茶多糖的提取分離及生物活性研究進(jìn)展

（湖南省茶業(yè)集團(tuán)股份有限公司，國(guó)家茶葉加工技術(shù)研發(fā)分中心，湖南省茶葉種植與加工工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410126）

多糖又稱為多聚糖，是一類在動(dòng)植物中廣泛存在的生物信息大分子物質(zhì)。茶多糖（Tea Polysaccharide,TPS）是茶葉中提取的具有活性的一類多糖總稱。有關(guān)研究表明茶多糖具有多種保健作用，如降血糖、抗氧化、抗腫瘤及免疫調(diào)節(jié)等；特別是在降血糖、增加免疫力和防治糖尿病等方面具有顯著的作用，受到了廣大科研工作者的關(guān)注[1-3]。對(duì)茶多糖的生物活性進(jìn)行研究，首先需對(duì)其進(jìn)行提取和分離，去除雜質(zhì)獲得均一的茶多糖。本文對(duì)近年來(lái)茶多糖的提取、分離及生物活性研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，以期為茶多糖的深入研究及下一步開發(fā)利用提供參考。

1 茶多糖的提取分離

茶多糖較易溶于水，在高溫、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿等情況下容易分解。目前，茶葉中多糖的提取常用方法主要有：水浸提取、酶法提取、乙醇輔助提取、超聲波提取、微波提取和超臨界提取等。

1.1 水浸提取法

水浸提取法應(yīng)用較為廣泛，許多學(xué)者通過對(duì)提取溫度、時(shí)間和料液比等條件的設(shè)置對(duì)茶葉中多糖的提取進(jìn)行了較深入的研究。周宇波等[4]通過水熱法提取龍井長(zhǎng)葉中茶多糖，研究了提取時(shí)間、溫度和料液比對(duì)茶多糖提取率的影響，并經(jīng)正交試驗(yàn)優(yōu)化了提取工藝，其茶多糖的最佳提取工藝參數(shù)是：提取溫度120℃、時(shí)間90 min、料液比為1∶25（g/mL）。孫蘇軍等[5]以坦洋工夫紅茶為原料，以茶多糖得率為指標(biāo)，得出最佳提取工藝條件是：提取溫度60℃、時(shí)間70 min、料液比1∶30（g/mL）。金婷等[6]用熱水浸提法提取普洱茶中多糖，得出最佳浸提條件是：提取溫度90℃、時(shí)間90 min、料液比1∶20 g/mL、浸提2次。同時(shí)，也有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[7-8]提取溫度超過70℃后，茶多糖提取率上升趨勢(shì)會(huì)降低，并發(fā)現(xiàn)茶多糖最佳提取溫度為80℃，超過85℃會(huì)破環(huán)茶多糖中降血糖活性成分。

綜合比較各學(xué)者研究結(jié)果，茶多糖提取溫度控制在60℃～85℃，時(shí)間90 min左右，料液比控制在1∶25（g/mL）左右比較合適。同時(shí)，在具體操作中應(yīng)考慮茶葉原料的老嫩程度，可重復(fù)提取1～2次從而增加茶多糖提取率。

1.2 酶法提取法

黎英等[9]以漳平水仙為原料，采用復(fù)合酶法提取茶多糖，研究確定了由果膠酶、木瓜蛋白酶和纖維素酶組成的復(fù)合酶最佳配比為15∶10∶18；最佳提取工藝參數(shù)為料液比為1∶80（g/mL）、加酶量3%、酶解溫度49℃、pH 6.0及酶解時(shí)間90 min。李星科等[10]以信陽(yáng)紅茶為原料，研究采用果膠酶和纖維素酶配比為1:1的復(fù)合酶提取茶多糖，得出最佳工藝參數(shù)為加酶量0.5%、酶解溫度40℃、pH 5.5和酶解時(shí)間180 min，提取所得茶多糖為水提法的1.92倍。周小玲等[11]以粗老綠茶為原料，分別研究采用果膠酶、胰蛋白酶、復(fù)合酶和不加酶水浸提4種工藝提取茶多糖，結(jié)果表明4種方法對(duì)所得的茶多糖單糖組分比例影響較小，而提取的茶多糖含量由高到低分別為果膠酶法、復(fù)合酶法、胰蛋白酶法和不加酶水浸提法。

