全 文 ：收稿日期:2014 － 12 － 20
基金项目:福建省现代农业(茶叶)产业技术体系项目(2060302 闽财指［2010］0516 号)。
作者简介:邓慧莉(1991 －)，女，硕士研究生。研究方向:茶叶加工与加工工程。通讯作者孙云(1964 －) ，女，教授，博士，博士生导师。研究
方向:茶叶加工与加工工程。Email:sunyun1125@ 126． com。
β-樱草糖苷酶对茶叶醇系香气的影响研究进展
邓慧莉，孙 云，赖钟雄
(福建农林大学园艺学院，福建 福州 350002)
摘要:β-樱草糖苷是醇系香气物质的重要前体，β-樱草糖苷酶水解香气前体，对茶叶醇系香气的形成起到关键作用。综述
了茶叶醇系香气的形成、β-樱草糖苷酶的性质及其对醇系香气形成影响的研究进展，并展望 β-樱草糖苷酶的应用前景。
关键词:茶叶;香气前体;β-樱草糖苷酶;醇系香气
中图分类号:S571．1 文献标识码:A 文章编号:1673-0925(2015)02-0139-05
DOI:10． 13321 / j． cnki． subtrop． agric． res． 2015． 02． 014
Progress on the effects of β-primeverosidase on tea alcoholic aroma
DENG Hui-li，SUN Yun，LAI Zhong-xiong
(College of Horticulture，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou，Fujian 350002，China)
Abstract:β-primeveroside is the important precursor of alcoholic aroma substances，and precursor of hydrolysis aroma of β-pri-
meverosidase，and plays the key role in the formation of tea alcoholic aroma． In this paper，the formation of tea alcoholic aroma，the
characteristics of β-primeverosidase，and recent progress of the effects of β-primeverosidase on tea alcoholic aroma are reviewed．
Meanwhile prospects of β-primeverosidase application are described．
Key words:tea;aroma precursor;β-primeverosidase;alcoholic aroma
茶叶以其独特的香气滋味而名闻天下。香气是茶叶品质的重要衡量指标，20 世纪 50 年代中期开始
对茶叶香气展开较为系统的研究［1 － 3］。由于技术与设备的限制，早期研究仅局限于茶叶香气的提取方法
及组分鉴定等。近年来，由于微量分析技术的快速发展，对茶叶加工和贮藏中的香气变化、不同茶类和品
种的香气差异以及香气形成机理等方面都展开了研究［4 － 7］。
茶叶香气的合成途径较为复杂，在已知的香气形成途径中，由糖苷类物质水解生成相应的醇类物质受
到广泛关注。国内外研究表明［8 － 11］，β-樱草糖苷是茶叶醇系香气物质的重要前体，β-樱草糖苷酶水解 β-
樱草糖苷的过程对茶叶醇系香气的形成具有关键作用。本文综述了 β-樱草糖苷酶对醇系香气影响的研
究进展，并展望了 β-樱草糖苷酶的应用前景，以期为 β-樱草糖苷酶的深入研究提供依据。
1 茶叶醇系香气的形成
醇类化合物种类和相对含量在各茶类中均较高，其中橙花叔醇、植醇、芳樟醇及其氧化物、脱氢芳樟
醇、香叶醇、苯乙醇、雪松醇、异植醇是各茶类共有的香气成分。各茶类主要特征香气物质不同，如红茶香
气的萜烯醇类物质主要有芳樟醇、香叶醇、橙花醇等。
茶叶中醇类化合物的形成与转化有多条途径，制茶发酵过程的酶促氧化作用引起一系列次生氧化与
伴随作用［12］。茶叶中包括游离态、结合态两种醇系香气，醇系香气的主要来源是结合态香气，包括萜烯醇
类和芳樟醇类化合物，它们在茶鲜叶中基本以糖苷形式存在［13］。糖苷酶类能有效水解糖苷类香气前体，
亚热带农业研究
Subtropical Agriculture Ｒesearch
第 11 卷 第 2 期
2015 年 5 月
并释放出相应的醇系香气。
1．1 糖苷类香气前体
