茶多糖提取純化、結(jié)構(gòu)活性及應(yīng)用研究進(jìn)展（一）

一、茶多糖的提取純化方法

茶葉、茶花和茶籽是茶多糖的三大來源。茶多糖提取通常采用水提醇沉法，然后對沉淀物進(jìn)行透析、脫蛋白和脫色處理，得到粗茶多糖。粗茶多糖進(jìn)一步通過柱色譜法純化后，制得茶多糖純品。

1. 茶多糖的提取

熱水提取是茶多糖提取的一種經(jīng)典方法，被廣泛用于從各種茶葉中提取茶多糖。但傳統(tǒng)的熱水提取法存在提取效率低、提取溫度高、提取時(shí)間長等缺點(diǎn)，限制了其實(shí)用性。為了提高茶多糖的提取效率，研究人員開發(fā)出各種輔助提取法，如酶促提取、超聲輔助提取和微波輔助提取等已被應(yīng)用于茶多糖的提取。此外，近期還報(bào)道了一些使用陰離子反膠束體系和采用超臨界CO2萃取技術(shù)提取茶籽多糖，并應(yīng)用響應(yīng)面法優(yōu)化了其提取條件的方法。與傳統(tǒng)方法相比，超臨界流體萃取技術(shù)具有綠色環(huán)保、提取效率極高的優(yōu)點(diǎn)，但也具有配套設(shè)備昂貴且耗時(shí)較長的缺點(diǎn)。

2. 茶多糖的分離純化

從茶葉、茶花和茶籽中提取出來的茶多糖，常混有多酚、色素、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)以及無機(jī)鹽等小分子化合物。這既影響茶多糖的生物活性，也對茶多糖進(jìn)一步定性、定量分析和結(jié)構(gòu)鑒定造成干擾。因此，需要通過一系列技術(shù)，對茶多糖進(jìn)行分離純化。分離純化是茶多糖產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的起始階段和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。茶多糖柱層析純化前，常采用乙醇洗滌、半透膜透析以去除粗茶多糖中小分子化合物和無機(jī)鹽，并采用Sevag 試劑等脫蛋白、H2O2等脫色。脫色脫蛋白后得到的茶多糖，進(jìn)一步通過柱層析純化，如凝膠過濾層析、離子交換層析和大孔樹脂層析。柱層析法是根據(jù)茶多糖形狀、分子量和極性的不同，達(dá)到分離純化的目的。

二、茶多糖的結(jié)構(gòu)表征

1. 單糖及其他物質(zhì)組成

茶多糖主要由單糖組成，通常采用氣相色譜（GC）、高效液相色譜（HPLC） 和離子色譜（IC）分析其單糖組成。Yin等采用三氟乙酸（TFA） 水解糖苷鍵和醋酸肌醇衍生化后，再用GC分析綠茶多糖單糖組成。結(jié)果表明，綠茶多糖由摩爾比為90.0：9.1：0.9的葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖組成。Chen等采用HPLC 分析茯磚茶多糖，發(fā)現(xiàn)它是典型的酸性雜多糖，主要由甘露糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖組成，并含有少量的核糖和葡萄糖醛酸。Wang等采用IC 鑒定茶多糖單糖組成，發(fā)現(xiàn)茶葉多糖和茶花多糖均由鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖和半乳糖醛酸組成，且含有少量的葡萄糖醛酸、木糖和甘露糖。與GC和HPLC分析單糖組成相比，IC 具有高分辨率且不需要對單糖進(jìn)行衍生化，已越來越多地應(yīng)用于茶多糖單糖組成分析。茶多糖本質(zhì)上是一種糖蛋白，不僅含有單糖，還有氨基酸、蛋白質(zhì)和無機(jī)元素等成分。茶多糖中的蛋白質(zhì)含量通常采用Bradford法測定，而氨基酸主要用HPLC、IC和氨基酸分析儀進(jìn)行分析。

