茶多糖的提取分离及生物活性研究范文

摘要：茶多糖（TeaPolysaccharide，TPS）是茶叶中一类具有生物活性的水溶性复合多糖总称，具有多种生物活性，对人体具有重要生理功能，其降血糖和防治糖尿病作用尤为突出。本文对近年来茶多糖的提取、分离方法和生理功能等方面的研究进展进行综述，以期为其下一步研究与开发利用提供参考。

关键词：茶多糖；提取；分离；生物活性

多糖又称为多聚糖，是一类在动植物中广泛存在的生物信息大分子物质。茶多糖（TeaPolysaccharide,TPS）是茶叶中提取的具有活性的一类多糖总称。有关研究表明茶多糖具有多种保健作用，如降血糖、抗氧化、抗肿瘤及免疫调节等；特别是在降血糖、增加免疫力和防治糖尿病等方面具有显著的作用，受到了广大科研工作者的关注[1-3]。对茶多糖的生物活性进行研究，首先需对其进行提取和分离，去除杂质获得均一的茶多糖。本文对近年来茶多糖的提取、分离及生物活性研究现状进行综述，以期为茶多糖的深入研究及下一步开发利用提供参考。

1茶多糖的提取分离

茶多糖较易溶于水，在高温、强酸和强碱等情况下容易分解。目前，茶叶中多糖的提取常用方法主要有：水浸提取、酶法提取、乙醇辅助提取、超声波提取、微波提取和超临界提取等。

1.1水浸提取法水浸提取法应用较为广泛，许多学者通过对提取温度、时间和料液比等条件的设置对茶叶中多糖的提取进行了较深入的研究。周宇波等[4]通过水热法提取龙井长叶中茶多糖，研究了提取时间、温度和料液比对茶多糖提取率的影响，并经正交试验优化了提取工艺，其茶多糖的最佳提取工艺参数是：提取温度120℃、时间90min、料液比为1∶25（g/mL）。孙苏军等[5]以坦洋工夫红茶为原料，以茶多糖得率为指标，得出最佳提取工艺条件是：提取温度60℃、时间70min、料液比1∶30（g/mL）。金婷等[6]用热水浸提法提取普洱茶中多糖，得出最佳浸提条件是：提取温度90℃、时间90min、料液比1∶20g/mL、浸提2次。同时，也有学者研究发现[7-8]提取温度超过70℃后，茶多糖提取率上升趋势会降低，并发现茶多糖最佳提取温度为80℃，超过85℃会破环茶多糖中降血糖活性成分。综合比较各学者研究结果，茶多糖提取温度控制在60℃~85℃，时间90min左右，料液比控制在1∶25（g/mL）左右比较合适。同时，在具体操作中应考虑茶叶原料的老嫩程度，可重复提取1～2次从而增加茶多糖提取率。

1.2酶法提取法黎英等[9]以漳平水仙为原料，采用复合酶法提取茶多糖，研究确定了由果胶酶、木瓜蛋白酶和纤维素酶组成的复合酶最佳配比为15∶10∶18；最佳提取工艺参数为料液比为1∶80（g/mL）、加酶量3%、酶解温度49℃、pH6.0及酶解时间90min。李星科等[10]以信阳红茶为原料，研究采用果胶酶和纤维素酶配比为1:1的复合酶提取茶多糖，得出最佳工艺参数为加酶量0.5%、酶解温度40℃、pH5.5和酶解时间180min，提取所得茶多糖为水提法的1.92倍。周小玲等[11]以粗老绿茶为原料，分别研究采用果胶酶、胰蛋白酶、复合酶和不加酶水浸提4种工艺提取茶多糖，结果表明4种方法对所得的茶多糖单糖组分比例影响较小，而提取的茶多糖含量由高到低分别为果胶酶法、复合酶法、胰蛋白酶法和不加酶水浸提法。以上研究表明，酶法提取可以显著提高茶多糖得率，其中采用复合酶效果要优于单一酶类。同时，酶法提取酶解过程中可改变茶多糖组成成分，其多糖活性表达将受到一定影响。

