茶多糖的研究进展

刘月新，叶良金

（安徽省黄山市黄山区新明乡农技站，安徽黄山 245704）



茶多糖的研究进展

刘月新，叶良金

（安徽省黄山市黄山区新明乡农技站，安徽黄山 245704）

摘要：茶多糖是从茶叶中提取的一类糖复合物，具有降血糖、降血脂、抗氧化、增强免疫力等活性。本文从茶多糖的提取、分离、纯化、结构、组成、生物活性等方面进行了综述，并对其的研究方向和应用前景进行展望，这对于茶多糖的深入研究和应用及茶叶资源的综合利用具有重要意义。

关键词：茶叶；多糖；分离纯化；结构；生物活性

茶叶起源于中国，在中国、日本、印度和泰国等亚洲国家作为药用植物已经有5,000年历史[1]，在中国最古老的传统医学著作《神农本草经》中记载“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解之”。中国拥有丰富的茶叶资源，对茶叶资源的综合开发利用一直为人们所关注。茶叶中含有多酚、茶氨酸、咖啡碱、茶皂素、茶色素、维生素、多糖等活性物质，上一世纪的研究多集中在茶多酚、咖啡碱和茶皂素的功能活性上，茶多糖（Tea Polysaccharides，简称TPS）的研究较少[2]。但近20年来多糖的分离纯化、结构分析和活性功能有了较大进步，茶多糖的结构及药理活性的研究报道逐渐增多[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，对人体具有显著的调节作用，特别在粗老茶叶中茶多糖含量较高，并且具有较强的生理活性[14]，在医疗、功能性食品方面显示了广阔的开发前景。

1茶多糖的提取、分离及纯化

茶多糖作为植物细胞的主要成分之一，其提取过程跟其他植物多糖提取相似[2]。茶叶在提取多糖之前一般用乙醇预处理从而去处色素等小分子，脱色后干燥的茶样用热水浸提得到茶多糖的浸提液，茶多糖浸提液中加入一定浓度的乙醇，离心后收集沉淀得到粗多糖[2]。Lu等人用95%的乙醇对黄山毛峰进行预处理，然后用80℃热水浸提三次后，浸提液浓缩到200 mL使用95%的乙醇沉淀茶多糖，其最终粗多糖得率为2.3%[15]。镇卫国等人采用正交实验法，结果表明料液比在1:25温度在80℃下提取3次，武当道茶茶多糖得率为7.49%[16]。Zhang等人使用响应面优化从安吉白茶中提取茶多糖，结果表明提取温度、提取时间和料液比都显著影响茶多糖提取率，最佳提取条件为：温度76.79℃，提取时间2.48 h，料液比为22.53 mL/g[17]。然而传统的热水提取提取效率较低、提取时间较长且需要较高提取温度等缺点限制了广泛的应用[18]。为了提高茶多糖的得率提高提取效率，可以采用酶法[19, 20]、超声波法[21, 22]、超滤法[5]和微波法[21, 23]等进行辅助提取。Wei等人比较了传统的水提法、超声波辅助提取和微波辅助提取方法对茶树花多糖的影响，结果表明传统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]。陈仕学等人分别使用微波和超声波辅助提取石阡苔茶，结果表明超声波和微波均可以大大的缩短提取时间提高茶多糖的提取率[22, 23]。Li等人使用阴离子反向胶束系统提取茶多糖，发现其具有高速、高选择性和相对较低的运行成本，在最佳条件下（pH 4.6、0.06 mol/L GuHCl、甲醇含量7% 、甲醇浓度0.05 mol/L）其提取回收率为34%[24]。Chen等人使用CO2超临界萃取提取茶叶中茶多糖，其最佳提取工艺为：提取时间为2h、提取温度45℃、提取压力为35Mpa、乙醇浓度为20%、颗粒度为380nm，结果表明CO2超临界萃取不仅可以提高茶多糖提取率还可以保持他们的活性，在茶多糖的生产中有广阔情景[25]。

