黑茶的最新研究：从化学成分到健康益处外文翻译资料

 2022-08-08 12:01:01

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黑茶的最新研究：从化学成分到健康益处

李方军，魏新林，刘红艳，李航，余霞，吴定涛，张榜镇，甘地，李华斌，甘仁友

摘要

背景

黑茶是一种发酵后的茶，具有独特的感官特性。黑茶加工过程中有一种独特的微生物发酵过程，它被认为是管理黑茶质量的主要因素。黑茶因其含有多种具有生物功能的活性化合物而受到越来越多的关注。

范畴与方法

本文综述了黑茶的微生物发酵过程、主要生物活性物质及其重要的生物功能或保健作用，重点阐述了黑茶对各种疾病的保护作用及其分子机制，并提出了黑茶的最新研究进展和应用前景。

主要发现和结论

在发酵过程中，核心微生物介导的功能性生物转化是黑茶主要品质成分形成的关键。黑茶含有多种生物活性化合物，包括生物碱、游离氨基酸、多肽、多酚、色素、多糖和挥发性化合物。饮用黑茶有多种健康益处，如抗氧化、抗肥胖、抗糖尿病、抗癌、心血管保护、保护肠胃、保护肝脏、保护神经和光保护作用。未来将关注黑茶的健康机制以及黑茶在食品、制药行业的潜在应用。

关键词：黑茶、植物化学、生物学功能、抗肥胖、心血管保护。

  1. 简介

茶是世界上最重要、最受欢迎的消费饮料之一，历史悠久。根据不同的制作工艺和特殊的特点，茶叶一般可以分为六大类，分别是黑茶、红茶、乌龙茶、黄茶、绿茶、白茶（唐等，2019a）。不同类型的茶在感官特征上有所不同，如外观、冲泡后的色、香、味等（朱等，2020）。然而，它们都是由同一种生长在大多数热带或亚热带的茶树的叶子制成的。（许等，2018）。随着越来越多的证据表明了茶的生物功能和健康益处，近年来茶的消费量和产量都大幅增加。现如今茶树在很多地区广泛种植，特别是在亚洲和非洲国家，如中国、印度、肯尼亚、斯里兰卡和越南，茶叶生产对这些国家的经济做出了巨大的贡献。（哈吉伯兰德，2017）。

黑茶是茶中具有独特感官特征的后发酵茶，是在微生物的参与下，经过特殊的堆积发酵过程而产生的。中国黑茶按产地和加工工艺分为几类。主要有普洱茶、六堡茶、茯砖茶、青砖茶、康砖茶（朱等，2020）。由于其独特的感官特征和潜在的健康益处，黑茶越来越受到消费者的欢迎和青睐。黑茶含有多种生物活性成分，如生物碱、类黄酮、游离氨基酸、多肽、色素、多糖和挥发性化合物等。动物研究和临床试验已经证明，从黑茶中提取或纯化的化合物具有显著的生物学功能或健康益处。

近年来，人们对不同茶，特别是绿茶，对某些慢性疾病，如癌症（甘，李，隋和柯克，2018）、心血管疾病（曹等，2019）和糖尿病（孟等，2019）的作用和机制进行了讨论和综述。黑茶最近越来越受到关注。本文从科学网核心文库中检索近5年来发表的高质量文献，综述了黑茶的微生物发酵、主要生物活性物质和关键生物功能，重点关注了其对各种疾病的保护作用和相关分子机制。希望本文的综述能够引起人们对黑茶的更多关注，为更好地将黑茶作为饮料或功能成分用于预防和治疗某些慢性疾病提供最新的科学依据。

