茶叶多糖复合物的研究进展.pdf

F o0 D D F E R ME N l A TI ON I N DU S I K l E 茶叶多糖复合物的研究进展 周裔彬 ， 汪东风 周小玲 李 雷 朱永兴 1 ( 中国海洋大学食 品科学与工程系 ， 青岛 ， 2 6 6 0 0 3 )2 ( 农业部茶叶生物 化学及生物技术重点开放实验室 ， 合肥 ， 2 3 0 0 3 6 )3 ( 中国农业科学院茶叶研究所 ， 抗州 ，3 1 0 0 0 8 ) 青 要 综 述 了茶 叶 多糖 复合 物( T P C， E e a p o l y s a c c h a r i d e c o mp l e x ) 提 取 、 纯 化 、 纯度 检 测 的 方 法 以 及其 含 量 、 组 成、 结构分析 、 生理活性等方面的研究进展 ， 并就 TP C进一步研究的方向进行了讨论。 关键词 茶 多糖， 提取纯化， 组成， 结构分析， 生理活性 茶 多 糖 全 称 为 茶 叶 多 糖 复 合 物 ( T P C，t e a p o l y s a c c h a r i d e c o mp l e x) ， TP C 是 一 种 酸 性 杂 多 糖【 1 , 2 3 。自1 9 9 0年初 ， 清水芩夫报道 T P C具有保健 功能 以来 L 3 l 1 ， 国内外学 者 对不 同的茶树 品种 、 不 同 产地及 等级 的 茶 叶 的 TP C提 取 、 生 理 活 性 、 理 化 性 质 、 组成 、 含量 、 结构 等进行 了较 为广泛的研究 。其 中 在 T P C的提取方 法 、 生理 活性 、 理 化性 质 、 组 成 及含 量方面 已有了较 大 的进展 ， 但 对 TP C中低 聚糖 的分 离 、 纯化 、 结构鉴定 、 功能性 以及聚糖链与配体 的构 效 关 系 目前研究较 少 。为推 动 TP C的开发 利 用 ， 本 文 对 TP C的提取 工艺 、 纯化方 法 、 含量 、 组 成 、 结 构分 析 及生理 活性的研 究作 一概 述 ， 并 就今 后 TP C的研究 内容进行 了讨论 。 1 T P C的提取 方法 1 1 不 同的水温提取【 4 , 5 J 茶 叶粉 碎后 ， 过 3 0 5 0目筛 子 ， 用 4 08 0 的 水温 浸提 ， 温 度 过低 浸 提 时 间 长 ， 得 率 低 ； 温度 超 过 8 0 影 响 TP C的活性 L 4 J 。在浸 提 过程 中， 主要 是茶 叶吸水膨胀后 ， 细胞 壁破 裂 ， 组 织 瓦解 ， 吸水性 物 质 、 T P C等被释放 出来 。 1 2 辅助提取 法 1 2 1微 波 辅 助 法 L 6 浸提时 ， 用 9 1 5 MHz 或 2 4 5 0 MHz的电磁波把 能 量传播到茶 叶组 织 内部 ， 在 外加 电场 方 向 的变化 下 ， 使溶 液 中、 组织 内部的分子摆动加 速 ， 产 生摩擦 ， 瞬间 聚中热 量 ， 加速茶 叶组 织 的裂 解 和细胞 的破裂 ， 从 而 加 速 TP C等物质的溶 出。 1 2 2一 冻 一 融 法 【 茶叶吸涨后 ， 逐渐降温冻结 ， 冻结一定时间后 ， 迅 速 融化茶冰 ， 然后再水浸提 。茶叶预先 吸收一 定量的 第一作者 ： 博士， 副教授。 收稿时 间 ： 2 0 0 4 l l 一2 2 ，改 回时 问 ：2 0 0 5 O 1一l 7 8 8 J 2 0 0 5 V o 1 3 1 N o 2 ( T o t a l 2 0 6 ) 水 分后 ， 一方面在 冻结 过程 中所形 成的冰 晶对 细胞和 组织 产生挤压及 冰 晶形 成 时 的机 械破 坏力 使 细胞 和 组织裂解； 另一方面细胞壁和组织中的水结冰后 ， 增 加其通透性 ， 加速 TP C等物 质的流 出。 1 3分离方法 1 。 3 1 有机 溶剂沉淀 法【 J TP C是一种 水 溶 性 糖 复合 物 ， 在 有机 溶 剂 中溶 解度很 小 ， 可用 乙醇 、 丙 酮 、 乙酸 乙酯 、 乙醚 等有机 溶 剂将 T P C沉 淀 出来 。 