冠突散囊菌和茯砖茶的健康功效
2016-05-11刘婷李颂张赓刘洋彭超熊强王春玲中粮营养健康研究院北京102209
刘婷,李颂,张赓,刘洋,彭超,熊强,王春玲(中粮营养健康研究院,北京102209)
冠突散囊菌和茯砖茶的健康功效
刘婷,李颂,张赓,刘洋,彭超,熊强,王春玲
(中粮营养健康研究院,北京102209)
摘要:冠突散囊菌是茯砖茶生产过程中产生"金花"的优势菌种,也是形成茯砖茶独特品质的主要因素?冠突散囊菌的安全性已被广泛认可,它在茯砖茶的国家标准中是理化指标之一。冠突散囊菌能分泌多糖、他汀类等物质,具有多种生
理活性,可能参与到调节血脂、调理肠胃的机制中。多项研究发现,茯砖茶具备一定的健康功效,且一些研究发现茯砖茶在调节血脂血糖、调理肠胃等方面的功效强于其他黑茶,提示冠突散囊菌很有可能参与到茯砖茶的健康功效的机制中,但还需更系统深入的研究验证。
关键词:冠突散囊菌;茯砖茶;健康功效
冠突散囊菌(Eurotium cristatum)是散囊菌目发菌科散囊菌属的一种真菌,是茯砖茶生产过程中“金花”的优势菌种,也是形成茯砖茶独特品质的主要因素。
茯砖茶是黑茶的一种,是以黑毛茶或粗老绿茶为原料,经过紧压过程而制成的再加工茶。茯砖茶主要销售于边疆地区如新疆、甘肃、西藏等地,俗称“边茶”或“边销茶”,是边疆少数民族不能缺少的常用饮品。据记载,茯砖茶出现在清朝顺治元年(1644年)前后,由来湖南安化采购“甘引”(朝延允准的茶叶购销指标)的茶行运至陕西泾阳,委托当地茶坊加工而成,当时称“泾阳砖”。后于1953年开始在安化制造,国家在1958年将茯砖茶的定点生产集中到了湖南[1]。
“发花”过程是形成茯砖茶独特品质的关键工艺,其实质是通过控制温湿度等条件,促使冠突散囊菌的生长繁殖,产生金黄色的闭囊壳,俗称“金花”。边区消费者历来根“金花”的质量和数量来判断茯砖茶品质的优劣,把它作为品质特征的标志[2]。
冠突散囊菌作为茯砖茶的标志性微生物,在茯砖茶的国家标准和地方标准中都有要求。在1988、2002、2013年发布的全部三版茯砖茶的国家标准中,冠突散囊菌一直是茯砖茶的理化标准之一,茯砖茶含有冠突散囊菌的量必须达到或高于20×104CFU/g(1988年版为30×104CFU/g)由于学术界在80年代对冠突散囊菌的鉴定研究不断深入,冠突散囊菌在1988年的国标中还被称为“冠突曲霉”,之后在2002、2013年版中则正式改称为“冠突散囊菌”[3]。在2010年发布的湖南省地方标准中[1],茯砖茶茶含有冠突散囊菌的量必须达到或高于30×104CFU/g。
1 冠突散囊菌的鉴定
Xu Aiqing等在前人研究的基础上发现冠突散囊菌是茯砖茶水提物的主要成分[4],现学术界已广泛认可冠突散囊菌是茯砖茶生产过程中“金花”的优势菌种。许多学者都对茯砖茶发花中优势菌种名鉴定做过研究,现在大多数学者所认可的名称是由1990年温琼英[5]和齐祖同[6]定名的冠突散囊菌Eurotium cristatium (Raper & Fennell)Malloch &Cain,无性型名称为针刺曲霉Aspergillus spiculosus Blaster,异名为冠突曲霉Aspergillus cristatum Blaster。
2 冠突散囊菌的功能特性
茯砖茶发花的实质是在一定的温、湿条件下,使有益优势菌——冠突散囊菌大量生长繁殖,并借助其体内的物质代谢与分泌的胞外酶的作用,实现色、香、昧品质成分的转化,形成茯砖茶特有的品质风味。
研究表明冠突散囊菌在生长代谢过程中会分泌多种胞外酶(如纤维素酶、果胶酶、淀粉酶等),这些酶将纤维素、果胶、多糖等大分子物质转化成小分子物质,同时为自身代谢活动提供碳源和能源[7-8]。茯砖茶的多种成分在发花后与黑毛茶相比发生了明显的变化,其中茶褐素、茶红素、茶黄素、茶碱、可可碱在发花后增多,而可溶性糖、咖啡碱、氨基酸、茶多酚、黄酮素、儿茶素则相对减少(图1)[9-11]。
图1 加工过程中茯砖茶的成分相对变化Fig.1 Relative change of Fuzhuan brick tea composition during processing
3 冠突散囊菌的安全性研究
在上世纪缺乏研究支持时,冠突散囊菌曾被茶叶加工人员误认为是有毒的霉菌,因此许多学者对茯砖茶冠突散囊菌和茯砖茶进行了毒理研究。除早期用节肢动物卤虫进行毒性筛查发现个别菌株可能有弱毒性外,研究结果比较一致,均认为茯砖茶和冠突散囊菌没有毒副作用,符合食品安全标准(表1)。由于其安全性已被广泛认可,冠突散囊菌在茯砖茶的国家标准中一直是理化指标之一[2]。
4 冠突散囊菌的生理活性
