一茶多提取

一、茶多糖的提取純化方法

茶葉、茶花和茶籽是茶多糖的三大來源。茶多糖提取通常采用水提醇沉法，然后對沉淀物進(jìn)行透析、脫蛋白和脫色處理，得到粗茶多糖。粗茶多糖進(jìn)一步通過柱色譜法純化后，制得茶多糖純品。

1. 茶多糖的提取

熱水提取是茶多糖提取的一種經(jīng)典方法，被廣泛用于從各種茶葉中提取茶多糖。但傳統(tǒng)的熱水提取法存在提取效率低、提取溫度高、提取時(shí)間長等缺點(diǎn)，限制了其實(shí)用性。為了提高茶多糖的提取效率，研究人員開發(fā)出各種輔助提取法，如酶促提取、超聲輔助提取和微波輔助提取等已被應(yīng)用于茶多糖的提取。此外，近期還報(bào)道了一些使用陰離子反膠束體系和采用超臨界CO2萃取技術(shù)提取茶籽多糖，并應(yīng)用響應(yīng)面法優(yōu)化了其提取條件的方法。與傳統(tǒng)方法相比，超臨界流體萃取技術(shù)具有綠色環(huán)保、提取效率極高的優(yōu)點(diǎn)，但也具有配套設(shè)備昂貴且耗時(shí)較長的缺點(diǎn)。

2. 茶多糖的分離純化

從茶葉、茶花和茶籽中提取出來的茶多糖，?；煊卸喾?、色素、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)以及無機(jī)鹽等小分子化合物。這既影響茶多糖的生物活性，也對茶多糖進(jìn)一步定性、定量分析和結(jié)構(gòu)鑒定造成干擾。因此，需要通過一系列技術(shù)，對茶多糖進(jìn)行分離純化。分離純化是茶多糖產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的起始階段和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。茶多糖柱層析純化前，常采用乙醇洗滌、半透膜透析以去除粗茶多糖中小分子化合物和無機(jī)鹽，并采用Sevag 試劑等脫蛋白、H2O2等脫色。脫色脫蛋白后得到的茶多糖，進(jìn)一步通過柱層析純化，如凝膠過濾層析、離子交換層析和大孔樹脂層析。柱層析法是根據(jù)茶多糖形狀、分子量和極性的不同，達(dá)到分離純化的目的。

二、茶多糖的結(jié)構(gòu)表征

1. 單糖及其他物質(zhì)組成

茶多糖主要由單糖組成，通常采用氣相色譜（GC）、高效液相色譜（HPLC） 和離子色譜（IC）分析其單糖組成。Yin等采用三氟乙酸（TFA） 水解糖苷鍵和醋酸肌醇衍生化后，再用GC分析綠茶多糖單糖組成。結(jié)果表明，綠茶多糖由摩爾比為90.0：9.1：0.9的葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖組成。Chen等采用HPLC 分析茯磚茶多糖，發(fā)現(xiàn)它是典型的酸性雜多糖，主要由甘露糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖組成，并含有少量的核糖和葡萄糖醛酸。Wang等采用IC 鑒定茶多糖單糖組成，發(fā)現(xiàn)茶葉多糖和茶花多糖均由鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖和半乳糖醛酸組成，且含有少量的葡萄糖醛酸、木糖和甘露糖。與GC和HPLC分析單糖組成相比，IC 具有高分辨率且不需要對單糖進(jìn)行衍生化，已越來越多地應(yīng)用于茶多糖單糖組成分析。茶多糖本質(zhì)上是一種糖蛋白，不僅含有單糖，還有氨基酸、蛋白質(zhì)和無機(jī)元素等成分。茶多糖中的蛋白質(zhì)含量通常采用Bradford法測定，而氨基酸主要用HPLC、IC和氨基酸分析儀進(jìn)行分析。

2. 分子量

分子量是多糖最重要的物理性質(zhì)之一。目前， 凝膠過濾色譜（GFC）、凝膠滲透色譜（GPC） 和高效凝膠滲透色譜（HPGPC）等技術(shù)已被用于測定茶多糖的分子量。Chen等使用配有示差折光檢測器的GFC測定新鮮茶葉中4個(gè)茶多糖組分的分子量，結(jié)果表明， 它們的分子量分別為30.6 kDa、56.8 kDa、196 kDa 和1 160 kDa。Wang等以不同分子量的葡聚糖為標(biāo)準(zhǔn)品，通過GPC測定不同來源茶多糖的分子量，結(jié)果顯示茶葉多糖、茶花多糖、茶籽多糖的分子量分別為3.67 × 103～7.58 × 10? Da、2.56×103～1.46×10? Da、3.66×103～9.61×10? Da。Gu等采用HPGPC 分析富硒茶多糖組分（SeTPS-1 和SeTPS-2）， 其分子量分別為1.7 ×10? Da和1.3×10? Da。在各種茶原料中提取的茶多糖，其分子量范圍在1.2～3 900 kDa 之間。此外，Qin等比較了渥堆發(fā)酵前后六堡茶中的茶多糖，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后茶多糖分子量顯著下降。