由于 TP C沉 淀时 往 往 包 含 酚 类 、 酯类 、 色素及蛋 白质等 游 离组 分 ， 因此 ， 可根 据这 些游离 组分在有机溶 剂 中溶解性 不 同 ， 用有机溶剂反 复交替 洗涤 ， 可得较纯 的 TP C。 1 3 2季铵盐沉 淀法【 ， 0 J 在酸性 、 中性 或弱碱 性 条件 下 ， 一些 季铵 盐如 溴 代十六 烷 基 三 甲 铵 ( c e t y l t r i me t h y l a mmo n i u mb r o mi d ， C TA B) 和 十 六 烷 基 盐 酸 吡 啶 ( c e t y p y r i d i n i u m c h l o r i d e ， C P C ) 能 与 TP C形成不溶 于水 的盐 ， 以此将 TP C 与其他组分 分开而沉淀 出来。 1 3 3树 脂 法L 4 TP C是 一种酸 性 多 糖 复合 物 ， 而 酸性 多糖 带 有 负电荷能被 阴性 DE A E一纤 维树脂 吸附 ， 再 用 不同的 洗脱液将 T P C洗 出， 此法适用于 T P C的工业化制 备 。 1 3 4超 滤 法 4 TP C具有一 定分 子量 范 围 ， 其 相 对 分 子 质量 在 ( 1 04 ) 1 0 之 间 ， 可 选 用 1 01 0 以 上 和 41 0 以下 的孔 膜 ， 对 TP C粗 品进 行 截 留而 获 得 较 纯 的 TPC 2粗 TP C的纯化 粗 TP C中 除 T P C外 ， 还 含 有 与 TP C相 对 分 子 质量相差不 大的碎 片 、 游离蛋 白 、 茶 多酚 、 色 素 、 脂类 、 低聚糖 等杂质 ， 而纯 化这 些杂 质 的 目的 ， 主要 是尽 可 维普资讯 能减少 这些杂质 对 TP C在应 用 中 的影 响 ， 以便 能真 实地 了解 TP C的理化性 质 和生 理 活性 ， 但不 同的单 一 纯化方法 只能分 离混合物 中一种 或几种杂质 ， 不能 一 步分离所有 的杂质 ， 往往 是几种方法结 合使用达到 纯 化 目的 。 2 1去蛋 白质 的方法_ 8 S e v e g法是在正 丁醇 中加 4倍氯 仿作 溶 剂 ， 对粗 T P C中的蛋 白多次( 5次 ) 反 复处理变性 胶状 物 ， 但 多糖 与蛋 白质结合 紧密 ， 去蛋 白的 同时也有多 糖的损 失 。三氯三氟 乙烷 与 S e v e g相结合 法 ， 此 法处理 时无 胶状物 生成 ， 处 理 的次数 较单纯 的 S e v e g法少 。酶 法 与 S e v e g相结 合 法 ， 粗 TP C 先 用蛋 白酶 处 理 ， 再 用 S e v e g法脱蛋 白 ， 此法虽 费 用较 高 ， 但处 理 次数 少 ， 多 糖损 失少。 2 2分部沉 淀法 黄桂 宽_ 1 o _ 等 人 根 据 不 同多 糖 在 不 同浓 度 的 甲 醇 、 乙醇 、 丙酮 中具有 不 同溶解度 ， 按一定 的 比例 由小 到大加入这些低级 醇和酮分部沉淀 ， 可很好 地分离 出 TP C。汪东风L 5 j 采 用 二 氯 甲 烷或 三氯 甲烷 、 乙酸 己 酯 、 丙 酮 、 乙醇 、 甲醇等有机试 剂 ， 先 去游离咖啡碱 、 色 素 、 蛋 白质 等组分 ， 再 去多酚类及脂溶 性等成分 ， 可得 较纯 TP C， 且节 约成本 。 2 3季胺 盐沉淀法 长链 季胺盐 ( 如 C T A B， C T AoH， C P C) 能 与酸 性多糖形成不溶性 化合物 ， 使 酸性强或分 子质量大 的 酸性 多 糖 首 先 沉 淀 出 来 ， 再 将 沉 淀 溶 于 质 量 分 数 2 0 Na C l 中反溶 透析_ 4 1 。