普洱茶的化学成分及生物活性研究进展
(由于博文字数限制,本文分三页发布,此为第一页)
作者:吕海鹏1,谷记平1,林智1,2*,郭丽1,谭俊峰1,彭群华1
(1. 中国农业科学院茶叶研究所/农业部茶叶化学工程重点开放实验室,浙江 杭州 310008;
2. 中国科学院昆明植物所/植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室,云南昆明 650204)
摘要:普洱茶的抗动脉硬化、降血糖以及减肥等诸多保健功能已经引起了人们的关注。本文就普洱茶的化学成分和生物活性两个方面进行综述,推断普洱茶生物活性的物质基础及其可能的相关机理。
关键词:普洱茶;化学成分;生物活性
中图分类号:S571.1;R975+.6
文献标识码:A
文章编号:1000-369X(2007) 01-008-11
收稿日期:2006-09-07
修订日期:2006-10-30
基金项目:国家自然科学基金(30370367)
作者简介:吕海鹏(1980— ),山东人,硕士,从事茶叶化学和茶叶加工研究。
Advance in the Study on the Chemical Composition and Biological Activity of Pu-erh Tea
LU Hai-peng1, GU Ji-ping1, LIN Zhi1,2*, GUO Li1, TAN Jun-feng1, PENG Qun-hua1
(1. Key Laboratory of Tea Chemical Engineering, Ministry of Agriculture; Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China; 2. State Key Laboratory of Phytochemistry and Plant Resources in West China, Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650204, China)
Abstract: The health function of Pu-erh tea, such as anti-atherogenic、hypolipidemic and anti-obesity effect,has attracted much attention. This paper reviews the chemical composition and biological activity of Pu-erh tea, and discusses the substance basis of biological activty as well as the possible mechanism accordingly.
Keywords: Pu-erh tea, chemical composition, biological activity
(综述正文)
普洱茶是以云南特有的大叶茶[Camellia sinensis (Linn.) var. assamica (Masters) Kitamura]的晒青毛茶为原料,经特殊后发酵工艺生产而成的。从形态特征的进化程度来看,普洱茶比茶原始,至于拉丁名中的“assamica”纯属命名问题,与原产地无关[1~3]。普洱茶由于具有独特的风味和逐渐被人们认知的保健功效[4~6]而热销于国内外市场,并受到了国内外越来越多学者的瞩目和认可。本文探讨普洱茶的化学成分及其生物活性等方面的研究进展。
1 普洱茶的化学成分研究进展
1.1 普洱茶原料—晒青毛茶的化学成分
