茶多糖的健康功效研究进展

周宝才 ，丁然 ，魏新林 *，邵胜荣

（1.浙江兴合茶业科技有限公司，浙江湖州 313300；2.上海交通大学农业与生物学院，上海 200240；3.绍兴御茶村茶业有限公司，浙江绍兴 312037）

茶叶因其独特风味及良好的健康功效广受国内外学者的关注，茶多糖作为茶叶中的一类主要活性成分被广泛研究。多糖是一种具有高分子量的聚合物，由至少十个单糖通过糖苷键相互连接组成[1]。茶多糖是一类从茶叶中提取的与蛋白质结合的杂多糖，具有降血糖、调节脂质代谢、抗氧化、抗癌等多种健康活性[2-3]。作为一种具有较少副作用的活性物质[3]，茶多糖可以被广泛地应用于茶产品的生产与研发中。因此，文章对茶多糖活性的国内外研究进行了综述，为茶多糖产品的开发提供指导，进而实现茶多糖的高值化利用。

1 降血糖活性

根据世界卫生组织2016年发布的全球报告，全球糖尿病患病率在1980年～2014年间从4.7%增加到8.5%[4]，其中大多数新增病例发生在低收入和中等收入国家，2014年约有4.22亿成年人患有糖尿病[4]。糖尿病是一种代谢紊乱疾病，它会造成患者长期处于高血糖状态，从而引起各种健康风险的出现与疾病的产生。糖尿病产生的主要原因是人机体内的胰腺不能生成足够的胰岛素，或机体内的细胞对产生的胰岛素无法进行正确的反应[5]。糖尿病根据发病机制主要分为三种类型：I型糖尿病、II型糖尿病和妊娠期糖尿病。近年来，许多研究者通过体外试验和动物试验证实茶多糖是治疗糖尿病的一种有效活性成分，并通过减少葡萄糖吸收、抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性、改善胰岛素抵抗、增加葡萄糖耐量和降低血糖水平等途径起到降血糖的作用[6]。

体外试验发现茶多糖具有良好的抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的能力，从而降低机体内的血糖含量。LI等[7]通过紫外分光光度试验、红外指纹试验、扫描电镜试验发现绿茶茶多糖的结构在经过唾液消化后无显著性变化，但在经肠胃消化后发生了显著改变。绿茶茶多糖经肠胃消化后，还原糖含量显著增多，α-淀粉酶抑制率显著增加，这一结果表明经消化后的绿茶茶多糖可能通过抑制α-淀粉酶来控制餐后血糖水平[7]。XUA等[8]分别从温和发酵1年、3年和5年的普洱茶中提取茶多糖，发现这三种茶多糖都是与蛋白质结合的酸性糖蛋白，其中发酵3年和5年的普洱茶茶多糖的α-葡萄糖苷酶抑制力是治疗糖尿病药物阿卡波糖的三倍，说明发酵能显著增强茶多糖抑制α-葡萄糖苷酶的能力，从而提高其降血糖活性。

动物试验也证实了茶多糖具有较好的降血糖功效。 宋林珍等[9]用 100 mg/（kg·d）的茶多糖对四氧嘧啶诱导非肥胖型糖尿病小鼠进行灌胃，发现茶多糖能通过调节胰岛素分泌，修复胰岛β细胞，清除超氧化物歧化酶自由基来抵抗糖尿病。ZHOU等[10]通过四氧嘧啶诱导非肥胖型糖尿病小鼠模型发现茶水提取物显著降低小鼠的空腹血糖和葡萄糖化血清蛋白含量，高效凝胶渗透色谱和组分分析表明提取物中100～120 kDa的成分为主要降血糖活性物质，而其中约90%为含大量阿拉伯半乳聚糖蛋白的多糖，说明可溶性茶多糖是茶中的主要降血糖因子。潘欣萍等[11]通过α-葡萄糖苷酶体外试验和大鼠离体小肠囊翻转模型发现茶多糖的降糖活性中心为AN蛋白组分，它对α-葡萄糖苷酶和小肠囊葡萄糖转运具有显著抑制作用，从而保护大鼠胰岛素细胞并达到降血糖的目的。李淑琴[12]通过高糖高脂和链脲佐菌素诱导的二型糖尿病小鼠模型发现茶多糖能提高小鼠的葡萄糖耐受并通过PI3K/Akt信号通路上调关键蛋白如胞内磷脂酰肌醇激酶、磷酸化AKT和葡萄糖转运蛋白的表达来降低小鼠体内的血糖。

