茶叶微生物固态发酵中咖啡碱降解途径初探

• 作者: 郑城钦 马存强 张正艳 李肖宏 吴婷婷 周斌星
• 学科: 农学
• 关键词: 普洱茶 固态发酵 聚多曲霉 咖啡碱 降解途径
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 页码范围: 386-396
• 页数: 10页
• 分类号: S571.1,Q52
• 语种: 中文

摘要

为探究微生物作用下咖啡碱的降解产物与途径，将普洱茶发酵中筛选鉴定的Aspergillus sydowii NRRL250（聚多曲霉）、Aspergillus pallidofulvus NRRL4789、Aspergillus sesamicola CBS137324和Penicillium mangini CBS253.31等优势菌株分别接种至晒青毛茶进行单菌种固态发酵，并采用高效液相色谱（HPLC）测定咖啡碱、可可碱、茶碱的含量，探究微生物对咖啡碱代谢的影响；另外，基于UHPLC-QTOF-MS代谢组学技术，以灭菌处理组（ST组）和原料组（RM组）为对照，对聚多曲霉接种发酵样进行代谢组学分析。结果表明，A. pallidofulvus NRRL4789、A. sesamicola CBS137324和Penicillium mangini CBS253.31等优势菌株对咖啡碱等嘌呤类碱代谢均无显著影响，而在聚多曲霉接种发酵中，咖啡碱含量显著下降（P＜0.05），降幅达83.89%；茶碱含量显著增加（P＜0.05），发酵末期含量为(25.03±1.17)mg·g-1；而可可碱保持基本稳定。由此可知，聚多曲霉对咖啡碱降解代谢有显著影响。采用UHPLC-QTOF-MS方法检出茶碱、3-甲基黄嘌呤、1,7-二甲基黄嘌呤等9种与咖啡碱降解相关的代谢物。在聚多曲霉作用下，茶碱、3-甲基黄嘌呤、1,7-二甲基黄嘌呤、7-甲基黄嘌呤含量显著提高（P＜0.05）。茶碱、3-甲基黄嘌呤、1,7-二甲基黄嘌呤和1-甲基黄嘌呤与咖啡碱及其相关代谢物的N-脱甲基化途径相关。1,7-二甲基尿酸、1-甲基尿酸与咖啡碱相关代谢物的氧化途径相关。由此可知，聚多曲霉为降解普洱茶咖啡碱的优势菌株，且具有将咖啡碱转化为茶碱的潜在能力；在咖啡碱降解代谢过程中，存在聚多曲霉作用下的N-脱甲基化和氧化，并以N-脱甲基化为主。