《Food Chemistry》:Tea processing shapes the structural characteristics and gut microbiota-modulating potential of polysaccharides from the fresh summer tea
编辑推荐:
•茶叶加工(绿茶、红茶、黑茶)显著改变了茶多糖的结构特性(GTP、BTP、DTP)。•所有茶多糖均表现出抗消化性,并能到达结肠进行微生物发酵。•DTP产生最高的总短链脂肪酸(SCFAs),其中乙酸、丙酸和丁酸水平显著增加。•GTP、BTP和DTP对肠道菌群组成具有不同的调节作
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茶叶加工(绿茶、红茶、黑茶)显著改变了茶多糖的结构特性(GTP、BTP、DTP)。
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所有茶多糖均表现出抗消化性,并能到达结肠进行微生物发酵。
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DTP产生最高的总短链脂肪酸(SCFAs),其中乙酸、丙酸和丁酸水平显著增加。
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GTP、BTP和DTP对肠道菌群组成具有不同的调节作用。
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BTP强烈促进双歧杆菌(Bifidobacterium)的生长,而GTP富集乳杆菌(Lactobacillus),DTP则有利于拟杆菌(Bacteroides)。
引言
茶(Camellia sinensis L.)是全球消费最广泛的饮品之一,因其丰富的口感、文化遗产以及广泛的保健功效而备受推崇(Trevisanato & Kim, 2000)。茶起源于约6000万至7000万年前的中国西南地区,已有五千多年的饮食和药用历史(Pan et al., 2022)。根据发酵程度和加工技术的不同,茶叶传统上可分为以下几类:不发酵茶(绿茶)、轻发酵茶(白茶和黄茶)、半发酵茶(乌龙茶)、全发酵茶(红茶)以及后发酵茶(黑茶)(Ye et al., 2018; Zhu et al., 2015)。这些加工技术通过受控环境条件下发生的酶促和微生物活动,使茶叶的化学成分、香气和滋味发生显著变化(Qi et al., 2018; Xiaoqiang et al., 2019)。这些变化不仅影响茶叶的化学特征,还影响其营养和功能性特性,包括抗氧化、抗炎和代谢调节作用(Chen et al., 2025a; Su et al., 2024)。
肠道菌群因其能够执行人体无法独立完成的必要代谢功能,越来越被视为一个"虚拟器官"(Ao et al., 2026; Dong et al., 2026; Sanz et al., 2025)。这些功能包括碳水化合物降解、短链脂肪酸(SCFAs)生成以及维生素合成(Carmody et al., 2024; Takeuchi et al., 2024)。除了代谢作用外,肠道菌群还深度参与免疫调节、上皮屏障维护、营养吸收,甚至神经发育,与宿主形成共生关系(Chen et al., 2023; Luo et al., 2025)。在各类膳食成分中,不可消化多糖被认为是一种重要的益生元底物,能够重塑肠道微生物生态系统(Deehan et al., 2024)。当这些多糖到达结肠后,会被有益菌如双歧杆菌和拟杆菌选择性代谢,从而增加微生物多样性并提高SCFAs产量(Wardman et al., 2022)。这种微生物发酵过程促成了多种健康促进效果,包括抗炎、免疫调节和代谢调节功能(Deehan et al., 2024)。重要的是,多糖的结构和生物活性对加工条件非常敏感(Li et al., 2021)。近期研究表明,食品加工技术可以显著改变多糖的理化性质,从而调节其消化率和益生元潜力。例如,挤压加工已被证明可以改变淀粉基多糖的分子结构,提高其发酵性,在体外发酵过程中产生更高的SCFAs产量并改善益生元活性(Fang et al., 2025)。因此,了解不同加工方法如何影响多糖结构对于优化其在功能食品中的健康促进特性至关重要。