1.3乙醇辅助提取法目前，研究较多的方法有先水浸提后再进行醇沉淀茶多糖和先醇洗大分子杂质后再水提茶多糖[12]。赵昕[13]以苦荆茶为原料，采用水提醇沉法，在料液比1∶15（g/mL）、浸提温度65℃、浸提时间75min和乙醇量1200mL条件下茶多糖得率为2.648%，影响多糖提取的因素关系为提取时间＞温度＞乙醇量＞料液比。刘新月等[14]采用水提醇沉法提取普洱茶中茶多糖，研究得出影响因素主次关系为乙醇溶度＞浸提次数＞浸提温度＞浸提时间，并通过正交试验得到最佳工艺参数为：温度90℃、时间40min、次数3次和乙醇浓度80%。杨国军等[12]以铁观音为原料，采用乙醇预处理茶叶除掉茶多酚和蛋白质等杂质后再进行水浸提，得出乙醇预处理最佳工艺参数为料液比1∶25、温度55℃、提取时间20min和乙醇溶度65%。杨国军等[15]还研究比较了两种提取方式，结果表明采用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微波提取法李鹤等[16]采用微波辅助提取绿茶中的茶多糖，通过正交试验得到最佳工艺参数为料液比1∶35（g/mL）、微波功率500W、加热温度50℃、提取时间5min，茶多糖得率达到1.991mg/g。李粉玲等[17-18]以凤凰茶为研究材料，采用微波技术提取茶多糖，通过优化工艺参数并经正交试验得出最佳提取工艺条件是为料液比1∶40（g/mL）、微波功率640W、加热温度75℃、微波时间2min及浸提2次，并发现影响多糖提取率的主次因素分别是微波功率＞料液比＞浸提次数，时间和温度对提取影响不大。王晓琴等[19]采用微波技术对乌龙茶中茶多糖进行提取，通过正交试验结果表明影响茶多糖提取率的因素微波功率＞提取时间＞提取温度＞料液比，最佳工艺为微波功率420W、时间40min、温度65℃与料液比1∶50，茶多糖得率达到3.14%。

1.5超声波提取法李粉玲等[17]采用超声波技术提取凤凰茶多糖，通过正交试验得出最佳提取工艺条件为料液比1∶40（g/mL）、超声波功率350W、时间20min、温度70℃。杨泱等[20]采用超声波技术提取普洱茶中多糖，得出最佳工艺条件为料液比1∶20（g/mL）、时间20min、温度70℃及提取3次，其普洱茶多糖得率达到3.784%。李星科等[21]采用超声波提取信阳红茶多糖，结果表明，超声功率、超声时间和温度对提取率有一定影响，其最佳提取工艺为超声功率800W、时间30min、温度70℃，茶多糖提取率达4.58mg/g，同时发现与水浸提法相比，其茶多糖抗氧化活性降低。表明超声波提取相比水浸提法虽然能显著提高茶多糖提取效率，但对其生物活性产生影响，可能是超声过程中改变了其分子结构。

1.6超临界提取法ChenM等[22]采用超临界CO2萃取技术萃取茶多糖，设定萃取压力35MPa、温度45℃和时间2h的条件下，其茶多糖得率达92.5%。韦晓洁等[23]采用超临界CO2流体萃取苦丁茶多糖，并通过正交试验得出最佳萃取工艺条件为萃取压力40MPa、夹带剂流量3.5mL/min、温度50℃、时间150min，多糖提取率达到7.05%。超临界CO2萃取技术具多项优点，但设备较昂贵，目前没有得到广泛的工业化应用。

2茶多糖的生物活性

2.1降血糖与防治糖尿病活性ChenX.Q.等[24-26]通过动物试验证明茶多糖能降血糖防治糖尿病。于淑池等[27]用安吉白茶多糖连续灌胃制备致糖尿病小鼠模型14d，结果表明，安吉白茶多糖能显著降低去甲肾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，并达到药物的治疗水平，且不影响小鼠的糖耐量和血糖。钟灵等[28]通过绿茶多糖灌胃用四氧嘧啶建立的糖尿病大鼠模型4周，得到了同样的结论，证明茶多糖能显著降低糖尿病大鼠的血糖水平。潘欣萍等[29]采用大鼠离体小肠囊翻转模型，验证了试验茶多糖（AN蛋白）组分能显著抑制大鼠小肠葡萄糖转运，而延缓小肠对糖的吸收；同时用该茶多糖组分灌胃Ⅰ型糖尿病大鼠模型和Ⅱ型糖尿病大鼠模型，发现该茶多糖能降低糖尿病大鼠血糖，并能维持胰岛素的正常分泌。李星亚等[30]在细胞水平和动物试验水平上对茶多糖和多酚协同防治糖尿病降血糖活性方面做了深入研究，结果表明茶多糖与茶多酚配比能显著降低糖尿病大鼠模型血糖和葡萄糖耐量，对防治糖尿病大鼠具有较好的协同作用。

