Тайны чайного листа: как рождается аромат черного чая

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Оффтопик

Черный чай — напиток, покоривший мир. Его терпкий вкус и многогранный аромат — результат сложнейшего каскада биохимических превращений, происходящих в чайном листе. Ученые уже давно исследуют эти процессы, и недавнее исследование, опубликованное в журнале Horticulture Research, приоткрывает завесу тайны над рождением одного из ключевых компонентов аромата черного чая — метилжасмоната.

Чайная церемония, иллюстрация
Автор: Designer
Липиды: не только строительный материал, но и источник аромата

Липиды — это неотъемлемые компоненты клеточных мембран, играющие важнейшую роль в жизнедеятельности растений, в том числе и чайного куста (Camellia sinensis). Они участвуют в фотосинтезе, транспорте веществ, защите от стресса и других процессах. Но, как оказалось, липиды играют важную роль и в формировании аромата чая.

Ученые из Китая проанализировали липидный состав чайных листьев на разных этапах производства черного чая: от свежесобранных до готовых к завариванию. Оказалось, что в процессе ферментации, ключевого этапа обработки чая, количество некоторых видов липидов, в частности галактолипидов и фосфолипидов, значительно снижается. При этом наблюдалось уменьшение содержания триацилглицеринов (ТАГ) — основных запасных липидов, что отличает процесс ферментации чая от реакции на повреждения у других растений.

Профилирование глицеролипидов в процессе обработки черного чая. (a) Внешний вид листьев во время обработки черного чая. (b) TLC-сепарация липидов излистьев во время обработки черного чая. (c) Общее содержание глицеролипидов в листьях во время обработки черного чая. (d) Процентное содержание глицеролипидов в общем сигнале всвежих листьях. (e) Профили лизофосфолипидов в процессе обработки черного чая. (f) Анализ главных компонент (PCA) с данными по глицеролипидам в процессе обработки черного чаяобработки. График: R2 X = 0,622, Q2 = 0,469. (g) Профили видов глицеролипидов в листьях в процессе обработки черного чая. Тепловые карты ZПоказаны тепловые карты нормированных значений. ДГДГ: дигалактозилдиацилглицерин; ЛФХ: лизофосфатидилхолин; ЛФЭ: лизофосфатидилэтаноламин; ЛФГ: лизофосфатидилглицерин; MGDG: моногалактозил диацилглицерин; PA: фосфатидная кислота; PC: фосфатидилхолин; PE: фосфатидилэтаноламин; PG: фосфатидилглицерин; PI: фосфатидилинозитол; PS: фосфатидилсерин; SQDG: сульфохиновосильдиацилглицерин. Значения представлены как средние +- S.D.(n = 4 или 5). Все ∗ и ∗∗ обозначают значимость при P < 0,05 и P < 0,01, соответственно, по сравнению со свежими образцами на основании t-теста Стьюдента.
Автор: Gaoyang Zhang, Jingjing Wei, Linyan Li, Dandan Cui, Lipidomics, transcription analysis, and hormone profiling unveil the role of CsLOX6 in MeJA biosynthesis during black tea processing, Horticulture Research, Volume 11, Issue 3, March 2024, uhae032, https://doi.org/10.1093/hr/uhae032 CC-BY 4.0 Источник: academic.oup.com

Куда же исчезают липиды? Ответ на этот вопрос кроется в биосинтезе метилжасмоната (MeJA) — ароматического соединения, придающего черному чаю характерный цветочный аромат.

Метилжасмонат: от стресса до аромата

MeJA — это сигнальная молекула, играющая важную роль в защите растений от стресса. Его синтез активируется в ответ на повреждения, атаки вредителей и другие неблагоприятные воздействия.

В ходе ферментации чайный лист подвергается значительному стрессу: его скручивают, разрушая клетки, и оставляют на воздухе, запуская процессы окисления. В результате этих манипуляций активируется синтез MeJA.

Ученые установили, что предшественниками MeJA в чайном листе служат галактолипиды, содержащие α-линоленовую кислоту. В ходе сложных биохимических реакций, в которых участвуют ферменты липоксигеназа (LOX), алленооксидсинтаза (AOS), алленооксидциклаза (AOC) и другие, α-линоленовая кислота превращается в MeJA.

Профилирование жирных кислот в процессе обработки черного чая. (a) Состав и содержание жирных кислот в листьях во время обработки черного чая. (b) TLC разделение ТАГ из листьев в процессе обработки черного чая. (c) Изменение содержания и состава ТАГ в листьях в процессе обработки черного чая. (d) Изменение содержания и состава FFA в листьях во время обработки черного чая. Показаны средние значения + SE (n = 3). Уровни значимости следующим образом: ∗P < 0,05 и ∗∗P < 0,01 (t-тест Стьюдента).
Автор: Gaoyang Zhang, Jingjing Wei, Linyan Li, Dandan Cui, Lipidomics, transcription analysis, and hormone profiling unveil the role of CsLOX6 in MeJA biosynthesis during black tea processing, Horticulture Research, Volume 11, Issue 3, March 2024, uhae032, https://doi.org/10.1093/hr/uhae032 CC-BY 4.0 Источник: academic.oup.com
CsLOX6: дирижер аромата

Исследователи обнаружили, что ген CsLOX6, кодирующий один из изоферментов липоксигеназы, играет ключевую роль в синтезе MeJA в чайном листе.

