維生素是人體必需的微量營養(yǎng)素，對維持正常代謝、酶催化機(jī)制、體內(nèi)平衡和生命體功能至關(guān)重要。盡管茶葉中維生素的含量對人體健康有益，但普洱茶微生物發(fā)酵過程中維生素代謝的機(jī)制尚不完全清楚。
2024年12月，云南下關(guān)沱茶（集團(tuán)）股份有限公司與云南農(nóng)業(yè)大學(xué)在中科院一區(qū)TOP期刊LWT-Food Science and Technology (IF: 6.0) 上聯(lián)合發(fā)表A metagenomics analysis of microbial functional genes linked to vitamins
metabolism in the pile fermentation of pu-erh tea—普洱茶渥堆發(fā)酵中微生物功能基因與維生素代謝的宏基因組學(xué)分析的研究論文，在普洱熟茶發(fā)酵機(jī)理研究中取得重要進(jìn)展。
團(tuán)隊(duì)在公司董事長褚九云、首席科學(xué)家趙明教授的帶領(lǐng)下，收集了下關(guān)沱茶的發(fā)酵階段樣，這項(xiàng)研究首次使用超高效液相色譜（UPLC）和超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（UPLC-MS），分析了普洱茶在工業(yè)渥堆發(fā)酵過程中維生素的組成和變化，并利用宏基因組技術(shù)分析了參與渥堆發(fā)酵過程的微生物群落的多樣性、組成和功能。這些發(fā)現(xiàn)有助于我們識別負(fù)責(zé)維生素代謝的功能微生物及其編碼酶的基因，增強(qiáng)了我們對茶葉中維生素代謝和普洱茶堆發(fā)酵機(jī)制的理解。
本研究測定了28種維生素，并利用宏基因組測序技術(shù)研究了普洱茶工業(yè)樁發(fā)酵過程中的微生物代謝譜。渥堆發(fā)酵后，5'-腺嘌呤核苷酸（VB8）、泛酸（VB5）、硫胺素（VB1）、煙酰胺（VB3）等19種維生素的含量與原料相比顯著降低（p<0.05）。而腺嘌呤（VB4）、核黃素（VB2）、亞葉酸（VB9）和麥角鈣化醇（VD2）的含量顯著升高（p<0.05）。宏基因組測序結(jié)果顯示，73.17%的基因?yàn)榧?xì)菌，26.33%為真菌。此外，在渥堆發(fā)酵過程中，普洱茶的微生物多樣性、種群組成和功能基因也發(fā)生了顯著變化。在門水平上，子囊菌門和變形菌門的相對豐度較高，而在屬水平上，泛菌屬和葡萄球菌屬為優(yōu)勢菌屬。功能基因涉及參與碳水化合物、氨基酸、維生素和脂質(zhì)代謝。最重要的是，52個(gè)酶（4035個(gè)基因），主要來自泛菌屬、假單胞屬菌、羅薩氏菌屬和芽孢桿菌屬，參與維生素代謝。綜上所述，本研究通過系統(tǒng)揭示與維生素變化相關(guān)的微生物功能基因，為普洱熟茶渥堆發(fā)酵機(jī)制提供了新的見解。
圖1.28種維生素含量的變化
*值為顯著性差異（p<0.05）。注：RM和F56分別代表原料和第56天的發(fā)酵樣品（下同）。
圖2.普洱茶在(A)界、(B)門、(C)屬和(D)種
水平下發(fā)酵過程中的微生物動態(tài)變化
使用LEfSe分析用于識別重要的生物標(biāo)志物(E)。注：F7、F28、F56分別為普洱茶發(fā)酵第7、28、56天采集的樣品（下同）。
圖3.普洱茶發(fā)酵過程中CAZy酶的微生物貢獻(xiàn)
圖4.前38個(gè)最豐富的KEGG3級功能基因類別的熱圖(A)；微生物對代謝途徑的貢獻(xiàn)(B)
圖5.基于KEGG數(shù)據(jù)庫的普洱茶中
與維生素代謝相關(guān)的微生物代謝網(wǎng)絡(luò)
圖6.普洱茶發(fā)酵過程中與維生素代謝有關(guān)的
功能微生物及其酶譜