2 调节脂质代谢

肥胖已成为全球第六大致病风险因素，它会导致机体平均寿命减少，造成多种心血管疾病、二型糖尿病及多种癌症[13]。肥胖是二十一世纪公认的最严重的公共卫生问题之一，2015年在全球195个国家中发现约有6亿成年人 （在成年人中占12%）和1亿儿童（在成年人中占5%）为肥胖人群[14]。近年来，许多研究通过体内外试验证实茶多糖具有调节脂质代谢的功效。

LI等[15]通过3T3-L1前脂肪细胞试验发现绿茶茶多糖、红茶茶多糖、乌龙茶茶多糖能显著抑制脂肪细胞增殖分化，同时还能显著增加G0/G1期细胞的数量。通过RT-PCR分析可得，茶多糖主要是通过上调机体内的脂联素以激活蛋白激酶信号通路从而达到调控脂肪细胞因子的目的，并最终调控前脂肪细胞[15]。李祥龙等[16]发现黑茶茶多糖能显著抑制脂肪酶，通过比较几种黑茶的脂肪酶抑制效果发现普洱茶的抑制效果最佳，抑制类型接近于竞争性抑制。

WU等[17]用雄性SD大鼠建立肥胖模型并用红茶茶多糖灌胃，通过观察大鼠体内内脏脂肪重量和脂肪细胞大小，发现红茶茶多糖通过抑制脂肪的形成、积累，促进脂肪的分解来显著降低大鼠体内脂肪含量和脂肪细胞大小，从而防止高脂饮食引起的肥胖。侯仰锋等[18]发现黑茶茶多糖能通过调节大鼠肝脏内的Zn、Cu、Mg含量和Zn/Cu比值来调节大鼠的脂质代谢。吴文华[19]发现相较于茶多酚，茶多糖是下调高脂小鼠体内总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白表达，上调高密度脂蛋白表达的主要功能性成分，并且呈剂量依赖性。XU等[20]发现绿茶茶多糖是绿茶提取物抑制大鼠体重增加和脂肪堆积的主要功能性成分，它通过改善大鼠体内的血脂和抗氧化水平显著降低大鼠体内血清瘦素含量，从而抑制脂肪酸的吸收并显著降低脂肪调节因子IL-6和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）基因的表达。MAO等[21]发现黑茶茶多糖能通过改善血浆脂质谱，脂质氧化和提高抗氧化酶的活性来抑制高脂饮食诱导的高血脂大鼠体重增加。

3 抗氧化活性

抗氧化物是一种能清除活性氧自由基的化合物。活性氧自由基在一些疾病和机体老化中扮演着重要角色，过多的活性氧自由基会对机体内的脂肪、蛋白和DNA造成损伤，从而导致细胞死亡[22]。在食品中添加抗氧化物质可以减少活性氧自由基对机体的氧化性损伤。大量研究证实，茶多糖具有较强的抗氧化活性并能帮助减轻活性氧自由基对细胞的伤害。

茶多糖的抗氧化活性与其组成成分密切相关。ZHAO等[23]通过水提醇沉法分别获得绿茶茶多糖、白茶茶多糖、乌龙茶茶多糖、红茶茶多糖和黑茶茶多糖，通过DPPH自由基、羟基自由基清除试验发现5种茶多糖均具有抗氧化活性，茶多糖中较多含量的吸电子基团如酮或醛可以促进O-H键中氢的释放，使其与自由基结合，从而具有更强的自由基清除能力，因此从发酵程度低的茶类中提取出的茶多糖抗氧化活性高于发酵程度高的茶类。SHAO等[24]发现茶多糖中的糖醛酸、硫酸盐含量越高，其抗氧化活性越强。这是因为糖醛酸属于羧酸，含有丰富的羧基和羟基，具有较强的抗氧化能力。硫酸盐中的硫酸基团能螯合金属离子，从而终止羟基自由基的生成。XUA等[8]发现经温和发酵后的普洱茶茶多糖是一种与蛋白质结合的酸性杂多糖，茶多糖中的蛋白质和糖醛酸含量随发酵时间的延长而增多，其抗氧化活性也增强。温和发酵5年的普洱茶茶多糖相较于发酵1年和3年的茶多糖而言具有最高比例的低分子量多糖及最强的抗氧化活性。杨新河等[25]通过水提醇沉法获得茯砖茶茶多糖、青砖茶茶多糖、六堡茶茶多糖、康砖茶茶多糖、普洱茶茶多糖和千两茶茶多糖，其中普洱茶茶多糖含有最多含量的蛋白及多酚，表现出最强的抗氧化活性。

