不同武夷名丛鲜叶茶多糖组成分析及体外抗氧化活性比较研究

郑淑琳 羽观华 罗盛财 王飞权 程曦 郑玉成 李力 张渤 石玉涛

基金项目：福建省自然科学基金面上项目（2023J011048）、福建省大学生创新训练计划项目（S202210397057）、武夷学院科技创新发展基金（2019J04）

作者简介：郑淑琳，女，实验师，主要从事茶树种质创新与茶叶品质化学研究。*通信作者，E-mail：ytshi@wuyiu.edu.cn

摘要：为了探明不同武夷名丛茶多糖组成和体外抗氧化活性差异，选取雀舌、瓜子金、胭脂柳、老君眉4个武夷名丛鲜叶为原料，通过水提醇沉淀法提取茶多糖，测定了4个品种鲜叶的茶多糖中中性糖、糖醛酸、蛋白质和茶多酚等组分含量，并比较了4个品种茶多糖清除1，1-二苯基苦基苯肼自由基（DPPH）、羟基自由基（·OH）和超氧阴离子自由基（O2－）活性的差异。结果表明，不同武夷名丛茶树品种鲜叶提取茶多糖得率不同，胭脂柳品种得率较高，老君眉得率较低；4个武夷名丛的茶多糖在中性糖、糖醛酸、蛋白质和茶多酚含量上存在较大差异；体外抗氧化活性测定结果显示，不同武夷名丛茶多糖清除DPPH、·OH和O2－活性具有明显差异，但对3种自由基的清除能力均呈现出剂量-效应关系；4个品种的茶多糖清除DPPH和O2－的IC50值均高于阳性对照Vc，清除·OH的IC50值均低于阳性对照Vc，表明雀舌、瓜子金、胭脂柳和老君眉4个品种的茶多糖是良好的·OH清除剂。研究结果可为武夷名丛茶树种质资源的开发利用和功能性品种的选育提供科学依据。

关键词：武夷名丛；茶多糖；多糖组成；抗氧化；自由基

中圖分类号：S571.1                                            文献标识码：A                                            文章编号：1000－3150（2024）02-19-9

Comparative Study on the Composition and in vitro

Antioxidant Activity of Polysaccharide in Different

Wuyi Mingcong Tea Germplasms

ZHENG Shulin1， YU Guanhua1， LUO Shengcai2， WANG Feiquan1， CHEN Xi1，

ZHENG Yucheng1， LI Li1， ZHANG Bo1， SHI Yutao1*

1. College of Tea and Food Sciences， Wuyi University/Tea Engineering Research Center of Fujian Higher Education/Tea Science

Research Institute of Wuyi University， Wuyishan 354300， China; 2. Wuyishan Guiyan Tea Industry Co.， Ltd.， Wuyishan 354300， China

Abstract： To explore the differences in the composition and in vitro antioxidant activities of tea polysaccharides from different Wuyi Mingcong tea germplasms， the fresh leaves of four Wuyi Mingcong including Queshe， Guazijin， Yanzhiliu and Laojunmei were selected as raw materials. Tea polysaccharides were prepared by water extraction and alcohol precipitation method. The contents of neutral sugars， uronic acids， proteins and tea polyphenols in tea polysaccharides were determined， and the scavenging activities of four tea polysaccharides on DPPH free radical， hydroxyl radical and superoxide anion free radical were compared. The results show that the yields of tea polysaccharides extracted from fresh leaves of different Wuyi Mingcong were different. The yield of tea polysaccharides from Yanzhiliu was the highest， and the yield of polysaccharides from Laojunmei tea was the lowest. There were significant differences in the basic composition of neutral sugars， uronic acids， proteins and tea polyphenols among the four Wuyi Mingcong tea germplasms. The results of in vitro antioxidant activities of tea polysaccharides show that the scavenging activities of DPPH free radical， hydroxyl radical and superoxide anion radical of different Wuyi Mingcong tea germplasms were significantly different， and the scavenging abilities of four kinds of tea polysaccharides to three kinds of free radicals show a dose-effect relationship. The IC50 values for scavenging DPPH free radical and superoxide anion free radical of the four kinds of tea polysaccharides were higher than that of the positive control Vc， and the IC50 values for scavenging hydroxyl free radical were lower than that of the positive control Vc. The results show that the tea polysaccharides of the four germplasms had good hydroxyl free radical scavenging abilities. Our results can provide scientific basis for the development and utilization of Wuyi Mingcong tea germplasm resources and the breeding of functional tea cultivars.

