茶叶中黄酮类化合物对肠道的保护作用的研究概况

刘海燕 曹藩荣

（华南农业大学 广东广州 510000）

1 前言

茶叶是中国从古至今的一种天然植物饮料，中国是一个具有多茶类的国家，目前茶叶按照制作工艺的不同，分为绿、黄、白、青、黑和红茶六大茶类，不同的加工工艺可以促进茶叶内部的化学物质发生变化，形成茶叶的不同风味和不同功效，这些茶叶中所蕴含的物质对人体十分有益[1]。茶叶中具有多种活性成分，包括茶多酚、茶多糖、茶氨酸、茶色素、生物碱、皂苷、维生素等[2]，并且已被研究证明这些活性成分具有多种保健功能，如调节糖脂代谢、抗氧化、防癌抗癌、增强免疫力、抗肿瘤、清除自由基、保护神经系统等[3]。

茶叶中含有丰富的黄酮类物质—— 一种重要的抗氧化和抗炎物质，例如绿茶中具有较多的黄酮类物质，但是无咖啡碱茶和速溶茶中只有少量的黄酮类物质[4]。不同季节、产地环境、茶树品种和加工工艺等都会影响茶叶中黄酮类物质的含量。有研究通过大数据调查分析，发现茶叶是日常饮食中黄烷-3-醇和黄酮醇的主要来源[5]。在日常饮食中，除了通过饮茶来摄取黄酮，还有很多其他的方式可以获取，比如通过食用一些蔬菜和水果，洋葱，柑橘类水果，苹果和葡萄酒等。现代科学技术可以将一些蔬菜和水果制成胶囊或片剂形式作为黄酮类物质膳食补充剂，例如将洋甘菊和绿茶组合作为膳食黄酮类补充来源[6]。

黄酮类化合物是酚醛植物主要成分，迄今为止，已识别出超过6000种黄酮类物质[7]，以C6-C3-C6组成环为基本结构，有不同的亚类，黄酮类化合物分为黄酮类、二氢黄酮类、异黄酮类、黄酮醇类、查耳酮类、花青素类、橙酮类、双黄酮类以及黄烷醇类等类型[8]。茶叶中黄酮类化合物主要是黄酮醇及苷类，约占茶叶干物的3%～4%，主要有儿茶素（黄烷醇类），黄酮、黄酮醇类，花青素、花白素类，酚酸及缩酚酸类等，其中茶叶中多酚类物质为最主要的一种混合物，含量一般在18%～36%（干重）之间[9]。儿茶素作为多酚类物质的主体成分，约占多酚类总量的70%～80%(包括EC、EGC、ECG、EGCG、GCG等)，儿茶素是茶叶保健功能的首要成分，并且对茶叶的色、香、味品质形成也具有重要作用[10]。绿茶是亚洲国家最受欢迎的饮料之一，是多酚类含量最高的一种茶类。

黄酮类具有多种保健功效，主要具有抗氧化、抗癌症、抗糖尿病、抗心血管疾病以及神经保护等作用，其保健功效主要作用机制与黄酮类化合物的酶调节、改善血液循环、调节细胞凋亡、干细胞信号转导以及还原性等作用相关[11]。由于黄酮类物质天生具有的多种生理活性和药用价值，目前主要作为天然抗氧化剂、天然甜味剂、天然色素、天然食品防腐剂和保健食品等应用于医药、食品和化妆品等行业[12]。

目前炎症性肠病（IBD）是人类肠道易发的一种炎症疾病，包括克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎（UC），炎症性肠病的发生与各种环境因素和生活饮食习惯密切相关。肠道屏障主要由肠道免疫系统、肠道黏膜（MUCUS）、肠道机械屏障（紧密连接）和肠道微生物组成，肠道屏障的破坏是溃疡性结肠炎发病机理中的重要问题[13，14]。

溃疡性结肠炎（UC）作为一种常见的肠道疾病，具有难治性、反复性和不可控性，急需开发一种有效的天然的抗炎治疗物。茶叶作为一种黄酮类物质丰富的传统保健饮品，具有良好的抗炎效果和安全性，探究茶叶及其次生代谢物对结肠炎的预防和治疗效果，对于茶叶有效利用和相关深加工产品的开发具有重要意义。