茶多糖的抗氧化活性能帮助减轻活性氧自由基造成的机体损伤。CHEN等[26]通过动物试验发现茯砖茶茶多糖能显著改善高脂肪饮食诱导的大鼠氧化损伤。应乐等[27]通过水提醇沉法获取3种六堡茶茶多糖，其中70%乙醇纯化后的茶多糖具有最强的ABTS自由基和铁离子清除率并对Na2S2O3诱导的人脐静脉血管内皮细胞氧化损伤具有最强的保护作用。CHEN等[28]通过水提醇沉法提取绿茶茶多糖，纯化后获得三个茶多糖组分gTPC1、gTPC2和gTPC3。通过1，2，3-苯三酚自氧化测定试验，发现gTPC1、gTPC2和gTPC3能降低高浓度葡萄糖对人脐静脉内皮细胞产生的损伤，从而被应用于减轻高血糖引起的伤害[28]。CHI等[29]发现紫阳绿茶茶多糖能减缓由运动造成的氧化应激反应。孙红梅[30-31]发现茶多糖能通过其蛋白质组分激活机体内抗氧化酶的活性并提高醛糖的含量以减轻机体的氧化性损伤，此外茶多糖还能增强运动员心肌细胞的耐缺血、缺氧能力从而提高运动员的无氧运动能力。史敏等[32]通过D-半乳糖诱导小鼠亚急性衰老模型发现肝组织中超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性显著增强，说明茶多糖主要是通过清除机体内的自由基及其代谢产物、提高SOD和GSH-Px的活性来减缓衰老。

4 抗癌活性

癌症是由于细胞生长异常而造成的一种疾病，它能扩散到身体的各个部位，而良性肿瘤不会扩散[33]。癌症种类繁多且不易被治愈，对人体的健康造成了极大的影响。2015年，约有9050万人患有癌症[34]，每年大约有1410万新增癌症病例[35]。随着年龄的增长，患癌症的风险显著增加，老龄化时代的到来以及人们生活方式的改变使得患癌率正在逐步上升。一些学者通过细胞试验和动物试验发现茶多糖具有一定的抗癌作用。

在细胞试验中，茶多糖表现出对多个癌症细胞的抑制功效。GAO等[36]从中茶108中提取了5个功能性多糖亚组分并纯化，通过宫颈癌HeLa细胞增殖的抑制试验发现酸性多糖和中性多糖对HeLa细胞的增殖表现出显著的抑制作用，最高抑制率可达10.43%。魏楠等[37]通过人肺癌A549细胞体外试验发现茶多糖可与阿霉素联用抑制人肺癌A549细胞的增长以减少阿霉素的副作用对人体的损伤。SHAO等[24]通过冷压绿茶种子获得了三种多糖组分，其中具有较高硫酸盐含量的绿茶种子多糖-1对MKN45胃癌细胞和DLD肠癌细胞的抑制作用显著高于其它两种多糖成分，说明其抗癌效力与硫酸盐含量有关。HE等[38]通过人体MCF-7乳腺癌细胞试验发现富硒茶多糖能通过上调Bax/Bcl-2的表达和活化胱天蛋白酶-3、胱天蛋白酶-9来显著抑制癌细胞的生长，而细胞内的活性氧簇是富硒茶多糖发挥作用的关键介质。聂少平等[39]通过人体结肠癌细胞HCT-15增殖抑制体外模型发现，绿茶多糖对HCT-15细胞有抑制作用且呈剂量依赖。