目前对于植物多糖的分离纯化的方法主要有：透析法、乙醇分级沉淀法，柱色谱分离法和超滤法[2, 5]。Wang等人水提法提取茶树花多糖后分别用10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%和90%的乙醇分别沉淀茶多糖从而得到九种不同组成的茶多糖[26]。周斌星等人在制得普洱粗茶多糖后，经Sevag法脱蛋白4- 5次后蒸馏水透析醇沉后真空低温干燥得到茶多糖纯品[27]。Wang等人使用超滤法分离纯化得到三种不同分子量的茶多糖TPS- 1、TPS- 2和TPS- 3，其分子量分别为240 kD、21.4 kD和2.46 kD[5]。张艳等人使用超滤和微滤方法分离纯化茶多糖，结果表明1%的料液，0.2MPa的压力和0.04μ m的孔径的工艺下，再经过30kD的超滤二次纯化，茶多糖的糖含量可以从50%提高到81%[28]。茶多糖在使用层析柱分离纯化有着较好的效果[29- 31]。Chen等人在提取绿茶粗多糖后用DE- 52层析柱（3.6× 40 cm）对其进行纯化后得到一种酸性茶多糖[32]。Wang等人在提取得到粗茶多糖后用DEAE-琼脂糖凝胶纯化茶多糖，分别用浓度为0.1、0.2和0.3 mol/L的NaCl进行分段梯度洗脱从而得到ATPS1、ATPS2和ATPS3三种纯化的多糖[6]。杨新河等研究10种树脂纯化与分离普洱茶多糖，结果显示D101树脂可以同时脱除普洱茶多糖中蛋白质和色素，在最佳条件下（茶多糖体积为50 mL、pH为4、温度为50℃、料液质量浓度为3.8 mg/mL、树脂用量为11mL）蛋白去除率为70.89%，脱色率为82.33%[33]。

2茶多糖的的结构及组成

茶多糖的结构及其组成的研究主要集中在茶多糖的分子量、单糖组成、糖苷键结构和位置[34]；不同的茶叶品种及不同的提取分离方法，均会得到不同性质和组成的茶多糖。Wang研究了不同品种的绿茶和乌龙茶中茶多糖中单糖组成，结果表明茶多糖主要由阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖组成且其比例约为1:1:0.5[35]。Wang等人分别从茶叶、茶花和茶籽中提取分离茶叶多糖（TLPS）、茶花多糖（TFPS）和茶籽多糖（TSPS），三种茶多糖中均含有Rha、Ara、Gal、Glu、Xyl、GalA和GluA，除此之外TLPS中还含有Man和Rib，TFPS中还含有Man，TLPS的分子量分范围为3.67- 758kD，TFPS的分子量分范围为2.56- 1460kD，TSPS的分子量分范围为3.66- 961kD[36]。X iao等人分别从西湖龙井、安溪铁观音、茶闻天下和徽州绿茶中提取得到粗茶多糖，研究表明这些茶多糖均有类似的单糖组成但不同的分子量均不相同[37]。尽管很多研究者用不同的方法从不同茶叶样品中提取了茶多糖并研究其分子量及组成，但茶多糖的相关结构和构想的报道较少并只停留在一级结构上。赵谋明等人从山苦茶中提取纯化得到碱溶性（MOAP）和水溶性（MOWP）两种多糖，并使用甲基化和气象色谱质谱法（GC- MS）得到MOWP和MOAP的糖苷键连接方式，结果表明两种茶多糖中均含有较高的→3)- X ylf- (1→、→3)- Galp- (1→和→3)- Gacp- (1→残基[38]。Zhou等人从江西绿茶中分离得到中性多糖TGC，其主要由Rha、Ara、X yl、Glu、Man和Gal六种单糖组成，多糖的主链主要由Rha、Glu和Gal通过β 1 →3连接构成，其他支链主要通过β 1→2、β 1→3和β 2→3糖苷键连接[39]。Wang等人从绿茶中分离纯化出一种中性茶多糖NTPS- 1，其分子量为21247Da主要组成成分为半乳糖通过β—(1→4)糖苷键连接的结构[31]。Wang等人从绿茶中提取分离出一种水溶性茶多糖（7WA），并通过甲基化、部分水解和核磁等方法得到7WA的可能结构为[40]：

