蘇丹，張豪杰，溫曉菊，張偉，余志，倪德江，陳玉瓊

一種黑茶不同提取物中氟生物有效性研究

蘇丹，張豪杰，溫曉菊，張偉，余志，倪德江，陳玉瓊*

園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部華中都市農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院茶學(xué)系，湖北 武漢 430070

以Caco-2細(xì)胞為模型，對(duì)比分析了一種黑茶不同提取物中氟的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)及生物有效性。結(jié)果表明，黑茶不同提取物組分中氟含量差異明顯，粗茶多糖組分（RTP）氟含量最高，是水提取物（TE）氟含量的2.17倍，RTP經(jīng)水透析后得到的透析多糖（DTP）氟含量則顯著降低，僅為RTP氟含量的1/22，TE氟含量的1/10。來(lái)自3種茶提取物中的氟以及氟化鈉（NaF）中的氟在Caco-2細(xì)胞模型中的正向和逆向轉(zhuǎn)運(yùn)都有時(shí)間和濃度劑量效應(yīng)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)、濃度升高而顯著增加；處理1?h后，NaF處理組細(xì)胞對(duì)氟正向和逆向轉(zhuǎn)運(yùn)量最高，DTP中氟的正向和逆向轉(zhuǎn)運(yùn)量最低，與其他各處理達(dá)到顯著水平，TE和RTP處理間差異不明顯。表觀滲透系數(shù)（app）隨處理時(shí)間延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，其中，NaF中的氟的app在4?h各階段都大于1í10-5cm·s-1，說(shuō)明其生物有效性良好，易于吸收；TE和RTP氟處理2?h后，app下降至小于1í10-5cm·s-1，說(shuō)明其生物有效性中等；DTP氟處理各階段app都最小，在處理1?h后下降至小于1í10-5cm·s-1，提示其吸收性最弱，生物有效性最差。NaF、TE以及DTP中的氟在所試濃度范圍內(nèi)，是以被動(dòng)擴(kuò)散為主，而RTP氟在較高濃度存在主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)形式。由此可見(jiàn)，在小腸吸收模型中，黑茶提取物中的氟較NaF中的氟生物利用度低，而茶葉中氟的結(jié)合形式影響其生物有效性。

黑茶；氟化物；Caco-2；轉(zhuǎn)運(yùn)；生物有效性

氟是人體需要的一種微量元素，對(duì)人體具有雙重作用，適量攝入氟能有效預(yù)防齲齒、維持機(jī)體正常的鈣磷代謝，促進(jìn)人體骨骼和牙齒的鈣化[1]，但若長(zhǎng)期大量攝入氟會(huì)導(dǎo)致慢性氟中毒（如氟斑牙和氟骨病等），對(duì)機(jī)體造成一定的傷害[2]。茶樹(shù)[(L.) O. Kuntze]具有一定聚氟特性，并且主要聚集在葉片中。茶葉中的氟含量受品種、環(huán)境、葉片成熟度等多種因素的影響，成熟度高的原料往往累積氟較多，以干重計(jì)甚至高達(dá)1?000?mg·kg-1以上[3-7]。黑茶是中國(guó)特有的一種茶類(lèi)，根據(jù)原料、加工工藝等不同分為青磚、茯磚、六堡茶、康磚等。渥堆是黑茶品質(zhì)形成的關(guān)鍵工藝，渥堆過(guò)程中，原料在高溫高濕條件及部分微生物作用下，其內(nèi)含成分發(fā)生水解、氧化、分解和聚合等復(fù)雜變化，形成黑茶獨(dú)特的品質(zhì)特征和功能特性[8-9]，并深受廣大消費(fèi)者的青睞。部分傳統(tǒng)黑茶加工中，往往用比較成熟的鮮葉原料，導(dǎo)致其可能存在氟含量偏高的風(fēng)險(xiǎn)，氟的安全性也備受關(guān)注。氟對(duì)人體的毒性大小受其生物有效性的影響，生物有效性高預(yù)示著其能被人體吸收利用率高，對(duì)人體相應(yīng)組織器官的作用就越明顯。李攀攀等[10]研究顯示，NaF較茶湯和茶多糖組分中的氟在大鼠血液中出現(xiàn)高峰早，在大鼠的骨骼中蓄積更多。Zhang等[11]用體外胃腸模型模擬研究顯示，綠茶多糖組分中的氟較NaF中的氟在胃腸液中的消化慢，消化后氟離子濃度低，添加牛奶及茶多酚氧化物能有效降低氟的生物利用度。已有研究表明，氟的生物有效性可能受多重因素的影響，包括氟存在的形態(tài)和基質(zhì)等。