采用这 个方法 的优点是 直观 ， 同时 无 硼酸 存 在 ， 但要 严 格 控 制 混 合 物 的 p H 值51 0 ， 而 型 的 则 51 0 ， 用 1 HNMR探讨 TP C 中糖 苷键构 型 ； 将 均一组分 TP C样 品与刚果红络 合和不用 刚果红 络合 的样 品 ， 用 圆二 色谱 ( C D) 进 行分析 ， 根据 C o t t o n的正 负效应等 信息来 推测 TP C的三 维 结 构 ； 根 据 l3型糖 苷键 在红外吸 收谱 8 9 0 c m 中有特征吸 收 ， a型糖苷 键在 8 4 0 c m 处 有 特 征 吸 收 ， 可 用 红 外 光 谱 确 定 TP C糖链 中糖苷键 的类 型 ， 同时 ， 根据 红外 光谱 中其 它吸收峰可推测 C H 伸展 振动 、 碳 基 C O 伸展振 动 、 醚键 C 一0 卜 _ C的伸展 振动 、一s o一 键 的伸展 振动等结 构 推 测 ； 在 研 究 过 程 中 ， 周 鹏 等 人 对 所 提 T P C经 HP L C 和 S e p h a d e x G1 0 0凝 胶 色谱 进 行 鉴定 为均一组 分后 ， 采 用凝胶洗脱体 积和软 电离 喷雾 离子 化质谱 ( E S I MS ) 技 术 分别 测分 子 质 量 ， 结 果分 别 为 5 8 0 0 0和 5 1 5 0 0 。陈海霞l 2 等人 相对采用示 差检测 法测定 所 提 茶 多 糖 复 合 物 的相 对 分 子 质 量 为 1 2 0 0 0 0 6 TP C的 生理 活 性 在 中国和 日本 用粗 老茶 叶 治疗 糖尿 病 的经 验 已 不是什 么新鲜 事 。在 1 9 6 0年初 ， 前苏 联学 者萨 姆达 给注射 TP C与 未 注 射 TP C的 大 白鼠 ， 用 相 同量 的 C o 6 。 照射 ， 结果表 明 ， 注 射 T P C的大 白 鼠的成活 率提 高。1 9 7 0 年代， 中国农业科学 院茶叶研究所与天津 卫生防疫站合作进行 的 T P C防辐射实验 ， 证实 了上 述结果_ 3 。1 9 8 6年 ， 清水芩夫在 日本生药学会上报 告了 TP C具 有降血 糖 作用 。此后 ， TP C的生物 活性 取得 了 一 系列 的成 果 ， 主 要 表 现 在 _ 2 ， 2 3 一 ： 防 辐 射 作 用 、 抗 凝血 、 抗 血栓 、 降血糖 、 增 强机体免疫 功能 、 抗 氧 化 、 降血脂 、 抗 动脉样 硬化 以及 TP C修饰 后 的药理作 用等方面进 行 了研究 。陈 海 霞_ 3 一 等人 最 近 报道 ， 浓 度为 1 6 7 g mL的 T P C具 有 清 除羟 基 和 超 氧 化 物 基 的作用 ， 其效果 随糖 醛酸 的含量增 加而增加 。 7 TP C进一步研 究展望 在 T P C中 ， 除 由单糖连接 的低聚糖链 外 ， 还缀 合 着 蛋 白质 、 无机 元素等配体 ， 这些配体 对 T P C的生 理 活性 和理化性质 有什么样 的影 响 、 低 聚糖 和这些配体 间存在怎样 的互 构效 应 ， 目前 尚不清楚 。随着糖生 物 学 的高速发 展 ， HP L C、 毛细 管 电泳 、 MS 、 NMR、 荧 光 标记糖 电泳 和试 剂 阵列分 析 法 等_ 3 技术 的应用 ， 对 T P C的深 层 研 究 将 面 临 着 ： ( 1 ) TP C 中低 聚 糖 的分 离 、 纯化 ； ( 2 ) 低 聚糖链 的结构鉴 定 、 生理 活性 、 理化性 质研究 ； ( 3 ) 低聚糖链 与蛋 白质 、 无机元素 等配体之 间 的结构 与功能 的构效关 系 ； ( 4 ) 低 聚糖链 在食 品 、 医学 及生 物领域 中的应用研 究等 。 参 考 文 献 1 I s i g u k K，Ta k a k u v T， Ta k e o T Au t i d i a b e t i e s me l l i t u s e f f e c t o f n a t e r s o l u b l e s t e a p o l y s a c c h a r i d e i n： p r o c e e d i n g s o f i n t e r n a t i o n a I s y s p e s i u m o n t e a s c i e n c e 1 9 9 2 s h i x u k a J a p a n l J j Th e Or g a n i z i n g C o mmi t t e e o f I S TC1 9 