微生物發(fā)酵茶中Teadenols的研究概況
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微生物發(fā)酵茶中Teadenols的研究概況

茶是世界三大飲料之一,富含多酚類物質(zhì),具有抗氧化、抗癌、抗病毒、降血糖、降血脂等多方面的生物活性和保健功能。茶葉根據(jù)其加工工藝和發(fā)酵程度,一般可分為不發(fā)酵茶、發(fā)酵茶和后發(fā)酵茶。后發(fā)酵茶就是有微生物參與發(fā)酵的茶,如我國生產(chǎn)的普洱熟茶、茯磚茶、六堡茶,日本生產(chǎn)的Kippukucha、Saryusoso、 Yamabukinadeshiko、Suraribijin和Kuroyamecha等。這些微生物發(fā)酵茶因具有降血脂、降血糖、降膽固醇等保健功效而受到人們的喜愛。

經(jīng)過微生物發(fā)酵,茶葉中的茶多酚在酶的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)化,形成了很多新結(jié)構(gòu)的多酚類物質(zhì)。Teadenol A和Teadenol B是從曲霉菌Aspergillus sp(PK-1,F(xiàn)ARM AP-21280)發(fā)酵茶葉中分離得到的多酚衍生物。隨后研究中,從大量發(fā)酵茶中檢測到此類物質(zhì)。Teadenols存在兩個立體異構(gòu)體,順式Teadenol A和反式Teadenol B。分子式C14H12O6,分子量276.06,[M-H]-275.0562,結(jié)構(gòu)式見圖1。Teadenols具有類似于黃烷3-醇中的A-環(huán)和C-環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)基,是B環(huán)裂變兒茶素衍生物,Teadenol A和Teadenol B可分別由EGCG和GCG生物合成。

在隨后的研究中發(fā)現(xiàn),Teadenols具有促進(jìn)脂聯(lián)素分泌、抑制蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)表達(dá)、美白等的生物活性,引起了許多研究者的關(guān)注。脂聯(lián)素是對脂肪組織高度專一的多肽,能顯著降低II型糖尿病代謝紊亂的發(fā)生率,PTP1B是目前公認(rèn)的一個糖尿病和肥胖癥治療靶點(diǎn),表明Teadenols具有潛在降糖和減肥的作用。

文章圍繞微生物發(fā)酵茶中的Teadenols化合物含量檢測、生物合成和全合成、生物活性等研究進(jìn)行了綜述,以期為Teadenols的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)和理論參考。

微生物發(fā)酵茶中Teadenols的含量檢測

首次從曲霉菌Aspergillus sp(PK-1,F(xiàn)ARM AP-21280)發(fā)酵茶中獲得Teadenols后,學(xué)者們采用HPLC、LC-MS/MS技術(shù)對各類茶葉中的Teadenols進(jìn)行了研究。研究表明,Teadenols主要存在于微生物發(fā)酵茶中。

曲霉菌(Aspergillus sp. PK-1,F(xiàn)ARM AP-21280)、米曲霉(Aspergillus oryzae sp. AO-1,NBRS 4214)、泡盛曲霉(Aspergillus awamori sp. SK-1,NBRS 4122)、散囊菌(Eurotium sp. KA-1,F(xiàn)ARM AP-21291)發(fā)酵茶,日本市售發(fā)酵茶Kippukucha、Saryusoso、Yamabukinadeshiko、Suraribijin和Kuroyamecha、Gentoku-cha,以及中國的普洱熟茶、六堡茶和茯磚茶中檢測到不同含量的Teadenols。

不同茶中Teadenols含量不同,推測是加工條件和發(fā)酵條件的不同導(dǎo)致的。

進(jìn)一步研究表明,未經(jīng)過微生物發(fā)酵加工的茶葉如綠茶、紅茶、烏龍茶和白茶中Teadenols的含量極低,基本低于檢出限。各種茶葉中Teadenol含量見表1。