以上研究表明，酶法提取可以顯著提高茶多糖得率，其中采用復(fù)合酶效果要優(yōu)于單一酶類。同時(shí)，酶法提取酶解過程中可改變茶多糖組成成分，其多糖活性表達(dá)將受到一定影響。

1.3 乙醇輔助提取法

目前，研究較多的方法有先水浸提后再進(jìn)行醇沉淀茶多糖和先醇洗大分子雜質(zhì)后再水提茶多糖[12]。趙昕[13]以苦荊茶為原料，采用水提醇沉法，在料液比1∶15（g/mL）、浸提溫度65℃、浸提時(shí)間75 min和乙醇量1200 mL條件下茶多糖得率為2.648%，影響多糖提取的因素關(guān)系為提取時(shí)間＞溫度＞乙醇量＞料液比。劉新月等[14]采用水提醇沉法提取普洱茶中茶多糖，研究得出影響因素主次關(guān)系為乙醇溶度＞浸提次數(shù)＞浸提溫度＞浸提時(shí)間，并通過正交試驗(yàn)得到最佳工藝參數(shù)為：溫度90℃、時(shí)間40 min、次數(shù)3次和乙醇濃度 80%。楊國(guó)軍等[12]以鐵觀音為原料，采用乙醇預(yù)處理茶葉除掉茶多酚和蛋白質(zhì)等雜質(zhì)后再進(jìn)行水浸提，得出乙醇預(yù)處理最佳工藝參數(shù)為料液比1∶25、溫度55℃、提取時(shí)間20 min和乙醇溶度65%。楊國(guó)軍等[15]還研究比較了兩種提取方式，結(jié)果表明采用65%醇洗后再水浸比先水提后再用65%醇沉提所制得的粗茶多糖含量高，且可溶性蛋白低。

1.4 微波提取法

李鶴等[16]采用微波輔助提取綠茶中的茶多糖，通過正交試驗(yàn)得到最佳工藝參數(shù)為料液比1∶35（g/mL）、微波功率500 W、加熱溫度50℃、提取時(shí)間5 min，茶多糖得率達(dá)到1.991 mg/g。李粉玲等[17-18]以鳳凰茶為研究材料，采用微波技術(shù)提取茶多糖，通過優(yōu)化工藝參數(shù)并經(jīng)正交試驗(yàn)得出最佳提取工藝條件是為料液比1∶40（g/mL）、微波功率640 W、加熱溫度75℃、微波時(shí)間2 min及浸提2次，并發(fā)現(xiàn)影響多糖提取率的主次因素分別是微波功率＞料液比＞浸提次數(shù)，時(shí)間和溫度對(duì)提取影響不大。王曉琴等[19]采用微波技術(shù)對(duì)烏龍茶中茶多糖進(jìn)行提取，通過正交試驗(yàn)結(jié)果表明影響茶多糖提取率的因素微波功率＞提取時(shí)間＞提取溫度＞料液比，最佳工藝為微波功率420 W、時(shí)間40 min、溫度65℃與料液比1∶50，茶多糖得率達(dá)到3.14%。

1.5 超聲波提取法

李粉玲等[17]采用超聲波技術(shù)提取鳳凰茶多糖，通過正交試驗(yàn)得出最佳提取工藝條件為料液比1∶40（g/mL）、超聲波功率350 W、時(shí)間20 min、溫度70℃。楊泱等[20]采用超聲波技術(shù)提取普洱茶中多糖，得出最佳工藝條件為料液比1∶20（g/mL）、時(shí)間20 min、溫度70℃及提取3次，其普洱茶多糖得率達(dá)到3.784%。李星科等[21]采用超聲波提取信陽(yáng)紅茶多糖，結(jié)果表明，超聲功率、超聲時(shí)間和溫度對(duì)提取率有一定影響，其最佳提取工藝為超聲功率800 W、時(shí)間30 min、溫度70℃，茶多糖提取率達(dá)4.58 mg/g，同時(shí)發(fā)現(xiàn)與水浸提法相比，其茶多糖抗氧化活性降低。表明超聲波提取相比水浸提法雖然能顯著提高茶多糖提取效率，但對(duì)其生物活性產(chǎn)生影響，可能是超聲過程中改變了其分子結(jié)構(gòu)。