3. 化學(xué)結(jié)構(gòu)

茶多糖化學(xué)結(jié)構(gòu)主要包括糖苷鍵的構(gòu)型、糖苷鍵的位置、單糖的序列、附加的非碳水化合物基團(tuán)的數(shù)量和位置以及分子鏈構(gòu)象。目前，各種技術(shù)，如Smith降解、高碘酸鹽氧化、酶消化、甲基化分析、核磁共振（NMR）、原子力顯微鏡（AFM）和掃描電子顯微鏡（SEM），已被用于揭示茶多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)。Wang 等使用甲基化分析、部分水解和NMR對綠茶多糖7WA的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)7WA的骨架是1,3-和1,6-連接的半乳糖殘基，支鏈連接在1,6-連接的半乳糖殘基的O-3位置上和1,3-連接的半乳糖殘基的O-4位置上。不同來源的茶多糖結(jié)構(gòu)差異很大，很難用一個(gè)通用的結(jié)構(gòu)式來表示茶多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)。然而，基于之前的研究，Xu等發(fā)現(xiàn)茶多糖的骨架主要由1、3、4、6-連接的半乳糖殘基、1,4-連接的半乳糖醛酸殘基、1,4-連接的葡萄糖殘基和1,2,4-連接的鼠李糖殘基組成。分支出現(xiàn)在O-2、O-3、O-4 和O-6位置上，支鏈上常有II 型阿拉伯半乳聚糖。此外，大多數(shù)酸性茶多糖被證實(shí)是果膠多糖，其中一些與鼠李糖半乳糖醛酸-II 具有相似的結(jié)構(gòu)。

（待續(xù)）

具體內(nèi)容詳見《中國茶葉》2021年第8期，P7-15，《茶多糖提取純化、結(jié)構(gòu)活性及應(yīng)用研究進(jìn)展》，作者：程利增，朱將雄，周慧，王元鳳，魏新林。

通訊作者

上海交通大學(xué)特聘教授、博士生導(dǎo)師，國家十三五重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目首席科學(xué)家、上海市農(nóng)業(yè)領(lǐng)軍人才，上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人。

長期從事茶葉深加工與質(zhì)量安全控制方面的研究工作，主持國家十三五重點(diǎn)研究計(jì)劃項(xiàng)目、國家863計(jì)劃項(xiàng)目、上海市重大重點(diǎn)項(xiàng)目等30多項(xiàng)。近年來，發(fā)明了高純度高活性茶源多糖、茶多酚與茶皂素的綜合提取工藝，并通過多維指紋圖譜、共振光散射等，建立了高靈敏度、高選擇性的茶源多糖定性定量質(zhì)量控制技術(shù)體系；基于茶多糖可以絡(luò)合硒元素的性質(zhì)，開發(fā)了富硒茶源多糖的焙烤食品、化妝品等新產(chǎn)品，擴(kuò)寬了茶源多糖的應(yīng)用范圍，經(jīng)濟(jì)和社會效益十分顯著。以第一作者和通訊作者在Biosensors and Bioelectronics、Trends Food Sci. Technol.、J. Agric. Food Chem.等雜志發(fā)表SCI論文50多篇（SCI一區(qū)/二區(qū)論文39篇，IF>10的2篇，IF>6的32篇），出版著作6本，制訂國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，獲授權(quán)專利13項(xiàng)（國際專利2項(xiàng)）。

如涉及版權(quán)問題請聯(lián)系刪除

1.抗糖尿病活性

在中國和日本民間，常飲用粗老茶葉治療糖尿病。目前，已經(jīng)有許多研究表明，茶多糖是茶葉治療糖尿病的主要活性成分。茶多糖可以通過抑制淀粉水解成葡萄糖，延緩其吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，降低餐后血糖水平。研究發(fā)現(xiàn)，茶多糖可以抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶，顯著抑制淀粉向葡萄糖轉(zhuǎn)化，阻止二糖向單糖轉(zhuǎn)化。值得注意的是，茶多糖對淀粉水解酶的抑制活性隨茶葉陳化時(shí)間的延長而增強(qiáng)。Xu等分別從陳化1年、3年和5年的普洱茶中分離出3種茶多糖，即PTPS-1、PTPS-3和PTPS-5，并評價(jià)其對α-糖苷酶的抑制活性，研究發(fā)現(xiàn)隨著普洱茶陳化時(shí)間的延長，茶多糖對α-糖苷酶的抑制活性增強(qiáng)，且PTPS-5的抑制活性是阿卡波糖的3倍。茶多糖還可以通過降低胰島素抵抗，改善胰島素分泌和敏感性，緩解糖尿病。