Teadenols的生物活性

研究表明Teadenols具有促進(jìn)減肥、抗糖尿病、抗氧化、抑制癌細(xì)胞增殖、美白等作用。

Teadenol A具有促進(jìn)脂聯(lián)素分泌作用,脂聯(lián)素是由脂肪細(xì)胞分泌的一種內(nèi)源性對脂肪組織高度專一的多肽,與內(nèi)臟脂肪組織呈高度負(fù)相關(guān),具有抗炎和抗動脈粥樣硬化的特性。因此,Teadenol A具有減肥的可能性。

Teadenol A還具有抑制蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)表達(dá)作用,PTP1B是蛋白酪氨酸磷酸酶家族中經(jīng)典的非受體型酪氨酸磷酸酶,在胰島素信號通路中起著重要的負(fù)調(diào)控作用,它是目前公認(rèn)的一個糖尿病治療靶點(diǎn)。Teadenol A能通過抑制PTP1B的表達(dá)對胰島素有正向調(diào)節(jié)作用。同時,TOMOTAKA等研究表明Teadenol A是長鏈脂肪酸受體GPR120的配體,能直接結(jié)合并激活GPR120,促進(jìn)腸內(nèi)分泌STC-1細(xì)胞胰島素激素GLP-1的分泌。GLP-1抑制食欲,增加胰島素分泌,表現(xiàn)出抗糖尿病的作用。因此,Teadenol A具有潛在抗糖尿病作用。

Teadenol A的體外抗氧化研究表明,其DPPH清除活性和超氧陰離子自由基清除能力的IC50值分別為64.8 μg/mL和3.335 mg/mL,總抗氧化能力和供氫能力的IC50值分別為17.6 U/mL和12 U/mL。亦有研究表明,含有Teadenol B的茶提取物對HT-29結(jié)腸癌細(xì)胞很高的抗增殖活性,通過提高caspase-3/7、caspase-8和caspase-9的表達(dá)水平,受體死亡和線粒體凋亡途徑抑制HT-29結(jié)腸癌細(xì)胞。

此外,Teadenols是一類能美白皮膚的多酚,其通過抑制黑色素細(xì)胞活性和黑色素合成起到美白功效。

Teadenols的合成

從表1的研究數(shù)據(jù)可知,微生物發(fā)酵茶中Teadenols含量低,富集純化成本高,難以滿足深入研究和應(yīng)用開發(fā)的需求量,因此學(xué)者們從生物轉(zhuǎn)化和化學(xué)合成兩個方向?qū)Υ祟愇镔|(zhì)進(jìn)行了合成研究。

WULANDARI等將曲霉菌Aspergillus sp(PK-1,F(xiàn)ARM AP-21280)接種于滅菌EGCG和GCG的混合溶液,25 ℃避光培養(yǎng)2周后,使用HPLC對培養(yǎng)液成分進(jìn)行分析,檢測到Teadenol A和Teadenol B。此后,采用同樣的方法將泡盛曲霉A. awamori(NRIB-2061)和白曲霉A. kawachii(IFO-4308)分別接種到已高溫滅菌EGCG和GCG混合液中進(jìn)行培養(yǎng),兩種培養(yǎng)液中均檢測到Teadenol A和Teadenol B。以上研究證明EGCG和GCG經(jīng)過微生物轉(zhuǎn)化可產(chǎn)生Teadenol A和Teadenol B。SONG等以EGCG為原料,接種曲霉菌Aspergillus sp,研究液體和固體培養(yǎng)方式生產(chǎn)Teadenol A和Teadenol B的最佳條件。結(jié)果表明含有5%EGCG、1%綠茶粉介質(zhì)的改性Czapek-Dox培養(yǎng)基產(chǎn)量最高。研究發(fā)現(xiàn)加入的綠茶粉不直接影響Teadenol A和Teadenol B的生成,其主要作用是誘導(dǎo)增加參與生物合成酶的量。此外,YOSHIDA等以間苯三酚為原料,合成Teadenol A和Teadenol B,合成的關(guān)鍵步驟為有機(jī)催化醛的不對稱α-氨氧基催化反應(yīng)和鈀催化酚的分子內(nèi)烯丙基取代。

