茶多糖的研究進展

劉月新，葉良金

（安徽省黃山市黃山區(qū)新明鄉(xiāng)農(nóng)技站，安徽黃山 245704）

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茶多糖的研究進展

劉月新，葉良金

（安徽省黃山市黃山區(qū)新明鄉(xiāng)農(nóng)技站，安徽黃山 245704）

摘要：茶多糖是從茶葉中提取的一類糖復合物，具有降血糖、降血脂、抗氧化、增強免疫力等活性。本文從茶多糖的提取、分離、純化、結(jié)構(gòu)、組成、生物活性等方面進行了綜述，并對其的研究方向和應用前景進行展望，這對于茶多糖的深入研究和應用及茶葉資源的綜合利用具有重要意義。

關(guān)鍵詞：茶葉；多糖；分離純化；結(jié)構(gòu)；生物活性

茶葉起源于中國，在中國、日本、印度和泰國等亞洲國家作為藥用植物已經(jīng)有5,000年歷史[1]，在中國最古老的傳統(tǒng)醫(yī)學著作《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載“神農(nóng)嘗百草，日遇七十二毒，得茶而解之”。中國擁有豐富的茶葉資源，對茶葉資源的綜合開發(fā)利用一直為人們所關(guān)注。茶葉中含有多酚、茶氨酸、咖啡堿、茶皂素、茶色素、維生素、多糖等活性物質(zhì)，上一世紀的研究多集中在茶多酚、咖啡堿和茶皂素的功能活性上，茶多糖（Tea Polysaccharides，簡稱TPS）的研究較少[2]。但近20年來多糖的分離純化、結(jié)構(gòu)分析和活性功能有了較大進步，茶多糖的結(jié)構(gòu)及藥理活性的研究報道逐漸增多[3]。很多研究表明茶多糖具有抗氧化[4- 6]、免疫活性[7, 8]、抗癌[9, 10]、降血糖[11, 12]、抗菌[13]等生物活性，對人體具有顯著的調(diào)節(jié)作用，特別在粗老茶葉中茶多糖含量較高，并且具有較強的生理活性[14]，在醫(yī)療、功能性食品方面顯示了廣闊的開發(fā)前景。

1茶多糖的提取、分離及純化

茶多糖作為植物細胞的主要成分之一，其提取過程跟其他植物多糖提取相似[2]。茶葉在提取多糖之前一般用乙醇預處理從而去處色素等小分子，脫色后干燥的茶樣用熱水浸提得到茶多糖的浸提液，茶多糖浸提液中加入一定濃度的乙醇，離心后收集沉淀得到粗多糖[2]。Lu等人用95%的乙醇對黃山毛峰進行預處理，然后用80℃熱水浸提三次后，浸提液濃縮到200 mL使用95%的乙醇沉淀茶多糖，其最終粗多糖得率為2.3%[15]。鎮(zhèn)衛(wèi)國等人采用正交實驗法，結(jié)果表明料液比在1:25溫度在80℃下提取3次，武當?shù)啦璨瓒嗵堑寐蕿?.49%[16]。Zhang等人使用響應面優(yōu)化從安吉白茶中提取茶多糖，結(jié)果表明提取溫度、提取時間和料液比都顯著影響茶多糖提取率，最佳提取條件為：溫度76.79℃，提取時間2.48 h，料液比為22.53 mL/g[17]。然而傳統(tǒng)的熱水提取提取效率較低、提取時間較長且需要較高提取溫度等缺點限制了廣泛的應用[18]。為了提高茶多糖的得率提高提取效率，可以采用酶法[19, 20]、超聲波法[21, 22]、超濾法[5]和微波法[21, 23]等進行輔助提取。Wei等人比較了傳統(tǒng)的水提法、超聲波輔助提取和微波輔助提取方法對茶樹花多糖的影響，結(jié)果表明傳統(tǒng)的水提法多糖含量最高且中性多糖和酸性多糖含量也是最高[21]。陳仕學等人分別使用微波和超聲波輔助提取石阡苔茶，結(jié)果表明超聲波和微波均可以大大的縮短提取時間提高茶多糖的提取率[22, 23]。Li等人使用陰離子反向膠束系統(tǒng)提取茶多糖，發(fā)現(xiàn)其具有高速、高選擇性和相對較低的運行成本，在最佳條件下（pH 4.6、0.06 mol/L GuHCl、甲醇含量7% 、甲醇濃度0.05 mol/L）其提取回收率為34%[24]。Chen等人使用CO2超臨界萃取提取茶葉中茶多糖，其最佳提取工藝為：提取時間為2h、提取溫度45℃、提取壓力為35Mpa、乙醇濃度為20%、顆粒度為380nm，結(jié)果表明CO2超臨界萃取不僅可以提高茶多糖提取率還可以保持他們的活性，在茶多糖的生產(chǎn)中有廣闊情景[25]。