在动物试验中，夏道宗等[40]通过MTT比色法发现安吉白茶茶多糖在体外试验中能显著抑制小鼠S180艾氏腹水瘤细胞并呈现出剂量依赖型。在动物试验中，安吉白茶茶多糖能增强小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬能力来显著抑制S180艾氏腹水实体瘤、H22肝癌细胞移植瘤的生长。沈健等[41]通过小鼠S180荷瘤模型发现茶多糖能促进小鼠脾细胞的增殖，上调IL-2、TNF-α和血清中IgG的表达来抑制荷瘤的生长。CHEN等[26]通过动物试验发现茯砖茶茶多糖对H2O2诱导的大鼠肾上腺嗜铬瘤细胞损伤具有保护作用。

此外，细胞试验和动物试验共同证实了茶多糖对结肠癌具有较强的抑制作用。LIU等[42]通过动物试验和细胞试验发现茶多糖是结肠癌治疗及预防的潜在药剂，茶多糖通过降低细胞周期蛋白cyclin D1，基质金属蛋白酶MMP-2、MMP-9的表达来抑制细胞的生长以抑制小鼠结肠癌细胞的增殖和侵袭。LIU等[43]使用氧化偶氮甲烷/葡聚糖硫酸钠小鼠模型和IL-6诱导的结肠癌细胞系CT26发现茶多糖能显著降低肿瘤发生率，减少肿瘤大小并通过平衡细胞微环境来抑制促炎细胞的浸润和促炎细胞因子的分泌。此外，茶多糖能抑制信号传导及转录激活因子的活化，并在体内调节下游基因的表达来减少肠炎相关癌症的发生[43]。

5 其他健康功效

虽然茶多糖的活性研究目前主要集中在降血糖、调节脂质代谢、抗氧化和抗癌，但也有很多学者发现了茶多糖的其他健康功效，如调节肠道菌群、抗疲劳、抗溃疡、减缓细胞损伤、护肤等。

CHEN等[44]通过小鼠试验发现茯砖茶茶多糖可以减轻高脂饮食诱导的代谢综合征并增强微生物群落如韦荣球菌科、红蝽杆菌科和链球菌科的发育多样性。CHEN等[45]通过分析茯砖茶茶多糖经唾液，模拟胃和小肠消化前后的分子量，单糖含量和还原糖含量发现茯砖茶茶多糖可以通过消化系统抵达大肠并且不会遭到破坏。此外，碳水化合物含量的降低和短链脂肪酸含量的显著增加也表明茯砖茶茶多糖可以显著调节肠道微生物群的组成和丰度[45]。CHI等[29]发现紫阳绿茶茶多糖对小鼠具有抑制疲劳的作用，通过小鼠负重游泳试验发现口服紫阳绿茶茶多糖能显著延长肌肉的消耗时间、增加小鼠体内的糖原含量，提高谷胱甘肽过氧化物酶的活性并显著降低血尿素氮、血乳酸、乳酸脱氢酶和丙二醛的含量，从而显著改善运动引起的疲劳。SCOPAROA等[46]发现含有绿茶和红茶的可溶性杂多糖能显著减缓乙醇诱导的胃损伤，而绿茶和黑茶的不溶性杂多糖能帮助维持胃粘液和还原型谷胱甘肽的表达水平从而保护胃黏膜。ZHAO等[47]发现茶多糖可以通过提高丙二醛和脱氢酶的表达水平、降低SOD的活性来抑制草甘膦诱导的小鼠睾丸细胞损伤和凋零。WEI等[48]发现纯度较高的茶多糖相较于茶多酚而言具有更好的吸湿性和保湿能力，对皮肤具有保护作用。

6 总结和展望

茶叶在亚洲尤其是在中国具有极长的饮用历史，喝茶已成为人们日常生活中的习惯。作为茶叶中重要的活性成分，茶多糖具有良好的健康功效，如降血糖、调节脂质代谢、抗氧化、抗癌等。但是目前，作为一种可以被添加入食品中的功能性成分，茶多糖的研究主要还停留在实验室阶段，在食品及药品中的应用还不广泛。此外，茶叶的原料老嫩状态及种类都会影响茶多糖的健康功效。茶多糖的健康功效与其结构具有密不可分的联系，因而进一步对各类茶叶中的茶多糖进行结构分析和健康功效评价具有极为重要的意义。目前，对茶多糖健康功效的研究主要停留在其具备何种健康功效及其强弱上，对该种健康功效的产生机制尚不明确，因而加强对茶多糖健康功效机制的研究将进一步为茶多糖在功能性食品中的应用提供新的见解。