3茶多糖的生物活性

茶多糖是茶叶中继茶多酚后发现的又一种极具开发价值的生理活性物质，其主要的药理作用是抗氧化、降血糖、抗肿瘤、免疫调节等。

3.1 茶多糖抗氧化性活性

3.2茶多糖降血糖活性

在中国和日本民间经常会饮用粗老茶叶来治疗糖尿病，大量的实验均表明茶多糖可以有效的降低动物体内血糖从而阻止糖尿病发生。Wang等人从粗老茶叶中提取茶多糖注射高血糖小鼠，发现正常小鼠和高血糖小鼠中血糖含量和对照组相比分别下降13.54%和22.18%，注射2.4 mg/mL茶多糖的小鼠体内抗体含量明显增加44.93%[44]。X iao等人分别从西路龙井、安溪铁观音、茶闻天下和徽州绿茶中提取茶多糖并研究其对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制作用，结果表明西湖龙井茶多糖对α-葡糖苷酶和α-淀粉酶抑制率分别可达64.35%、82.24%，其抑制作用好于其他三种茶多糖[37]。Wei等人分别采用传统水提法、微波辅助提取和超声波辅助提取茶花中多糖并比较其对α-葡萄糖苷酶的抑制作用，结果表明微波辅助提取和超声波辅助提取茶花多糖对α-葡萄糖苷酶的抑制作用较弱，而传统水提法多糖对α-葡萄糖苷酶有很强的抑制作用，在浓度为2 mg/mL浓度下对α-葡萄糖苷酶抑制率为83.3%[21]。Wei等人使用传统提取法、沸水提取法和酶辅助提取法提取茶叶中多糖并研究其对α-葡萄糖苷酶抑制作用，结果表明沸水提取茶多糖对α-葡萄糖苷酶有很强的抑制率为86.67%[20]。Wang研究不同提取方法对茶叶和茶花多糖抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制影响，酶辅助提取得到的茶叶多糖和茶花多糖对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叶多糖其对α-淀粉酶抑制作用均低于α-葡萄糖苷酶[37]。Han从茶花中提取的水溶性多糖并研究其降血糖的作用，结果显示喂食三周75、150、300 mg/kg的剂量组的高血糖小鼠体内血糖显著性降低[45]。Deng利用体内和体外方法研究普洱茶多糖降血糖及抑制α-葡萄糖苷酶能力，结果表明这种茶多糖可以抑制α-葡萄糖苷酶的活性而对α-淀粉酶抑制作用较弱[46]。

3.3茶多糖免疫调节活性及抗肿瘤功能

茶多糖可以通过增强免疫细胞活性从而抑制肿瘤细胞的增殖。Y ang等人从茶叶中提取茶多糖然后研究其对老鼠免疫调节作用，分别用三种剂量（50 mg/kg、100 mg/kg、300 mg/kg）连续喂食小鼠30天，结果显示中剂量和高剂量的茶多糖明显提高小鼠胸腺和脾脏指数[47]。Y ang从绞股蓝中提取茶多糖并研究其免疫活性，结果显示茶多糖可以显著的刺激腹膜巨噬细胞释放一氧化氮、活性氧和肿瘤坏死因子，并且茶多糖还能抑制人结肠癌HT- 29 和SW- 116细胞的增殖[7]。Wang等人水提法提取茶树花多糖后分别用10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%和90%的乙醇分别沉淀茶多糖从而得到九种不同组分的茶多糖并研究其相关生物活性，结果表明不同组分茶花多糖对α-葡萄糖苷酶及淋巴细胞增殖均有很强的抑制效果[26]。Wang从茶籽中提取三种茶多糖组分（NTSPS、ATSPS1- 1、ATSPS2）并研究其抗肿瘤及免疫活性，结果显示NTSPS、ATSPS1- 1和ATSPS2的抗肿瘤活性均随着浓度升高而增强，在400 μ g/mL时对K562癌细胞的抑制率分别为30.13± 3.54%、36.61±2.75%、32.33±2.53%，研究还发现多糖还能强烈的促进小鼠脾淋巴细胞的增殖[48]。Wang从紫阳茶叶中提取的富硒茶多糖，并研究其对骨肉肿瘤U- 2细胞抑制作用，显示富硒茶多糖可以显著地抑制癌细胞U- 2的增殖并随着剂量增加而活性增强，在给U- 2肿瘤移植无胸腺小鼠喂食茶多糖28天后明显的肿瘤抑制作用，小鼠体重与对照组没有显著不同且没有小鼠死亡[49]。

