1、第 14 卷 第 2 期 食 品 安 全 质 量 检 测 学 报 Vol.14 No.2 2023 年 1 月 Journal of Food Safety and Quality Jan.,2023 基金项目:中央高校基本科研经费项目(2019kfyXKJC049、2020kfyXJJS120)、湖北省食药两用资源工程技术研究中心项目(2018BEC463)、华中科技大学创新研究院技术创新基金项目(2022JYCXJJ032)Fund:Supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities(2019kf
2、yXKJC049,2020kfyXJJS120),the Hubei Engineering Research Center for Both Edible and Medicinal Resources(2018BEC463),and the Fundamental Research Funds for the Central Universities,Huazhong University of Science and Technology(2022JYCXJJ032)*通信作者:朱圆敏,博士,讲师,主要研究方向为微生物技术与发酵工程。E-mail: 余龙江,博士,教授,主要研究方向为资源
3、生物学与生物技术。E-mail:*Corresponding author:ZHU Yuan-Min,Ph.D,Lecturer,Huazhong University of Science and Technology,No.1037 Luoyu Road,Wuhan 430074,China.E-mail: YU Long-Jiang,Ph.D,Professor,Huazhong University of Science and Technology,No.1037 Luoyu Road,Wuhan 430074,China.E-mail: 晒青毛茶液态发酵茶褐素特征及其对-葡萄糖苷酶
4、活性抑制作用 谢燕霞1,2,3,朱圆敏1,2,3*,杨子玺1,2,3,陈雪敏1,2,3,余龙江1,2,3*(1.华中科技大学生命科学与技术学院,武汉 430074;2.分子生物物理教育部重点实验室,武汉 430074;3.湖北省食药两用资源工程技术研究中心,武汉 430074)摘摘 要要:目的目的 研究由茶泛菌(Pantoea camelliae,CCTCC AB 2021544T)液态发酵晒青毛茶所得茶褐素的组成结构与功能活性。方法方法 以固态发酵茶褐素(soild-state fermented theabrownins,S-TBs)为对照,通过紫外可见光谱法(ultraviolet-vi
5、sible spectroscopy,UV-Vis)、傅里叶红外光谱法(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)、居里点热裂解气相色谱-质谱法(Curie point pyrolysis gas chromatography-mass spectrometry,CP-Py-GC-MS)、扫描电子显微镜(scaning electron microscope,SEM)、Zeta 电位测定仪等手段对液态发酵茶褐素(liquid-state fermented theabrownins,L-TBs)进行表征。同时,检测了不同浓度 L-TBs 对-葡
6、萄糖苷酶活性的抑制作用。结果结果 与 S-TBs 相比,L-TBs 颗粒较小、分散度及稳定性较好,但二者都含有丰富的羟基和羧基,pH呈弱酸性,总蛋白、总糖含量较高,且没有显著差异;L-TBs 和 S-TBs 热裂解产物主要是酚类物质,含量分别为 43.88%和 35.69%;进一步研究发现,L-TBs 对-葡萄糖苷酶活性具有一定的抑制作用,并在一定范围内呈剂量关系。结论结论 茶泛菌 L-TBs 在组成结构方面与 S-TBs 较一致,具有很好的开发和应用价值。关键词关键词:茶褐素;液态发酵;结构特征;-葡萄糖苷酶 Characterization and inhibition of-glucos
7、idase activity of theabrownins from liquid-state fermentation with sun-dried green tea XIE Yan-Xia1,2,3,ZHU Yuan-Min1,2,3*,YANG Zi-Xi1,2,3,CHEN Xue-Min1,2,3,YU Long-Jiang1,2,3*(1.College of Life Science and Technology,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China;2.Key Laboratory
8、of Molecular Biophysics,Ministry of Education,Wuhan 430074,China;3.Hubei Engineering Research Center for Both Edible and Medicinal Resources,Wuhan 430074,China)ABSTRACT:Objective To explore the composition,structure,and functional activity of the theabrownins obtained from the liquid-state fermentat