目前對于植物多糖的分離純化的方法主要有：透析法、乙醇分級沉淀法，柱色譜分離法和超濾法[2, 5]。Wang等人水提法提取茶樹花多糖后分別用10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%和90%的乙醇分別沉淀茶多糖從而得到九種不同組成的茶多糖[26]。周斌星等人在制得普洱粗茶多糖后，經(jīng)Sevag法脫蛋白4- 5次后蒸餾水透析醇沉后真空低溫干燥得到茶多糖純品[27]。Wang等人使用超濾法分離純化得到三種不同分子量的茶多糖TPS- 1、TPS- 2和TPS- 3，其分子量分別為240 kD、21.4 kD和2.46 kD[5]。張艷等人使用超濾和微濾方法分離純化茶多糖，結(jié)果表明1%的料液，0.2MPa的壓力和0.04μ m的孔徑的工藝下，再經(jīng)過30kD的超濾二次純化，茶多糖的糖含量可以從50%提高到81%[28]。茶多糖在使用層析柱分離純化有著較好的效果[29- 31]。Chen等人在提取綠茶粗多糖后用DE- 52層析柱（3.6× 40 cm）對其進行純化后得到一種酸性茶多糖[32]。Wang等人在提取得到粗茶多糖后用DEAE-瓊脂糖凝膠純化茶多糖，分別用濃度為0.1、0.2和0.3 mol/L的NaCl進行分段梯度洗脫從而得到ATPS1、ATPS2和ATPS3三種純化的多糖[6]。楊新河等研究10種樹脂純化與分離普洱茶多糖，結(jié)果顯示D101樹脂可以同時脫除普洱茶多糖中蛋白質(zhì)和色素，在最佳條件下（茶多糖體積為50 mL、pH為4、溫度為50℃、料液質(zhì)量濃度為3.8 mg/mL、樹脂用量為11mL）蛋白去除率為70.89%，脫色率為82.33%[33]。

2茶多糖的的結(jié)構(gòu)及組成

茶多糖的結(jié)構(gòu)及其組成的研究主要集中在茶多糖的分子量、單糖組成、糖苷鍵結(jié)構(gòu)和位置[34]；不同的茶葉品種及不同的提取分離方法，均會得到不同性質(zhì)和組成的茶多糖。Wang研究了不同品種的綠茶和烏龍茶中茶多糖中單糖組成，結(jié)果表明茶多糖主要由阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖組成且其比例約為1:1:0.5[35]。Wang等人分別從茶葉、茶花和茶籽中提取分離茶葉多糖（TLPS）、茶花多糖（TFPS）和茶籽多糖（TSPS），三種茶多糖中均含有Rha、Ara、Gal、Glu、Xyl、GalA和GluA，除此之外TLPS中還含有Man和Rib，TFPS中還含有Man，TLPS的分子量分范圍為3.67- 758kD，TFPS的分子量分范圍為2.56- 1460kD，TSPS的分子量分范圍為3.66- 961kD[36]。X iao等人分別從西湖龍井、安溪鐵觀音、茶聞天下和徽州綠茶中提取得到粗茶多糖，研究表明這些茶多糖均有類似的單糖組成但不同的分子量均不相同[37]。盡管很多研究者用不同的方法從不同茶葉樣品中提取了茶多糖并研究其分子量及組成，但茶多糖的相關(guān)結(jié)構(gòu)和構(gòu)想的報道較少并只停留在一級結(jié)構(gòu)上。趙謀明等人從山苦茶中提取純化得到堿溶性（MOAP）和水溶性（MOWP）兩種多糖，并使用甲基化和氣象色譜質(zhì)譜法（GC- MS）得到MOWP和MOAP的糖苷鍵連接方式，結(jié)果表明兩種茶多糖中均含有較高的→3)- X ylf- (1→、→3)- Galp- (1→和→3)- Gacp- (1→殘基[38]。Zhou等人從江西綠茶中分離得到中性多糖TGC，其主要由Rha、Ara、X yl、Glu、Man和Gal六種單糖組成，多糖的主鏈主要由Rha、Glu和Gal通過β 1 →3連接構(gòu)成，其他支鏈主要通過β 1→2、β 1→3和β 2→3糖苷鍵連接[39]。Wang等人從綠茶中分離純化出一種中性茶多糖NTPS- 1，其分子量為21247Da主要組成成分為半乳糖通過β—(1→4)糖苷鍵連接的結(jié)構(gòu)[31]。Wang等人從綠茶中提取分離出一種水溶性茶多糖（7WA），并通過甲基化、部分水解和核磁等方法得到7WA的可能結(jié)構(gòu)為[40]：