小腸是人體食物消化吸收的主要場(chǎng)所。Caco-2細(xì)胞是一種人克隆結(jié)腸腺癌細(xì)胞，可在體外培養(yǎng)條件下自發(fā)進(jìn)行上皮樣分化，包括腸腔側(cè)、頂端絨毛面和腸壁側(cè)、底端基底面，形成帶有極性的連接緊密的細(xì)胞單層，具有典型小腸吸收細(xì)胞的形態(tài)和功能[12]。Caco-2細(xì)胞成為研究物質(zhì)吸收和代謝的經(jīng)典模型[13]。為深入研究黑茶氟的安全性，本研究按照青磚茶原料初加工工藝加工出一種黑茶，采用Caco-2細(xì)胞模型模擬小腸吸收，研究黑茶不同提取物中氟的生物有效性及其在小腸中可能的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，以期為黑茶的安全利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)儀器

RE52-99型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）；CoolSafe110-4真空冷凍干燥機(jī)（丹麥LaboGene公司）；TDL-5-A型離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）；梅特勒S220型氟離子選擇電極（美國(guó)梅特勒公司）；KSW-5D-12型馬弗爐（武漢亞華電爐有限公司）；RXZ-328A人工氣候箱（寧波新江南儀器有限公司）；6CST-60型茶葉連續(xù)滾筒殺青機(jī)、DF-7型熱風(fēng)整形平臺(tái)、6CR-45型揉捻機(jī)（浙江綠峰機(jī)械有限公司）；CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱（SANYOU公司）。

1.2 主要試劑與藥品

CCK-8試劑盒，購(gòu)于南京建成生物工程研究所；Dulbecco’s Modified Eagle Medium（DMEM）培養(yǎng)基、胎牛血清、抗支原體、雙抗，非必需氨基酸均購(gòu)于Hyclone公司；Caco-2細(xì)胞株購(gòu)于中國(guó)科學(xué)院上海典型培養(yǎng)物保藏委員會(huì)細(xì)胞庫(kù)。其他試劑均為分析純，購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)，6孔Transwell板和96孔板購(gòu)于美國(guó)Corning公司。

1.3 茶樣制備

鮮葉：7月中旬采自華中農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)茶園，茶樹(shù)品種為福鼎大白茶，鮮葉采摘標(biāo)準(zhǔn)為一芽四、五葉。

黑茶制備：鮮葉先加工成綠毛茶，加工工藝為：鮮葉→攤放→殺青（6CST-60型滾筒殺青機(jī)，溫度220℃左右）→冷卻回潮→揉捻（6CR-45型，10?min）→初烘（DF-7型熱風(fēng)整形平臺(tái)，110℃ 30?min）→足烘（DHG-9146A型烘箱，90℃）。綠毛茶→均勻噴水（水分38%左右）→渥堆發(fā)酵（RXZ-328A型人工氣候箱，溫度45℃左右，空氣濕度90%左右，21?d）→初烘（DHG-9146A型烘箱，120℃左右，茶葉含水量20%）→足干（90?℃左右）→黑毛茶。將上述制得的茶葉粉碎過(guò)0.45?mm篩備用。

茶葉水提取物制備：稱(chēng)取一定量的茶粉，以料液比1∶20（g·mL-1）加入100?℃的沸水浸提5?min，脫脂棉過(guò)濾，重復(fù)提取1次，合并濾液，濾液以4?000?r·min-1離心10?min，上清液在55?℃減壓濃縮至1/3體積，冷凍干燥后即為相應(yīng)茶葉水提取物（TE）。

粗茶多糖（RTP）制備：稱(chēng)一定量茶粉，以茶水比1∶20（g·mL-1）的比例，加入預(yù)熱至55℃的蒸餾水，在55℃的恒溫水浴中攪拌浸提2.5?h，浸提液經(jīng)紗布過(guò)濾后以4?000?r·min-1轉(zhuǎn)速離心10?min，取上清液在55℃減壓濃縮至原體積的1/3，然后用3倍體積的95%乙醇沉淀過(guò)夜，4?000?r·min-1轉(zhuǎn)速離心10?min，取沉淀物冷凍干燥得粗茶多糖。