1.6 超臨界提取法

Chen M等[22]采用超臨界CO2萃取技術(shù)萃取茶多糖，設(shè)定萃取壓力35 MPa、溫度45℃和時(shí)間2 h的條件下，其茶多糖得率達(dá)92.5%。韋曉潔等[23]采用超臨界CO2流體萃取苦丁茶多糖，并通過正交試驗(yàn)得出最佳萃取工藝條件為萃取壓力40 MPa、夾帶劑流量3.5 mL/min、溫度50℃、時(shí)間150 min，多糖提取率達(dá)到7.05%。超臨界CO2萃取技術(shù)具多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備較昂貴，目前沒有得到廣泛的工業(yè)化應(yīng)用。

2 茶多糖的生物活性

2.1 降血糖與防治糖尿病活性

Chen X.Q.等[24-26]通過動(dòng)物試驗(yàn)證明茶多糖能降血糖防治糖尿病。于淑池等[27]用安吉白茶多糖連續(xù)灌胃制備致糖尿病小鼠模型14 d，結(jié)果表明，安吉白茶多糖能顯著降低去甲腎上腺素所致糖尿病小鼠和四氧嘧啶致高血糖小鼠模型血糖，并達(dá)到藥物的治療水平，且不影響小鼠的糖耐量和血糖。鐘靈等[28]通過綠茶多糖灌胃用四氧嘧啶建立的糖尿病大鼠模型4周，得到了同樣的結(jié)論，證明茶多糖能顯著降低糖尿病大鼠的血糖水平。潘欣萍等[29]采用大鼠離體小腸囊翻轉(zhuǎn)模型，驗(yàn)證了試驗(yàn)茶多糖（AN蛋白）組分能顯著抑制大鼠小腸葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)，而延緩小腸對(duì)糖的吸收；同時(shí)用該茶多糖組分灌胃Ⅰ型糖尿病大鼠模型和Ⅱ型糖尿病大鼠模型，發(fā)現(xiàn)該茶多糖能降低糖尿病大鼠血糖，并能維持胰島素的正常分泌。李星亞等[30]在細(xì)胞水平和動(dòng)物試驗(yàn)水平上對(duì)茶多糖和多酚協(xié)同防治糖尿病降血糖活性方面做了深入研究，結(jié)果表明茶多糖與茶多酚配比能顯著降低糖尿病大鼠模型血糖和葡萄糖耐量，對(duì)防治糖尿病大鼠具有較好的協(xié)同作用。

2.2 抗氧化活性

醫(yī)學(xué)研究證明，炎癥、衰老、癌癥等的發(fā)生與活性氧自由基的增加有密切關(guān)系，自然界中許多生物活性物質(zhì)的抗氧化成分都能清除自由基，并能阻止引發(fā)的脂質(zhì)過氧化，從而達(dá)到預(yù)防疾病作用[31]。目前，茶葉中活性物質(zhì)抗氧化活性主要集中在茶多酚。但Chen G J[1]研究表明，茶多糖抗氧化活性較強(qiáng)，是一種天然的抗氧化劑。許多科研工作者也分別從細(xì)胞實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及人體實(shí)驗(yàn)等方面展開了深入研究，王媛等[32]研究普洱茶提取物及普洱茶多糖對(duì)抗復(fù)制性衰老的功效，研究發(fā)現(xiàn)普洱茶多糖能顯著提高衰老HDF細(xì)胞的增值，并能顯著提高SOD1、GPx 和 D-loop 基因的表達(dá)，說明普洱茶多糖具有延緩HDF衰老的功效。孫紅梅[33]以摔跤女運(yùn)動(dòng)員服用茶多糖為研究對(duì)象，結(jié)果表明茶多糖可提高人體抗氧化能力，并能提高人體無(wú)氧運(yùn)動(dòng)能力；進(jìn)一步的研究結(jié)果表明，茶多糖還能保護(hù)肝臟、心肌和骨骼肌氧化損傷，改善人體代謝[34]。應(yīng)樂等[35]采用六堡茶為原料提取制得的粗茶多糖，通過自由基清除法（ABTS）及鐵離子還原法（FRAP）來(lái)評(píng)價(jià)抗氧化活性，并用損傷的人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞作為模型，研究其對(duì)人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞氧化損傷的作用；研究發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)中70%乙醇溶液分離出來(lái)的分子量最小的茶多糖組分抗氧化活性和對(duì)人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞氧化損傷的保護(hù)作用最強(qiáng)。楊軍國(guó)等[15，36-37]檢測(cè)了粗茶多糖提取物不同組分的抗氧化活性，研究發(fā)現(xiàn)茶多糖具有一定的抗氧化活性，但弱于茶多酚，且表明茶多糖抗氧化活性的表達(dá)與其他活性成份具有協(xié)同作用。