9 2： 2 4 02 4 1 2汪 东 风 ， 谢 晓风 ， 王银 龙 茶 叶多 糖 及其 药 理作 用 研 究 进 展 J 天然 产物 研 究与 开发 ，1 9 9 6 ， 8 ( 1 ) ： 6 3 6 7 3 清 水 芩夫 茶 日 ，1 9 8 7 ( 3 ) ： 2 4 2 7 4陈海 霞 ， 谢 笔钧 茶 多糖 不 同提取 _ I 艺的 比较研 究 【 J 食 品丁 业科 技 ， 2 0 0 1 ( 2 ) ： 1 8 l 9 5 汪 东 风 ， 谢 晓 风 ， 王 世 林 茶 叶 多 糖 组 分 及 理 化性 质 J 茶 叶科学 ， 1 9 9 6 ， 1 6 ( 1 ) ： 1 8 6江和 源 ， 蒋迎 茶 叶 多糖 的 微 波 辅 助 提取 技 术 研 究 J 食 品科技 ，2 0 0 3 ( 1 0 ) ： 1 7 l 9 7汪兴 平 ， 周 志 ， 莫 开 菊 等 微 波 对 茶 叶 主 要 活 性 成 分 咖 啡碱 、 茶 多糖结 构 的影 响研 究 J 食 品 科 学 ，2 0 0 3 ( 3 ) ： 4 4 46 8刘成 梅 ， 万 茵 ， 涂 宗 财 等 百 合 多糖 脱 蛋 白方 法 的 研 究 J 食 品科 学 ， 2 0 0 2 ( 1 ) ： 8 9 9 0 9 汪 东风 ， 卢福 娣 茶 叶生 物化 学 基础 实 验 研 究技 术 M 北 京 ： 科学 技 术 文献 出版 社 ， 1 9 9 7 7 6 9 2 1 0黄佳 宽 ， 李毅 广 西绿 茶 多糖 的分 离 L j 分 析 J 中 国 茶 叶 ， 1 9 9 5 ， 3 ： 1 8 1 9 1 1 李 布青 ， 张 慧玲 中低 档 绿 茶 中 茶 多 糖 的 提 取 及 降 血 糖 作用 J 茶 叶 科学 ， 1 9 9 6 ( 1 ) ： 6 7 7 2 1 2 毛丁刚 ， 王淑如 茶多糖 的分 离 、 纯化 、 分析及 降m脂 作 用 J 中国药 科 大学学 报 ， 1 9 9 1 ( 4 ) ： 2 2 5 2 2 8 1 3方 积年 多糖 研 究 的现状 J 药 学通 报 ， 1 9 8 4 ， 1 9 ( 1 0 ) ： 4 6 1 4张仕 ， 李俊 英 ， 陈学 武 等 、薄 层 析法 测 定 纤 维 素 材 料 水 溶液 中混 合 物 糖 的 研 究 J 化 检 验 化 学 分 册 ， 2 0 0 2 ( 2) ： 8 1 8 4 1 5 Do n g f e n g W a n g， Ch a n g h o n g W a n g Co mp ( ) s i t i o n， c h a r a c t e r i s t i c a n d a c t i v i t y o f r a r e e a r t h e e me n t b o u n d p o l y s a c c h a r i d e f r o m T e a J B i o s c i B i o t e c h n o l B i o c h e m， 2 0 0 1 ， 6 5( 9 ) ： 1 9 8 7 1 9 9 2 1 6 W e l t Zh a n d l e r M ， Ka d l e r e k D， Av da n o v i c N M o n o a n d o l i g o s a c c h a r id e a n a l y s i s o f p r o t e i n s t r a n s f e r r e d t o p o l y v i n y l i d e n e flu o r i d e me me b r a n e a f t e r s o d i u m d o de c y l S u l f a t e p o l y 2 0 0 5年第3 1 卷第2期( 总第2 0 6期) J 9 1 l 维普资讯 F O O D A N D F E R M E N T A T 1 0 N l N D U 5 l K l 匕 S a c r v l a mi d e g e l e l e c t