  1. 黑茶的微生物发酵

2.1黑茶的生产工艺

茶叶的生产工艺直接影响茶叶的品质和特性。大多数红茶都要经过相同的基本步骤，包括固定、揉搓、堆积发酵和干燥。但是黑茶的品种在生产工艺细节上有一定的差异，不同的黑茶需要经过不同的工序才能达到质量要求（郑，万，包，2015）。堆积发酵又称微生物发酵或固态发酵，被认为是形成黑茶特性的一种特殊而关键的过程（郑等，2015；朱等，2020）。在加工过程中，将固定的、卷曲的茶叶在温度和湿度可控的条件下堆叠起来，使微生物最大限度地繁殖，这一步在酶和微生物的共同作用下发生一系列的化学反应（朱等，2020）。

2.2黑茶发酵过程中的微生物

发酵食品的品质和特性在发酵过程中受到许多因素的影响，尤其是微生物。微生物发酵是形成黑茶独特特征的关键。大量功能性核心微生物，包括曲霉属、芽孢杆菌属、念珠菌属、林氏属、德巴利氏酵母属、曲霉菌属、克雷伯菌属、乳杆菌属、乳球菌属、横梗霉属、青霉属等，参与了黑茶主要品质成分的形成（李等，2018a；李等，2017；李等，2020年；李等，2019a；李等，2018b）。人们认为，在堆发酵过程中识别出的许多菌种负责挥发性化合物的转化，这可能有助于黑茶独特风味的形成（曹等，2018；李等，2018b；许等，2020）。例如，黑曲霉可以提高beta;-紫罗兰酮、香叶醇、芳樟醇氧化物和9,12-十八碳二烯酸的含量，而冠状铕可以提高alpha;-松油醇、beta;-紫罗兰酮、顺式栀子酮、壬醛和2-戊基呋喃的含量（曹等.， 2018）。黑茶发酵过程中生物活性含量的变化也可能与各种微生物有关。例如，图宾曲霉被用于通过一种新的普洱茶深层发酵策略生产高含量的茶卡素。王等，2018）。聚多曲霉是从普洱茶有氧发酵中分离出来的，被发现具有很高的咖啡因降解能力，并能将咖啡因转化为茶碱（周等，2019）。塔马氏曲霉和焦曲酶均能降解茶碱，其主要降解代谢产物分别为黄嘌呤和3-甲基黄嘌呤（图1）（周等，2020a）。

2.3微生物生物转化

最近的一篇综述详细讨论了黑茶微生物发酵过程中的生物转化（朱等，2020）。微生物发酵过程中发生了一些有利的变化。微生物，如曲霉（迪古罗娜等，2018），已知会产生多种细胞外酶，与大分子的降解和代谢有关，导致黑茶中的化学成分发生生物转化。一系列其他反应或修饰，如缩合、氧化、糖基化和甲基化，都与核心微生物的生物转化功能有关（朱等，2020）。这些变化是黑茶中产生特殊风味和有益化合物的原因。

  1. 黑茶中的生物活性化合物

从黑茶中分离鉴定出许多有益的生物活性化合物，包括生物碱、游离氨基酸、多肽、多酚、色素、多糖和挥发性化合物。综述了黑茶中的主要生物活性成分（郑等，2015；朱等，2020），以及一些研究已经调查并比较了黑茶与其他茶中的主要化合物（唐等， 2019a；唐等，2019b；周，2019），简要总结如下。

3.1生物碱

茶是嘌呤类生物碱的重要来源，咖啡因通常是茶中最丰富的生物碱。据报道，普洱茶普洱茶(30.92plusmn;2.71 mg/g)、茯砖茶(27.51plusmn;2.13 mg/g)和六宝茶(25.80plusmn;2.65 mg/g)的咖啡因含量差异无统计学意义（吕，张，施，林，2017）。据报道，咖啡因含量不受不同的生产工艺的影响（波罗斯，杰德林斯基，库珀尔，2016），它是相对稳定的所有六种类型的茶生产的同一批茶叶（姜等，2019）。然而，周和他的同事（2019）最近发现，普洱茶中的咖啡因含量可能会受到一些天然微生物群的影响。喜多曲霉在普洱茶有氧发酵过程中，能将28.8 mg/g的咖啡因显著转化为24.6 mg/g的茶碱，具有生产茶碱的潜力。接种聚多曲霉发酵普洱茶，随着咖啡因的降解，茶碱、3-甲基黄嘌呤、1,7-二甲基黄嘌呤、1-甲基黄嘌呤和7-甲基黄嘌呤的含量增加（周，马，任，夏，李，2020）。