2 茶叶中黄酮类物质对肠道免疫的保护作用

2.1 黄酮类物质可通过抗氧化作用保护肠道

众所周知，人类身体活动代谢产生的自由基对于人体的健康具有严重的危害，所以自由基的清除对于人体健康至关重要，通过日常饮食来调节平衡自由基已经受到广泛的研究。自由基清除剂（俗称抗氧化剂）是人类食品和营养学研究的一个热点，主要分为抗氧化酶清除剂（如超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、谷胱甘过氧化物酶GPX等），和非酶类自由基清除剂（包括黄酮类、多糖类、维生素C、维生素E、β-胡萝卜素和还原型谷胱甘肽GSH等活性肽）[14]。抗氧化食品中主流的一些具有强抗氧化作用的食物有很多，例如葡萄籽中具有丰富的黄烷醇及低聚物等原花青素类黄酮化合物，是公认的强抗氧化物质。还有番茄红素、绿茶提取物（主要是多酚类）、大豆异黄酮、维生素E、枸杞子等[15]。

大量的实验研究证明，黄酮类物质具有清除自由基抗氧化的功效，植物多酚和黄酮类物质通常作为天然的食品抗氧化剂来源。陈蓬凤等研究发现薯尖的酚类物质抗氧化能力较叶和茎尖更高，可作为优质的抗氧化剂资源[16]。茶叶中也有较强的铁还原能力和清除DPPH自由基的能力，茶叶黄酮是一个潜在的天然安全有效的抗氧化剂[17]。王玉婷等通过研究不同茶叶水提取物抗氧化活性，发现茶叶中的抗氧化能力与水提取物中总多酚和黄酮含量的高低呈显著的正相关[18]。茶叶的抗氧化作用与茶多酚，茶多糖和黄酮类物质密切相关。

有研究数据表明，超氧化物、一氧化氮、羟基自由基等自由基能够诱发炎症性肠道疾病的肠损伤。炎症性肠病（IBD）的特征是氧化应激和亚硝化应激，白细胞浸润以及结肠中细胞间粘附分子表达的上调。儿茶素是绿茶中成分最多的一种多酚类物质，研究发现儿茶素可以通过直接或间接抗氧化作用显著抑制过量的氧化胁迫，促进抗氧化物质如谷胱甘肽过氧化物酶（GPO）和谷胱甘肽（GSH）的激活，降低结肠的氧化损伤[19]。茶叶中儿茶素和原花青素含量较高，在肠道疾病中承担着主要的抗氧化作用。有研究发现，白茶提取物可以保护H2O2诱导的结肠癌细胞HT-29的DNA损伤，白茶可以增强结肠癌细胞的抗氧化和抗增殖作用[20]。反应性氧物质（ROS）具有促炎作用，炎症性肠道疾病患者中的外周血单核细胞和肠巨噬细胞能够产生大量的ROS，在TNBS诱发的结肠炎小鼠中，给小鼠灌胃50mg/kg绿茶提取物，可以明显降低DNBS诱导引发的结肠中嗜中性粒细胞数量的增加，减轻小鼠结肠炎性浸润[21]。

2.2 黄酮类物质可通过抗炎作用保护肠道

在生活中，人体不断暴露于一些有害的环境，为了适应这些有害环境的刺激，人体会产生一个适应性过程，因此人体出现炎症反应，从局部炎症反应到全身性炎症，炎症可能会导致人体出现持续的免疫抑制和分解代谢，进而出现多器官衰竭。人体中炎症性肠病是由遗传因素、免疫异常和生活环境共同决定的，先天性的相关遗传基因座内基因突变和不健康的饮食生活习惯，都会导致肠道产生炎症[22]。

