茶汤滋味与功能活性；醇类、生物碱、香豆素含量中等偏低；核苷酸、醌类、苯丙烷、核苷、甾体、木脂素、维生素占比极低，但参与发酵生化调控与风味前体合成。
PCA分析结果显示，4组明显分离，说明发酵程度加深引发剧烈代谢重塑。聚类热图显示，NFT、SFT聚为一支，富集糖类、氨基酸、类黄酮、香豆素、核苷酸、有机酸，属于初级代谢特征；FFT萜类、维生素、甾体、木脂素、苯丙烷上调，次生代谢转化加剧；PFT多酚、脂质含量更高，糖类、氨基酸、核苷酸等初级代谢物减少。K-means将全部代谢物划分为6种动态模式。
图2 不同发酵阶段下非挥发性代谢物的全局谱分析及其动态变化
多酚影响发酵茶叶的口感
差异代谢物筛选标准：p<0.05、VIP>1、FC>2或<0.5；NFTvsSFT检出109种差异物、SFTvsFFT 654种、FFTvsPFT 415种。KEGG富集通路主要集中于酚类降解、氨基酸代谢、环境微生物代谢、次生代谢物合成、能量代谢。类黄酮降解、氨基苯甲酸降解在全部发酵阶段均显著富集，是贯穿发酵全程的核心代谢重编程通路。总之，发酵中儿茶素、黄酮醇发生氧化聚合、降解、结构重排，生成小分子酚类或茶褐素等多聚色素；降解与转化动态平衡直接降低苦涩、形成顺滑口感。
图3 不同发酵阶段中非挥发性代谢物的差异分析
发酵动态调控类黄酮代谢
黄酮靶向定量结果显示，共鉴定102种类黄酮，分别是多酚（35.29%）、黄烷酮（14.71%）、黄酮（12.75%）、黄酮醇（12.75%）。PCA分析显示所有发酵组完全分离。作者发现，随着发酵多酚始终占主导，黄酮含量稳定，黄酮醇持续下降，证明发酵主要改变各类黄酮含量。KEGG富集通路分析显示：类黄酮生物合成、黄酮与黄酮醇合成、类黄酮降解、苯丙烷生物合成、次生代谢物合成、基础代谢通路。综上，发酵动态调控类黄酮代谢：早期积累，随发酵加深逐步氧化、水解、重排、降解。
图4 不同发酵阶段下黄酮类代谢物的动态变化
类黄酮动态变化直接决定杜仲黑茶苦味演变
作者以|r|>0.80、p<0.05为阈值，将1799种非挥发性代谢物与102种类黄酮开展皮尔逊相关分析，共得到23220组显著相关对。其中山奈酚关联代谢物超1000种，是杜仲黑茶类黄酮代谢网络核心枢纽。结合KEGG通路构建发酵过程关键类黄酮转化通路：核心反应包含糖基化/去糖基化、水解、羟基化/脱羟基、脱氢/加氢、O-甲基化。
转化过程的主线是：柚皮素查尔酮异构生成柚皮素，经羟基化生成圣草酚、二氢山奈酚；二氢山奈酚转化为二氢槲皮素、山奈酚，再糖基化生成紫云英苷、山奈酚芸香糖苷；木犀草素分支生成木犀草苷、异荭草素；芹菜素分支生成芹菜素、刺槐苷。作者将类黄酮与苦味指标进行相关性分析：绝大多数类黄酮与苦味显著相关，证明类黄酮动态变化直接决定杜仲黑茶苦味演变。
图5 不同发酵阶段下，关键黄酮类代谢物的转化途径
解析苦味分子机制
作者从苦味数据库筛选差异苦味类黄酮，将4种代表性物质(儿茶素、表儿茶素、异荭草素、橙皮苷)分别对接T2R7/T2R10/T2R39/T2R14四种人体苦味受体；T2R14对四种化合物结合能全部最低；其余受体T2R7(-7.49)、T2R10(-6.90)、T2R39(-5.52)结合能力偏弱。四种物质与T2R14结合能力较强。BitterDB数据库佐证四种物质均为公认苦味化合物，苦味由受体结合亲和力+物质含量共同决定，选用T2R14单一受体验证，进一步说明人体苦味感知由多受体协同调控。
图6 四种代表性差异黄酮代谢物与苦味受体T2R14的相互作用
实验结论
本研究通过植物广靶和黄酮靶向代谢组解析梯度发酵杜仲黑茶感官特性及苦味形成分子机制。发酵显著重塑茶汤滋味：苦味、涩味持续减弱，鲜味、浓厚感逐步提升，深度发酵茶（PFT）风味最优。代谢组共鉴定1799种非挥发性代谢物、102种类黄酮，类黄酮组分随发酵发生动态重分布。发酵调控类黄酮代谢规律：轻度发酵（SFT）促进总类黄酮大量积累；发花、深度发酵阶段通过类黄酮合成、降解、苯丙烷通路驱动黄酮持续氧化、水解、转化、降解。相关性分析证实类黄酮含量变化与苦味感官高度关联；分子对接结果表明儿茶素、表儿茶素、异荭草素、橙皮苷可结合人体广谱苦味受体T2R14，是杜仲黑茶核心苦味物质。本研究阐明杜仲黑茶发酵苦味弱化的代谢分子基础，为定向优化发酵工艺、提升杜仲黑茶感官品质与功能价值提供理论支撑。