透析多糖制備：取一定量上述粗茶多糖用蒸餾水溶解，裝入截留分子量1?000?Da的透析袋中，流動(dòng)水透析72?h，將透析袋中液體減壓濃縮后經(jīng)冷凍干燥，得透析多糖（DTP）[14]。

1.4 氟含量測(cè)定

稱(chēng)取0.500?0?g樣品至50?mL鎳坩堝中，加入1.5?mL的8.375?mol·L-1氫氧化鈉溶液，于烘箱（150?℃）中烘1?h后，將坩堝轉(zhuǎn)入馬弗爐中，將溫度緩慢升高至300?℃后保持10?min，然后升到550?℃保持1?h。取出冷卻，緩慢加入濃鹽酸將pH調(diào)至8～9，用超純水定容。吸取10.0?mL待測(cè)液加入10.0?mL?總離子強(qiáng)度緩沖液（TISAB，3?mol·L-1乙酸鈉與0.75?mol·L-1檸檬酸鈉溶液1∶1配制），用氟離子選擇電極測(cè)定氟離子濃度。根據(jù)氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液制定的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算氟含量[15]。

1.5 Caco-2細(xì)胞培養(yǎng)

將Caco-2細(xì)胞加入DMEM完全培養(yǎng)基中，于37℃、飽和濕度、5% CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，隔日更換培養(yǎng)液[16]。

1.6 Caco-2細(xì)胞增殖的測(cè)定

Caco-2細(xì)胞生長(zhǎng)4～5?d，顯微鏡下觀察細(xì)胞基本鋪滿(mǎn)瓶底，出現(xiàn)細(xì)胞融合，用0.25%胰蛋白酶消化液于37℃條件下消化，配置細(xì)胞濃度為每毫升1×104個(gè)細(xì)胞懸液，混勻后，每孔加入100?μL細(xì)胞懸液至96孔板，置培養(yǎng)箱預(yù)培養(yǎng)24?h（37℃，5%?CO2）后，每孔加入10?μL不同濃度的受試物質(zhì)，培養(yǎng)箱繼續(xù)孵育48?h后，每孔中加入10?mL??CCK-8溶液，繼續(xù)在培養(yǎng)箱孵育1?h。于酶標(biāo)儀450?nm處測(cè)定吸光度[16]。根據(jù)下列公式計(jì)算細(xì)胞活力：

式中：測(cè)定表示藥物+細(xì)胞的吸光度；空白表示試劑的吸光度；對(duì)照表示細(xì)胞+無(wú)藥試劑的吸光度；IC50值是指活性物質(zhì)抑制細(xì)胞活性達(dá)到50%時(shí)的濃度。

1.7 Caco-2細(xì)胞對(duì)氟的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)

不同茶葉氟處理時(shí)間：細(xì)胞培養(yǎng)至21?d左右進(jìn)行完整性評(píng)價(jià)，跨膜電阻值TEER為(499.66±51.00)?Ω·cm2，大于200?Ω·cm2，認(rèn)為細(xì)胞完全融合，形成了完整與緊密的細(xì)胞單層，AP側(cè)（細(xì)胞上層）堿性磷酸酶活性是BL側(cè)（細(xì)胞下層）堿性磷酸酶活性5.5倍，說(shuō)明堿性磷酸酶大部分已經(jīng)聚集在腸腔側(cè)，細(xì)胞生長(zhǎng)已經(jīng)形成極性，可以用于轉(zhuǎn)運(yùn)試驗(yàn)。在上層加37℃ HBSS（不含Ca/Mg，下同）細(xì)胞培養(yǎng)液孵育20?min，吸去緩沖液，再用37℃ HBSS沖洗3遍。將1.5?mL含氟0.3?μg·mL-1的受試物溶液加入培養(yǎng)板AP側(cè)作為供給池，同時(shí)BL側(cè)加入2.6?mL等滲的新鮮空白HBSS作為接收池；另一部分Caco-2細(xì)胞BL側(cè)分別加入2.6?mL各受試物溶液，在AP側(cè)加入1.5?mL新鮮空白HBSS溶液，37℃分別孵育0.5、1、2、4?h，吸取接收池BL（AP）200?μL待測(cè)液置于1?mL微溶池中，加入200?μL TISAB，用氟離子選擇電極測(cè)定樣品的氟含量。氟含量以單位質(zhì)量Caco-2細(xì)胞蛋白質(zhì)含氟的質(zhì)量表示。

