茶多糖的提取分離及生物活性研究進展

（湖南省茶業集團股份有限公司，國家茶葉加工技術研發分中心，湖南省茶葉種植與加工工程技術研究中心，湖南 長沙 410126）

多糖又稱為多聚糖，是一類在動植物中廣泛存在的生物信息大分子物質。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、抗腫瘤及免疫調節等；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注[1-3]。對茶多糖的生物活性進行研究，首先需對其進行提取和分離，去除雜質獲得均一的茶多糖。本文對近年來茶多糖的提取、分離及生物活性研究現狀進行綜述，以期為茶多糖的深入研究及下一步開發利用提供參考。

1 茶多糖的提取分離

茶多糖較易溶于水，在高溫、強酸和強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

水浸提取法應用較為廣泛，許多學者通過對提取溫度、時間和料液比等條件的設置對茶葉中多糖的提取進行了較深入的研究。周宇波等[4]通過水熱法提取龍井長葉中茶多糖，研究了提取時間、溫度和料液比對茶多糖提取率的影響，并經正交試驗優化了提取工藝，其茶多糖的最佳提取工藝參數是：提取溫度120℃、時間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，得出最佳提取工藝條件是：提取溫度60℃、時間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℃、時間90 min、料液比1∶20 g/mL、浸提2次。同時，也有學者研究發現[7-8]提取溫度超過70℃后，茶多糖提取率上升趨勢會降低，并發現茶多糖最佳提取溫度為80℃，超過85℃會破環茶多糖中降血糖活性成分。

綜合比較各學者研究結果，茶多糖提取溫度控制在60℃～85℃，時間90 min左右，料液比控制在1∶25（g/mL）左右比較合適。同時，在具體操作中應考慮茶葉原料的老嫩程度，可重復提取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合酶最佳配比為15∶10∶18；最佳提取工藝參數為料液比為1∶80（g/mL）、加酶量3%、酶解溫度49℃、pH 6.0及酶解時間90 min。李星科等[10]以信陽紅茶為原料，研究采用果膠酶和纖維素酶配比為1:1的復合酶提取茶多糖，得出最佳工藝參數為加酶量0.5%、酶解溫度40℃、pH 5.5和酶解時間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、復合酶和不加酶水浸提4種工藝提取茶多糖，結果表明4種方法對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，其中采用復合酶效果要優于單一酶類。同時，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行醇沉淀茶多糖和先醇洗大分子雜質后再水提茶多糖[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系為提取時間＞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系為乙醇溶度＞浸提次數＞浸提溫度＞浸提時間，并通過正交試驗得到最佳工藝參數為：溫度90℃、時間40 min、次數3次和乙醇濃度 80%。楊國軍等[12]以鐵觀音為原料，采用乙醇預處理茶葉除掉茶多酚和蛋白質等雜質后再進行水浸提，得出乙醇預處理最佳工藝參數為料液比1∶25、溫度55℃、提取時間20 min和乙醇溶度65%。楊國軍等[15]還研究比較了兩種提取方式，結果表明采用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，通過正交試驗得到最佳工藝參數為料液比1∶35（g/mL）、微波功率500 W、加熱溫度50℃、提取時間5 min，茶多糖得率達到1.991 mg/g。李粉玲等[17-18]以鳳凰茶為研究材料，采用微波技術提取茶多糖，通過優化工藝參數并經正交試驗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℃、微波時間2 min及浸提2次，并發現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，時間和溫度對提取影響不大。王曉琴等[19]采用微波技術對烏龍茶中茶多糖進行提取，通過正交試驗結果表明影響茶多糖提取率的因素微波功率＞提取時間＞提取溫度＞料液比，最佳工藝為微波功率420 W、時間40 min、溫度65℃與料液比1∶50，茶多糖得率達到3.14%。

1.5 超聲波提取法

李粉玲等[17]采用超聲波技術提取鳳凰茶多糖，通過正交試驗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、時間20 min、溫度70℃。楊泱等[20]采用超聲波技術提取普洱茶中多糖，得出最佳工藝條件為料液比1∶20（g/mL）、時間20 min、溫度70℃及提取3次，其普洱茶多糖得率達到3.784%。李星科等[21]采用超聲波提取信陽紅茶多糖，結果表明，超聲功率、超聲時間和溫度對提取率有一定影響，其最佳提取工藝為超聲功率800 W、時間30 min、溫度70℃，茶多糖提取率達4.58 mg/g，同時發現與水浸提法相比，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，但對其生物活性產生影響，可能是超聲過程中改變了其分子結構。

