Ceaiul este o cultură economică importantă, cu diverse beneficii pentru sănătate, inclusiv întârzierea îmbătrânirii, reglarea metabolismului glucozei și lipidelor și promovarea anti-inflamației. Cu toate acestea, datorită materiilor prime și tehnicilor sale de procesare, ceaiul posedă și caracteristici unice de aromă și proprietăți gustative. Ceaiul verde este un ceai ne-fermentat popular la nivel mondial, cu calități senzoriale unice, inclusiv un lichior verde, frunze verzi și o aromă moale.
Gustul, culoarea și aroma ceaiului afectează în mod direct calitatea și performanța economică. Aceste atribute de calitate sunt strâns legate de metaboliții ne-volatili (NVM). Catechinele, flavonoidele și glicozidele flavonoide sunt principalele componente care afectează astringenta lichiorului de ceai; cofeina, teobromina și unele dicetopiperazine sunt componente tipice ale amărăciunii; L-teanina și zaharurile solubile sunt surse importante de prospețime. Pigmenții-solubili în grăsimi, cum ar fi clorofila și carotenoizii, joacă un rol în culoarea, aspectul și prepararea ceaiului finit, în timp ce pigmenții-solubili în apă, cum ar fi antocianii, afectează în principal culoarea lichiorului de ceai. Mai mult, anumiți metaboliți nevolatili (NVM) sunt precursori ai compușilor aromatici din ceai, cum ar fi acidul linolenic și acidul linolenic din lipide, care, sub acțiunea lipoxigenazelor, produc compuși aromatici alifatici, precum pirazine și furani, care au arome prăjite.
NVM-urile variază considerabil în timpul procesării ceaiului, cu diferite proceduri, metode și parametri de prelucrare având efecte semnificativ diferite asupra acestor metaboliți. În general, prelucrarea ceaiului verde include ofilirea, fixarea, modelarea și uscarea, fixarea fiind etapa cheie care afectează calitatea ceaiului verde. În studiile anterioare despre procesarea ceaiului verde, echipa de cercetare a descoperit că cele mai intense transformări NVM au loc în timpul fixării, în special aminoacizii, lipidele, glicozidele flavonoide și acizii fenolici, care sunt cruciali pentru formarea culorii, aromei și aromei ceaiului verde. Cu toate acestea, puține studii au investigat modelele de derivare și căile de formare ale NVM-urilor în timpul fixării, iar interacțiunea dintre reacțiile enzimatice și termochimice în timpul fixării rămâne neclară și necesită o explorare suplimentară.
Studiile anterioare au elucidat efectele metodelor și parametrilor de fixare asupra calității ceaiului verde. Fixarea tamburului cu aer cald-este benefică pentru producerea de ceai verde-cu miros de castane, iar fixarea la temperatură-înaltă produce o aromă mai bogată. Metodele de fixare cuplate au ca rezultat un conținut mai mare de aminoacizi și zahăr solubil în comparație cu metodele de fixare unică. Cu toate acestea, aceste studii au fost efectuate pe produse finite din ceai, concentrându-se pe metaboliții volatili (NVM) și nereușind elucidarea surselor de substanțe pe parcursul procesului de fixare, în special NVM.
Prin urmare, pentru a analiza cuprinzător mecanismele de derivare a NVM-urilor în timpul fixării ceaiului verde, acest studiu a colectat mostre de ceai de fixare în șapte momente diferite în timpul procesului de fixare, măsurând temperatura frunzelor și conținutul de umiditate în timp real. În schimb, punctele de inactivare ale enzimelor în timpul procesului de fixare au fost investigate prin detectarea activității enzimatice în frunzele de ceai. O analiză cuprinzătoare a NVM-urilor în timpul fixării ceaiului verde a fost efectuată folosind tehnici metabolomice ample-țintite bazate pe cromatografie lichidă de ultra-performanță superioară-spectrometrie de masă în tandem (UHPLC-MS/MS). Analiza discriminantă a celor mai mici pătrate, clusteringul hărții termice și analiza statistică a mijloacelor K-au fost utilizate pentru a studia modificările NVM-urilor în timpul fixării și pentru a identifica punctele de inflexiune ale modificărilor bruște ale NVM. Aceste metode au fost utilizate pentru a identifica NVM diferențiale în diferite etape de fixare.