不同氟濃度處理：按上述方法培養(yǎng)細(xì)胞，將1.5?mL不同氟濃度受試物溶液分別加入培養(yǎng)板AP側(cè)，同時(shí)BL側(cè)加入2.6?mL等滲的新鮮空白HBSS；另一部分Caco-2細(xì)胞BL側(cè)分別加入2.6?mL各受試物溶液，AP側(cè)加入1.5?mL新鮮空白HBSS溶液，37℃培養(yǎng)2?h，吸取接收池BL（AP）溶液按上述方法測(cè)定氟含量。

式中：（nmol）代表細(xì)胞氟轉(zhuǎn)運(yùn)量；（μg·mL-1）代表測(cè)定液F濃度，（μL）表示溶液體積，（g·mol-1）為氟相對(duì)原子量，Q0（mol·L-1）為初始F濃度。

式中：Δ/Δ（μmol·s-1）為接收池藥物出現(xiàn)的速率，Δ（μmol）為Δ內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)量，（cm2）為膜面積，0（mol·L-1）為在Caco-2單層細(xì)胞頂側(cè)或底側(cè)的初始濃度。

1.8 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，3次以上重復(fù)；SPSS Statistics 21.0軟件進(jìn)行方差分析，Duncan’s法多重比較，<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑茶不同組分氟含量分析

黑茶不同組分氟含量分析顯示，黑茶水提取物中氟含量為3.38?mg·g-1，粗茶多糖組分氟含量達(dá)7.36?mg·g-1，顯著高于水提取物氟含量，是水提取物氟含量的2.17倍；粗茶多糖經(jīng)水透析后的透析多糖氟含量為0.33?mg·g-1，顯著降低，僅為粗多糖氟含量的1/22，茶水提取物氟含量的1/10（圖1）。說(shuō)明茶多糖組分可聚集較多的氟，這些氟大多與多糖結(jié)合不緊密，在透析過(guò)程中容易透過(guò)膜孔流失，而透析后保留的氟與多糖結(jié)合相對(duì)更緊密。

2.2 黑茶不同組分對(duì)Caco-2細(xì)胞增殖的影響

黑茶不同組分對(duì)Caco-2細(xì)胞的增殖抑制活性差異顯著（表1），水提取物對(duì)Caco-2細(xì)胞增殖的IC50為1?258.80?μg·mL-1，對(duì)應(yīng)氟濃度為4.26?μg·mL-1，粗多糖和透析多糖對(duì)細(xì)胞增殖的IC50大于2?000?μg·mL-1，對(duì)應(yīng)氟濃度為分別為14.71?μg·mL-1和0.67?μg·mL-1。3種茶提取物中以水提取物對(duì)Caco-2細(xì)胞增殖抑制作用最大，考慮到RTP和TP的溶解性問(wèn)題，二者在所試濃度對(duì)Caco-2細(xì)胞增殖幾乎沒(méi)有抑制作用。3種茶葉提取物對(duì)細(xì)胞增殖的IC50值都遠(yuǎn)大于NaF（IC50值為67.2?μg·mL-1，對(duì)應(yīng)氟濃度為30.4?μg·mL-1），說(shuō)明NaF較3種提取物對(duì)Caco-2細(xì)胞毒性更大。