3.4茶多糖其他活性

Lee从绿茶中提取一种酸性多糖然后研究其对幽门螺杆菌、疮疱丙酸杆菌和金黄色酿脓葡萄球菌的抗黏附能力，结果表明茶多糖有选择性的抑制某些病原微生物的黏附能力而对其他有益的微生物不产生影响[13]。Cipriani等用乙醇诱发的胃损伤小鼠为模型研究茶多糖的抗溃疡效果，结果表明茶多糖对小鼠胃溃疡有很好的修复能力，其半数有效量（ED50）为9.3 mg/kg[50]。Chen研究茶多糖对提高细胞对高糖耐力影响，结果表明茶多糖可以显著性降低高糖对脐静脉内皮细胞的损伤[51]。Sassaki分别从绿茶和红茶中提取茶多糖然后研究其抗小鼠鼠脓毒症作用，结果显示绿茶多糖和红茶多糖分别可以降低鼠脓毒症小鼠40%和25%的死亡率，茶多糖活性差异可能由于不同的糖醛酸含量[52]。Wei等人从水分吸收与保留、防晒、促进成纤维细胞的增殖及酪氨酸酶抑制四个方面考察茶多糖和茶多酚对皮肤影响，茶多糖和茶多酚均可以很好的吸收保留水分，茶多糖纯度越高其吸收保留水分效果越好，但在抵抗紫外线及增强的成纤维细胞的增殖方面茶多糖基本没有效果但茶多酚有显著的效果[53]。Cai等人从绿茶中提取四种茶多糖组分TPS- 1，TPS- 2，TPS- 3和TPS- 4然后研究其抗凝血活性，结果显示茶多糖TPS- 4可以作为一种天然的抗凝剂[54]。

4展望

随着世界食品、保健品及药品工业的快速发展，天然健康的活性成分越来越受到关注，特别是具有降血糖、降血脂、抗氧化、增强免疫力等多种活性的茶多糖必将有广阔的开发前景。中国是茶叶生产的大国，资源丰富，在2010年中国茶叶种植面积达到180多万公顷，产量超过130万吨都位于世界第一，并且因此产生了大量的粗老茶叶，而这些粗老茶叶都是茶多糖的重要来源。因此对茶多糖有效成分的分离、纯化及生物活性的深入研究具有重要的意义。茶多糖的研究已经取得了很大进展，但仍然存在以下问题，主要有：（1）茶多糖的分离纯化工艺依然不够成熟，茶多糖纯度低且得率少严重阻碍了茶多糖研究与开发；（2）茶多糖的结构研究主要还停留在一级结构，其高级结构与活性关系还有待进一步研究；（3）多糖的降血糖、降血脂、抗氧化、增强免疫力等在体内活性机理都尚不明确。

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（责任编辑：蒋文倩）

〔作者简介〕刘月新（1989-），女，黑龙江省绥化市人，从事茶叶加工研究，Email：ahautea@163.com。叶良金，男，工程师。

〔收稿日期〕2015- 11- 05

中图分类号：S571.1文献标示码：A

文章编号：1006- 5768（2016）01- 038- 006