回肠、空肠、结直肠等肠道部位，都容易产生相关的炎症，对小鼠喂食不同的药物处理，能够引起小鼠不同部位的肠道炎症，例如使用三硝基苯磺酸TNBS和葡聚糖硫酸钠DSS等主要是对结直肠产生炎症损伤[23]。肠道炎症容易引起身体的一些并发症，抑郁和焦虑相关的心理症状越来越多地被认为是患有结肠炎患者的并发症[24]。用葡聚糖硫酸钠DSS诱导的结肠炎小鼠，容易产生行为障碍、神经异常和抑郁行为。另外，结肠炎患者发生肠道损伤，肠道通透性增加，肠道微生物产生的代谢物脂多糖（LPS），流经血液，经过肠-肝脏系统到达肝脏，对肝脏造成炎症损伤，有学者研究发现葡聚糖硫酸钠DSS处理的ICR小鼠，不仅患有较严重的肠道炎症，同时肝脏ALT/ALT的水平增加，肝脏细胞P450(CYP)mRNA和蛋白水平下降[25]。

黄酮类物质除了抗氧化活性外，黄酮类化合物在炎症性疾病中具有很大的营养价值，它们可以阻断许多促炎蛋白，改善炎症的强度，被认为是炎症的天然抑制剂[26]。众多研究发现，茶叶中的黄酮类物质具有免疫调节性，能够抑制T淋巴细胞，减少促炎因子和趋化因子的活性，茶黄酮可以作为预防肠道肿瘤复发的天然化合物[27]。红茶中也含有丰富的黄酮类物质，有研究发现红茶提取物可以通过抑制NF-κB信号转导和抑制促炎因子（IL-6、IL-1β、IL-12）的表达，减轻LPS诱导的骨髓衍生-巨噬细胞（BMM）的炎症，确定红茶提取物可以治疗结肠炎症，同时在葡聚糖硫酸钠DSS诱导的小鼠结肠炎中，红茶提取物通过阻断IκBα和NF-κB/P65信号通路缓解DSS诱导的小鼠结肠炎[28]。茶多酚作为绿茶中的主要物质，莫林波等通过使用AOM/DSS诱导BALB/c小鼠产生慢性结肠炎，再采用0.1%茶多酚水溶液进行饮食干涉，茶多酚治疗组其促炎因子相对表达量均下调，而抑炎因子相对表达量均上调[29]。姜从桥探讨原花青素B2（PCB2）对三硝基苯磺酸（TNBS）诱导的小鼠结肠炎肠道屏障的保护性作用及机制时，发现原花青素2（PCB2）治疗组小鼠结肠炎症评分及肠粘膜促炎症介质IL-1β及TNF-α水平更低，而抑炎因子IL-10高于TNBS处理组。茶叶中黄酮类物质缓解结肠炎症主要是通过降低促炎因子和增加抑炎因子水平、调节NF-κB信号通路等缓解肠道炎症，保护肠道健康。

2.3 黄酮类物质可通过调节肠道微生物保护肠道

肠道菌群对人体有着重要的生理作用，肠道微生物与人体代谢性疾病、心血管疾病、消化系统疾病、癌症具有一定的相关性[30]。不同种族和人群之间的肠道微生物具有一定的差异，正常人肠道占主导作用的微生物组是相同的，但是每个人的微生物构成又有所不同。人体中的微生物种类可达1000多种，但是种类数量差异较大，一般健康人的肠道微生物中，拟杆菌门和厚壁菌门种群数量大于90%，放线菌门、变性菌门等较少[31]。炎症性的肠病主要由肠道免疫系统、肠道微生物和饮食习惯等多个因素共同影响，胃肠道微生物在肠道生理稳态中起着关键的作用，例如在肠道中分段的丝状细菌（SFB）和梭菌（Clostridia），能够驱动分化Th17和Treg细胞，它们分别协调肠道免疫的效应子和抑制子系统，从而实现肠道的稳态。肠道菌群是DSS诱导的结肠炎的诱发因素，DSS处理的小鼠肠道菌群多样性降低和菌群组成成分发生变化（例如Lactobacillus的细菌丰度降低，Akkermansia和Desulfovibrio的细菌丰度升高）[32]。一些有害菌群丰富度的增加和有益菌群丰富度的下降，和菌群结构的紊乱是触发肠道疾病的主要原因。