9、ion with sun-dried green tea by Pantoea camelliae(CCTCC AB 2021544T).DOI:10.19812/ki.jfsq11-5956/ts.2023.02.032第 2 期 谢燕霞,等:晒青毛茶液态发酵茶褐素特征及其对-葡萄糖苷酶活性抑制作用 233 Methods With the solid-state fermented theabrownins(S-TBs)as a control,the liquid-state fermented theabrownins(L-TBs)was characterized by ultrav
10、iolet-visible spectroscopy(UV-Vis),Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR),Curie point pyrolysis gas chromatography-mass spectrometry(CP-Py-GC-MS),scanning electron microscopy(SEM),and Zeta potential determination.Meanwhile,the inhibitory effects of L-TBs with different concentrations on-gluc
11、osidase activities were examined.Results Compared with S-TBs,L-TBs had smaller particles,better dispersion,and stability,but all contained abundant hydroxyl and carboxyl groups,weakly acidic pH,and higher total protein and total sugar content without significant differences.The pyrolysis products of
12、 L-TBs and S-TBs were mainly phenolics with content of 43.88%and 35.69%,respectively.It also revealed that L-TBs had a specific inhibitory effect on-glucosidase activity with a dose relationship in a particular range.Conclusion The L-TBs by Pantoea camelliae are more consistent with S-TBs in terms o
13、f composition structure,which has good value for developing and applying theabrownins products.KEY WORDS:theabrownins;liquid-state fermentation;structural characteristics;-glucosidase 0 引 言 茶褐素(theabrownins,TBs)是普洱熟茶的主要水溶性色素1,是一类易溶于水,不溶于有机溶剂的天然大分子物质,它不仅对普洱熟茶的颜色和滋味有重要影响2,也是主要活性物质3,具有抗氧化4、抗癌5和降脂6等多种生理
14、活性,其中,降脂减肥功能尤为显著。目前,茶褐素主要来源于固态发酵生产的普洱熟茶,即通过微生物、酶及湿热环境的共同作用合成,然后经过水提、有机溶剂萃取、醇沉获得,由于固态发酵周期较长(3060 d),且普洱熟茶中的茶褐素含量有限,导致其收率和提取率较低。寻找并建立茶褐素高效生产方式,对于扩大茶褐素的市场应用具有重要的意义。随着对普洱熟茶发酵相关微生物作用研究的深入,液态发酵引起了广泛关注,即将单一微生物加入大叶种晒青毛茶原料水提物中进行发酵,然后通过萃取、醇沉获得茶褐素。目前,关于真菌和酵母在晒青毛茶液态发酵中的作用研究较多,包括常见的黑曲霉、塔宾曲霉、毕赤酵母等,转化效率高,茶褐素产量高。WA
15、NG 等7以低档绿茶为原料,利用黑曲霉液态发酵 6 d 后得到茶褐素的含量为 140.92 g/kg。另一研究8则在 5 L 发酵罐中,接种曲霉进行液态发酵,仅 72 h,茶褐素含量即为固态发酵含量的 4 倍。除了酵母菌和真菌,细菌在普洱茶的发酵过程中也起到重要作用,特别是在发酵后期,此外,细菌还具有生长周期短、易培养的优点。XUE 等9发现,在普洱熟茶发酵中,拟杆菌门(Bacteroidetes),芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),螺旋菌门(Spirochaetae),厚壁菌门(Firmicutes)和一些未分类的细菌与物质合成密切相关。然而,目前还鲜有关于单独用细菌进行液态发
16、酵生产茶褐素的报道。前期,本课题组在不同的茶叶样品中筛选获得几十种微生物,评估发现一株能够高效转化合成茶褐素的细菌,并命名为茶泛菌(Pantoea Camelliae,CCTCC AB 2021544T),利用该菌进行液态发酵,仅需 24 h,茶褐素含量即可达到 184.69 g/kg。茶褐素作为一类大分子物质,不同的发酵方式和微生物类型都可能会影响物质的组成结构。李桃等10发现,与固态发酵茶褐素相比,液态发酵茶褐素在 380 nm 下多出一个吸收峰,且羧基和酚羟基的含量更高。杜金杰等4检测了不同发酵时期茶褐素的组成及其抗氧化活性,结果发现,茶褐素中的总酚含量与空间结构的差异造成其抗氧化能力的不同。因此,对某一特定茶褐素的物质组成进行表征分析,有助于研究其功能活性。针对已报道茶褐素的功能,减肥降脂最显著,而-葡萄糖苷酶是外源糖脂分解代谢的关键酶,若能抑制该酶的活性,则可有效减少机体内糖脂的消化吸收和糖脂摄入量,从而显著降低血脂和血糖水平,达到减肥效果。已有研究发现,茶色素对-葡萄糖苷酶具有较好的抑制作用11,而茶褐素作为一种主要的茶色素,在减肥降脂功能上具有极大的开发利用价值。本研究以
