茶树花的主要生化成分及生物活性研究进展
2019-02-16
(湖南省茶业集团股份有限公司,国家茶叶加工技术研发分中心,湖南省茶叶种植与加工工程技术研究中心,湖南 长沙 410126)
茶树花是茶树的生殖器官,属于两性花,少数为浅黄和粉红色,多数为白色。茶树于每年5月开始花芽分化,开花时间一般在9~12月。茶树花资源丰富,666.7m2茶园可产干花75~115 kg[1-2]。随着对茶树花的不断研究,发现茶树花多糖含量比新叶高,化学成分大致一样[3],农药残留和重金属含量低,无污染。茶树花除具有多种香气成分外[4],还是一种优质蛋白营养源[5]。茶树花入选2013年国家卫计委批准的新食品原料。我国茶资源丰富,约有300多万hm2茶园,多产茶树花,如何进一步开发茶树花资源,利用其保健成分意义重大。
1 主要生化成分
1.1 香气成分
茶树花的芳香物质种类比茶叶简单,精油含量可高达1%。茶树花中主要的两种内在性挥发性物质为苯乙酮和苯乙醇[6-8]。顾亚萍等[9]利用β-环糊精包埋、气质分析测定茶树花精油中的香气成分包括棕榈酸、丁二酸、邻苯二甲酸二异丁酯等25种成分。王娟等[10]分别利用超临界CO2、亚临界CO2与石油醚萃取茶树花精油,采用GC-MS分离和鉴定这3种萃取方法得到的茶树花精油的挥发性成分,结果表明:茶树花萃取物中共有58种挥发性成分,其中超临界CO2、亚临界CO2与石油醚的萃取样品各有55种、50种和54种成分,包括17种脂肪烃与芳香烃、4种萜烯、6种萜烯醇与萜烯酮、4种芳香醇与芳香酮、2种脂肪醇、6种脂肪酮、2种醛、5种酯和7种酸。茶树花的主要挥发性成分在超临界、亚临界与石油醚萃取样品中含量分别为苯乙酮(11.04 μg/g、10.23 μg/g 和 8.41 μg/g)、苯乙醇(11.49 μg/g、9.98 μg/g 和 8.52 μg/g)、α-苯乙醇(13.91 μg/g、12.30 μg/g 和 9.72 μg/g)、氧化芳樟醇(5.34 μg/g、6.35 μg/g 和 4.38 μg/g)、苯甲醇(6.60 μg/g、5.34 μg/g 和 4.43 μg/g)、1,8-二甲基-4-异丙基 -8,9环氧-茶螺酮(3.68 μg/g、2.37 μg/g和1.61 μg/g)和β-紫罗兰酮(2.67 μg/g、1.76 μg/g 和 1.16 μg/g)。超临界萃取样品的香气成分比亚临界与石油醚萃取的更丰富。吴颖瑞等[11]对制备六堡黑茶使用的大叶种、中叶种和小叶种茶树花用SPME-GC / MS 联用分析其香气成分,发现苯乙酮为三种茶树花共有的主要成分,分别占总相对含量的 60.70%、42.46%和 39.91%,并与其他成分一起构成了3个品种明显不同的茶树花花香。
1.2 茶多酚
茶多酚约占茶叶干重的 15%~30%,是茶叶中特有的化学成分,为三十多种酚类化合物的总称,主要可分为6类:黄酮醇类、酚酸类、黄烷醇类、黄酮类、花色苷类和4-羟基黄烷醇类[12]。茶多酚是一种天然的抗氧化剂,具有清除自由基、抗氧化、抗辐射等功效[13]。茶树花茶多酚的含量在 2%~11%之间,低于茶叶中含量。
1.3 茶多糖
茶多糖具有降血糖、降血脂、抗凝血、增强免疫力等作用[14],中国和日本民间都有用粗老茶医治糖尿病的传统[15]。茶树花多糖含量约为1%~7%,高于新叶中含量。可为今后在医药化工等行业的广泛应用提供资源。
1.4 黄酮类化合物
黄酮类化合物具有消炎、抗氧化、抗动脉硬化、降低胆固醇等生物活性[16]。花粉中黄酮类化合物一般以苷的形式存在,含量广泛而丰富,能有效保护花粉生殖核的DNA免遭辐射损伤等作用。茶花粉中黄酮类化合物主要有:黄酮醇、异鼠李素、原花青素、二氢山奈酚、杨梅黄酮、木犀黄素、槲皮酮、山奈酚、柚(苷)配基和芹菜(苷)配基等。茶树花粉中含有大量的黄酮类物质,含量高于其它花粉[17]。陈小萍等[18]研究表明茶树花黄酮类化合物可能以黄酮醇类为主。