2.3 調(diào)節(jié)免疫力與抗腫瘤活性

人體的免疫能力與腫瘤的產(chǎn)生具有密切的關(guān)系，茶多糖能夠促進(jìn)免疫細(xì)胞因子分泌表現(xiàn)，而達(dá)到抗腫瘤的目的。夏道宗等[38]研究表明，安吉白茶多糖對(duì)小鼠H22腹水型肝癌移植瘤和S180實(shí)體瘤均具有顯著的抑制作用，同時(shí)其體內(nèi)免疫調(diào)節(jié)試驗(yàn)表明安吉白茶多糖能顯著提升S180實(shí)體瘤小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬能力。Wang YC和Fan YL等[39-40]研究也得出類似的結(jié)果：茶多糖能對(duì)BABL/c小鼠U-2 OS接種瘤具有顯著的抑制作用，且能顯著提升免疫細(xì)胞的吞噬能力。孫蘇軍等[5]通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，坦洋工夫紅茶多糖對(duì)保護(hù)荷瘤小鼠脾臟和胸腺具有顯著作用，且能抑制體內(nèi)腫瘤細(xì)胞的增值。魏楠等[41]研究了茶多糖與阿霉素對(duì)抑制肺癌A549細(xì)胞的影響，研究發(fā)現(xiàn)茶多糖與阿霉素聯(lián)用抑制肺癌A549細(xì)胞效果明顯，茶多糖能增強(qiáng)阿霉素對(duì)肺癌A549細(xì)胞抑制，減少阿霉素的副作用。

2.4 其它活性

李娟等[42]采用小鼠3T3-L1前脂肪細(xì)胞研究了不同茶類多糖對(duì)小鼠3T3-L1前脂肪細(xì)胞降脂效果，結(jié)果表明綠茶、紅茶和烏龍茶多糖均能顯著抑制3T3-L1前脂肪細(xì)胞的增殖與分化，同時(shí)茶多糖的加入能上調(diào)脂聯(lián)素的表達(dá)抑制TG的合成，因而具有降脂減肥的活性。謝亮亮等[43]研究了茶多糖對(duì)抗凝血活性的影響，通過體外抗凝血實(shí)驗(yàn)得出茶多糖可延長(zhǎng)凝血活酶（ATPP）和凝血酶（TT）時(shí)間，其中TPS-4茶多糖組分能顯著增加凝血活酶（ATPP）和凝血酶（TT）時(shí)間，分析得出其通過了內(nèi)源途徑影響凝血過程，說明茶多糖具有凝血活性。同時(shí)，茶多糖還具有防輻射、保護(hù)造血功能、降血壓和抑菌等作用[44]。

3 小結(jié)

通過對(duì)茶多糖的提取分離進(jìn)展進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)各種茶多糖提取分離工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)典的水提醇沉法是目前較常用的方法。為提高提取效率，各類提取方法在實(shí)際操作中應(yīng)配合使用。不同實(shí)驗(yàn)者得出的提取結(jié)果略有差異，本人認(rèn)為這與實(shí)驗(yàn)原料老嫩程度等有一定的關(guān)系，茶多糖的提取過程不僅要參考前人的研究成果，還應(yīng)根據(jù)原料實(shí)際情況確定提取條件。

茶多糖具有多種生物活性，特別是在降血糖防治糖尿病方面受到廣泛關(guān)注。茶葉中茶多糖粗老葉比嫩葉高，而黑茶大多使用的原料較老，這為黑茶保健品、功能性食品及新藥的開發(fā)提供了一條途徑。