3.2游离氨基酸和肽

游离氨基酸被认为在茶叶的香气和口感中起着至关重要的作用。堆积发酵对氨基酸谱有显著影响，是总游离氨基酸含量显著降低，但过程中个体游离氨基酸的变化有所不同。（王等，2018a；朱等，2016）。发酵后，部分氨基酸水平下降，而其他氨基酸水平保持不变，甚至略有上升（朱等，2016）。者些变化可能会在很大程度上影响黑茶的味道。自由氨基酸,如丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、茶氨酸、酪氨酸,被发现是普洱茶的主要氨基酸（朱等，2016），而平伏砖茶有高含量的丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、gamma;-氨基丁酸(GABA)酸、茶氨酸和苏氨酸（李等，2019 b）。最近，从黑茶提取物中分离到一些活性肽，它们的序列包括AVPANLVDLNVPALLK、CGKKFVR、TAELLPR、VVDLVFFAAAK、MSLYPR和QGQELLPSDFK （赵，苏，毛，张，2020）。

3.3多酚

不同于有丰富多酚含量的绿茶，白茶和黄茶，黑茶中总多酚的含量约占10%。从最近的一项研究中发现，根据44个黑茶样品的分析，它们分别属于普洱茶、茯砖茶、六堡茶这三种类型。（吕等，2017）。绿茶中富含的儿茶素也存在于黑茶中，但总体上含量要比绿茶低得多。发酵过程中，儿茶素被氧化，导致黑茶中色素含量较高，并形成了一些新的儿茶素衍生物，如2R, 3r -6-甲氧羰基没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯(EGCGD)和2S, 3R-6-甲氧羰基没食子儿茶素(MCGE)。此外，另一种重要的茶多酚，没食子酸的含量在发酵过程中显著增加(姜等，2019)。黄酮类化合物，如山奈酚、杨梅素和槲皮素，也在黑茶中发现(陈等，2017)，一些酰化黄酮醇苷被报道为黑茶中的新化合物（陈等，2017；田等，2016）。

近年来，难以提取的多酚类物质越来越受到人们的关注。最近的一项研究发现，不可提取的多酚也存在于不同类型的茶中，包括黑茶（严等，2020）。虽然茶中的非提取性多酚的含量和抗氧化作用低于茶中的可提取性多酚，但茶非提取残基中仍有相当多的茶多酚残留。（严等，2020）。

3.4色素

黑茶的色素特别丰富，如茶褐素、茶红素和茶黄素，它们是由堆积发酵过程中儿茶素氧化而产生的。茶褐素是黑茶中含量最丰富的生物活性色素，其中普洱茶中含量最高(超过13%，即每100毫克普洱茶含有13毫克茶褐素)，其次是六堡茶(约10%)和茯砖茶(约7%)（吕等，2017）。茶红素和茶黄素在黑茶中的水平分别约为1%和0.1-0.2%（吕等，2017）。利用黑曲霉或图宾曲霉开发了一种新型深层发酵工艺，以生产高茶碱含量的黑茶产品（王等，2018；王等，2017a）。图宾曲霉深层发酵是普洱茶传统堆积发酵产茶褐素含量的近4倍（王等，2018）。

