蛋白桑:桑叶中的活性功能物质及桑叶茶的开发利用

2023-05-10 14:56:27

桑树(Morusalba L.)为桑属植物桑科多年生落叶小乔木植物,原产于中国和朝鲜,分布于北温带、亚洲热带、非洲热带以及美洲地区,在国内分布于全国大部分地区,以长江流域尤其江浙一带为多。栽桑养蚕是我国农业的传统产业,桑树在我国已有4000 多年的栽培历史,有 85 顷左右的桑园,是世界上最大的桑树种植国,目前栽培和野生的主要有鲁桑、白桑、山桑、广东个变种。桑叶为桑树的叶子,是我国的传统中药之一,在《本草纲目》、《中国蚕业大全》、《中医学新编》、《目华子本草》和《中草药手册》等文献都有相关的记载,桑叶性甘、微寒,具有散风热、平肝明目之功效。对桑叶的活性成分研究发现,桑叶不仅含有丰富的氨基酸、脂肪、碳水化合物、维生素和钙、铁、锰、锌等矿物质,而且富含人体所必需的多种生物活性成分。现代药理研究表明这些活性成分与其具有降血糖、降血脂、清除氧自由基、抗感染、抗病毒及防治高血压、糖尿病、动脉粥样硬化、肥胖症等功效有密切关系。将桑叶开发做茶饮料,始见于中国传统药典,而在日本,桑叶茶被称为长寿茶。前苏联莫斯科沙迪诺博士在研究调查百岁老人之谜中发现,亚巴赞山区村民特别健康长寿,年寿最高的到达一百六十多岁,百岁老人更是比比皆是,他们行动敏捷,身体强壮,充满活力的主要原因是,当地漫山遍野都是桑树,村民每天早、中、晚都饮用桑叶汁桑叶的主要活性成分及作用近年来,各国的学者们都对桑叶的化学成分做了大量的研究,发现桑叶中不仅含有基本的营养物质,并且含有许多有益的活性成分。

1.1 氨基丁酸(γ-aminobutyricacid,简称GA- BA)是动物中枢神经系统中一种重要的抑制性神经递质,是一种非蛋白氨基酸,能够参与许多重要的生理代谢调节,具有重要的生理作用。现已发现GABA 具有降低血压以及降低心率的作用桑叶中的活性功能物质及桑叶茶的开发利用(华南农业大学动物科学学院,广东广州510642桑叶是我国重要的传统中药之一,具有降血压、降血糖、降血脂、抗疲劳、增强免疫、抗衰老等生理功效。现代药理学研究发现这些生理功效与其富含的γ脱氧野尻霉素、黄酮、多糖等活性成分有关。将桑叶加工制成具有保健功能的桑叶茶,不仅丰富人们的饮食文化,而且提高桑叶的多元化利用。文章就桑叶的活性成分、功能及桑叶茶的应用研究进展进行了综述。并且能够减缓焦虑和促进睡眠在GABA的提取与生物活性方面进行了研究,建立了用超声-微波协同萃取桑叶GA- BA 的技术方法,制备了高纯度的GABA,并用模型动物鼠,进行活性功能的分析。通过对桑树间GABA 含量的研究发现,不同品系间的GABA 含量有较大差异,广东桑约为 0.86 %、山桑为0.73 %、白桑为0.64 0.47%,广东桑的GABA 含量高,春季桑叶中GABA 的含量要高于秋季的含量同一时期同一枝条不同叶位桑叶中GABA含量的测定,桑叶 GABA 的含量随叶龄的延长而降低,嫩叶的含量较高,老叶的含量则较低

1.21-脱氧野尻霉素 1-脱氧野尻霉素1-Deoxynojirimycin,简称 1-DNJ)是一种含有氮的碱性有机化合物,属于生物碱的一种。DNJ 是强效α-葡萄糖苷酶抑制剂,可以有效抑制人体内糖类的转化,降低血液中糖的含量,抑制进食后血糖的急剧上升和胰岛素的分泌。日本学者Asano等通过改变DNJ 的提取和纯化工艺,从桑叶中分离出多种多羟基生物包括有1-DNJN-甲基-1-DNJ2--α-D半乳吡喃糖苷-1-DNJ、荞麦碱、14-二脱氧- 14-亚胺基-D-阿拉伯糖醇、14-二脱氧- 14-亚胺基2--βB-D-吡喃葡萄糖苷)-D- 阿拉伯糖醇、1α,2β,3α,4β-四羟基-去甲莨菪通过给小白鼠喂食桑叶DNJ 提取物的试验表明,桑叶DNJ 具有降血糖的功效,小白鼠喂食40 天后经检测,40 mg/kg 高剂量组的降血糖效果明显,20 mg/kg 30mg/kg 也有降血糖的作用,但降低的程度不是很明显。桑叶中DNJ 量会因季节而发生变化,秋季桑叶的DNJ含量要高于春季,上叶位的DNJ 含量要高于下叶位