以冠突散囊菌及其提取物为对象的研究发现,冠突散囊菌能分泌多糖、他汀类等物质,且具有多种生理活性,可能参与到调节血脂、调理肠胃的机制中。
表1 茯砖茶和冠突散囊菌的安全性研究Table 1 Safety study of Fuzhuan brick tea and Eurotium cristatum
邓放明等[17]从不同培养基冠突散囊菌液体发酵液中分离出胞外多糖ECP和ECP#,采用高通量筛选技术,选用PPARs、K526和HepG2模型对其减肥降脂和抗肿瘤活性进行初步研究,结果显示冠突散囊菌胞外多糖对PPARα、PPARγ、PPARδ 3种模型均有活性,且对PPARγ模型有强的活性,证明冠突散囊菌胞外多糖可以通过多条途径产生降脂作用。袁勇[18]对茯茶中“金花”孢子粉提取物降脂功能了筛选,发现“金花”孢子粉提取物水层IV部分在试药24 h和48 h时,都能降低非酒精性脂肪肝细胞内TG的含量,且与阳性药物辛伐他汀和血脂康的效果相当。同时该提取物还能降低非酒精性脂肪肝细胞ALT、AST泄露量,说明“金花”孢子粉提取物IV部分能修复肝细胞膜损伤,并具有降脂功效。另外王珊的研究发现,冠突散囊菌固体、液体培养物的乙酸乙酯提取液中含有降脂药成分洛伐他汀[19]。
邓放明的研究发现,冠突散囊菌发酵液对α-淀粉酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶活性有激活作用,且明显高于黑毛茶汁、绿茶汁和茶多酚复合物,也高于茯砖茶汁。所有试验样品对脂肪酶活性均有不同程度的抑制作用[20]。
部分研究表明,冠突散囊菌本身具备一定的自由基清除能力,同时其分泌的儿茶素衍生物、儿茶素氧化聚合物具备比茶多酚更强的抗氧化能力,具备清除自由基能力[21-23]。
5 茯砖茶的健康功效
冠突散囊菌的生理活性提示茯砖茶可能具有某些健康功效。多项研究发现茯砖茶在调节血脂血糖、调理肠胃等方面的功效强于其他黑茶。
5.1调节血脂血糖
关于茯砖茶在调节糖脂代谢中作用的研究相对较多。其中在体外高通量筛选模型中,傅冬和等[24-26]发现茯砖茶水提物和分离到的6种单体化合物对于糖脂代谢密切相关的PPARγ和PPARδ均有明显的激活作用,而对FXR受体具有抑制作用。宋鲁彬等[27-28]发现茯砖茶具有良好的激活PRARγ及PPARδ核受体模型的作用,且在所有黑茶中茯砖茶的激活作用最强。章蕾等[29]在细胞模型中研究了8种黑茶对于PPARγ2活性的影响,发现茯砖茶等几种黑茶的激动作用较为明显,提示其具有潜在的调节血糖的功能。
在动物模型中,傅冬和等发现茯砖茶提取物能够显著降低高脂饲料喂养大鼠的血清总胆固醇(TC)和甘油三脂(TG)水平[25]。Li等也观察到茯砖茶提取物能够显著抑制高脂诱导肥胖大鼠的体重增加和脂肪细胞积累,降低血清TC、TG和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-c)的水平。
关于茯砖茶调节糖脂代谢的人群研究数据还相对匮乏,目前仅有两项小规模涉及茯砖茶的研究报道[30-31]。其中,肖文军等[31]以茶水比为1∶1 000浸提茯砖茶1 h制成饮料,在31名中老年高血脂症患者中按1 000 mL/d的剂量进行34天试饮,发现饮用前后受试者血液中TG、TC显著降低,而高密度脂蛋白胆固醇(HDL-c)显著上升。但由于该项研究未设对照组,因此其结果并不具备较强的说服力。
5.2调理肠胃
体外研究中发现,茯砖茶对胰淀粉酶和胰蛋白酶有很强的激活作用,其中儿茶素和有机酸被认为是主要的促进因子,且具有协同效应,表明茯砖茶对于蛋白质和淀粉的消化和吸收具有潜在的促进作用[32-33]。
有部分动物研究发现了茯砖茶在调节肠道菌群和抑制腹泻方面的功效。许爱清等[34]和刘平等[35]发现茯砖茶水提物对于肠出血性大肠杆菌O157∶H7所引发的机体损伤具有防护和修复作用,具体表现为维护肠道粘膜的完整性;调整肠道菌群,尤其促进乳酸杆菌和梭菌属Ⅳ簇等益生菌的生长;增强机体的免疫力;保护肝脏和肾脏免受损害,保障其正常生理功能。姚亚丽[36]通过对体外抑菌实验、小鼠药物致泻模型和小鼠小肠推进运动模型结果的综合分析,认为茯砖茶可能通过:抑制致泻细菌、调节肠道菌群平衡、改善肠道微生物环境;抗炎、修复肠道受损组织;拮抗胃肠道平滑肌松弛和兴奋,保护小鼠肠道粘膜以及维护消化道正常的生理功能3种途径来治疗腹泻。余智勇[37]还进一步考察了还考察了茯砖茶存放年份对于其抗腹泻作用的影响,结果表明,越陈年的茯砖茶抗腹泻的效果越好。
5.3体重控制