2. 分子量

分子量是多糖最重要的物理性質(zhì)之一。目前， 凝膠過濾色譜（GFC）、凝膠滲透色譜（GPC） 和高效凝膠滲透色譜（HPGPC）等技術(shù)已被用于測定茶多糖的分子量。Chen等使用配有示差折光檢測器的GFC測定新鮮茶葉中4個(gè)茶多糖組分的分子量，結(jié)果表明， 它們的分子量分別為30.6 kDa、56.8 kDa、196 kDa 和1 160 kDa。Wang等以不同分子量的葡聚糖為標(biāo)準(zhǔn)品，通過GPC測定不同來源茶多糖的分子量，結(jié)果顯示茶葉多糖、茶花多糖、茶籽多糖的分子量分別為3.67 × 103～7.58 × 10? Da、2.56×103～1.46×10? Da、3.66×103～9.61×10? Da。Gu等采用HPGPC 分析富硒茶多糖組分（SeTPS-1 和SeTPS-2）， 其分子量分別為1.7 ×10? Da和1.3×10? Da。在各種茶原料中提取的茶多糖，其分子量范圍在1.2～3 900 kDa 之間。此外，Qin等比較了渥堆發(fā)酵前后六堡茶中的茶多糖，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后茶多糖分子量顯著下降。

3. 化學(xué)結(jié)構(gòu)

茶多糖化學(xué)結(jié)構(gòu)主要包括糖苷鍵的構(gòu)型、糖苷鍵的位置、單糖的序列、附加的非碳水化合物基團(tuán)的數(shù)量和位置以及分子鏈構(gòu)象。目前，各種技術(shù)，如Smith降解、高碘酸鹽氧化、酶消化、甲基化分析、核磁共振（NMR）、原子力顯微鏡（AFM）和掃描電子顯微鏡（SEM），已被用于揭示茶多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)。Wang 等使用甲基化分析、部分水解和NMR對綠茶多糖7WA的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)7WA的骨架是1,3-和1,6-連接的半乳糖殘基，支鏈連接在1,6-連接的半乳糖殘基的O-3位置上和1,3-連接的半乳糖殘基的O-4位置上。不同來源的茶多糖結(jié)構(gòu)差異很大，很難用一個(gè)通用的結(jié)構(gòu)式來表示茶多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)。然而，基于之前的研究，Xu等發(fā)現(xiàn)茶多糖的骨架主要由1、3、4、6-連接的半乳糖殘基、1,4-連接的半乳糖醛酸殘基、1,4-連接的葡萄糖殘基和1,2,4-連接的鼠李糖殘基組成。分支出現(xiàn)在O-2、O-3、O-4 和O-6位置上，支鏈上常有II 型阿拉伯半乳聚糖。此外，大多數(shù)酸性茶多糖被證實(shí)是果膠多糖，其中一些與鼠李糖半乳糖醛酸-II 具有相似的結(jié)構(gòu)。

（待續(xù)）

具體內(nèi)容詳見《中國茶葉》2021年第8期，P7-15，《茶多糖提取純化、結(jié)構(gòu)活性及應(yīng)用研究進(jìn)展》，作者：程利增，朱將雄，周慧，王元鳳，魏新林。

通訊作者

上海交通大學(xué)特聘教授、博士生導(dǎo)師，國家十三五重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目首席科學(xué)家、上海市農(nóng)業(yè)領(lǐng)軍人才，上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人。

長期從事茶葉深加工與質(zhì)量安全控制方面的研究工作，主持國家十三五重點(diǎn)研究計(jì)劃項(xiàng)目、國家863計(jì)劃項(xiàng)目、上海市重大重點(diǎn)項(xiàng)目等30多項(xiàng)。近年來，發(fā)明了高純度高活性茶源多糖、茶多酚與茶皂素的綜合提取工藝，并通過多維指紋圖譜、共振光散射等，建立了高靈敏度、高選擇性的茶源多糖定性定量質(zhì)量控制技術(shù)體系；基于茶多糖可以絡(luò)合硒元素的性質(zhì)，開發(fā)了富硒茶源多糖的焙烤食品、化妝品等新產(chǎn)品，擴(kuò)寬了茶源多糖的應(yīng)用范圍，經(jīng)濟(jì)和社會效益十分顯著。以第一作者和通訊作者在Biosensors and Bioelectronics、Trends Food Sci. Technol.、J. Agric. Food Chem.等雜志發(fā)表SCI論文50多篇（SCI一區(qū)/二區(qū)論文39篇，IF>10的2篇，IF>6的32篇），出版著作6本，制訂國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，獲授權(quán)專利13項(xiàng)（國際專利2項(xiàng)）。

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