3茶多糖的生物活性

茶多糖是茶葉中繼茶多酚后發(fā)現(xiàn)的又一種極具開發(fā)價值的生理活性物質(zhì)，其主要的藥理作用是抗氧化、降血糖、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等。

3.1 茶多糖抗氧化性活性

3.2茶多糖降血糖活性

在中國和日本民間經(jīng)常會飲用粗老茶葉來治療糖尿病，大量的實驗均表明茶多糖可以有效的降低動物體內(nèi)血糖從而阻止糖尿病發(fā)生。Wang等人從粗老茶葉中提取茶多糖注射高血糖小鼠，發(fā)現(xiàn)正常小鼠和高血糖小鼠中血糖含量和對照組相比分別下降13.54%和22.18%，注射2.4 mg/mL茶多糖的小鼠體內(nèi)抗體含量明顯增加44.93%[44]。X iao等人分別從西路龍井、安溪鐵觀音、茶聞天下和徽州綠茶中提取茶多糖并研究其對α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制作用，結(jié)果表明西湖龍井茶多糖對α-葡糖苷酶和α-淀粉酶抑制率分別可達64.35%、82.24%，其抑制作用好于其他三種茶多糖[37]。Wei等人分別采用傳統(tǒng)水提法、微波輔助提取和超聲波輔助提取茶花中多糖并比較其對α-葡萄糖苷酶的抑制作用，結(jié)果表明微波輔助提取和超聲波輔助提取茶花多糖對α-葡萄糖苷酶的抑制作用較弱，而傳統(tǒng)水提法多糖對α-葡萄糖苷酶有很強的抑制作用，在濃度為2 mg/mL濃度下對α-葡萄糖苷酶抑制率為83.3%[21]。Wei等人使用傳統(tǒng)提取法、沸水提取法和酶輔助提取法提取茶葉中多糖并研究其對α-葡萄糖苷酶抑制作用，結(jié)果表明沸水提取茶多糖對α-葡萄糖苷酶有很強的抑制率為86.67%[20]。Wang研究不同提取方法對茶葉和茶花多糖抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制影響，酶輔助提取得到的茶葉多糖和茶花多糖對α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制作用要低于水提法，在不同的提取方法得到茶花多糖和茶葉多糖其對α-淀粉酶抑制作用均低于α-葡萄糖苷酶[37]。Han從茶花中提取的水溶性多糖并研究其降血糖的作用，結(jié)果顯示喂食三周75、150、300 mg/kg的劑量組的高血糖小鼠體內(nèi)血糖顯著性降低[45]。Deng利用體內(nèi)和體外方法研究普洱茶多糖降血糖及抑制α-葡萄糖苷酶能力，結(jié)果表明這種茶多糖可以抑制α-葡萄糖苷酶的活性而對α-淀粉酶抑制作用較弱[46]。