2.3 黑茶提取物和NaF不同處理時(shí)間Caco-2細(xì)胞對(duì)氟的轉(zhuǎn)運(yùn)量

黑茶不同提取物和NaF處理不同時(shí)間，Caco-2細(xì)胞AP-BL正向氟轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率隨著處理時(shí)間延長(zhǎng)有不斷增加的趨勢(shì)（圖2-A、圖2-B）。除DTP各時(shí)間處理間Caco-2細(xì)胞氟轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率差異不顯著外，其余受試物不同處理時(shí)間Caco-2細(xì)胞氟轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率均有顯著差異。NaF、TE、RTP和DTP分別與細(xì)胞孵育0.5?h時(shí)，Caco-2細(xì)胞正向轉(zhuǎn)運(yùn)氟量分別為2.02、3.05、2.54?nmol和1.63?nmol，轉(zhuǎn)運(yùn)率分別為7.79%、12.88%、10.73%和6.89%，其中，對(duì)TE中氟的轉(zhuǎn)運(yùn)量最高，顯著高于其他各種受試物氟轉(zhuǎn)運(yùn)量，DTP氟的轉(zhuǎn)運(yùn)量最低，顯著低于TE和RTP氟轉(zhuǎn)運(yùn)量，與NaF處理無(wú)顯著差異；不同類(lèi)型氟轉(zhuǎn)運(yùn)率表現(xiàn)出同樣規(guī)律。1～4?h，氟的轉(zhuǎn)運(yùn)率都以NaF處理最高，顯著高于其他各處理，而DTP氟轉(zhuǎn)運(yùn)率最低，顯著低于其他各處理，TE和RTP差異不顯著。由此說(shuō)明，DTP中的氟較其他3種受試物氟難以跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入腸腔內(nèi)側(cè)，進(jìn)而難以進(jìn)入體內(nèi)。

注：TE：黑茶水提取物；RTP：黑茶粗多糖；DTP：黑茶透析多糖。不同小寫(xiě)字母表示差異顯著，P<0.05

表1 黑茶不同組分對(duì)Caco-2細(xì)胞增殖抑制活性

注：NaF: 氟化鈉；TE：黑茶水提取物；RTP：黑茶粗多糖；DTP：黑茶透析多糖

Note: NaF: Sodium fluoride. TE: the water extract of dark tea. RTP: the raw tea polysaccharides. DTP: the dialyzed tea polysaccharides

Caco-2細(xì)胞從BL-AP反向轉(zhuǎn)運(yùn)氟量（圖2-C），0.5?h時(shí)TE>RTP>NaF>DTP處理，TE和RTP間差異不顯著；1?h后，各處理氟轉(zhuǎn)運(yùn)量以NaF>TE>RTP>DTP，除TE和RTP處理氟轉(zhuǎn)運(yùn)量差異不顯著外，其他各處理間差異顯著。由此表明，DTP中的氟逆向轉(zhuǎn)運(yùn)也較其他類(lèi)型氟更困難。氟的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)率（圖2-D）與轉(zhuǎn)運(yùn)量表現(xiàn)出同樣規(guī)律，且不同時(shí)間點(diǎn)的轉(zhuǎn)運(yùn)率都小于正向轉(zhuǎn)運(yùn)率，說(shuō)明Caco-2細(xì)胞對(duì)氟的吸收大于外排。

Caco-2細(xì)胞對(duì)NaF氟的蓄積量在3.82～8.88?μg·g-1，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。TE、RTP和DTP處理Caco-2細(xì)胞氟蓄積量在11.21～16.39?μg·g-1，同一組分不同時(shí)間處理間差異不明顯，表明Caco-2細(xì)胞對(duì)氟的蓄積量受時(shí)間影響較小，在試驗(yàn)處理時(shí)間內(nèi)不影響對(duì)氟的轉(zhuǎn)運(yùn)（表2）。

表觀滲透系數(shù)app為單位面積接收池藥物出現(xiàn)的速率，可以反映藥物的吸收效果，該系數(shù)在小于1í10-6cm·s-1，(1～10)í10-6cm·s-1和大于1í10-5cm·s-1時(shí)，分別相當(dāng)于人小腸吸收不良（0～20%）、中等吸收（20%～70%）和吸收良好（70%～100%）[17]。除NaF外，茶葉各組分中F在Caco-2細(xì)胞中的AP-BL和BL-AP側(cè)表觀滲透系數(shù)app均隨孵育時(shí)間增加而逐漸減小，說(shuō)明各茶葉組分氟的吸收效果隨處理時(shí)間延長(zhǎng)而降低。TE和RTP在2?h以?xún)?nèi)app>1í10-5cm·s-1，吸收效果良好，2?h后app在(1～10)í10-6cm·s-1，吸收中等；DTP處理0.5?h時(shí)，氟的app>1í10-5cm·s-1，吸收效果良好，1?h后app在(1～10)í10-6cm·s-1，吸收中等；NaF氟在各處理時(shí)間點(diǎn)，app>1í10-5cm·s-1，吸收效果良好（表3）。

