陳丹丹,朱旭,武月琴,趙興平,高林瑞*,丁章貴,3*
(1.云南省普洱茶發(fā)酵工程研究中心,云南昆明 650217; 2.云南大益微生物技術(shù)有限公司,云南昆明 650217;3.云南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院云南省微生物研究所,云南昆明 650091)
茶是世界三大飲料之一,富含多酚類物質(zhì),具有抗氧化、抗癌、抗病毒、降血糖、降血脂等多方面的生物活性和保健功能[1-3]。 茶葉根據(jù)其加工工藝和發(fā)酵程度,一般可分為不發(fā)酵茶、發(fā)酵茶和后發(fā)酵茶[4-5]。 后發(fā)酵茶就是有微生物參與發(fā)酵的茶,如我國生產(chǎn)的普洱熟茶、茯磚茶、六堡茶,日本生產(chǎn)的Kippukucha、 Saryusoso、 Yamabukinadeshiko、Suraribijin 和Kuroyamecha 等。 這些微生物發(fā)酵茶因具有降血脂、降血糖、降膽固醇等保健功效而受到人們的喜愛[6-8]。
經(jīng)過微生物發(fā)酵,茶葉中的茶多酚在酶的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)化,形成了很多新結(jié)構(gòu)的多酚類物質(zhì)。Teadenol A 和Teadenol B 是從曲霉菌Aspergillus sp(PK-1,F(xiàn)ARM AP-21280)發(fā)酵茶葉中分離得到的多酚衍生物[9]。 隨后研究中,從大量發(fā)酵茶中檢測到此類物質(zhì)[10-16]。 Teadenols 存在兩個立體異構(gòu)體,順式Teadenol A([a]D21+467.8°)和反式Teadenol B ([a]D21-27.7°)[17]。 分子式C14H12O6,分子量276.06,[M-H]-275.0562,結(jié)構(gòu)式見圖1。 Teadenols具有類似于黃烷3-醇中的A-環(huán)和C-環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)基,是B 環(huán)裂變兒茶素衍生物,Teadenol A 和Teadenol B 可分別由EGCG 和GCG 生物合成[18]。
圖1 Teadenol A(1)和Teadenol B(2)結(jié)構(gòu)式[9]Fig. 1 The structural formula of Teadenol A (1)and Teadenol B (2)
在隨后的研究中發(fā)現(xiàn),Teadenols 具有促進(jìn)脂聯(lián)素分泌、抑制蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)表達(dá)、美白等的生物活性,引起了許多研究者的關(guān)注[10,19-20]。 脂聯(lián)素是對脂肪組織高度專一的多肽,能顯著降低II 型糖尿病代謝紊亂的發(fā)生率[21-22],PTP1B是目前公認(rèn)的一個糖尿病和肥胖癥治療靶點[23-24],表明Teadenols 具有潛在降糖和減肥的作用。 文章圍繞微生物發(fā)酵茶中的Teadenols 化合物含量檢測、生物合成和全合成、生物活性等研究進(jìn)行了綜述,以期為Teadenols 的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)和理論參考。