Teadenols的應(yīng)用研究

因Teadenols具有顯著的生物活性,被應(yīng)用于制藥、食品和飼料、化妝品和檢測試劑等領(lǐng)域。

食品領(lǐng)域已有含Teadenols的相關(guān)產(chǎn)品,如日本市售的健康產(chǎn)品Japanese slimming tea和發(fā)酵茶多酚。此外,柳田晃良等明確了含Teadenol A和Teadenol B茶葉提取物可應(yīng)用于如食品、調(diào)味品、健康補(bǔ)充劑、動物飼料、化妝品的加工。伊東等制備了含Teadenols的強(qiáng)效美白、抑制自由基、抗皺的皮膚外用劑,它還具有治療痤瘡,保濕,增強(qiáng)屏障功能,抑制紫外線衍生的炎癥和抗褥瘡的作用。

在國內(nèi)Teadenols被稱為茯茶素,研究人員對含茯茶素A和茯茶素B的茶葉提取物或復(fù)配配方在降血脂、減肥、降血糖、降高血壓和軟化血管等方面進(jìn)行了大量研究。趙明等純化制備得到的高純度茯茶素A,可用于制備降血脂藥物。賀志弘等采用含有茯茶素A、茯茶素B的安化黑茶與絞股藍(lán)、澤瀉、麥冬等藥食同源類物品制成的茶膠囊、片劑或顆粒劑產(chǎn)品,對各類肥胖人群有著十分明顯的、持久性的減肥降脂作用。譚孝敖制備的含有茯茶素A和茯茶素B絞股藍(lán)茯茶,其成分容易為人體所吸收,對降低高血脂、高血糖、高血壓和軟化血管具有明顯的效果。

結(jié) 語

Teadenols是一類存在于微生物發(fā)酵茶中的B環(huán)裂變兒茶素衍生物,可由表沒食子兒茶素沒食子酸酯經(jīng)微生物轉(zhuǎn)化而得,亦可由間苯三酚全合成而得。研究表明多種微生物發(fā)酵茶中均含有Teadenols,包括黑曲霉發(fā)酵茶、米曲霉發(fā)酵茶、泡盛曲霉發(fā)酵茶、散囊菌發(fā)酵茶、Kippukucha(日本)、Saryusoso(日本)、Yamabukinadeshiko(日本)、Suraribijin(日本)、Kuroyamecha(日本)、Gentoku-cha(日本)、Awa-bancha(日本)、Goishi-cha(日本)、普洱茶、六堡茶和茯磚茶,但各種茶中Teadenols含量差異顯著,Teadenol A和Teadenol B的含量范圍分別為0.01%~6.98%、0.01%~0.54%。同時,烏龍茶、白茶、綠茶、紅茶基本不含有此類化合物。

就目前的研究狀況而言,對于Teadenols的研究尚淺,僅僅涉及來源、含量、生物合成和全合成途徑,其作用機(jī)制和開發(fā)應(yīng)用還需大量研究。隨著研究的不斷深入,Teadenols化合物將擁有更大的開發(fā)價值和廣闊的應(yīng)用前景。

陳丹丹

制茶工程師,云南省普洱茶發(fā)酵工程研究中心基礎(chǔ)研究院副院長,云南大益微生物技術(shù)有限公司基礎(chǔ)研究院副院長,主要從事微生物發(fā)酵茶功能成分的組成、檢測、應(yīng)用以及含茶制品與健康等領(lǐng)域的研究。參與工信部綠色制造項(xiàng)目子項(xiàng)目和省科技廳重大科技專項(xiàng)子項(xiàng)目;發(fā)明專利授權(quán)7件、受理5件,國內(nèi)核心期刊發(fā)表論文3篇。

來源:中國茶葉加工

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