注：不同大寫(xiě)字母表示同一時(shí)間不同樣品處理之間在P<0.05水平差異顯著；不同小寫(xiě)字母表示同一樣品不同處理時(shí)間在P<0.05水平差異顯著

表2 不同時(shí)間Caco-2細(xì)胞對(duì)茶葉氟蓄積量

注：同一列不同字母代表數(shù)值間存在顯著差異（<0.05）。

Note: Different letters in the same column mean significant differences in<0.05

ratio是app(BL-AP)與app（AP-BL）比值，即，ratio=app(BL-AP)/app(AP-BL)。ratio反映藥物吸收轉(zhuǎn)運(yùn)形式，比值等于1或小于1.5往往被確定為以被動(dòng)擴(kuò)散為主要轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，若?Pratio>?1.5則存在主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制[17]。試驗(yàn)結(jié)果表明（表3），在所試氟濃度和時(shí)間條件下，氟在Caco-2細(xì)胞中的雙向轉(zhuǎn)運(yùn)比率ratio均小于1.5，可見(jiàn)其轉(zhuǎn)運(yùn)方式主要以被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)為主。

2.4 不同濃度處理氟在Caco-2細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)

不同氟濃度處理Caco-2細(xì)胞2?h，AP-BL和BL-AP雙向氟轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率如圖3所示。氟濃度對(duì)Caco-2細(xì)胞雙向氟轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率有顯著影響，轉(zhuǎn)運(yùn)量與處理濃度呈劑量效應(yīng)。NaF處理氟濃度由0.1?μg·mL-1增加到0.2?μg·mL-1，氟雙向轉(zhuǎn)運(yùn)量顯著上升，氟濃度由0.2?μg·mL-1增加至0.3?μg·mL-1，雙向轉(zhuǎn)運(yùn)量增加不明顯；雙向轉(zhuǎn)運(yùn)率則隨氟濃度增加而顯著下降。

RTP不同氟濃度處理，雙向轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率呈現(xiàn)與NaF相似的規(guī)律。隨TE氟濃度增加，正向氟轉(zhuǎn)運(yùn)量顯著上升，而逆向氟轉(zhuǎn)運(yùn)量在0.3?μg·mL-1處理與0.15?μg·mL-1處理間差異不明顯，0.6?μg·mL-1處理則顯著增加；氟雙向轉(zhuǎn)運(yùn)率以0.3?μg·mL-1處理最低，0.15?μg·mL-1和0.6?μg·mL-1氟處理差異不明顯。DTP不同氟濃度處理雙向轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率與TE處理規(guī)律一致。

表3 不同處理時(shí)間氟在Caco-2細(xì)胞模型中的雙向表觀滲透系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)比率

注：不同字母表示不同濃度處理之間在P<0.05水平差異顯著。

表觀滲透系數(shù)app值若在整個(gè)濃度范圍內(nèi)保持恒定，或ratio小于1.5，則認(rèn)為以被動(dòng)擴(kuò)散為主要轉(zhuǎn)運(yùn)[17]。茶提取物不同濃度氟的表觀滲透系數(shù)如圖4所示。NaF中氟的app（AP-BL）隨著處理濃度的增大而降低，氟濃度在0.1?μg·mL-1和0.2?μg·mL-1時(shí)均大于1í10-5cm·s-1，在氟濃度為0.3?μg·mL-1時(shí)降為8.84í10-6cm·s-1；不同氟濃度處理app（BL-AP）小于app（AP-BL），變化規(guī)律相似。TE不同濃度處理正向和逆向app先降后升高，在0.6?μg·mL-1高濃度處理則上升至最大，且大于1í10-5cm·s-1。RTP各處理app隨氟濃度升高而降低，都小于1í10-5cm·s-1。DTP處理app隨氟濃度升高先降低后升高，且都低于1í10-5cm·s-1。ratio結(jié)果顯示，隨著氟濃度升高，RTP處理ratio升高明顯，且在氟濃度0.6?μg·mL-1時(shí)達(dá)到1.5，其他各處理ratio隨濃度變化不明顯，且都小于1，表明RTP氟在較高濃度存在主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，NaF、TE和DTP中氟在該濃度范圍內(nèi)，主要以被動(dòng)擴(kuò)散為主。

