陳貴杰,謝旻皓,曾曉雄*
(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇南京 210095;2.南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院/現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇南京 210023)
根據(jù)加工方法將中國(guó)茶葉主要分為六大類:綠茶(未發(fā)酵茶)、白茶和黃茶(輕微發(fā)酵茶)、烏龍茶(半發(fā)酵茶)、紅茶(全發(fā)酵茶)和黑茶(后發(fā)酵茶)[1]。與其他茶葉相比,黑茶因其復(fù)雜的微生物后發(fā)酵過(guò)程從而具有獨(dú)特的風(fēng)味品質(zhì)。 黑茶又可以分為茯磚茶(Fuzhuan Brick Tea, FBT)、普洱熟茶、康磚茶和青磚茶等。 其中FBT 主要產(chǎn)于湖南省和陜西省,是邊疆藏族、蒙古族和維吾爾族等少數(shù)民族生活中必不可少的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑[2-3]。 其特點(diǎn)是經(jīng)過(guò)發(fā)酵階段,在FBT 表面和內(nèi)部形成獨(dú)特的“金花”,“金花”主要優(yōu)勢(shì)菌為冠突散囊菌(Aspergillus cristatus)。發(fā)酵后FBT 味道濃郁,具有獨(dú)特的香氣從而被越來(lái)越多的消費(fèi)者接受和喜愛(ài)[4]。最近幾十年, 大量的研究表明FBT 具有多種生物活性,特別是抗肥胖和降脂活性成為研究的熱點(diǎn), 同時(shí)越來(lái)越多的研究表明FBT 調(diào)節(jié)脂代謝的活性可能跟其調(diào)節(jié)腸道菌群活性相關(guān)。 文章對(duì)FBT 的調(diào)節(jié)脂代謝和腸道菌群研究進(jìn)行了總結(jié), 以提高對(duì)FBT 生物活性的認(rèn)識(shí),促進(jìn)FBT 的進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)利用。
由于飲食結(jié)構(gòu)的變化、 缺乏運(yùn)動(dòng)和攝入過(guò)多的卡路里, 肥胖作為慢性代謝疾病在過(guò)去幾十年中急劇增加, 被認(rèn)為是世界范圍內(nèi)嚴(yán)重的醫(yī)學(xué)健康問(wèn)題之一。 很多流行病學(xué)研究和臨床實(shí)驗(yàn)都表明茶葉具有很好的抗肥胖活性[5]。 其中FBT 具有優(yōu)異的抗肥胖活性, 可以作為降脂減肥的潛在選擇。 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)FBT 可以顯著抑制高脂膳食誘導(dǎo)的體重增加、 脂肪組織堆積、 脂肪細(xì)胞增殖、肝臟重量、肝臟脂質(zhì)沉積、胰島素抵抗,以及降低血清中總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇 (LDL-C) 和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)[6-7]含量。 王蝶等[8]用高脂飲食誘導(dǎo)肥胖的大鼠模型比較FBT 和綠茶的抗肥胖作用,結(jié)果表明FBT 和綠茶均能降低食物利用率和體重增加,而FBT 在降低血清TG 水平的效果優(yōu)于綠茶。另外一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)茯磚茶與山楂、蒲公英根、薄荷葉、茴香、橘子皮和洋甘菊以5:5:5:6:3:5:4 比例復(fù)配后可以顯著緩解高脂飲食誘導(dǎo)的高血脂癥和代謝紊亂[9]。 然而FBT 中具有抗肥胖的生物活性成分仍不清楚, 茶多酚一直被認(rèn)為是茶葉中抗肥胖活性的主要成分。 體外實(shí)驗(yàn)表明FBT 中的多酚成分對(duì)胰脂肪酶具有顯著的抑制活性, 半數(shù)抑制濃度(IC50)為 0.81 mg/mL[10]。 傅冬和等[11]研究了水、氯仿、乙酸乙酯和正丁醇提取的FBT 組分的抗肥胖活性,結(jié)果表明所有FBT 提取物都可以激活過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體 γ(PPARγ)和 PPARδ,并抑制法尼酯 X 受體(FXR)。 ZHOU 等[12]從 FBT中分離得到多酚組分,利用大鼠模型研究FBT 多酚的抗肥胖活性,結(jié)果表明FBT 多酚可以顯著調(diào)節(jié)高脂飲食大鼠的腸道炎癥、 腸道屏障和腸道菌群進(jìn)而調(diào)節(jié)高脂膳食大鼠的脂代謝。 