普洱茶的原料不是茶鲜叶,而是由云南大叶茶加工制成的晒青毛茶。晒青毛茶与红茶的加工原料(茶鲜叶蒸青固样)的高效液相色谱图非常相似,多酚类中的主要成份为ECG、EGCG 和C[7];周志宏等[8]从晒青毛茶中分离鉴定出了21 个化合物(图1 中的化合物1~7,9~10,12~17,19,21~23,28,30);张雯洁等[9]从云南“生态茶”(云南大叶茶经过常规加工而制成的绿茶)分离鉴定出11 个化合物(图1 中的化合物1~6,16,18~19,21,30)以及1 个混晶体(芦丁和山奈酚-3-芸香糖甙的混合物)。以上研究从云南大叶茶中分离鉴定了一些共同的化合物,例如茶 素(化合物21),小木麻黄素(化合物19),简单儿茶素(化合物1~6)等;其中茶 素在印度产的红茶中含量甚丰富[10],推断阿萨姆种茶鲜叶中的茶 素可能是大叶茶的一个特征[9]。云南茶树种质资源中茶多酚含量很高[11],云南大叶种茶树鲜叶原料的水浸出物含量、茶多酚、儿茶素、咖啡碱、茶氨酸以及多糖等生化成分都高于一般中小叶种茶树,氧化基质十分丰富,为后发酵过程中由微生物参与的一系列的化学反应以及特殊化学成分的形成奠定了物质基础。
1.2 普洱茶的化学成分
1.2.1 普洱茶的植物化学研究方面
到目前为止,国内外对普洱茶的植物化学研究很少。周志宏等[12]从云县普洱茶中分离鉴定出12 个化合物(图1 中的化合物2~4,8,11,16,24~27,29~30),其中4 个是特征性的金鸡纳素型氧化黄烷醇类内酯化合物,有两个为新化合物(两个新的8-C 取代黄烷-3-醇化合物),命名为普洱茶素(puerin)A 和B(图1 中的化合物24,25);林智等[13]从双江县普洱茶中分离鉴定出11 个化合物(图1 中的化合物1~3,9~11,12~14,16,20),主要有简单儿茶素,简单酚性化合物,黄酮类化合物以及黄酮类配糖体等。从以上的研究来看,两种普洱茶样品中分离鉴定出的化合物只有4 个(图1 中的化合物2,3,11,16)相同,可见普洱茶的化学成分因产地和加工工艺不同以及其他方面因素的影响而差异比较大。
1.2.2 普洱茶中化合物的检测分析方面
目前,检测分析方面的研究相对较多,主要概括为以下四点:
①简单儿茶素化合物和黄酮类化合物:普洱茶中含有非常少量的儿茶素[14~16],儿茶素含量以及总量等远远低于绿茶、乌龙茶以及红茶中对应组分,差异达到极显著水平(P≤0.001)[17];普洱茶中不含有甲基化儿茶素类化合物[18],但发现有杨梅素等黄酮物质的存在[19];普洱茶的水提取物中儿茶素成分可能以EC 为主[20],其他儿茶素,尤其是EGCG,含量极低或者HPLC 基本检测不到;但不少研究指出普洱茶中没食子酸含量相对较高,笔者所在的实验室对云南近三十个普洱茶样品的研究分析表明,普洱茶中的没食子酸含量一般高于其他茶类(待发表);Yuerong Liang 等[21]所分析的7 个普洱茶样品的平均儿茶素总量只有8.41 mg/g;有的检测结果甚至更低[22],可能与贮存年限以及加工工艺有关;但利用LC-MS 能检测出普洱茶中一些儿茶素的单体化合物和茶黄素等化合物,还能初步鉴定出20 种化合物[23];尽管加工原料的HPLC图谱相似[7],但普洱茶不具有红茶的图谱特征[7,23]。
②微量元素:从CARMEN CABRERA 等[24]对普洱茶中微量元素(Cr,Mn,Se,Zn)的研究结果中可以看出,普洱茶中的铬含量(371.4 ng/g)明显高于其他茶类的检测茶样,而锰,硒,锌的含量(分别为431.7、55.0、65.1 ng/g )总体上与其他茶类相差不大;J.CAO[25]等发现所检测的普洱茶样中水溶性氟的含量是77 mg/kg,并且贮藏时间至少为25 年的普洱茶往往比那些贮藏时间短的普洱茶氟含量低。
③他汀类(Satins):L.S.Hwang 等[26]首先在普洱茶中发现有洛伐他汀(lovastatin)(化合物31)的存在;随后,Deng-Jye Yang 等[27]研究指出洛伐他汀是在普洱茶中发现的唯一的他汀类化合物,它在普洱茶水提取物中有内酯环结构和羟基酸结构两种存在形式,而在乙酸乙酯提取物中全部以内酯环结构存在。