黄酮类化合物可以调节人体肠道菌群，对健康产生积极的影响，有报道发现黄酮类物质可以通过抑制有害菌(肠杆菌、链球菌等)，同时增加双歧杆菌等益生菌的丰富度，从而改善炎症性肠病[33]。研究发现蜜蜂多酚可以显著降低DSS诱导的小鼠肠道中拟杆菌、变形杆菌和棒状杆菌的的数量，改善肠道中发生的炎症。许多研究表明，饮茶能够提高肠道中双歧杆菌的相对丰度，降低有害菌群的比值，促进肠道微生物的菌群稳态。李丹等在研究黑茶对肠道菌群的调节作用时，通过建立小鼠肠道优势菌群的PCR-DGGE分析技术，发现黑茶可以调节肠道优势菌群多样性，主要包括肠道柔嫩梭菌、拟杆菌和乳酸菌等菌群；而对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌、粪肠球菌等有害菌有显著的抑制作用[34]。有研究通过粪便微生物技术发现绿茶和黑茶可以介导肠道微生物的作用，通过使用绿茶提取物和黑茶提取物处理的粪便微生物群可以明显改善小鼠肠道炎症[35]。在评价绿茶多酚对肠道菌群的调节作用时，众多研究发现绿茶多酚可以显著增加高脂饮食小鼠肠道细菌多样性，增加拟杆菌的相对丰富度和降低厚壁菌门相对丰富度，说明绿茶多酚可以改善高脂饮食引起的肠道微生物群生态失衡，改善人类肠道健康[36]。茶叶中黄酮类物质对肠道菌群的影响，主要是通过增加肠道菌群的多样性，增加有益菌的相对丰富度和降低有害菌的相对丰富度，影响肠道免疫作用、减轻肠道炎症疾病和肠道引起的相关并发症，从而维持人体健康。

3 茶叶中黄酮类物质的生物利用度

3.1 茶叶中黄酮类物质的吸收代谢

黄酮类化合物是一种植物体内产生的次级代谢物质，有良好的药理活性和营养因子。黄酮类物质的吸收、代谢和排泄等均在胃肠道中完成，胃肠道是茶黄烷醇的生物转化的主要部位[37]。黄酮类化合物及其在人体内的代谢物质均具有一定的生物活性，少部分的黄酮苷是在小肠吸收，大多数的黄酮类物质与糖类结合形成β-糖苷，在结肠中借助微生物菌群的作用，分解成酚酸和其它一些体内可吸收的代谢产物[38]。黄酮类化合物在体内的吸收受到其浓度大小的影响，当浓度较高时可以直接在胃肠道中吸收进入胃肠道上皮细胞，当浓度较低时不能直接吸收代谢，而需要通过胃肠道微生物的作用将其分解成细胞可吸收的物质，进而被人体吸收。

3.2 茶叶从黄酮类物质的生物利用度问题

虽然黄酮类物质大量存在于自然界的植物中，并且已经被证实可以预防人类多种疾病，但是大多的黄酮类物质通过口服进入人体内的生物利用度比较低，进而影响到茶叶中黄酮类物质在体内的吸收和转运。影响黄酮类物质生物利用度的因素有很多，主要包括转运蛋白的外排作用、黄酮类物质的水溶性、肠道代谢作用、代谢转化和其它食物原料的影响[39]。黄酮类物质的溶解性和稳定性对于口服茶叶提取物的生物利用度至关重要，例如儿茶素单体及其低聚体不溶于氯仿、石油醚、苯等非极性溶剂，溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂，但是极性强的物质难以透过细胞的脂质双分子层，所以儿茶素类物质在胃肠道内的吸收率较低[40]。温度、湿度、PH值等会影响茶叶中黄酮类物质的吸收，例如在高温条件下儿茶素会降解更快，随着湿度的增大，绿茶粉中儿茶素单体及儿茶素总量的化学降解均显著增强[41]。胃肠道微生物的环境是决定茶叶中黄酮类物质生物利用度的一个重要因素，儿茶素在胃肠道中可以被代谢为其葡萄糖苷化、磺酸化产物，糖苷类物质属于极性强的物质，在小肠中的吸收速度较慢，而肠道微生物代谢产生的糖苷酶可以将糖苷水解，提高儿茶素产物在小肠中吸收转运[42]。