最近的研究發(fā)現(xiàn)FBT 中的多糖組分也可以顯著抑制高脂膳食誘導(dǎo)的代謝綜合征[13]。 另外一項(xiàng)研究表明FBT隨著貯藏年限的延長(zhǎng),對(duì)α-淀粉酶活性抑制能力降低而對(duì)脂肪酶的抑制能力增加,同時(shí)抑制α-淀粉酶活性與茶紅素、茶多酚的含量呈正相關(guān),而抑制脂肪酶活性與茶多糖、 茶褐素的含量呈正相關(guān)[14]。 茶褐素是發(fā)酵茶中重要活性物質(zhì)[15],F(xiàn)BT 中茶褐素也可以通過(guò)促進(jìn)脂肪細(xì)胞產(chǎn)熱從而抑制高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠肥胖[16]。 FBT 中不同組分抗肥胖活性具有特異性, 哪個(gè)組分具有調(diào)節(jié)脂代謝活性還需要進(jìn)一步研究。
同時(shí)很多研究者對(duì)FBT 降脂減肥的分子機(jī)制進(jìn)行了系列研究, 主要包括:(1)FBT 可以降低宿主內(nèi)毒素(Lipopolysaccharide, LPS)和慢性炎癥水平。 腸道中革蘭氏陰性菌釋放的LPS 可進(jìn)入血液,通過(guò)激活 Toll 樣受體4(Toll-like receptors 4,TLR4)誘導(dǎo)炎癥、胰島素抵抗和代謝紊亂[17]。因此,降低LPS 和炎癥水平在預(yù)防代謝紊亂中起著重要作用。 FBT 可以顯著降低高脂飲食小鼠血清中LPS 水平并抑制其炎癥反應(yīng)進(jìn)而調(diào)節(jié)宿主脂代謝[7]。(2)FBT 緩解宿主氧化損傷。高脂飲食可能會(huì)導(dǎo)致宿主的氧化應(yīng)激增加, 從而引發(fā)肝臟脂肪變性誘發(fā)許多其他代謝類疾病, 其中宿主的抗氧化酶是防御活性氧的主要酶, 在控制脂質(zhì)過(guò)氧化中起重要作用[18]。 FBT 及其活性成分可以顯著提高高脂膳食小鼠血清及肝臟中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD) 的活性從而降低小鼠的氧化損傷[19]。 (3)FBT 改善肝功能。 肝臟是脂肪生成和脂質(zhì)代謝的中心, 因此調(diào)節(jié)肝臟中與脂肪酸合成和脂質(zhì)代謝相關(guān)的基因表達(dá)水平可以調(diào)節(jié)脂代謝及預(yù)防肥胖[20]。FBT 可以通過(guò)降低谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)水平改善肝功能,同時(shí)可以降低肝臟中脂肪合成、積累相關(guān)基因的表達(dá),增加脂肪酸氧化、分解代謝相關(guān)基因的表達(dá),從而調(diào)節(jié)宿主脂代謝[13]。 (4)FBT 抑制消化酶活性。 脂肪酶在脂肪水解、吸收和代謝過(guò)程中起到了關(guān)鍵作用,因此抑制脂肪酶可以有效抑制人體對(duì)脂肪酸的吸收從而控制肥胖。FBT 中多酚組分與脂肪酶結(jié)合,造成酶結(jié)構(gòu)的改變, 從而起到對(duì)胰脂肪酶的抑制作用,其IC50為 0.81 mg/mL[10]。 (5)FBT 可以促進(jìn)脂肪產(chǎn)熱,抑制脂肪沉積。 FBT 及茶褐素可以激活棕色脂肪組織并促使白色脂肪組織的褐變及促進(jìn)脂肪組織產(chǎn)熱從而降低高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖[16,21]。 (6)FBT調(diào)節(jié)腸道微生物群。 腸道菌群與機(jī)體生理功能密切相關(guān),腸道菌群紊亂可能導(dǎo)致宿主代謝綜合征、肥胖等各類疾病[22-23]。很多文獻(xiàn)報(bào)道茶葉可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群進(jìn)而有助于預(yù)防代謝類疾病[24]。 同樣,F(xiàn)BT 及其成分也可以改善肥胖小鼠的腸道菌群[7,13]。 LIU 等[25]用抗生素處理的偽無(wú)菌小鼠模型進(jìn)一步驗(yàn)證了FBT 的抗肥胖活性與腸道菌群的關(guān)系,結(jié)果表明FBT 可以顯著改善高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖,而FBT 在偽無(wú)菌小鼠體內(nèi)表現(xiàn)出有限的抗肥胖活性,因此腸道微生物在FBT 的調(diào)節(jié)脂代謝中起關(guān)鍵作用。