Для подтверждения этой гипотезы ученые провели эксперимент, в ходе которого подавили экспрессию CsLOX6 в молодых побегах чайного куста. В результате содержание MeJA в этих побегах значительно снизилось, что подтверждает важную роль CsLOX6 в формировании аромата черного чая.

CsLOX6 потенциально влияет на биосинтез MeJA. (a) Антисмысловой нокдаун CsLOX6 путем обработки олигодезоксинуклеотидами (asODN). (b) Тканевая экспрессия CsLOX6. B — апикальная почка; Fl — нижняя часть; Fr — плод; L1 — молодой лист; L2 — зрелый лист; L3 — старый лист; R — корень; S — стебель. (c) Влияние обработки asODNна уровень мРНК CsLOX6. Относительные уровни транскриптов определяли с помощью количественной ПЦР в реальном времени. (d) Влияние обработки asODN науровень гормонов. Сокращения: OPDA, 12-оксо-фитодиеновая кислота; dnOPDA, динор-12-оксо-фитодиеновая кислота. (e) Влияние обработки asODN натранскрипцию генов, связанных с путем синтеза МеЯ. Данные представлены как средние +- SD из трех независимых экспериментов. Уровни значимостиследующие: ∗P < 0,05 и ∗∗P < 0,01 по t-тесту Стьюдента.
Автор: Gaoyang Zhang, Jingjing Wei, Linyan Li, Dandan Cui, Lipidomics, transcription analysis, and hormone profiling unveil the role of CsLOX6 in MeJA biosynthesis during black tea processing, Horticulture Research, Volume 11, Issue 3, March 2024, uhae032, https://doi.org/10.1093/hr/uhae032 CC-BY 4.0 Источник: academic.oup.com
Оркестр аромата: гормоны и ферменты в действии

Синтез MeJA — это не изолированный процесс, а часть сложной системы регуляции метаболизма чайного листа, в которой участвует множество генов и сигнальных молекул.

Ученые выяснили, что экспрессия генов, участвующих в биосинтезе MeJA, изменяется на разных этапах ферментации. Так, например, активность гена CsHPL, кодирующего гидропероксидлиазу — фермент, участвующий в деградации липидов, нарастает в начале ферментации, а затем снижается. В то же время активность гена CsJMT, кодирующего жасмонат-карбоксилметилтрансферазу, ответственную за финальный этап синтеза MeJA, коррелирует с содержанием MeJA в чайном листе.

На синтез MeJA влияют и растительные гормоны, в частности салициловая кислота (SA) и абсцизовая кислота (ABA). Исследователи обнаружили, что уровень SA в чайном листе падает в ходе ферментации, а уровень ABA остается практически неизменным.

Исследование китайских ученых — важный шаг в понимании сложных биохимических процессов, лежащих в основе формирования аромата черного чая.

Полученные результаты открывают новые перспективы для селекции сортов чая с улучшенными ароматическими свойствами, а также для совершенствования технологии производства черного чая.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Зачем велосипедисты бреют ноги? Пять главных причин

Если вы хоть раз видели профессиональные велогонки, то наверняка обращали внимание — у всех до единого спортсмена гладко выбриты ноги. Причем исключений нет — отсутствует даже...

Гратосниматель, он же ример: чем полезен этот инструмент в 3Д печати и не только

Гратосниматель, шабер, ример. Как только не называют этот инструмент. И вроде как все правы. А может быть и нет. На самом деле важно не то, как он называется, а то, что он делает. В моём обиходе он...

Что услышат первые марсианские колонисты? Скорость звука на Марсе непредсказуема

Представьте себе: вы стоите на вершине марсианского Олимпа, самого высокого вулкана в Солнечной системе, и смотрите на бескрайние просторы Красной планеты. Вдруг, вдали, ваш взор цепляется за...

Куда бы вставить RGB подсветку? Правильно — в переносной SSD диск: обзор ORICO Genie RGB

ORICO давно занимается созданием SSD дисков компактных размеров и различных скоростных стандартов. У меня в пользовании было уже несколько разнообразных решений переноса и хранения данных от этого...

Может ли цветок пахнуть смертью? Знакомьтесь: Amorphophallus titanum

В мире растений, где царствуют красота и аромат, существует вид, нарушающий все привычные каноны. Представьте себе гигантский цветок, достигающий трёхметровой высоты, который вместо нежного...

Все секреты проката Электровелосипедов 2.0: как бесплатно пользоваться, где можно оставлять, чем отличаются модели

Из-за бума популярности электросамокатов интерес к прокатным велосипедам упал, но в этом году запустили акцию невиданной щедрости, позволяющую многим москвичам пользоваться прокатными велосипедами,...