3.3 如何提高茶叶中黄酮类物质生物利用度

黄酮类化合物的吸收和代谢研究是目前茶叶中活性成分生物利用度的一个热点和重点，黄酮类物质药效不稳定和作用机制的不完全明确对于茶叶的开发利用是一个难点，所以提高茶叶中黄酮类物质的吸收利用度对于指导合理饮茶提高茶叶保健功效具有重要意义。要提高茶叶中黄酮类物质的生物利用度，首先要从黄酮类化合物本身的结构特性上下手，例如有研究从提高黄酮类物质的脂溶性出发，通过一些化学修饰法、酶法修饰等方式提高茶叶的脂溶性，但是这些方法操作环境条件严格、成本较高、难度大，所以还需要进一步的研究[43,44]。其次，提高黄酮类化合物的稳定性也是重要的方面，可以通过一些固体分散技术、微囊与微球、包含技术及脂质体和纳米制剂等方法提高儿茶素等一些黄酮类的生物利用度[45]。目前国内外的技术对黄酮类化合物在结构上的一些改变和修饰虽然能提高生物利用度，但是难以普及到大众应用到生活中，所以饮食上的相互搭配可能更适用于实际生活，例如有研究发现胡椒碱能够抑制不同黄酮类物质与葡萄糖苷酸转移酶的结合，降低代谢提高其生物利用率[46]。还有研究发现儿茶素和牛奶中的蛋白质结合，可以显著提高其在Caco-2细胞中的儿茶素渗透率和回收率[47]。有报道指出，给实验小鼠喂食白米饭，能够提高绿茶中儿茶素的生物利用度，可能是由于大米胚乳中的脯氨酸蛋白可以与酸化后的儿茶素结合，并通过鞣酸酶将它们转化成非酸盐化的儿茶素，从而增加了儿茶素的生物利用度[48]。还有发现单独加入蔗糖或者同时加入蔗糖与维生素可以提高茶叶中活性成分的可及性和肠道中儿茶素生物利用度。所以在生活中可以通过食用一些含碳水化合物和维生素类丰富的食物来增加对茶叶中黄酮类化合物的吸收，在饮茶过程中搭配一些茶点不仅可以缓解空腹饮茶带来的茶醉问题，还有利于提高对茶叶活性成分的吸收。

4 总结和展望

黄酮类物质因其生物活性作用，已经普遍应用在食品、药品和保健品开发等多个行业。茶叶作为世界三大无酒精之一，人们的日常生活已经离不开茶叶，饮用茶叶不仅作为一种满足口腹之欲的方式，同时正确的饮茶方法和习惯还能发挥茶叶的保健功能，从日常的饮茶活动中增强自身的免疫力，抵抗各种疾病。现代生活饮食习惯的紊乱容易致使肠道产生一些疾病，造成肠道损伤，肠道屏障发生破坏触发结肠炎症甚至癌症，同时引起一些肝脏疾病、神经疾病等并发症，茶叶作为一款天然的肠道保护剂，如何更有效地利用茶叶成为人们关心的问题。为了满足人体对黄酮类物质含量的需求，除了传统工艺制作的茶类外，也衍生了一些非原叶类茶叶和其它深加工产品，例如富含EGCG的速溶茶，富含茶多酚的保健茶点，和茶多酚绿茶胶囊补充剂等等。但是人体中黄酮类物质的吸收代谢问题仍然是一个研究的重点，饮茶后黄酮类物质的具体代谢途径和机制有待进一步研究。黄酮类物质易氧化、生物利用率低等问题限制了黄酮类物质的开发利用，因此开发新型的茶叶活性成分口服产品，有效地提高生物利用度，可以为茶叶的保健功能开发提供思路和参考。