1.3黄酮类黄酮类化合物分布广泛,具有多种生物活性功能,包括降血糖、抗肿瘤活性、抗氧化自由基活性、心血管系统活性、保肝活性等,因此有着很好的应用前景。日本学者Kayo Doi种化合物,分别是有两种新型的二烯基黄烷、一种新型的配糖类、异槲皮苷、黄芪甙、东莨菪苷、茵芋甙、长寿花糖甙、苯甲基-D-吡喃葡萄糖苷。桑叶黄酮类化合物在降血糖方面的作用比较明显。用桑叶黄酮喂养糖尿病大鼠,对其体内的蔗糖酶、麦芽糖酶、乳糖酶的活性抑制率分别达到68 %47.1 %27.8 %。同时还可以抑制双糖酶的活性,降低了糖尿病大鼠的血糖。对20 个不同桑树品种在不同季节中桑叶的黄酮含量进行了测定,新疆白桑为 9.8 mg/g,黑油桑高达25.0 mg/g。春季桑叶中黄酮含量11.7mg/g 26.7mg/g 之间,秋季桑叶中黄酮含量在9.8mg/g 25.0mg/g 之间,表明不同季节间桑叶中黄酮类的含量是有差异的。

1.4 多糖类多糖类是构成生命的四大基本物质之一,在降血糖、抗病毒、抗肿瘤、抗衰老、免疫等多个方面都有明显的生物活性作用,已越来越引起人们的关注。有学者采用DEAE-纤维素和凝胶过滤色谱对桑叶粗多糖分离纯化,共得到种均一多糖通过 Sephadex G-200 柱层析检测也分离得到种多糖组分,经红外光谱分析表明多糖组分含有呋喃糖苷,组分2含有吡喃糖苷,组分的结构中含有β-糖苷键,组分的结构中含有α-糖苷键,对桑叶多糖的化学结构和生物活性作了更深入的研究。桑叶多糖在降血糖方面也有报道,从桑叶中分离纯化得到一种MLP组分,经过对糖尿病大鼠的试验表明,150 mg /kg MLP治疗组的糖尿病大鼠,体质量比对照组提高了26.22 %,空腹血糖浓度降低了52.89 %,且治疗组的糖化血红蛋白、空腹胰岛素和C-肽水平得到了改善,说明桑叶多糖有降血糖的功效。桑叶多糖的含量会依季节、品种而有差异。经对近100 个桑树品种进行了测定,高含量的曲马号,桑叶多糖含量在31.05 mg/g,号的含量为12.48mg/g,两者之间相差距两倍以上。检测了不同季节桑叶的多糖含量,月时的桑叶多糖含量为1.51 %10 1.5其他生物活性成分桑叶中还包括其他生物活性成分,例如脂 30类、植物甾醇、碳水化合物、维生素、矿物质等,都是能对人体产生有益作用的物质。桑叶保健茶的开发利用用桑叶制茶,国内已有不少的报道。目前市场上销售的主要有桑叶绿茶和桑叶红茶,此外还有少量桑叶黑茶。为了丰富桑叶茶的品种,改善桑叶茶的口感,也有在桑叶中混入菊花、罗汉果、黄芪等其他组分的桑叶复合茶。桑叶中的各种营养成分依季节而有差异,春季的桑叶,GABA 和黄酮类的含量会稍微高于秋季桑叶中的含量;秋季桑叶中,DNJ 和多糖类的含量会高于春季桑叶中含量。霜降后的桑叶中具有相当高的营养价值,其可溶性固形物多,单宁少,蛋白质、碳水化合物含量丰富,具有一定量的茶碱类似物。而在叶位的选择上,鹊口位中各生物活性物质的含量最高,再考虑到茶叶片大小对制茶工艺的影响,叶位在顶芽以下

采摘最好早上进行。

2.1 桑叶绿茶利用桑叶制作绿茶的一般工艺流程为鲜叶验收、摊晾、杀青、揉捻、烘干提香、分级筛选、包装等。其中绿茶制作的关键工序在于杀青,影响着绿茶的品质。杀青是通过高温钝化叶片中酶的活性,阻止多酚类的氧化分解,达到叶片保持绿色,产生香气的目的。主要的杀青方式有四种,分别是滚筒杀青、热风杀青、蒸汽杀青、微波杀青。滚筒杀青是代替了传统的手工杀青,机械化运作,而且成本低廉,适合大规模连续生产;热风杀青是利用热风炉运作产生高温热风进行杀青,技术要求高于滚筒杀青,杀青效果和工作效率也会提高,但茶叶容易变焦;蒸汽杀青是用蒸汽对茶叶进行有效杀青,能够有效地保持叶片的鲜绿色,提高绿茶色泽,并且不会产生烟焦味,但叶片含水量会增加,这是有待解决的弊端微波杀青是利用茶叶中的水分子在微波电场中被极化而产生摩擦热,使鲜叶在微波中整体加热,从而抑制鲜叶中的茶多酚等的酶促氧化,防止变色,促进良好香气的形成。以此达到较高的绿茶色、香、味品质。桑叶绿茶味道甘醇香甜,微涩之中带有青味从选料到加工过程中的各道工序入手,经反复试验证明使用闷和透结合的蒸青、适度放置、低温足干,高温提香等除臭脱涩等多项加工,制作出的桑叶茶口感最佳,热闻有清香,滋味醇甘,既没有苦涩味又没有明显的青臭气。等经去柄、切叶、杀青、揉捻、初烘、滚干做形、足干等工序制成桑叶保健茶。与传统工艺相比,经过最佳制茶工艺加工的桑叶绿茶豆腥味降低,茶汤色泽较大程度的得到改善。