1.5 其他成分
除上述成分外,茶树花中还含有茶皂素、咖啡碱、维生素、酶、微量元素等多种成分。苏松坤等[19]以晒干的茶树花粉为原料,研究发现蛋白质含量为 29.18%,脂肪含量为 2.34%,维生素 A、D、B1、B2、C、E、K 的含量分别为0.79 mg/100 g、0.02 mg/100 g、0.09 mg/100 g、2.74 mg/100 g、1.20 mg/100 g、6.60 mg/100 g和0.30 mg/100 g;茶树花花粉中 SOD和CAT 活性较高,分别为 203.80 μ/g 和 321.90 μ/g。提取茶树花中SOD和CAT,为食品、医药等行业提供原料,是茶树花利用的一个方向[20]。
2 生物活性
2.1 抗氧化
茶树花提取物有较好的抗氧化作用。于建[21]测定茶树花水提物、醇提物的总还原力和羟自由基的清除能力,表明茶树花水提物和醇提物具有较强的还原性和清除羟基的活性,且醇提物更有效。周苏等[22]研究发现茶树花的乙醇提取物氧化稳定性强。刘祖生等[23]比较多种有机溶剂萃取液,研究发现茶树花含有儿茶素的有机层溶剂的自由基清除能力最强,有明显的DPPH 自由基清除能力。Lin 等[24]发现茶树花多酚对自由基有抑制能力。Ziyin Yang等[25]发现茶树花乙醇提取物具有强力抗氧化活性。此外,茶树花花粉中 SOD和蛋白质等也具有一定抗氧化功能。侯玲等[26]发现茶树花碱提和酶提蛋白质对DPPH自由基的清除率分别达到50.79%和56.04%,具有一定的抗氧化功能。
2.2 降血糖
茶树花中茶多糖丰富,韩铨[27]发现茶树花多糖低、中、高剂量组可以显著降低四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠的血糖,与模型组比较下降了29.5%、39.6%和42.2%,具有极显著差异(p<0.01)。茶树花多糖在体外0.2~2.0 mg/mL浓度范围内抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性呈量效关系。
2.3 减肥降脂
据研究发现,茶树花同茶叶一样有减肥和降血脂的功效。凌泽杰[28-29]通过实验发现茶树花对喂食高脂饲料大鼠体重和体内脂肪含量的增加有预防作用,以2.5%、5.0%和7.5%三个剂量的茶树花喂食大鼠,结果表明都有不同程度减肥降脂效果,其中5.0%茶树花添加量的作用效果最为显著。Yoshikawa 等[30]从茶树花中分离出具有抑制胰脂肪酶和促进消化的茶树花皂素。
2.4 抑菌
中国民间一直都流传着茶树花有防腐除臭功效。卢雯静[31]利用茶树花中茶皂素和茶多酚样品对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、四联球菌和酵母菌的抑菌试验,探讨这两种天然提取物的抑菌性。结果表明,茶皂素和茶多酚对这四种菌都有一定的抑制作用,特别是茶皂素对酵母菌的抑制性非常强。
3 展望
目前,茶树花的研究与利用以开发茶树花衍生品为主,如茶树花保健品、化妆品、日化品等成为趋势。屠幼英认为茶树花苦味主要是黄酮和皂素引起,花中不同部位皂素含量有区别,如果去除花蕊会减少涩味,采摘全露白后的花皂素含量会低些,可以开发去苦味茶树花饮品。另外茶树花内茶皂素有着非常强的清洁能力,可以清洁头皮的毛囊,有效缓解由于毛囊堵塞引起的掉发脱发,最新研究发现茶皂素能抗过敏。
茶树花含有丰富的茶多酚、茶多糖、黄酮类化合物和SOD等多种的活性物质,对这些活性物质进行提取、纯化并应用于食品、化妆或医药健康等领域,对节约茶树资源、发挥茶树花抗氧化、降血糖、减肥降脂、抑菌等保健功效,促进茶产业未来的发展有重要的现实意义。当前生物技术发达,如何利用现代基因技术进行花粉离体保存和培养将是以后的发展趋势。