1.6 超臨界提取法

Chen M等[22]采用超臨界CO2萃取技術萃取茶多糖，設定萃取壓力35 MPa、溫度45℃和時間2 h的條件下，其茶多糖得率達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℃、時間150 min，多糖提取率達到7.05%。超臨界CO2萃取技術具多項優點，但設備較昂貴，目前沒有得到廣泛的工業化應用。

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]通過動物試驗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灌胃制備致糖尿病小鼠模型14 d，結果表明，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模型，驗證了試驗茶多糖（AN蛋白）組分能顯著抑制大鼠小腸葡萄糖轉運，而延緩小腸對糖的吸收；同時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，發現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]在細胞水平和動物試驗水平上對茶多糖和多酚協同防治糖尿病降血糖活性方面做了深入研究，結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，對防治糖尿病大鼠具有較好的協同作用。

2.2 抗氧化活性

醫學研究證明，炎癥、衰老、癌癥等的發生與活性氧自由基的增加有密切關系，自然界中許多生物活性物質的抗氧化成分都能清除自由基，并能阻止引發的脂質過氧化，從而達到預防疾病作用[31]。目前，茶葉中活性物質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，是一種天然的抗氧化劑。許多科研工作者也分別從細胞實驗、動物實驗及人體實驗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抗復制性衰老的功效，研究發現普洱茶多糖能顯著提高衰老HDF細胞的增值，并能顯著提高SOD1、GPx 和 D-loop 基因的表達，說明普洱茶多糖具有延緩HDF衰老的功效。孫紅梅[33]以摔跤女運動員服用茶多糖為研究對象，結果表明茶多糖可提高人體抗氧化能力，并能提高人體無氧運動能力；進一步的研究結果表明，茶多糖還能保護肝臟、心肌和骨骼肌氧化損傷，改善人體代謝[34]。應樂等[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）來評價抗氧化活性，并用損傷的人臍靜脈血管內皮細胞作為模型，研究其對人臍靜脈血管內皮細胞氧化損傷的作用；研究發現，試驗中70%乙醇溶液分離出來的分子量最小的茶多糖組分抗氧化活性和對人臍靜脈血管內皮細胞氧化損傷的保護作用最強。楊軍國等[15，36-37]檢測了粗茶多糖提取物不同組分的抗氧化活性，研究發現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與其他活性成份具有協同作用。

2.3 調節免疫力與抗腫瘤活性

人體的免疫能力與腫瘤的產生具有密切的關系，茶多糖能夠促進免疫細胞因子分泌表現，而達到抗腫瘤的目的。夏道宗等[38]研究表明，安吉白茶多糖對小鼠H22腹水型肝癌移植瘤和S180實體瘤均具有顯著的抑制作用，同時其體內免疫調節試驗表明安吉白茶多糖能顯著提升S180實體瘤小鼠腹腔巨噬細胞的吞噬能力。Wang YC和Fan YL等[39-40]研究也得出類似的結果：茶多糖能對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胞的吞噬能力。孫蘇軍等[5]通過動物實驗研究表明，坦洋工夫紅茶多糖對保護荷瘤小鼠脾臟和胸腺具有顯著作用，且能抑制體內腫瘤細胞的增值。魏楠等[41]研究了茶多糖與阿霉素對抑制肺癌A549細胞的影響，研究發現茶多糖與阿霉素聯用抑制肺癌A549細胞效果明顯，茶多糖能增強阿霉素對肺癌A549細胞抑制，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前脂肪細胞研究了不同茶類多糖對小鼠3T3-L1前脂肪細胞降脂效果，結果表明綠茶、紅茶和烏龍茶多糖均能顯著抑制3T3-L1前脂肪細胞的增殖與分化，同時茶多糖的加入能上調脂聯素的表達抑制TG的合成，因而具有降脂減肥的活性。謝亮亮等[43]研究了茶多糖對抗凝血活性的影響，通過體外抗凝血實驗得出茶多糖可延長凝血活酶（ATPP）和凝血酶（TT）時間，其中TPS-4茶多糖組分能顯著增加凝血活酶（ATPP）和凝血酶（TT）時間，分析得出其通過了內源途徑影響凝血過程，說明茶多糖具有凝血活性。同時，茶多糖還具有防輻射、保護造血功能、降血壓和抑菌等作用[44]。

3 小結

通過對茶多糖的提取分離進展進行比較，發現各種茶多糖提取分離工藝各有優缺點，經典的水提醇沉法是目前較常用的方法。為提高提取效率，各類提取方法在實際操作中應配合使用。不同實驗者得出的提取結果略有差異，本人認為這與實驗原料老嫩程度等有一定的關系，茶多糖的提取過程不僅要參考前人的研究成果，還應根據原料實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提供了一條途徑。