对于茯砖茶减肥作用的动物研究,一般采用高脂营养饲料喂饲正常受试动物,建立起营养性肥胖模型动物后,按一定剂量的茶提取物溶液对其进行干预,并与对照组进行肥胖相关指标的比较。一项研究比较了茯砖茶、普洱茶和六堡茶对营养型肥胖SD大鼠的减肥作用[38]。结果表明,茯砖茶具有良好的减肥作用,能明显降低体重、食物利用率和脂肪组织重量,而且茯砖水提物的减肥作用优于普洱和六堡茶。这一结果在另外两项研究中得到证实[39-40]。这两项研究还发现,茯砖茶能够激活与能量代谢和脂肪分解相关的基因(如PPAR-α、CPT-1a和LDLR)表达,并抑制与脂肪合成相关的基因(如SREBP-1c、FAS和C/EBP-α)表达,从而产生减肥作用。
目前关于茯砖茶减肥作用的人群数据非常稀少。Fu DH[30]等报道,10位患有高血脂症的白人服用茯砖茶水提物120天后,所有受试者的血脂水平均得到改善。其中有6名受试者反映食欲减退,同时体重和BMI有所下降,但并不具有统计学差异。值得注意的是,该研究的样本量很小,且试验设计上存在重大缺陷(对照组和干预组在样本量、人种构成及基线指标水平等方面不具有可比性)。
5.4其他
除以上几项外,一些体外实验提示茯砖茶还具有抗氧化、保肝护肝等功效[41-43]。
6 总结和展望
冠突散囊菌是在茯砖茶中发现的特征性优势菌,由于茯砖茶的健康功效受到越来越多的消费者青睐,冠突散囊菌的生理活性和在茯砖茶中发挥的作用也逐渐成为研究热点。茯砖茶具有的调节血脂、调理肠胃等健康功效,很有可能与冠突散囊菌的参与有关。现在对冠突散囊菌的生理活性研究多为体外实验,需要开展更深入更系统的研究,特别是生理活性与健康功效对应的机制,以及菌在茶叶中的代谢产物分析等,方能更好地为冠突散囊菌和茯砖茶的前景提供科学证据参考。
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Health Efficacy of Eurotium cristatum and Fuzhuan Brick Tea
LIU Ting,LI Song,ZHANG Geng,LIU Yang,PENG Chao,XIONG Qiang,WANG Chun-ling
(COFCO Nutrition and Health Research Institute,Beijing 102209,China)
Abstract:Eurotium cristatum is dominant in the yellow funguses called 'golden flower' during Fuzhuan brick tea manufacturing,and is found responsible for the unique flavor of Fuzhuan brick tea.Several studies has conformed the safety of Eurotium cristatum,and Eurotium cristatum is one of the physicochemical indexes of Fuzhuan brick tea.Eurotium cristatum secretes polysaccharides and statins,and may involve in the regulation of blood lipid and conditioning of digestive health.Fuzhuan brick tea is revealed to have health efficacy in severalbook=209,ebook=215aspects,especially in the regulation of blood lipid and conditioning of digestive health compared to other dark tea.It was suggested that Eurotium Cristatum takes parts in health efficacy of Fuzhuan brick tea,and more proof is required for future studying.
Key words:Eurotium cristatum;Fuzhuan brick tea;health efficacy
DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2016.05.049
作者简介:刘婷(1984—),女(汉),工程师,博士,研究方向:营养与代谢。
收稿日期:2015-10-21