FBT 抗肥胖及調(diào)節(jié)脂代謝活性已經(jīng)被廣泛報(bào)道,然而FBT 調(diào)節(jié)脂代謝活性的研究仍然存在一些不足,主要包括:(1)FBT 經(jīng)過(guò)微生物的后發(fā)酵,F(xiàn)BT 的化學(xué)成分比其他類茶葉復(fù)雜得多, 是哪種成分具有抗肥胖活性有待深入研究。 FBT 中仍有許多未知化合物有待進(jìn)一步分離、 純化和鑒定及活性評(píng)價(jià)。(2)很多研究表明發(fā)酵茶中茶褐素可能是其重要的活性物質(zhì)。FBT 也含有豐富的茶褐素,然而關(guān)于FBT 茶褐素的制備、結(jié)構(gòu)和生物活性的信息依然有限。(3)FBT 抗肥胖活性已經(jīng)經(jīng)過(guò)了大量的研究,然而其潛在分子機(jī)制尚不清楚,有待進(jìn)一步研究。(4)FBT 降脂減肥的活性主要還是集中在細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上, 依然缺乏臨床數(shù)據(jù)作為支撐。
腸道微生物在調(diào)節(jié)機(jī)體生理功能中起著至關(guān)重要的作用,更被視為“被遺忘的器官”[22,26],同時(shí)腸道菌群可以作為連接飲食和宿主健康的重要橋梁。 尤其益生菌和益生元可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群進(jìn)而影響宿主健康,因而受到越來(lái)越多的關(guān)注[27]。茶葉中多酚和多糖等成分均可以逃避消化系統(tǒng)的消化進(jìn)入大腸與腸道菌群發(fā)生相互作用[3,28],F(xiàn)BT 及其活性成分對(duì)腸道微生物的影響也受到了廣泛關(guān)注。體外實(shí)驗(yàn)表明,F(xiàn)BT 或其組分可以通過(guò)降低厚壁菌門(mén)/擬桿菌門(mén)(Firmicutes/Bacteroidetes)的比率來(lái)調(diào)節(jié)腸道菌群組成, 同時(shí)可以減少Escherichia、γ-Proteobacteria_B38 等有 害腸道 微生物群的相對(duì)豐度, 促進(jìn) Bacteroides、Bifidobacterium、Faecalibacterium 等有益腸道微生物的增殖從而發(fā)揮其益生的活性[3,29-31]。此外,F(xiàn)BT及其組分可以調(diào)節(jié)腸道微生物群的代謝途徑和代謝產(chǎn)物,如FBT 水提物可以增加丁酸含量[29],茯磚茶多糖及金花菌多糖可以顯著增加乳酸、 乙酸和丙酸的水平[3,32],基于宏基因組測(cè)序研究結(jié)果表明純化的茯磚茶多糖成分可以促進(jìn)腸道菌群的合成和優(yōu)化代謝途徑[33-34]。
腸道菌群與機(jī)體生理功能關(guān)系密切, 腸道菌群紊亂會(huì)誘導(dǎo)肥胖、糖尿病、高血壓、結(jié)腸炎等多種疾病[26],因此維持腸道菌群平衡對(duì)保持機(jī)體健康、預(yù)防疾病具有重要意義。 越來(lái)越多的研究表明FBT 可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群發(fā)揮其生物活性,主要包括:(1)調(diào)節(jié)腸道菌群與抗肥胖活性。 腸道菌群在宿主的能量吸收、脂質(zhì)代謝及代謝類疾病中發(fā)揮關(guān)鍵作用[15,35]。 在高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖小鼠模型中, 高脂可以顯著誘導(dǎo)小鼠腸道菌群紊亂,而FBT 可以通過(guò)增加腸道菌群的α 多樣性、降低厚壁菌門(mén)/擬桿菌門(mén)的比例、 增加 Lactobacillus、Bacteroides、Bifidobacteriaceae 等有益腸道微生物、抑制 Allobaculum、 Helicobacter、Ruminococcaceae、Peptococcaceae、 Peptostreptococcaceae、 Erysipelotrichaceae 等致病性腸道微生物進(jìn)而調(diào)節(jié)宿主脂代謝[25,36-37]。 最近有研究發(fā)現(xiàn) FBTPS 可以逆轉(zhuǎn)高脂膳食誘導(dǎo)的腸道微生物多樣性降低、 抑制Erysipelotrichaceae、 Coriobacteriaceae、 Streptococcaceae 的增殖, 同時(shí)茯磚茶多糖可以調(diào)節(jié)44個(gè)與代謝綜合征呈顯著性相關(guān)的關(guān)鍵操作分類單元(OTU)[13]。李秀平等[38]研究表明 FBT 通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群和膽汁酸代謝從而調(diào)節(jié)大鼠的脂代謝。