1．1．1 茶叶中的糖苷类香气前体 糖苷类香气前体是以与单糖或双糖结合的配基形式存在。目前已有
20 多种糖苷类香气前体得到分离鉴定，大部分是二糖苷和单糖苷，其中以 β-樱草糖苷为主的二糖苷含量
高于以 β-葡萄糖苷为主的单糖苷［11，14，15］。Guo et al［16］首次从茶叶中分离得到香气前体香叶基-β-樱草糖
苷。Moon et al［17］从茶叶中分离出顺、反式芳樟醇氧化物和 8-羟基牻牛儿基-β-樱草糖苷。Yano et al［18］、
Kobayashi et al［19］、Nishikitani et al［20］、Guo et al［21］、Sakata et al［22 － 23］、Ma et al［24］、张正竹等［25］利用柱层析
法分离茶叶中的 β-樱草糖苷，发现主要苷元是顺-3-己烯醇、芳樟醇及其氧化物，并且结合在 β-樱草糖苷的
苷元多于 β-葡萄糖苷，说明 β-樱草糖苷是茶树中更为重要的前体物质。Wang et al［26］测定红茶加工过程
中 β-樱草糖苷酶和 β-葡萄糖苷酶活性的变化，发现 β-樱草糖苷酶的活性及释香能力均比 β-葡萄糖苷酶
强。Yang et al［27］在绿茶加工过程中添加外源 β-樱草糖苷酶和 β-葡萄糖苷酶，研究酶对香气释放的影响，
认为 β-樱草糖苷酶释香能力比 β-葡萄糖苷酶强，这与 Wang et al［26］的研究结果一致。
1．1．2 茶叶加工中糖苷类香气前体的变化 糖苷类香气前体的含量与加工过程紧密联系。Fischer et
al［28］认为许多糖苷类香气前体未被水解，有些鲜叶中并不存在的前体物质在加工过程中逐渐形成，说明
茶叶加工过程存在糖苷的合成反应。Wang et al［14］研究了红茶加工中糖苷含量的变化趋势，发现鲜叶中
樱草糖苷的含量远远高于葡萄糖苷，成品茶中樱草糖苷含量很低，而葡萄糖苷含量却达到鲜叶含量的
70%，说明 β-樱草糖苷是红茶的主要香气前体物质。乌龙茶晒青过程中，很多糖苷类物质含量上升，成品
茶的糖苷达到最高值［26］。张正竹等［29］检测绿茶加工中糖苷含量变化，认为成品绿茶保留鲜叶中 77%的
香气前体物质。
1．2 茶叶中的糖苷酶类
分布于茶叶细胞中的糖苷酶种类丰富，其中香气形成的关键酶是 β-樱草糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和 β-
半乳糖苷酶［30］。
Sakata et al［31］通过纯化茶鲜叶粗酶提取物，得到 β-半乳糖苷酶和 β-D-葡萄糖苷酶，首次证明茶叶中
存在参与香气释放的 β-葡萄糖苷酶。Guo et al［32］首次在茶叶中发现香气前体 β-樱草糖苷。为了进一步
探明香气释放相关内源酶系，Ogawa et al［30］、Guo et al［33］、Ijima et al［34］层析纯化茶鲜叶粗酶提取物，分别
从不同鲜叶品种中得到了 β-樱草糖苷酶。
2 β-樱草糖苷酶研究现状
β-樱草糖苷酶是水解香气前体生成相应香气成分的双糖苷水解酶。已有研究表明［33，35］，β-樱草糖苷
酶对茶叶中醇系香气的释放至关重要。
2．1 β-樱草糖苷酶活性
2．1．1 专一性 β-樱草糖苷酶的专一性表现在对 β-樱草糖基部分的底物特异性。Guo et al［32］研究 β-樱
草糖苷酶对不同底物的水解活性，发现 β-樱草糖苷酶对(S)-芳樟醇-β-樱草糖苷等具有较高的活性，说明
其对底物具有相对专一性。Matsumura et al［15］进一步研究 β-樱草糖苷酶的专一性，以人工合成的樱草糖
苷、甾菜糖苷为材料证明 β-樱草糖苷酶对配糖体和糖基均具有严格特异性。Ijima et al［34］研究发现，β-樱
草糖苷酶的底物专一性是对含有 1 － 6 糖苷键的双糖苷的相对专一性。Han et al［36］通过构建 β-樱草糖苷
酶 3D模型，发现仅 β-樱草糖苷可与其对接的结合位点，从分子动力学角度验证了 β-樱草糖苷酶的基团专
一性。
2．1．2 影响 β-樱草糖苷酶活性的因素 酶促反应速度受 pH、温度、酶浓度、激活剂、抑制剂等多种因素影
响。Guo et al［21］从粗酶中精制分离出 β-樱草糖苷酶并研究其性质，认为 β-樱草糖苷酶的相对分子质量约
·041· 亚 热 带 农 业 研 究 第 11 卷
为 61 ku，最适温度为 45 － 50 ℃，最适 pH为 5 － 7，稳定温度在 45 ℃以下。
茶叶中糖苷酶活性还受到品种、生态环境、采摘方式、加工等因素的影响。新梢不同叶位间 β-樱草糖
苷酶活性表现为:芽 ＞第 1 叶 ＞第 2 叶 ＞第 3 叶 ＞茎梗。Ogawa et al［37］研究表明，嫩叶中的 β-樱草糖苷酶