2.2 桑叶红茶桑叶红茶的制作是借鉴红茶的加工方法,主要是经过采摘,清洗,切条,发酵,揉制,干燥等工序。其中发酵是决定红茶品质的关键工序,茶叶发酵实际上就是液泡膜被破坏后,液泡内的多酚类和氨基酸等生物活性物质与相关的氧化酶接触并发生酶促氧化反应,产生一系列的有色物质,如茶黄素、茶红素等,使得茶叶的颜色变深变红,这就是红茶的特点之一。影响发酵的因素有很多,比如有温度、湿度、pH、通气量等,所以在红茶的制备过程中应注意众多因素的综合调控,从而达到提高红茶质量的目的。桑叶红茶味道甘甜醇厚,能散发出近似香蕉味的果香味鲜桑叶为原料,发酵温度控制在20左右,发酵时间为3 h,相对湿度为90 %的优化条件下,制得的桑叶红茶的茶汤颜色红亮,滋味回甘,综合品质最好。在发酵温度30 左右,发酵时间为5 h,菌悬液用量(按黑曲霉孢子湿重/桑叶重) 0.16%的条件下,制得的新型桑叶红茶的茶汤颜色褐红并且带有光圈,滋味回甘,综合品质良好。

2.3 桑叶乌龙茶桑叶乌龙茶的制作工艺也是借鉴乌龙茶的加工方法,主要经过采摘,清洗,切条,做青,炒青,揉捏,干燥等工序。乌龙茶是综合了绿茶不发酵以及红茶全发酵的特征,达到“半发酵”的效果,做成了具有自己特色的乌龙茶。桑叶乌龙茶味道爽口醇和,具有清淡的花香将鲜叶经过晒青90 min,摇青,炒青 250左右),揉捻,解块,毛火(锅温控制在100 左右,时间为10 min),从揉捻到毛火各工序重复次,最后炒干(锅温控制桑叶中的活性功能物质及桑叶茶的开发利用 3180 左右)。得到的成品茶带花香,滋味回甘,这说明了摇青工艺有利于改善桑叶茶的风味品质。

2.4 其他桑叶茶其他桑叶茶主要有桑叶复合茶、桑叶袋泡茶、桑叶超微粉等。根据桑叶的原料特性,结合现代普洱茶的加工工艺将桑叶绿茶和普洱茶按照一定的比例拼配,再经过称量、装笼蒸制、压饼造形、干燥等工序制成桑叶普洱茶。同时其还按照绿茶的加工方法,在干燥后经过揉碎、包装制成桑叶将枸杞、大枣、花茶、黄芪作为辅料进行调配制成桑叶袋泡茶,桑叶与花茶的比例为7 3,其他辅料含量为枸杞9%、大枣 10 %、黄芪5 %,在这个比例下既提高了桑叶茶的营养保健作用,又改善了桑叶茶的风味。采用超音速气流粉碎技术,在低温环境条件下,制备得到桑叶超微粉,该超微粉无污染,营养物质基本无损失。

 2.5 桑叶保健茶的功效桑叶保健茶与传统的茶相比,因桑叶含有丰富的氨基酸、黄酮类、多糖类,用其制得的桑叶茶,具有良好的降血糖、降血压、抗疲劳等作用,适宜高血糖人群、心脑血管疾病人群饮用。通过桑红茶与一般红茶的比较试验,发现桑红茶色泽较浅,净度均匀,干茶蕴似桂花冲泡,滋味醇厚回甜。经对桑红茶和一般红茶的理化成分进行检测分析,认为桑红茶中氨基酸、黄酮类、糖类的总量要明显高于一般红茶的总量。有人试饮还发现桑叶茶对缓解便秘,降低血脂,预防感冒有良好的效果。值得一提的是桑叶中的咖啡碱极微,因此饮用桑叶茶不会出现精神亢奋的现象展望随着人们生活水平的不断提高,饮食文化的多元化发展,天然植物来源的功能性食品越来越受到人们的重视和欢迎。基于桑叶来源的安全性可控,含有丰富的氨基酸、脂肪、碳水化合物、维生素和钙、铁、锰、锌等,富含人体所必需的多种生物活性成分,对人体有益,越来越显示其有重要的利用前景。

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