首次從曲霉菌Aspergillus sp (PK-1,F(xiàn)ARM AP-21280)發(fā)酵茶中獲得Teadenols 后,學(xué)者們采用HPLC、LC -MS/MS 技術(shù)對各類茶葉中的Teadenols 進(jìn)行了研究。 研究表明,Teadenols 主要存在于微生物發(fā)酵茶中。 曲霉菌(Aspergillus sp.PK -1,F(xiàn)ARM AP -21280)、米曲霉(Aspergillus oryzae sp. AO -1,NBRS 4214)、泡盛曲霉(Aspergillus awamori sp. SK-1,NBRS 4122)、散囊菌(Eurotium sp. KA-1,F(xiàn)ARM AP-21291)發(fā)酵茶[10],日本市售發(fā)酵茶Kippukucha、Saryusoso、Yamabukinadeshiko、Suraribijin 和Kuroyamecha[11]、Gentoku-cha[12],以及中國的普洱熟茶[13-14]、六堡茶[13]和茯磚茶[15-16]中檢測到不同含量的Teadenols。 不同茶中Teadenols 含量不同,推測是加工條件和發(fā)酵條件的不同導(dǎo)致的[11]。 進(jìn)一步研究表明,未經(jīng)過微生物發(fā)酵加工的茶葉如綠茶、紅茶[10]、烏龍茶和白茶[13]中Teadenols 的含量極低,基本低于檢出限。 各種茶葉中Teadenol 含量見表1。
表1 各種茶中Teadenol A 和Teadenol B 的含量Table 1 Contents of Teadenol A and Teadenol B in various types of tea
研究表明Teadenols 具有促進(jìn)減肥[14]、抗糖尿病[25]、抗氧化[14]、抑制癌細(xì)胞增殖[26]、美白[20]等作用。Teadenol A 具有促進(jìn)脂聯(lián)素分泌作用[10,19],脂聯(lián)素是由脂肪細(xì)胞分泌的一種內(nèi)源性對脂肪組織高度專一的多肽,與內(nèi)臟脂肪組織呈高度負(fù)相關(guān)[21-22],具有抗炎和抗動脈粥樣硬化的特性[27-28]。 因此,Teadenol A 具有減肥的可能性[14]。 Teadenol A 還具有抑制蛋白酪氨酸磷酸酶1B (PTP1B) 表達(dá)作用[10,19],PTP1B 是蛋白酪氨酸磷酸酶家族中經(jīng)典的非受體型酪氨酸磷酸酶,在胰島素信號通路中起著重要的負(fù)調(diào)控作用[29],它是目前公認(rèn)的一個糖尿病治療靶點[23-24]。 Teadenol A 能通過抑制PTP1B的表達(dá)對胰島素有正向調(diào)節(jié)作用。 同時,TOMOTAKA 等[25]研究表明Teadenol A 是長鏈脂肪酸受體GPR120 的配體,能直接結(jié)合并激活GPR120,促進(jìn)腸內(nèi)分泌STC-1 細(xì)胞胰島素激素GLP-1 的分泌。 GLP-1 抑制食欲,增加胰島素分泌,表現(xiàn)出抗糖尿病的作用。 因此,Teadenol A 具有潛在抗糖尿病作用。 Teadenol A 的體外抗氧化研究表明,其DPPH 清除活性和超氧陰離子自由基清除能力的IC50值分別為64.8 μg/mL 和3.335 mg/mL,總抗氧化能力和供氫能力的IC50值分別為17.6 U/mL 和12 U/mL[14]。 亦有研究表明,含有Teadenol B的茶提取物對HT-29 結(jié)腸癌細(xì)胞很高的抗增殖活性,通過提高caspase -3/7、caspase -8 和caspase-9 的表達(dá)水平,受體死亡和線粒體凋亡途徑抑制HT-29 結(jié)腸癌細(xì)胞[26]。 此外,Teadenols 是一類能美白皮膚的多酚,其通過抑制黑色素細(xì)胞活性和黑色素合成起到美白功效[20]。
從表1 的研究數(shù)據(jù)可知,微生物發(fā)酵茶中Teadenols 含量低,富集純化成本高,難以滿足深入研究和應(yīng)用開發(fā)的需求量,因此學(xué)者們從生物轉(zhuǎn)化和化學(xué)合成兩個方向?qū)Υ祟愇镔|(zhì)進(jìn)行了合成研究。 WULANDARI 等[9]將曲霉菌Aspergillus sp(PK-1,F(xiàn)ARM AP-21280) 接種于滅菌EGCG 和GCG 的混合溶液,25 ℃避光培養(yǎng)2 周后,使用HPLC 對培養(yǎng)液成分進(jìn)行分析,檢測到Teadenol A和Teadenol B。 