Keywords： Wuyi Mingcong， tea polysaccharide， polysaccharide composition， antioxidant activity， free radical

种质资源作为种业的“芯片”，是农业科技创新的重要组成部分[1]。茶树种质资源是茶产业提质增效的重要基础[2]，武夷山独特的地理和气候条件孕育出丰富的地方特色茶树种质资源，素有“茶树品种王国”之称。武夷名丛是从武夷菜茶群体中选育分离出的优良单株，是乌龙茶种质创新和品种选育的重要材料[3]。开展武夷名丛茶树种质资源的评价鉴定和发掘利用工作对促进武夷山市茶产业的转型升级和创新发展具有重要意义。目前，研究者从农艺性状[4]、生化成分[5-7]、矿质元素[8]等方面对武夷名丛茶树资源进行了鉴定和评价，筛选出一批优异种质，但针对武夷名丛茶多糖的研究尚不全面深入。

植物多糖是一类从植物体中提取出来的具有生理活性的物质，具有调节免疫、抗肿瘤、抗衰老、降血糖等多种生理功能[9]。源自植物的天然多糖被认为是环境友好型和可持续发展的聚合物，是自然界中第三大生物大分子[10]。茶多糖（Tea polysaccharides，TPS）是茶叶所含有的一类重要的功能性成分[11]，在茶叶中以糖蛋白复合物的形式存在，具有抗氧化[12]、降血糖[13]、免疫调节[14]等多种生物活性。前人研究已证实，不同茶树品种间多糖的组成和抗氧化活性存在差异[15-16]。本研究以雀舌、瓜子金、胭脂柳、老君眉等4个武夷名丛茶树鲜叶为材料，通过水提醇沉淀法提取茶多糖，测定了茶多糖中的主要组分并比较了4个品种的茶多糖清除1，1-二苯基苦基苯肼自由基（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl free radical，DPPH）、羟基自由基（Hydroxyl free radical，·OH）和超氧阴离子自由基（Superoxide anion free radical，O2－）的活性差异，旨在为武夷山茶区特色茶树资源的开发利用提供科学依据。

1  材料与方法

1.1  材料与试剂

供试茶树鲜叶样品采集自武夷山龟岩茶树资源圃（表1），该圃位于福建省武夷山市武夷山风景区梅子桥（27°36′28″N，117°57′57″E），海拔202 m，圃内立地条件和肥水管理一致。茶树鲜叶样品（一芽三叶）采自春季第一轮新梢，蒸汽杀青后烘干，采用植物粉碎机粉碎后过40目筛。硫酸亚铁、酒石酸钾钠、谷氨酸、水合茚三酮、氯化亚锡、三氯化铝、硫酸、蒽酮、咔唑、葡糖萄、冰醋酸、无水乙醇、磷酸、过氧化氢、抗坏血酸（Vitamin C，Vc）均为分析纯，购自昀冠（上海）生物科技有限公司；脱氧核糖（DR）、半乳糖醛酸、硫代巴比妥酸（TBA）及DPPH购自美国Sigma-Aldrich公司；超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）测试盒购自南京建成生物工程研究所。

1.2  仪器与设备

植物粉碎机（FZ102型），北京市永光明医疗仪器有限公司；冷冻干燥机（Alpha2-4型），德国Christ公司；精密增力定时电动搅拌器（JJ-I型），江苏金坛市中大仪器厂；分光光度计（UV-3200PC型），上海美普达仪器有限公司。

1.3  试验方法

1.3.1  茶多糖的提取

參照石玉涛等[17]的方法，采用水提醇沉淀法从雀舌、瓜子金、胭脂柳、老君眉4份武夷名丛茶树鲜叶样品中提取茶多糖，分别标记为QSTPS、GZJTPS、YZLTPS、LJMTPS，每个样品重复提取3次。根据下式计算茶多糖得率。

茶多糖得率=（粗茶多糖质量/茶样质量）×100%

1.3.2  茶多糖基本组分测定

采用硫酸-蒽酮比色法测定中性糖含量[18]，采用硫酸-咔唑法测定糖醛酸含量[19]，采用考马斯亮蓝G-250法测定蛋白质含量[20]，茶多酚含量测定采用酒石酸铁比色法[21]，每个指标重复测定3次。