3.5多糖

黑茶也富含多糖。有报道称茯砖茶多糖是由葡萄糖甘露聚糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、二十碳四烯酸等组成的典型酸性杂多糖，函有少量的核糖和葡萄糖酸。（陈等，2018a）。最近的一项研究从茯砖茶粗多糖FBTPS-3中获得了纯化组分，分子量为741kDa，分别含有葡萄糖甘露聚糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、半乳糖和二十碳四烯酸，其摩尔比分别为8.7:15.5:42.2:19.7:13.9（王等，2019）。从青砖茶粗多糖中分离得到两个组分，分别命名为TPS-1和TPS-2（杨等，2017）。

3.6挥发性物质

香气是衡量黑茶风味品质的重要指标之一。黑茶的挥发性成分与其他茶类有很大的不同，认为这是由于特殊的微生物发酵过程中菌种的多样性造成的。对不同类型黑茶的主要挥发性化合物进行了一系列的研究，以及微生物发酵过程中香气分布的动态变化(李等，2019b；李等，2020)。黑茶中的主要挥发性成分是酸、醇、醛、烷烃、烯烃、芳烃、酯、酮和甲氧基酚类化合物。十六烷酸在普洱茶、茯砖茶、六堡茶等不同类型的黑茶中含量最高，占总挥发油的15-20% (吕等，2017)。萜类，如alpha;-松油醇，alpha;-紫罗兰酮，beta;-紫罗兰酮，芳樟醇和芳樟醇氧化物(A，B，C，和D)，也是黑茶中的主要挥发性化合物(吕等，2017)。茯砖茶最近被应用于食品发酵(如糯米)，以提高其风味和发酵效率(许等，2020)。

简而言之，黑茶中的已知或新发现的生物活性化合物已经报告总结在图2中，包括生物碱、相关的儿茶素化合物、黄酮醇、游离氨基酸、色素、多糖、挥发性萜类化合物和其他化合物，黑茶中对人类健康有益处的生物功能将在下一节中讨论。此外，虽然皂苷被认为是绿茶中的重要化合物，并表现出多种有益健康的作用(唐等，2019a)，但在红茶中很少报道它们。因此，鉴别黑茶中是否含有皂苷，或者它们在黑茶发酵过程中是否被微生物降解是一件很有趣的事情。

4.黑茶的健康益处

最近在体内和人体的研究证据表明，黑茶具有多种生物学功能和健康益处（表1）。据报道，每天饮用2克或3克黑茶可以降低人体的血糖水平，改善血脂。在动物研究中黑茶使用的剂量是不一样的，小鼠的剂量从5毫克/公斤/天到3克/公斤/天不等，相当于一个60公斤体重的人每天饮用约30毫克至20克黑茶。有研究表明，一些黑茶比其他茶具有更好的生物学功能。在所有六种茶中，黑茶在小鼠体内具有最强的抗氧化和肝保护活性（曹等，2020）。此外，在链佐菌素诱导的糖尿病大鼠中，熟普洱茶比生普洱茶具有更强的抑制高血糖和高脂血症活性（丁等，2019）。新近形成的和增加的生物活性成分，如黑褐素、多糖、木胆碱和没食子酸，以及黑茶中的微生物，如冠突散囊菌，这些可能是增强黑茶生物功能的关键贡献者。本文对黑茶的主要生物学功能和保健功效进行了综述和讨论，并重点介绍了其潜在的分子机制。

4.1抗氧化活性

几项研究表明，黑茶具有很强的抗氧化活性，而且不同类型的黑茶的抗氧化活性不同。44中不同的黑茶中的抗氧化活性样品通过不同的方法，采用1,1-二苯基-2-吡啶酰肼（DPPH）测定法、2,2-叠氮基双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐（ABTS）测定法、铁还原抗氧化能力（FRAP）测定法和细胞抗氧化活性（CAA）测定法（HepG2）细胞和表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）水平与ABTS和FRAP测定方法对的抗氧化活性进行测定，发现呈正相关，但总黄酮和茶棕素水平与CAA测定的抗氧化活性呈正相关（吕等，2017）。除黄酮类化合物和茶褐素外，还有多糖（陈等，2018a；杨等，2017），从黑茶中分

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