2.2抗氧化活性医学研究证明，炎症、衰老、癌症等的发生与活性氧自由基的增加有密切关系，自然界中许多生物活性物质的抗氧化成分都能清除自由基，并能阻止引发的脂质过氧化，从而达到预防疾病作用[31]。目前，茶叶中活性物质抗氧化活性主要集中在茶多酚。但ChenGJ[1]研究表明，茶多糖抗氧化活性较强，是一种天然的抗氧化剂。许多科研工作者也分别从细胞实验、动物实验及人体实验等方面展开了深入研究，王媛等[32]研究普洱茶提取物及普洱茶多糖对抗复制性衰老的功效，研究发现普洱茶多糖能显著提高衰老HDF细胞的增值，并能显著提高SOD1、GPx和D-loop基因的表达，说明普洱茶多糖具有延缓HDF衰老的功效。孙红梅[33]以摔跤女运动员服用茶多糖为研究对象，结果表明茶多糖可提高人体抗氧化能力，并能提高人体无氧运动能力；进一步的研究结果表明，茶多糖还能保护肝脏、心肌和骨骼肌氧化损伤，改善人体代谢[34]。应乐等[35]采用六堡茶为原料提取制得的粗茶多糖，通过自由基清除法（ABTS）及铁离子还原法（FRAP）来评价抗氧化活性，并用损伤的人脐静脉血管内皮细胞作为模型，研究其对人脐静脉血管内皮细胞氧化损伤的作用；研究发现，试验中70%乙醇溶液分离出来的分子量最小的茶多糖组分抗氧化活性和对人脐静脉血管内皮细胞氧化损伤的保护作用最强。杨军国等[15，36-37]检测了粗茶多糖提取物不同组分的抗氧化活性，研究发现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达与其他活性成份具有协同作用。

2.3调节免疫力与抗肿瘤活性人体的免疫能力与肿瘤的产生具有密切的关系，茶多糖能够促进免疫细胞因子分泌表现，而达到抗肿瘤的目的。夏道宗等[38]研究表明，安吉白茶多糖对小鼠H22腹水型肝癌移植瘤和S180实体瘤均具有显著的抑制作用，同时其体内免疫调节试验表明安吉白茶多糖能显著提升S180实体瘤小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬能力。WangYC和FanYL等[39-40]研究也得出类似的结果：茶多糖能对BABL/c小鼠U-2OS接种瘤具有显著的抑制作用，且能显著提升免疫细胞的吞噬能力。孙苏军等[5]通过动物实验研究表明，坦洋工夫红茶多糖对保护荷瘤小鼠脾脏和胸腺具有显著作用，且能抑制体内肿瘤细胞的增值。魏楠等[41]研究了茶多糖与阿霉素对抑制肺癌A549细胞的影响，研究发现茶多糖与阿霉素联用抑制肺癌A549细胞效果明显，茶多糖能增强阿霉素对肺癌A549细胞抑制，减少阿霉素的副作用。

2.4其它活性李娟等[42]采用小鼠3T3-L1前脂肪细胞研究了不同茶类多糖对小鼠3T3-L1前脂肪细胞降脂效果，结果表明绿茶、红茶和乌龙茶多糖均能显著抑制3T3-L1前脂肪细胞的增殖与分化，同时茶多糖的加入能上调脂联素的表达抑制TG的合成，因而具有降脂减肥的活性。谢亮亮等[43]研究了茶多糖对抗凝血活性的影响，通过体外抗凝血实验得出茶多糖可延长凝血活酶（ATPP）和凝血酶（TT）时间，其中TPS-4茶多糖组分能显著增加凝血活酶（ATPP）和凝血酶（TT）时间，分析得出其通过了内源途径影响凝血过程，说明茶多糖具有凝血活性。同时，茶多糖还具有防辐射、保护造血功能、降血压和抑菌等作用[44]。

3小结

通过对茶多糖的提取分离进展进行比较，发现各种茶多糖提取分离工艺各有优缺点，经典的水提醇沉法是目前较常用的方法。为提高提取效率，各类提取方法在实际操作中应配合使用。不同实验者得出的提取结果略有差异，本人认为这与实验原料老嫩程度等有一定的关系，茶多糖的提取过程不仅要参考前人的研究成果，还应根据原料实际情况确定提取条件。茶多糖具有多种生物活性，特别是在降血糖防治糖尿病方面受到广泛关注。茶叶中茶多糖粗老叶比嫩叶高，而黑茶大多使用的原料较老，这为黑茶保健品、功能性食品及新药的开发提供了一条途径。

作者：袁勇；尹钟；谭月萍；周重旺 单位：湖南省茶业集团股份有限公司