乌龙茶多糖的形成特征、结构、降血糖作用及其机理

研究证明，茶叶经适度发酵后得到的茶多糖，对于以四氧嘧啶和链脲佐菌素致糖尿病鼠具有明显的降血糖作用。本文以高活性乌龙茶多糖为对象，揭示茶多糖的生物多样性和形成特征，探明乌龙茶多糖的降血糖机制及构效关系，为系统深入了解生物多糖降血糖作用机制探索出可供借鉴的思路和方法。 1 茶叶多糖提取条件的二次回归正交旋转组合设计优化 采用二次回归正交旋转组合设计方法，以活性为跟踪，研究温度、时间、料液比、pH值对乌龙茶、绿茶、红茶多糖（TPS）提取率及活性的影响。结果表明，各因子对三茶类TPS提取率影响的大小依次为pH值、温度、时间、料液比，对TPS活性影响最大的是pH值，在酸性或碱性环境下提取的TPS活性均最低。建立的回归模型显著性检验达极显著水平，无失拟因素存在，较好地拟合了TPS提取率与各因子之间的关系。结合TPS提取率及活性测定，利用期望函数途径进行模拟选优，并进行验证，得到TPS提取率的优化条件为温度0～1水平，时间0～1水平，料液比0～0.5水平，pH值-0.95水平。 2 茶多糖的生物多样性 生物多样性的特点在茶叶多糖中也同样明显表现出来，不仅产地、品种、生长期影响多糖的分布和活性，而且加工工艺也显著改变着多糖的结构和作用。 （1）品种多样性。对福鼎大白茶、白毫早等7个代表性茶树品种的多糖进行分析，表明不同品种茶多糖含量，多糖的中性糖、糖醛酸、蛋白质含量以及清除·OH和O2-的能力存在明显差异，说明茶多糖特性和生物活性存在品种多样性。 （2）生育期的差异。对新梢不同部位的叶片和茎梗多糖进行分析。结果表明，随着鲜叶的老化，多糖含量呈下降趋势，多糖中性糖、蛋白质、糖醛酸含量和清除·OH、O2-的能力以第2叶多糖为最强。与叶片相比，茎梗中多糖含量较低，并且茎梗越老，含量越低，茎梗多糖中中性糖、蛋白质和糖醛酸含量较高，但清除·OH和O_-的效果最差。提示一方面茶叶中的活性多糖主要集中在叶片，而且在生育期旺盛部位积累最多，另一方面茎梗多糖与叶片多糖可能在糖基组成或结构特征上存在较大差异。 （3）茶类多样性。从湖北、福建、云南茶区采摘相同标准的鲜叶，均加工成乌 龙茶、绿茶和红茶，分析茶类间多糖的变化。结果表明，多糖提取率以及多糖中性 糖、糖醛酸、蛋白质含量高低均系绿茶>乌龙茶>红茶，但福建、湖北两地绿茶和乌 龙茶多糖中性糖含量差异并不显著;茶叶多糖对·oH和02一清除率大小依次为乌龙 茶>绿茶>红茶，但不同产地茶叶多糖的效果不尽相同，其中云南茶叶多糖的清除作 用最小。 3乌龙茶多糖的形成特性 在乌龙茶加工过程中，多糖含量以及组成多糖的中性糖、蛋白质含量呈递减趋 势，从鲜叶至第2次摇青结束，下降幅度小，但第3次摇青后大幅度下降，而糖醛 酸的变化较小;旦一葡萄糖普酶与蛋白酶活性的变化基本一致，呈现抛物线变化趋势， 酶活性最高峰出现在第2次摇青结束，这与发酵过程中多糖的中性糖和蛋白质由于 酶促作用而部分降解相吻合:多糖清除·oH和02一的趋势与两种酶活性变化完全一 致。结合做青过程茶多酚的变化，当茶多酚保留量在85%左右时，多糖含量高，清 除·oH和02一的能力最强，可以此作为制备高活性茶多糖做青适度的技术指标。 4乌龙茶多糖的特性和结构 采用纤维素和葡聚糖凝胶柱层析法分离纯化获得乌龙茶多糖主要组分OTPSZ--1。 经GC、HPLC、Uv、IR、GPC一LLS证实OTPSZ一1是富含糖醛酸和少量蛋白质的三元 糖复合物，相对重均分子质量为8.877 xl了，糖基由半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、 岩藻糖和鼠李糖组成，其摩尔比为7.55:2.14:7.05:1.76:1.02。利用AFM、QELs、 LSCM观察OTPsZ一1在溶液中的形貌特征，结果表明OTSPZ一1在溶液中呈直径 0.2一o.sum、高度0.3一o.6um的短棒形不均一聚集体，并具有强烈的荧光，溶液的pH 值显著影响其聚集行为。pH值、离子强度、络合物等环境因素的改变均影响多糖立 体构象和非对称性。利用SEM在低倍镜下还观察到OTPSZ一1的折叠卷曲形貌，而 在高倍镜下则呈现平整的图像。综合热分析仪测定结果表明，在加热过程中多糖有 3次大的物质损失过程，出现三次吸热峰和放热峰。提示茶叶经过半发酵处理后， 多糖组成、分子质量分布以及分子间相互作用引起的微观形貌、链构象和聚集行为 的有利变化，使之提高了生物活性。 5乌龙茶多糖的降血糖机理 （l）不同茶类多糖均有降血糖效果。以四氧嚓淀复制糖尿病小鼠模型，观察不 同茶类多糖的降血糖效果。结果表明，各类茶叶多糖都显示较好的降血糖效果，其 一一~~，，，门，闷叫尸甲.，，气二，-一一一一—，，，，烟尸，，呼，甲，一，一一一于，，，.爪夕甲一甲 中半发酵乌龙茶、全发酵红茶、后发酵黑茶TPS的降血糖效果优于不发酵绿茶TPS。 不同产地和品种茶叶的TPS对DM小鼠降血糖效果均不相同，其中以湖北产茶叶 TPS降血糖效果最好，其次是福建茶叶，再次是云南茶叶。表明不同产地、品种、 加工工艺对茶叶多糖降血糖效果都将产生显著性影响，再一次显示生物多样性。由 此说明通过半发酵处理不失为一种提高