此后,采用同樣的方法將泡盛曲霉A. awamori (NRIB-2061) 和白曲霉A. kawachii(IFO-4308) 分別接種到已高溫滅菌EGCG 和GCG 混合液中進(jìn)行培養(yǎng),兩種培養(yǎng)液中均檢測到Teadenol A 和Teadenol B[30]。 以上研究證明EGCG和GCG 經(jīng)過微生物轉(zhuǎn)化可產(chǎn)生Teadenol A 和Teadenol B。SONG 等[31]以EGCG 為原料,接種曲霉菌Aspergillus sp,研究液體和固體培養(yǎng)方式生產(chǎn)Teadenol A 和Teadenol B 的最佳條件。 結(jié)果表明含有5%EGCG、1% 綠茶粉介質(zhì)的改性Czapek-Dox 培養(yǎng)基產(chǎn)量最高。 研究發(fā)現(xiàn)加入的綠茶粉不直接影響Teadenol A 和Teadenol B 的生成,其主要作用是誘導(dǎo)增加參與生物合成酶的量。 此外,YOSHIDA 等[32]以間苯三酚為原料,合成Teadenol A 和Teadenol B,合成的關(guān)鍵步驟為有機(jī)催化醛的不對稱α-氨氧基催化反應(yīng)和鈀催化酚的分子內(nèi)烯丙基取代。
因Teadenols 具有顯著的生物活性,被應(yīng)用于制藥、食品和飼料、化妝品和檢測試劑等領(lǐng)域[19]。食品領(lǐng)域已有含Teadenols 的相關(guān)產(chǎn)品,如日本市售的健康產(chǎn)品Japanese slimming tea 和發(fā)酵茶多酚。 此外,柳田晃良等明確了含Teadenol A 和Teadenol B 茶葉提取物可應(yīng)用于如食品、調(diào)味品、健康補(bǔ)充劑、動物飼料、化妝品的加工[17,33]。 伊東等[34]制備了含Teadenols 的強(qiáng)效美白、 抑制自由基、抗皺的皮膚外用劑,它還具有治療痤瘡,保濕,增強(qiáng)屏障功能,抑制紫外線衍生的炎癥和抗褥瘡的作用。 在國內(nèi)Teadenols 被稱為茯茶素,研究人員對含茯茶素A 和茯茶素B 的茶葉提取物或復(fù)配配方在降血脂[35]、減肥[36]、降血糖、降高血壓和軟化血管[37]等方面進(jìn)行了大量研究。趙明等[35]純化制備得到的高純度茯茶素A,可用于制備降血脂藥物。 賀志弘等[36]采用含有茯茶素A、茯茶素B的安化黑茶與絞股藍(lán)、澤瀉、麥冬等藥食同源類物品制成的茶膠囊、片劑或顆粒劑產(chǎn)品,對各類肥胖人群有著十分明顯的、持久性的減肥降脂作用。 譚孝敖[37]制備的含有茯茶素A 和茯茶素B 絞股藍(lán)茯茶,其成分容易為人體所吸收,對降低高血脂、高血糖、高血壓和軟化血管具有明顯的效果。
Teadenols 是一類存在于微生物發(fā)酵茶中的B環(huán)裂變兒茶素衍生物,可由表沒食子兒茶素沒食子酸酯經(jīng)微生物轉(zhuǎn)化而得,亦可由間苯三酚全合成而得。 研究表明多種微生物發(fā)酵茶中均含有Teadenols,包括黑曲霉發(fā)酵茶、米曲霉發(fā)酵茶、泡盛曲霉發(fā)酵茶、 散囊菌發(fā)酵茶、Kippukucha (日本)、Saryusoso(日本)、Yamabukinadeshiko(日本)、Suraribijin(日本)、Kuroyamecha(日本)、Gentokucha (日本)、Awa-bancha (日本)、Goishi-cha (日本)、 普洱茶、 六堡茶和茯磚茶,但各種茶中Teadenols 含量差異顯著,Teadenol A 和Teadenol B 的 含量 范圍分別 為0.01% ~6.98% 、0.01% ~0.54%。同時,烏龍茶、白茶、綠茶、紅茶基本不含有此類化合物。 就目前的研究狀況而言,對于Teadenols 的研究尚淺,僅僅涉及來源、含量、生物合成和全合成途徑,其作用機(jī)制和開發(fā)應(yīng)用還需大量研究。 隨著研究的不斷深入,Teadenols 化合物將擁有更大的開發(fā)價值和廣闊的應(yīng)用前景。