2.抗氧化活性

不同來源的茶多糖對超氧化物、羥基和DPPH自由基等均表現(xiàn)出較強(qiáng)的清除活性，且茶葉多糖和茶花多糖的清除活性強(qiáng)于茶籽多糖。綠茶多糖干預(yù)H2O2誘導(dǎo)的人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞，可降低細(xì)胞凋亡，有效抑制細(xì)胞內(nèi)ROS和丙二醛（MDA）的產(chǎn)生，并恢復(fù)超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）和谷胱甘肽（GSH）至正常水平。

近年來，還利用小鼠氧化損傷模型，進(jìn)一步探究了茶多糖體內(nèi)抗氧化活性。茶多糖可以有效清除自由基，提高心臟、肝臟和血液中SOD、GPX、CAT等生物活性參數(shù)，降低MDA等生化參數(shù)，以增強(qiáng)體內(nèi)的抗氧化活性。值得注意的是，富硒茶多糖比普通茶多糖表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗氧化活性。

3.抗腫瘤活性

多項(xiàng)細(xì)胞和動物模型研究表明，茶多糖可顯著抑制乳腺癌、胃癌、肝癌、前列腺癌、結(jié)腸癌、宮頸癌等的發(fā)展，具有廣譜的抗腫瘤活性。

4.增強(qiáng)免疫

調(diào)節(jié)機(jī)體免疫是天然多糖最顯著的生物學(xué)功能之一，是多糖抗腫瘤效應(yīng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)。近年來，已經(jīng)進(jìn)行了許多體外和體內(nèi)研究，證明茶多糖對機(jī)體免疫系統(tǒng)具有顯著的調(diào)節(jié)作用。用綠茶多糖干預(yù)肉仔雞，結(jié)果表明，綠茶多糖可顯著增加血清IgG水平、胸腺指數(shù)、血清CAT、GPX和SOD活性。雖然茶多糖具有良好的免疫增強(qiáng)活性，但是其增強(qiáng)免疫活性的機(jī)理目前尚不清楚。

5.調(diào)節(jié)腸道菌群

研究表明，茶多糖不會在口腔、胃和小腸中分解，能安全抵達(dá)大腸，并被腸道菌群利用，刺激它們的生長和有益化合物的生成。茶多糖通過改善腸道免疫系統(tǒng)和維持腸道屏障，在促進(jìn)腸道健康方面發(fā)揮積極作用。此外，茶多糖可調(diào)節(jié)腸道菌群的組成和豐度，增加短鏈脂肪酸含量。茶多糖可以改善腸道免疫系統(tǒng)和腸道屏障，調(diào)節(jié)腸道菌群的組成和代謝產(chǎn)物，維持機(jī)體的正常功能。

四、茶多糖的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

1.功能食品和藥用成分

茶多糖是繼茶多酚之后，在茶葉中發(fā)現(xiàn)的又一種極具開發(fā)價(jià)值的生物活性物質(zhì)。茶多糖的多重生物活性，為其在功能食品和醫(yī)藥領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。利用茶多糖抗糖尿病功效，針對糖尿病患者開發(fā)成各種相應(yīng)的降糖制劑和輔助制劑，如茶多糖口含片、茶多糖復(fù)方膠囊及茶多糖口服液等。基于茶多糖抗氧化活性，可以開發(fā)成為抗氧化劑作為食品添加劑，也可添加在面膜等用于化妝品中。鑒于茶多糖的抗腫瘤和免疫增強(qiáng)活性，將茶多糖與抗腫瘤藥聯(lián)用，可以降低抗腫瘤藥物的毒性。茶多糖還可用于保健產(chǎn)品和藥物的配方中，開發(fā)免疫增強(qiáng)劑和免疫佐劑，以增強(qiáng)免疫力和預(yù)防疾病。

2.食品級包裝膜

茶多糖與增塑劑（甘油、乙二醇等）和表面活性劑混合，形成可食用、具有良好阻隔性能的薄膜和涂層，控制氣體交換和食物氧化，有助于水果和蔬菜的保鮮。Gao等采用茶多酚、多糖和果膠制備了一種功能性多糖薄膜，該多糖薄膜可有效抑制鮮牛肉貯藏期內(nèi)變色。汲雪寧將茶多糖添加到海藻酸鈉中，制備具有天然生物活性的茶多糖復(fù)合薄膜。該茶多糖薄膜可以防止或延緩有機(jī)蒸汽（溶劑、香氣）、水蒸氣、溶質(zhì)和氣體（二氧化碳、氧氣和氮?dú)猓┑尼尫?，有效延緩水果和蔬菜的脫水，防止食品變質(zhì)，延長其保質(zhì)期。茶多糖薄膜優(yōu)于合成包裝薄膜，因?yàn)樗鼈儾粌H可以很好地包裝和保存食品，而且可以食用和生物降解，是一種環(huán)保的包裝材料，有望更廣泛地替代合成包裝材料。