3 討論與結(jié)論

本研究以Caco-2細(xì)胞建立更接近人體小腸功能的吸收模型，研究黑茶不同提取物氟的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同黑茶提取物中氟吸收轉(zhuǎn)運(yùn)量差異顯著，在不同時(shí)間和濃度條件下，以透析多糖氟轉(zhuǎn)運(yùn)量最少，水提取物氟和粗多糖氟差異不明顯，都顯著低于NaF氟的轉(zhuǎn)運(yùn)量。表觀滲透系數(shù)與人體吸收程度具有良好相關(guān)性，并認(rèn)為該系數(shù)<1×10-6cm·s-1、(1～10)×10-6cm·s-1和>1×10-5cm·s-1時(shí)，分別相當(dāng)于人小腸吸收不良（0～20%）、中等吸收（20%～70%）和吸收良好（70%～100%）[17]。本研究表明NaF中氟的表觀滲透系數(shù)大于1×10-5cm·s-1，說(shuō)明其吸收良好，黑茶水提取物和粗茶多糖中氟的吸收性差異不大，作用2?h后表觀滲透系數(shù)小于1×10-5cm·s-1，而透析多糖氟的表觀滲透系數(shù)在1?h后小于1×10-5cm·s-1。由此可見(jiàn)，黑茶中氟的生物有效性明顯低于NaF中氟的有效性。黑茶不同組分氟生物利用度的差異可能受組分中成分差異的影響，不同成分與氟的結(jié)合形態(tài)不同，從而影響茶葉氟的生物利用度。已有研究表明，物質(zhì)所存在的基質(zhì)變化對(duì)其生物有效性影響巨大。Zhang等[18]以Caco-2細(xì)胞為模型研究顯示，食品中碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪等基質(zhì)對(duì)2,6二叔丁基羥基甲苯（2,6-di-tert-butyl-hydroxytoluene，BHT）的生物有效性影響顯著，影響大小依次為脂質(zhì)、碳水化合物、纖維素和蛋白質(zhì)。Bodye等[19]以大鼠為模型研究顯示，食物中蛋白質(zhì)含量影響大鼠對(duì)氟的吸收利用，蛋白質(zhì)含量高，氟吸收利用減少。前期研究也表明，黑茶水提取物中氟的生物利用度顯著低于發(fā)酵前的綠茶水提取物中的氟。黑茶屬后發(fā)酵茶，渥堆發(fā)酵是影響其品質(zhì)及功能特性的關(guān)鍵工藝。在發(fā)酵的過(guò)程中，一方面，以?xún)翰杷貫橹鞯亩喾宇?lèi)物質(zhì)發(fā)生深度氧化聚合形成茶紅素和茶褐素等大分子物質(zhì)[9,20]。另一方面，蛋白質(zhì)、多糖等在濕熱及微生物酶作用下進(jìn)一步降解，形成更多風(fēng)味物質(zhì)[21-23]。分析顯示，黑茶水提取物中氨基酸和可溶性糖含量分別由發(fā)酵前的15.58?mg·g-1和19.40?mg·g-1降至12.49?mg·g-1和16.56?mg·g-1；咖啡堿含量則由26.37?mg·g-1增加到31.07?mg·g-1。這些成分的變化，體現(xiàn)了氟元素所處環(huán)境基質(zhì)的深刻變化。一方面，這些基質(zhì)可能干擾氟的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)；另一方面，氟與基質(zhì)可能通過(guò)離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵等形式結(jié)合形成結(jié)構(gòu)緊密的大分子物質(zhì)，影響氟的吸收利用。茶多糖是茶葉中具有生物活性的復(fù)合多糖，是一類(lèi)與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起的酸性多糖[24-25]，含有中性糖、糖醛酸、蛋白質(zhì)、金屬元素和色素類(lèi)物質(zhì)[26]，其包含大量的醛基、羧基、羥基和金屬離子等，這些基團(tuán)可通過(guò)氫鍵、離子鍵等形式直接或間接與氟結(jié)合[27]，構(gòu)成茶葉氟的重要存在形式。粗多糖是經(jīng)過(guò)水提醇沉后的產(chǎn)物，除含多糖外，含有大量小分子物質(zhì)，包括游離的金屬離子、小分子氨基酸、肽、糖及部分色素等。而透析多糖采用1?000?Da的膜透析，大部分游離態(tài)小分子物質(zhì)則穿過(guò)濾膜而流失，留存的為分子量超過(guò)1?000?Da以及與多糖結(jié)合緊密的物質(zhì)。據(jù)朱曉靜等[28]分析顯示，茶粗多糖中水溶態(tài)氟占80%以上，這部分氟很容易在透析過(guò)程中流失。本研究也顯示，粗多糖組分中氟含量達(dá)7.36?mg·g-1，經(jīng)過(guò)1?000?Da膜透析后，氟大量流失，與多糖組分結(jié)合緊密的氟僅為0.33?mg·g-1，說(shuō)明粗多糖中的氟大部分以小分子態(tài)存在，與多糖組分結(jié)合松散，保留在透析多糖中的氟則相對(duì)結(jié)合緊密。茶多糖中氟結(jié)合形態(tài)的變化直接影響了其被生物吸收利用，從而影響其生物有效性。