r o p h o r e s i s J J o u r n a l o f B i o l o g i c a l 2 9 c h e mis t r y ， 1 9 9 3 ， 2 6 8 ( 7 ) ： 5 1 2 1 5 1 3 0 1 7陈贻 文 ， 李 庆宏 ， 黄文 亮 有 机仪 器 分 析 M 长沙 ： 湖 南 大学 出版 社 ，1 9 9 6 1 8 9 2 5 3 1 8周 鹏 ， 谢 明 勇 ， 王远 兴 高效 液 相 色 谱 一电 喷雾 质 谱 法 3 0 用于 T P C蛋 白 的 纯 度 和相 对 分 子 量 的 测 定 J 色 谱 ， 2 0 0 4( 1 ) ： 2 7 2 9 3 1 1 9 S a j d e r a S W ，Ha s c a l l V C P r o t e i n p o l y c c h a r i d e c o mp l e x f r o m b o v i n e n a s a l c a r t i l a g e ：A c o mp a r son o f l o w a n d h i g h s h e a r e x t r a c t i o p n p r o c e d u r e s l J J J B i o l Ch e m，1 9 6 9， 2 4 4 ： 3 2 77 87 2 0魏 远安 ， 方 积年 商效 凝 胶 渗透 色谱 法 测 定 多 糖 纯 度 及 3 3 分 子量 J 药 学通 报 ，1 9 8 9 ( 7 ) ： 5 3 2 5 3 6 2 1 倪德 江 ， 谭 少波 脱 蛋 白工 艺 对 茶 多糖 提 取 率 及 蛋 白质 3 4 含 量 的影 响 J 中国茶 叶 ， 2 0 0 2 ( 4 ) ： 6 7 2 2 汪 东 风 ， 杨敏 租 老茶 治疗 糖 尿病 的药 理成 分 分析 J 3 5 中草药 ，1 9 9 5 ( 5 ) ： 2 5 5 2 5 7 2 3 汪 东 风 ， 赵贵 文 ， 叶 盛 茶 叶 中稀 土 元 素 的 组 成及 存 在 状 态 J 茶 叶科学 ，1 9 9 9 ( 1 ) ： 4 1 4 6 3 6 2 4 汪东风， 李俊， 王常红等茶叶多糖的组成及免疫活性 研 究 J 茶 叶科 学 ， 2 0 0 0 ( 1 ) ： 4 5 5 0 2 5 Ha i Xi a Ch e n，Mi n Z h a n g，BiJ u n Xi e Co mp o n e n t s a n d a n 一 3 7 t i o x i d a n t a c t i v i t y o f pol y s a c c h a r i d e c o n j u g a t e f r o m g r e e n t e a l J J F o o d C h e mi s t r y ， 2 0 0 4 ， 9 0 ( 2 0 0 5 ) ： 1 7 2 1 2 6 王 丁 刚 ， 陈 国华 ， 王 淑如 茶 叶 多 糖 的 降 血糖 、 抗 炎 及 碳 粒 廓 清作 用 J 茶 叶科 学 ，1 9 9 1 ( 2 ) ： 1 7 3 1 7 4 3 8 2 7 黄 桂 宽 ， 李毅 ， 谢 荣仿 等 绿 茶提 取 茶多糖 的实 验研 究 J 广西 医科 大学 学报 ， 1 9 9 6 ( 4 ) ： 4 3 4 4 3 9 2 8 清水芩夫 ， 茶 J 药学杂志( 日) ，1 9 8 8 ( 1 0 8 ) ： 9 4 6 Al b a n o Ro d o l p h o M ，Mo u r a o p a u l o A S I s o l a t i o n， Fr a c t i o n a t i o n a n d p r e l i mi n a r y c h a r a c t e r i z a t i o n o f a n o v e l c l a s o f s u l f a t e d g l y c a n s f r o m t h e t u n i c o f s t y e l