3.藥物輸送載體

茶多糖作為藥物載體，與合成聚合物相比，具有較高的生物相容性和生物降解性，較低的生物毒性、免疫原性和成本。它們具有適合藥物遞送的物理和化學(xué)性質(zhì)，易于進(jìn)行化學(xué)修飾，可以配制成顆粒和水凝膠，使其適用于治療性藥物遞送。近年來，基于茶多糖偶聯(lián)的納米載體被用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。Li等以茶多糖為殼，以玉米醇溶蛋白為核，制備了一種新型的紫杉醇納米粒子，以提高紫杉醇的水溶性。其中，紫杉醇通過-OH和C=O基團(tuán)與玉米醇溶蛋白和多糖相互作用，從而提供緩釋效果。Wu等合成了一種具有低細(xì)胞毒性的茶多糖衍生物，用作將siRNA遞送到肝臟的載體。此外，茶多糖也可開發(fā)成微晶給藥的載體，應(yīng)用于化妝品領(lǐng)域。

五、展望

茶多糖是茶的主要活性成分之一，具有抗糖尿病、抗氧化、抗腫瘤、增強(qiáng)免疫和調(diào)節(jié)腸道菌群等多重生物活性。在過去10年中，由于茶多糖優(yōu)異的生物活性，其在功能性食品領(lǐng)域的潛在應(yīng)用吸引了越來越多的研究。然而，由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，茶多糖研究仍存在如下問題。

1.現(xiàn)有的部分茶多糖分離純化方法，尚處在實(shí)驗(yàn)室階段，存在提取純度不高、純化成本高、工藝復(fù)雜等問題。然而，茶多糖的研究及其在功能性食品和醫(yī)藥行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，需要更簡單、有效、經(jīng)濟(jì)的分離純化方法，以大規(guī)模生產(chǎn)高質(zhì)量的茶多糖。因此，大量生產(chǎn)高品質(zhì)低成本的茶多糖仍然是研究人員面臨的巨大挑戰(zhàn)。

2.茶多糖的多種生物活性被認(rèn)為與其化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān)。近幾十年來，茶多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物活性得到了廣泛研究。然而，由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和靈活性，茶多糖的結(jié)構(gòu)特征、空間構(gòu)象及其構(gòu)效關(guān)系仍不清楚。

3.茶多糖的功能活性研究主要停留在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動物實(shí)驗(yàn)上，其臨床醫(yī)學(xué)功能、保健機(jī)理有待深入研究。

4.有大量文獻(xiàn)證實(shí)了茶多糖的生物活性及其潛在商業(yè)用途，但其作為功能性食品成分在食品中的應(yīng)用尚未得到廣泛研究。

（續(xù)完）

具體內(nèi)容詳見《中國茶葉》2021年第8期，P7-15，《茶多糖提取純化、結(jié)構(gòu)活性及應(yīng)用研究進(jìn)展》，作者：程利增，朱將雄，周慧，王元鳳，魏新林。

作者

魏新林

上海交通大學(xué)特聘教授、博士生導(dǎo)師，國家十三五重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目首席科學(xué)家、上海市農(nóng)業(yè)領(lǐng)軍人才，上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人。

長期從事茶葉深加工與質(zhì)量安全控制方面的研究工作，主持國家十三五重點(diǎn)研究計(jì)劃項(xiàng)目、國家863計(jì)劃項(xiàng)目、上海市重大重點(diǎn)項(xiàng)目等30多項(xiàng)。近年來，發(fā)明了高純度高活性茶源多糖、茶多酚與茶皂素的綜合提取工藝，并通過多維指紋圖譜、共振光散射等，建立了高靈敏度、高選擇性的茶源多糖定性定量質(zhì)量控制技術(shù)體系；基于茶多糖可以絡(luò)合硒元素的性質(zhì)，開發(fā)了富硒茶源多糖的焙烤食品、化妝品等新產(chǎn)品，擴(kuò)寬了茶源多糖的應(yīng)用范圍，經(jīng)濟(jì)和社會效益十分顯著。以第一作者和通訊作者在BiosensorsandBioelectronics、TrendsFoodSci.Technol.、J.Agric.FoodChem.等雜志發(fā)表SCI論文50多篇（SCI一區(qū)/二區(qū)論文39篇，IF>10的2篇，IF>6的32篇），出版著作6本，制訂國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，獲授權(quán)專利13項(xiàng)（國際專利2項(xiàng)）。

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產(chǎn)品信息

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等級：特級

包裝：鐵罐、禮盒

規(guī)格：100g*2罐/盒4盒/箱

陳化日期：2012年

出廠日期：2023年