及其香气前体含量很高，并随着叶龄增加而降低。
2．2 β-樱草糖苷酶分子生物学研究
早期对 β-樱草糖苷酶的研究集中于分离纯化、加工中变化规律以及分析不同品种间的差异性等生理
生化水平。近年来，相关研究已逐步向分子水平发展。费月［38］克隆茶树 β-樱草糖苷酶基因，cDNA 全长
为 1729 bp，OＲF框为 1524 bp，编码 507 个氨基酸，并将 β-樱草糖苷酶的 OＲF 框片段插入原核表达载体
中，转化至表达菌株，经过诱导后表达出融合蛋白。赵丽萍等［39］利用荧光定量实时 PCＲ 技术，检测了龙
井 43 新梢的不同部位叶片中 β-樱草糖苷酶和 β-葡萄糖苷酶基因表达量，发现一芽一叶中 β-樱草糖苷酶
基因表达量很低，一芽二叶最高，而后随着叶龄增加而降低;β-葡萄糖苷酶的基因表达量远远高于 β-樱草
糖苷酶。张广辉［40］研究 UV-B处理对 β-樱草糖苷酶和 β-葡萄糖苷酶基因表达以及离体茶树叶片香气的
影响，认为短时间 UV-B处理可以刺激糖苷类水解酶的基因活性，从而使更多香气前体水解并释放香气。
Shi et al［41］研究表明，经过茉莉酸甲酯处理的龙井 43 茶树叶片中 β-樱草糖苷酶表达水平增加 3 倍。
深入研究茶树的基因表达，可以进一步揭示茶叶香气形成的分子机理，利用人工手段促使糖苷酶类活
性变化朝着提高茶叶品质的方向发展，为研制香型独特高长的优质茶叶产品奠定基础［42 － 46］。
2．3 β-樱草糖苷酶对醇系香气形成的影响
β-樱草糖苷酶是糖苷类水解关键酶，能够专一性水解 β-樱草糖苷，这与醇系香气的形成紧密相关。
首次发现 β-樱草糖苷酶的香气前体后［32］，国内外学者通过纯化得到 β-樱草糖苷酶并对其性质进行研究，
从而进一步探明香气释放相关水源酶系［8，33，34］。Mizutani et al［47］研究发现，β-樱草糖苷酶可能位于细胞壁
上，而香气前体在液泡中，当茶叶组织受到损伤或破坏时，酶触碰不同香气前体后释放香气。Sakata et
al［22］在对乌龙茶醇系香气形成机理的研究中，分离并鉴定出了香叶醇、芳樟醇及其氧化物Ⅰ和Ⅱ、2-苯乙
醇、苄醇等主要醇类香气前体，利用丙酮粉末、β-D-葡萄糖苷与柚苷酶分别与香叶醇 －樱草糖苷、(S)-芳樟
醇—樱草糖苷反应，发现丙酮粉末水解香叶醇—樱草糖苷、(S)-芳樟醇 －樱草糖苷有较高的活性，说明除
了 β-葡萄糖苷酶，还有其他和茶叶醇系香气形成相关的酶。进一步的试验发现［22］，β-樱草糖苷酶对樱草
糖苷的水解活性与丙酮粉末类似，而且香叶基-β-樱草糖苷的水解率明显高于香叶基-β-D-糖苷，表明 β-樱
草糖苷酶是使茶叶醇系香气得以释放的主要酶。
3 问题与展望
在逐渐掌握 β-樱草糖苷酶酶学特性的过程中，对其底物 β-樱草糖苷的研究也获得了相应成果。主要
测定方法有对硝基苯酚法和甲基伞形酮法，由于底物获得难度较大，目前暂时没有明确测定 β-樱草糖苷
酶活性的方法，研究结果难以进行比较分析。为了进一步研究不同环境中 β-樱草糖苷酶活和表达量的变
化，寻找酶与香气成分之间的相关性及获得底物的方法也是研究的重点。从分子生物学角度研究 β-樱草
糖苷酶有利于认识其分子本质及表达调控机理，并运用于茶叶加工中。在对香气品质的调控中，通过外源
添加 β-樱草糖苷酶不可调控的因素较多，通过分子生物学研究茶树 β-樱草糖苷酶可以有效解决这个问
题，也为选育优质茶树品种奠定基础。
茶叶中糖苷类香气前体物质含量较为丰富并且难以得到标样，要对其进行定性定量比较困难。通过
酶解方法得到香气物质可以提高茶叶香气品质，如何充分利用这门技术释香是今后研究的重点。基因工
程技术可以有效地克服糖苷酶在应用中的局限性，因此通过基因工程手段将为醇系香气释放提供技术保障。
进一步开展糖苷酶在茶树栽培及加工过程中的变化、糖苷酶多样性及作用机理等相关研究将更好地
·141·第 2 期 邓慧莉等:β-樱草糖苷酶对茶叶醇系香气的影响研究进展
揭示茶叶香气形成机理。而且，研究糖苷酶在茶叶加工过程中的变化规律可以丰富茶叶加工理论。另外，
酶在细胞中的定位分析研究有待进一步深入，如何防止其他细胞组分的干扰，分离纯化特定细胞器，有利
于酶的研究。随着对糖苷酶研究的进一步深入，发现其对茶叶深加工、食品、化工、制药等多领域具有深远
的影响。利用糖苷酶提高茶饮料香气，并改善茶饮料风味。糖苷酶处理的食品也具有独特风味，预示着其
在茶叶深加工和食品风味改良等方面有广阔的应用前景。
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(责任编辑:张云燕)
·341·第 2 期 邓慧莉等:β-樱草糖苷酶对茶叶醇系香气的影响研究进展