a p l i c a t a( c h o r d a t e Tu n i c a t a ) J B i o l C h e m， 1 9 8 6 ( 2 ) ： 7 5 8 7 6 5 张惟 杰 糖 复 合物 生化 研 究技 术 M ， 抗 州 ： 浙 江 大学 出 版社 ，1 9 9 9 马 立 田 ， 王 式 箴 HP L C法 测 定 低 热 量 仪 器 中 的 G L C、 F Y u、 S VC的研究 J 食品与发酵工业 ， 1 9 9 8 ， 2 4 ( 4 ) ： 1 2 1 5 孙 群 ， 牟世芳 ， 陆德培 单糖和寡糖的离子色谱法分析 研 究 J 化 学 通报 ，1 9 9 1 ( 8 ) ： 3 9 4 1 周鹏 ， 谢 明勇 ， 傅 博 强 多糖 的结 构 研 究 J 南 昌大 学 学 报 ( 理 科 版 ) ， 2 0 0 1 ( 2 ) ： 1 9 7 2 0 4 周鹏 ， 谢 明勇 ， 聂少 平 茶 多糖 的结 构 表征 J 中 国科 学 C辑 ( 生命 科 学 ) ，2 0 0 4 ( 2 ) ： 1 7 8 1 8 5 W a n g D F， Li J ， W a n g C H C o mpo n e n t s a n d a c t i v i t y o f pol y s a c c h a r i d e f r o m c o a r s e t e a J J A g r i a n d F o o d C h e m， 2 0 0 1 ， 4 9 ( 1 ) ： 5 0 7 5 1 0 W a n g D F， W a n g C H ， Z h a o G W Th e c h a r a c t e r i s t i c a n d a c t i v i t y o f pol y s a c c h a r i d e b i n d i n g r a r e e a r t h e l e me n t s i n t e a J B i o s i c B i o t e c h B i o c h e m， 2 0 0 1 ， 6 5 ( 9 ) ： 1 9 8 7 1 9 9 2 Ha i Xi a C h e n Mi n Z h a n g B i J u n Xi e Qu a n t i f i c a t i o n o f u r o n i c a c i d s i n t e a pol y s a c c h a r i d e c o n j u g a t es a n d t h e i r a n t i o x i d a n t p r o p e r t i es l J J J Ag r i c F o o d Ch e m，2 0 0 4 ， 5 2 ： 3 3 3 3 3 3 3 6 安徽 农 学院 主编 茶 叶生物 化 学 ( 第 2版 ) M 北 京 ： 农 业 出 版社 ，1 9 8 8 2 9 9 3 0 1 张剑 波 ， 田庚元 寡 糖分 离 和 结 构 分 析进 展 J 生 物 化 学 与生物物 理 进 展 ，1 9 9 8 ， 2 5 ( 2 ) ： 1 1 41 1 8 Re c e nt De v e l o pm e nt o f Te a P0 l y s a c c ha r i de Compl e x Z h o u Yi b i n ， W a n g Do n g f e n g Zh o u Xi a o l i n g Li Le i Z h u Yo n g x i n g 1 ( D e p a r t me n t o f F o o d S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ，O c e a n Un i v e r s i t y o f C h i n a ， Qi n g d a o ， 2 6 6 0 0 3 ，C h i n a ) 2 ( Ke y L a bor a t o r y o f Te a B i o