茶葉中赤霉酸檢測技術(shù)與代謝行為研究取得新進(jìn)展

近日,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部茶葉質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(以下簡稱茶葉質(zhì)檢中心)在茶葉中赤霉酸(GA3)檢測技術(shù)與代謝行為研究中取得新進(jìn)展,建立了茶葉中13種植物激素高靈敏檢測方法,首次發(fā)現(xiàn)外源GA3在茶樹新梢中形成代謝產(chǎn)物iso-GA3,揭示了GA3與iso-GA3在茶樹種植、加工以及沖泡過程中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,相關(guān)研究在Journal of Agricultural and Food Chemistry、Journal of Chromatography B和《食品科學(xué)》上發(fā)表。

圖1、茶葉中13種酸性植物激素檢測方法流程圖

GA3是一種植物內(nèi)源激素,亦是一種廣譜性植物生長調(diào)節(jié)劑,具有促使茶樹新梢提早萌發(fā)和促進(jìn)新梢生長作用,從而提高茶葉產(chǎn)量。茶樹新梢中GA3含量極低,對檢測方法的靈敏度要求非常高;外源GA3在茶葉中的降解動態(tài)規(guī)律尚不清楚,不利于GA3在茶樹上的安全使用與茶葉中GA3質(zhì)量安全管控。茶葉質(zhì)檢中心利用現(xiàn)代質(zhì)譜技術(shù),建立了茶葉中GA3等13種植物激素UHPLC-MS/MS高靈敏檢測方法。該方法采用分散固相萃取(D-SPE)與混合模式陰離子交換柱(MAX-SPE)固相萃取富集純化技術(shù),實(shí)現(xiàn)了茶樹鮮葉中赤霉素、生長激素、細(xì)胞分裂素、脫落酸等13種植物激素高靈敏精準(zhǔn)定量分析。

該方法應(yīng)用于茶樹休眠期、光誘導(dǎo)處理、外源激素處理以及蟲害脅迫下植物激素含量的變化差異。研究發(fā)現(xiàn),茶樹新梢從進(jìn)入休眠期開始到第二年新梢萌發(fā)的過程中,越冬芽中GAs與IAA的含量都呈現(xiàn)整體上升的趨勢,而ABA含量先降低后升高;不同光源對茶樹新梢激素含量存在顯著影響,紅光是維持GA1與GA20含量在正常水平的主要光源,綠光、紫光以及紅白光下能夠促進(jìn)ABA含量增加,黃光則抑制IAA、ABA、GA1及GA20的生成;外源GA3誘導(dǎo)GA1含量上升,ABA,GA4和IAA的含量急劇下降;JA誘導(dǎo)激素變化的結(jié)果則與GA3相反;茶樹在茶尺蠖蟲害下發(fā)生植物應(yīng)激反應(yīng),GA4和ABA含量降低,GA1含量顯著上升,從而抵抗蟲害脅迫。

圖2、植物激素在茶樹休眠期(A)、光誘導(dǎo)處理(B)及外源激素處理與蟲害脅迫下(C)的含量變化

此外,茶葉質(zhì)檢中心研究團(tuán)隊(duì)通過田間試驗(yàn)探究了外源GA3在茶葉生產(chǎn)過程中的代謝行為,首次發(fā)現(xiàn)了茶葉中GA3轉(zhuǎn)化為iso-GA3,揭示了茶葉種植、加工與沖泡過程中GA3與iso-GA3降解動態(tài)規(guī)律。在種植過程中,茶樹新梢中GA3根據(jù)一階動力學(xué)方程擬合,消解的半衰期為2.46~2.74d;GA3在該過程中容易轉(zhuǎn)化為iso-GA3,該代謝產(chǎn)物具有比母體GA3更長的殘留時(shí)間;同時(shí),外施GA3可以增加促進(jìn)生長的內(nèi)源植物激素的比例,并導(dǎo)致茶樹快速生長。

在紅茶、綠茶加工過程中,GA3大量轉(zhuǎn)化為iso-GA3,導(dǎo)致干茶中iso-GA3的含量遠(yuǎn)高于GA3;通過比較兩種不同加工方式對目標(biāo)物殘留行為的影響,發(fā)現(xiàn)綠茶加工過程中的殺青環(huán)節(jié)對GA3以及iso-GA3的降解發(fā)揮重要作用。在沖泡過程中,GA3和iso-GA3的浸出率為77.3%~94.5%。該研究為外源GA3在茶園中安全使用與茶葉中GA3風(fēng)險(xiǎn)評估提供了技術(shù)支撐與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

圖3、GA3及其降解產(chǎn)物iso-GA3在茶葉種植、加工以及沖泡過程的消解動態(tài)

該研究得到中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、國家自然科學(xué)基金和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目資助。

原文鏈接:

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.jafc.0c06025

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1570023219318355

http://www.spkx.net.cn/CN/10.7506/spkx1002-6630-20190528-348

注:內(nèi)容來源中國茶葉,作者姜長嶺,信息貴在分享,如涉及版權(quán)問題請聯(lián)系刪除

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