1.3.3  茶多糖体外抗氧化活性测定

参照石玉涛等[22]的方法测定茶多糖对DPPH的清除率，采用D-脱氧核糖-铁体系法测定茶多糖对·OH的清除率[23]，采用黄嘌呤氧化酶法[15]测定茶多糖对O2－的清除率，测定过程按照超氧化物歧化酶测试盒（南京建成）说明书进行。茶多糖清除自由基活性以IC50值表示，并以Vc为对照。每个指标均重复测定3次。

1.4  数据处理

采用Microsoft 365 Excel和IBM SPSS Statistics 28.0进行数据处理和统计分析，采用单因素方差分析比较组间差异，组间两两比较采用Duncan检验法；采用TBtools软件进行层次聚类（HCA）并绘制聚类热图[24]，聚类方法为Complete-linkage法，距离为欧氏距离；采用Origin Pro 2023软件绘图。

2  结果与分析

2.1  不同武夷名丛茶多糖得率分析

4份武夷名丛茶多糖提取得率为0.96%～1.21%（图1），得率最高的名丛为胭脂柳（1.21%），得率较低的名丛为老君眉（0.96%）。方差分析结果表明，胭脂柳名丛的茶多糖得率显著高于老君眉，与雀舌和瓜子金则无显著差异。

2.2  不同武夷名丛茶多糖组分差异分析

分析不同武夷名丛鲜叶茶多糖组分差异（图2）可知，4种武夷名丛茶多糖中中性糖含量为44.88%～58.09%，其中胭脂柳品种中性糖含量最高（58.09%），显著高于其他品种；瓜子金品种中性糖含量（44.88%）显著低于其他品种。茶多糖中糖醛酸含量为13.86%～18.39%，其中雀舌品种的含量最高（18.39%），并显著高于其他品种；瓜子金品种的含量最低（13.86%），并显著低于其他品种。茶多糖中蛋白质含量为5.80%～10.48%，其中瓜子金品种中含量最高（10.48%），胭脂柳品种的含量（5.80%）显著低于其他品种。茶多糖中茶多酚含量为9.36%～12.82%，以瓜子金品种含量最高（12.82%），胭脂柳品种的含量（9.36%）显著低于其他品种。

2.3  不同武夷名丛茶多糖清除DPPH活性分析

不同武夷名丛茶多糖清除DPPH活性测定结果见图3。在相同条件下，4种武夷名丛的茶多糖对DPPH的清除率存在差异（图3-A）。胭脂柳品种的茶多糖对DPPH清除率最高，达72.70%；老君眉品种的茶多糖DPPH清除率为55.07%，显著低于其他品种。4种武夷名丛的茶多糖与对照Vc对DPPH的清除能力均呈现出一定的剂量-效应关系（图3-B、图3-C）。4种武夷名丛的茶多糖对DPPH清除率的IC50值分别为49.85、54.22、66.56、62.69 μg/mL，均明显高于Vc清除DPPH的IC50值（6.82 μg/mL）（图3-D），表明4种武夷名丛的茶多糖对DPPH的清除能力均弱于Vc。

2.4  不同武夷名丛茶多糖清除·OH活性分析

不同武夷名丛茶多糖清除·OH活性测定结果见图4。在相同浓度下，4种武夷名丛茶多糖清除·OH活性能力存在差异（图4-A）。瓜子金品种的茶多糖对·OH的清除能力最强，清除率达69.28%；胭脂柳品种的茶多糖对·OH的清除能力最弱，清除率为44.79%。4种武夷名丛的茶多糖和Vc对·OH的清除能力呈现出一定的剂量-效应关系（图4-B、图4-C）。4个品种的茶多糖对·OH清除率的IC50值分别为4.81、4.32、6.83、5.96 μg/mL，均明显低于Vc清除·OH的IC50值（25.63 μg/mL）（图4-D），表明4种武夷名丛的茶多糖对·OH的清除能力均明显强于Vc。