④挥发性成分:晒青毛茶的主要香气成分为芳樟醇、α-松油醇和香叶醇(化合物33~35)及其衍生物,而普洱茶香气成分的重要特色在于渥堆过程中形成了大量芳香族化合物[28],如1,2,3-三甲氧基苯(化合物38 和39)等;另外有研究指出,渥堆茶中的许多有典型霉味和陈香的物质,如1,2-二甲氧基-4-甲基苯(化合物40)等,可能是相应化合物通过霉菌的作用而发生甲基化反应形成的[29]。从晒青毛茶原料到成品普洱茶的加工过程中,存在于晒青毛茶中低沸点的醛酮化合物明显减少,然而萜醇类化合物[例如芳樟醇及其氧化物(化合物35~37)、茴香醚及其衍生物、吲哚等]含量显著增加[30] ; Yuerong Liang 等[21]研究指出,在所检测的17 个挥发性化合物中,β-紫罗兰酮(化合物32)和芳樟醇氧化物II 是普洱茶中含量最丰富的挥发茶不失为一种安全有效的防龋用茶品种[42]。饮用方面,一直有普洱茶“越陈越香”的说法,但现在很多专家提出,从普洱茶的功能品质来讲,并不是越陈越好,应有一个最佳饮用期限,但这个最佳的时期还未被研究确定。
2.2 普洱茶的生物活性
①普洱茶的降血糖血脂功效是当今的研究热点问题国内外学者做了大量的前期研究工作,从临床等角度初步证明了普洱茶确实具有降血糖血脂功效[4~6]。早期的研究表明普洱茶能明显的降低小鼠血浆中的胆固醇酯[43]含量,也有一定的降胆固醇[44]效果。近期不少研究已经证实普洱茶能有效的降低小鼠血浆中的甘油三酯(TG)以及体内总胆固醇(TC)的含量水平,可以在增加HDL-C 的含量水平的同时,降低LDL-C 的含量水平,从而有效抑制小鼠血脂的升高,起到降血脂的作用效果[45~47];而且普洱茶效果优于其他茶类[46]以及晒青毛茶[47]。张冬英等[48]利用高通量筛选法研究发现,普洱茶乙醇提取物有潜在的降血糖和降血脂作用的可能性,有必要对其有效部位进行进一步分离纯化,最终从普洱茶中找到高活性的天然降血糖血脂作用因子。
此外,普洱茶的减肥瘦身的功效[46]以及抗动脉硬化的功效[26]也引起了人们的关注。
②普洱茶提取物有很大的潜力作为NO清除剂以及抗氧化剂Iris F. F. Benzie 等[49]研究指出,各种茶类在体外表现出的抗氧化活性差异很明显,茶叶的抗氧化活性与茶叶中的酚性成分总量有很强的相关性(r=0.956)。尽管普洱茶的发酵过程中多酚总量显著降低,但近年的研究表明,普洱茶的提取物(水提取物,醇提取物,乙酸乙酯提取物等)表现出了很强的生物活性。普洱茶能有效抑制RAW264.7 巨噬细胞中由脂多糖(LBP)诱导的NO 产生[20,22,50],而且效果优于红茶、绿茶和乌龙茶提取物[22];另一方面,普洱茶的水提取物也表现出了明显的抗氧化活性,能有效抑制脂质体和非脂质体的氧化损伤[20,51]。普洱茶乙酸乙酯萃取物和正丁醇萃取物对DPPH 和羟基自由基都有较强的清除能力[13,52,53];令人鼓舞的发现是其中乙酸乙酯萃取物的第8 组分,在分析中没有发现简单儿茶素、茶黄素以及没食子酸等成分,但它比典型的绿茶儿茶素EGCG 的抗氧化活性还要强,另外它对过氧化氢在HPF-1 细胞中诱导的损伤具有保护作用以及在正常条件下增加细胞活性的作用[53]。
③普洱茶提取物具有抗基因毒性、抗病毒以及抗菌活性
普洱茶提取物能有效的抑制由硝基芳烃引起的基因毒性[54],能够保护质粒DNA 免受Fenton 反应引起的损伤[22];它比绿茶、红茶和乌龙茶的提取物更能有效的抑制SARS 病毒的3CL 蛋白酶的活性,具有比较强的抗SARS 病毒作用[55];此外,普洱茶提取物还有一定的抗突变作用,对革兰氏阳性葡萄状球菌和杆状菌有潜在的抗菌活性[56]。
(未完待续)