茶多糖(TPS)是一类复杂的碳水化合物聚合物,因其多样的生物活性而受到越来越多的关注,包括抗氧化、抗炎、降血糖和免疫调节作用(Zhang et al., 2024)。作为不可消化大分子,TPS能够抵抗上消化道中的酶解并完整到达结肠(Chen et al., 2018b)。在那里,它们被肠道菌群选择性发酵,产生SCFAs,对维持肠道和全身健康具有重要作用。此外,众多研究表明,TPS能够促进双歧杆菌和乳杆菌等有益菌的增殖,无论在体外还是体内(Sun et al., 2025)。重要的是,TPS的理化特征和生物功能高度依赖于发酵、陈化和干燥等加工条件(Hu et al., 2021)。例如,在普洱茶中,陈化时间越长,TPS的得率越高,蛋白质和糖酸含量也越高,这与抗氧化能力和α-葡萄糖苷酶抑制活性的增强呈正相关(Xu et al., 2014)。在六堡黑茶中,发酵显著提高了TPS的含量,同时降低了其分子量。发酵后的TPS表现出更强的抗凝活性和增强的胆汁酸结合能力,表明发酵后功能性得到改善(Qin et al., 2021)。尽管人们对TPS的生物学功能兴趣日增,但研究不同加工方法如何影响源自同一茶原料的TPS仍有限。大多数现有研究侧重于比较不同茶类型(例如,绿茶 与 红茶)中提取的TPS,往往忽视了对茶树品种、采摘时间和生长条件的影响进行控制。因此,难以孤立出茶叶加工技术对TPS结构特征和功能特性的具体影响。
为弥补这一不足,本研究将同一批夏茶茶叶加工成三种不同类型的茶,包括绿茶、红茶和黑茶,分别代表不发酵、全发酵和后发酵类别。从每种茶产品中提取TPS,并系统评估其理化性质以及对肠道菌群组成和SCFAs产量的影响。该方法旨在阐明加工诱导的变化如何影响TPS的益生元潜力。
章节摘要
材料与试剂
氢氧化钠、氯化钠、碳酸钠及其他分析级试剂购自中国国药集团化学试剂有限公司。蛋白胨和酵母浸粉购自OXOID(英国)。考马斯亮蓝G-250由碧云天生物技术有限公司提供,维生素K1由苏威公司提供。牛血红蛋白、盐酸半胱氨酸、胆汁盐和对羟基联苯购自索莱博生物技术有限公司。其他
不同加工方法所得TPS的理化性质
众多研究表明,茶叶加工方法,如发酵和后发酵,可以显著影响TPS的结构、组成和生物活性(Hu et al., 2022)。为系统研究茶叶加工对多糖特性的影响,我们使用同一批夏茶鲜叶,经不同加工技术处理制成GTP、BTP和DTP(图1)。总糖、蛋白质、糖酸的含量,
结论
本研究将同一批夏茶鲜叶加工成绿茶、红茶和黑茶。随后提取相应的TPS样品,包括GTP、BTP和DTP,并系统评估其理化性质、抗氧化活性、消化稳定性和肠道微生物发酵行为。GTP、BTP和DTP表现出不同的结构特性,包括分子量和单糖组成的差异。模拟
作者贡献声明
吴晓博: 撰写——原稿撰写,调查研究,数据整理。王娟: 调查研究。刘越新: 调查研究。苏宁宁: 调查研究。白付青: 撰写——审阅与编辑。黄雨洁: 调查研究,数据整理。谢明豪: 撰写——审阅与编辑。陈春旭: 撰写——审阅与编辑。蔡慧梅: 撰写——审阅与编辑。李大香: 撰写——审阅与编辑,监督管理,项目管理,经费获取。陈贵杰: 撰写——审阅与编辑,项目管理
未引用参考文献
Chen et al., 2018
Chen et al., 2018
Chen et al., 2019
Chen et al., 2025
Chen et al., 2025
Yuan et al., 2015
Yuan et al., 2015
利益冲突声明
作者声明,他们不存在任何已知的利益冲突或人际关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
本研究由国家自然科学基金委员会(32001645)、茶树种质创新与资源利用国家重点实验室自主研究项目(SKLTEA-ZZ202517)、国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-19)、江苏省自然科学基金(BK20221347)、贵州省科学技术厅(QKHJC-ZK [2024]-YB178)以及安徽农业大学人才项目稳定基金(rc352220)资助。
Xiaobo Wu|Juan Wang|Yuexin Liu|Yuning Sun|Fuqing Bai|Yujie Huang|Minhao Xie|Chunxu Chen|Huimei Cai|Daxiang Li|Guijie Chen