注：不同字母表示不同濃度處理之間在P<0.05水平差異顯著

黑茶不同組分氟含量差異顯著，粗茶多糖組分中氟是茶湯中氟的2.17倍，經(jīng)1?000?Da膜透析后氟含量顯著減少，僅為粗多糖組分氟的1/22。在小腸模型中，茶湯、粗多糖和透析多糖中氟生物有效性低于NaF中的氟生物有效性，尤其與多糖結(jié)合緊密的氟生物有效性更低。茶葉中氟的結(jié)合形式影響其生物有效性。

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Study on Bioavailability of Fluorine in Different Extracts of A Dark Tea

SU Dan, ZHANG Haojie, WEN Xiaoju, ZHANG Wei, YU Zhi, NI Dejiang, CHEN Yuqiong*

Key Laboratory of Horticultural Plant Biology, Ministry of Education/Key Laboratory of Urban Agriculture in Central China, Ministry of Agriculture/Department of Tea Science, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China

In this study, absorption, transportation and bioavailability of fluorine in different extracts of a dark tea were evaluated in the Caco-2 cell line model. The results show that the fluorine contents in different extracts of dark tea were significantly different. The fluorine content of the crude polysaccharide fraction (RTP) was the highest, which was 2.17 times that of the water extract (TE). Fluorine content in dialyzed polysaccharide (DTP) was significantly reduced, which was only 1/22 of the fluorine content in RTP and 1/10 of the fluorine content in TE. The forward and reverse transport of fluorine in cell model had time and dose effects, and increased with the increase of time and concentration. After the first 1?h treatment, the forward and reverse transport of fluorine in NaF was the highest, while that in DTP was the lowest, which were significantly different from other treatments. There was no significant difference between the TE and RTP treatments. The apparent permeability coefficient (app) decreased with the prolonging of treatment time. Theappof fluorine in NaF was more than 1×10-5cm·s-1within 4?h, indicating its bioavailability was good. Theappof fluorine in TE and RTP decreased to less than 1×10-5cm·s-1after 2?h of treatment, indicating its bioavailability was moderate. theappof fluorine in DTP was the smallest at all stages, and was less than 1×10-5cm·s-1after 1?h of treatment, indicating its bioavailability was low. Fluorine in NaF, TE or DTP was mainly transported by passive diffusion within the tested concentration range, while fluorine in RTP had an active transport at a higher concentration. In conclusion, in the intestinal epitheliums model, the fluorine in the dark tea has lower bioavailability than that in NaF, and the binding form of the fluorine in the dark tea might affect its bioavailability.

dark tea, fluoride, Caco-2, transport, bioavailability

S572.1；Q52

A

1000-369X(2021)06-843-11

2021-02-25

2021-03-27

國(guó)家自然科學(xué)基金（31972463）

蘇丹，女，碩士研究生，主要從事茶葉品質(zhì)安全研究。*通信作者：chenyq@mail.hzau.edu.cn

（責(zé)任編輯：趙鋒）