ZHOU 等[12]利用肥胖大鼠模型和糞菌移植實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明FBT 多酚組分抗肥胖活性依賴于腸道菌群, 并且其調(diào)節(jié)脂代謝的活性與腸道中Akkermansiamuciniphila、Alloprevotella、Bacteroides、Faecalibaculum 相關(guān)。 (2)調(diào)節(jié)腸道菌群與免疫活性。 腸道菌群在宿主的免疫系統(tǒng)發(fā)育和成熟中發(fā)揮著重要作用, 腸道菌群紊亂會(huì)破壞宿主免疫系統(tǒng)[39]。 茯磚茶多糖、金花菌胞內(nèi)和胞外多糖均可通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群及改善腸道屏障進(jìn)而增加免疫抑制小鼠的免疫功能[40-42]。 (3)調(diào)節(jié)腸道菌群與抗炎活性。結(jié)腸炎是一種慢性炎癥性腸道疾病,主要包括潰瘍性結(jié)腸炎(UC)和克羅恩?。–D)。盡管結(jié)腸炎的發(fā)病機(jī)制依然不清楚, 但是越來(lái)越多的研究表明腸道菌群紊亂、 腸道屏障損傷與結(jié)腸炎發(fā)病進(jìn)程具有高度相關(guān)性[43]。 茯磚茶多糖和金花菌多糖均被報(bào)道可以緩解葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎, 同時(shí)可以調(diào)節(jié)結(jié)腸炎小鼠模型的腸道菌群, 并且相關(guān)性分析和糞菌移植結(jié)果均表明腸道菌群改變有助于結(jié)腸炎的改善[44-45]。
FBT 調(diào)節(jié)腸道菌群的研究已經(jīng)被廣泛報(bào)道,然而相關(guān)研究依然需要進(jìn)一步改進(jìn), 主要包括:(1)一些研究表明FBT 活性與調(diào)節(jié)腸道微生物群有關(guān)。 雖然可以通過(guò)相關(guān)性分析和偽無(wú)菌動(dòng)物模型進(jìn)行分析, 但是依然需要利用無(wú)菌小鼠和糞菌移植實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。(2)FBT 在體內(nèi)調(diào)節(jié)腸道菌群的研究主要依靠擴(kuò)增子二代測(cè)序技術(shù), 然而這種技術(shù)不能鑒定到腸道菌群的種屬, 因此急需要利用宏基因組測(cè)序技術(shù)進(jìn)一步挖掘發(fā)揮作用的關(guān)鍵菌種。 (3)FBT 調(diào)節(jié)腸道菌群主要集中在FBT調(diào)節(jié)腸道菌群的研究, 然而腸道菌群如何進(jìn)一步改善宿主健康的研究尚未見(jiàn)報(bào)道, 因此需要利用宏基因組學(xué)結(jié)合代謝組學(xué)、 轉(zhuǎn)錄組學(xué)及蛋白組學(xué)等技術(shù)進(jìn)一步挖掘FBT 通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群改善宿主健康的分子機(jī)制。
FBT 在中國(guó)南部和西部邊境地區(qū)作為傳統(tǒng)飲料而被廣泛飲用,因其獨(dú)特的風(fēng)味及保健功能引起了越來(lái)越多的關(guān)注, 促進(jìn)了越來(lái)越多關(guān)于FBT 的研究, 特別在FBT 生物活性方面取得了很多重要進(jìn)展。 其中降脂減肥是FBT 最重要的藥理功能,同時(shí)也是FBT 研究最多的活性, 然而FBT 調(diào)節(jié)脂代謝活性的研究仍然存在一些不足, 如FBT 中降脂減肥活性成分鑒定,F(xiàn)BT 調(diào)節(jié)脂代謝機(jī)制的挖掘等急需進(jìn)一步的研究。 最近幾年,隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,F(xiàn)BT 調(diào)節(jié)腸道菌群的益生活性逐步被研究者重視, 但總體研究處于初步階段,F(xiàn)BT 調(diào)節(jié)腸道菌群的關(guān)鍵種屬及腸道菌群改善宿主健康的分子機(jī)制均不清楚。 因此文章綜述了FBT 調(diào)節(jié)脂代謝和腸道菌群的研究進(jìn)展以增加人們對(duì)FBT 生物活性的認(rèn)識(shí)的同時(shí), 并指出了研究中的不足, 從而促進(jìn)FBT 的進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)利用。