3.3茶多糖免疫調(diào)節(jié)活性及抗腫瘤功能

茶多糖可以通過增強免疫細胞活性從而抑制腫瘤細胞的增殖。Y ang等人從茶葉中提取茶多糖然后研究其對老鼠免疫調(diào)節(jié)作用，分別用三種劑量（50 mg/kg、100 mg/kg、300 mg/kg）連續(xù)喂食小鼠30天，結(jié)果顯示中劑量和高劑量的茶多糖明顯提高小鼠胸腺和脾臟指數(shù)[47]。Y ang從絞股藍中提取茶多糖并研究其免疫活性，結(jié)果顯示茶多糖可以顯著的刺激腹膜巨噬細胞釋放一氧化氮、活性氧和腫瘤壞死因子，并且茶多糖還能抑制人結(jié)腸癌HT- 29 和SW- 116細胞的增殖[7]。Wang等人水提法提取茶樹花多糖后分別用10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%和90%的乙醇分別沉淀茶多糖從而得到九種不同組分的茶多糖并研究其相關(guān)生物活性，結(jié)果表明不同組分茶花多糖對α-葡萄糖苷酶及淋巴細胞增殖均有很強的抑制效果[26]。Wang從茶籽中提取三種茶多糖組分（NTSPS、ATSPS1- 1、ATSPS2）并研究其抗腫瘤及免疫活性，結(jié)果顯示NTSPS、ATSPS1- 1和ATSPS2的抗腫瘤活性均隨著濃度升高而增強，在400 μ g/mL時對K562癌細胞的抑制率分別為30.13± 3.54%、36.61±2.75%、32.33±2.53%，研究還發(fā)現(xiàn)多糖還能強烈的促進小鼠脾淋巴細胞的增殖[48]。Wang從紫陽茶葉中提取的富硒茶多糖，并研究其對骨肉腫瘤U- 2細胞抑制作用，顯示富硒茶多糖可以顯著地抑制癌細胞U- 2的增殖并隨著劑量增加而活性增強，在給U- 2腫瘤移植無胸腺小鼠喂食茶多糖28天后明顯的腫瘤抑制作用，小鼠體重與對照組沒有顯著不同且沒有小鼠死亡[49]。

3.4茶多糖其他活性

Lee從綠茶中提取一種酸性多糖然后研究其對幽門螺桿菌、瘡皰丙酸桿菌和金黃色釀膿葡萄球菌的抗黏附能力，結(jié)果表明茶多糖有選擇性的抑制某些病原微生物的黏附能力而對其他有益的微生物不產(chǎn)生影響[13]。Cipriani等用乙醇誘發(fā)的胃損傷小鼠為模型研究茶多糖的抗?jié)冃Ч?，結(jié)果表明茶多糖對小鼠胃潰瘍有很好的修復能力，其半數(shù)有效量（ED50）為9.3 mg/kg[50]。Chen研究茶多糖對提高細胞對高糖耐力影響，結(jié)果表明茶多糖可以顯著性降低高糖對臍靜脈內(nèi)皮細胞的損傷[51]。Sassaki分別從綠茶和紅茶中提取茶多糖然后研究其抗小鼠鼠膿毒癥作用，結(jié)果顯示綠茶多糖和紅茶多糖分別可以降低鼠膿毒癥小鼠40%和25%的死亡率，茶多糖活性差異可能由于不同的糖醛酸含量[52]。Wei等人從水分吸收與保留、防曬、促進成纖維細胞的增殖及酪氨酸酶抑制四個方面考察茶多糖和茶多酚對皮膚影響，茶多糖和茶多酚均可以很好的吸收保留水分，茶多糖純度越高其吸收保留水分效果越好，但在抵抗紫外線及增強的成纖維細胞的增殖方面茶多糖基本沒有效果但茶多酚有顯著的效果[53]。Cai等人從綠茶中提取四種茶多糖組分TPS- 1，TPS- 2，TPS- 3和TPS- 4然后研究其抗凝血活性，結(jié)果顯示茶多糖TPS- 4可以作為一種天然的抗凝劑[54]。

4展望

隨著世界食品、保健品及藥品工業(yè)的快速發(fā)展，天然健康的活性成分越來越受到關(guān)注，特別是具有降血糖、降血脂、抗氧化、增強免疫力等多種活性的茶多糖必將有廣闊的開發(fā)前景。中國是茶葉生產(chǎn)的大國，資源豐富，在2010年中國茶葉種植面積達到180多萬公頃，產(chǎn)量超過130萬噸都位于世界第一，并且因此產(chǎn)生了大量的粗老茶葉，而這些粗老茶葉都是茶多糖的重要來源。因此對茶多糖有效成分的分離、純化及生物活性的深入研究具有重要的意義。茶多糖的研究已經(jīng)取得了很大進展，但仍然存在以下問題，主要有：（1）茶多糖的分離純化工藝依然不夠成熟，茶多糖純度低且得率少嚴重阻礙了茶多糖研究與開發(fā)；（2）茶多糖的結(jié)構(gòu)研究主要還停留在一級結(jié)構(gòu)，其高級結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系還有待進一步研究；（3）多糖的降血糖、降血脂、抗氧化、增強免疫力等在體內(nèi)活性機理都尚不明確。

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（責任編輯：蔣文倩）

〔作者簡介〕劉月新（1989-），女，黑龍江省綏化市人，從事茶葉加工研究，Email：ahautea@163.com。葉良金，男，工程師。

〔收稿日期〕2015- 11- 05

中圖分類號：S571.1文獻標示碼：A

文章編號：1006- 5768（2016）01- 038- 006