2.5  不同武夷名丛的茶多糖清除O2－活性分析

不同武夷名丛茶多糖清除O2－活性测定结果见图5。在相同浓度下，4种茶多糖清除O2－活性存在差异（图5-A）。瓜子金茶多糖对O2－的清除能力最强，清除率为14.39%；胭脂柳茶多糖对O2－的清除能力最弱，清除率为9.38%，显著低于其他品种。4个品种的茶多糖和Vc对O2－的清除能力呈现出一定的剂量-效应关系（图5-B、图5-C）。4种武夷名丛的茶多糖对O2－清除率的IC50值分别为5.10、1.17、0.99、5.66 μg/mL，均明显高于Vc清除O2－的IC50值（0.03 μg/mL），表明4种武夷名丛的茶多糖对O2－的清除能力均明显弱于Vc（图5-D）。

2.6  茶多糖清除自由基活性与茶多糖组分相关性分析

对武夷名丛茶树鲜叶茶多糖得率、组分和清除自由基活性进行相关性分析（表2），结果显示，茶多糖组分中蛋白质含量与茶多酚含量成极显著正相关（P <0.01），茶多糖清除O2－活性与其组分中蛋白质含量呈显著正相关（P <0.05）；茶多糖清除·OH的能力与蛋白质含量、茶多酚含量呈现较强的正相关关系，茶多糖清除O2－的能力与其组分中茶多酚含量呈较强的正相关关系，茶多糖清除O2－活性与清除·OH活性呈较强的正相关关系。

2.7  基于组成和体外抗氧化活性的武夷名丛茶多糖聚类分析

聚类分析结果（图6）显示，胭脂柳品种茶多糖得率高，中性糖和糖醛酸含量高，DPPH清除能力强，而茶多糖组成中蛋白质和茶多酚含量低，清除·OH和O2－活性弱；瓜子金品种茶多糖得率较高，其组成中蛋白质、茶多酚含量高，清除3种自由基的活性均较高，茶多糖组成中中性糖和糖醛酸含量低；雀舌品种茶多糖中糖醛酸含量在4个茶多糖样品中最高，其余指标均较高；老君眉品种茶多糖的得率、多糖组分和清除自由基活性均较低。

3  小结与讨论

本试验以4个不同武夷名丛茶树鲜叶为原料，采用相同方法提取茶多糖，通过茶多糖组成分析和体外抗氧化活性的测定，比较不同武夷名丛茶树种质资源中茶多糖的组成和抗氧化活性差异。结果发现不同武夷名丛茶树鲜叶茶多糖得率不同，胭脂柳品种茶多糖得率最高，老君眉品种茶多糖得率最低；不同武夷名丛茶树鲜叶茶多糖在中性糖、糖醛酸、蛋白质和茶多酚等化学成分组成上存在较大差异，4种武夷名丛的茶多糖中中性糖含量为44.88%～58.09%，其中胭脂柳品种含量最高，瓜子金的含量最低；糖醛酸含量为13.86%～18.39%，以雀舌品种的最高，瓜子金的最低；蛋白质含量为5.80%～10.48%，以瓜子金品种的最高，胭脂柳的最低；茶多酚含量为9.36%～12.82%，雀舌和瓜子金品种的含量较高，胭脂柳品种的较低。体外清除自由基活性测定结果显示，4个品种的茶多糖对DPPH有较强的清除能力并呈现剂量-效应关系，清除率为55.07%～72.70%，但4个品种的茶多糖清除DPPH的IC50均高于阳性对照Vc，显示其DPPH自由基清除能力弱于Vc；4个品种的茶多糖对·OH的清除率为44.79%～69.28%，也呈现出良好的剂量-效应关系，其对·OH的IC50均低于阳性对照Vc，说明4个品种的茶多糖对·OH的清除能力均强于Vc；4个品种的茶多糖对O2－的清除率为9.38%～14.39%，对O2－的IC50均高于阳性对照Vc，表明其对O2－的清除能力弱于Vc。相关性分析表明，茶多糖清除O2－活性与其组分中蛋白质含量呈显著正相关（P <0.05），其余组分含量与清除自由基活性未表现出明显的相关性，茶多糖清除O2－活性与清除·OH活性呈现较强的正相关关系。

本研究对4份常见武夷名丛中茶多糖组成和体外抗氧化活性进行了分析，今后可進一步深入开展武夷名丛茶多糖单糖组成、结构特征和体内抗氧化活性研究，并利用代谢组学、转录组学等方法解析其生物合成及调控机制，为武夷山茶区地方特色茶树资源的深度开发利用提供更为全面的依据。

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