2021年5月10日,中糧營養健康研究院侯粲、肖杰等人在食品工業科技雜志發表論文《六堡茶改善痰濕質功效及基于腸道菌群調節的祛濕機制研究》(DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2020120100)。本項研究由研究院營養與代謝中心組織實施,聯合南方醫科大學、中茶科技(北京)有限公司共同完成,通過將“中醫體質評分量表”和腸道微生物組技術相結合,開展人群研究,證實每日用200ml熱水沖泡10g六堡茶,長期堅持具有一定的“祛痰濕”作用。
這是我國首次結合中醫體質學說與腸道微生物組理論研究六堡茶“祛痰濕”機制,論證了民間關于六堡茶“祛濕”的傳聞,解析中茶六堡茶通過調節腸道菌群降低多種代謝病風險的機制。
此前,研究院應用高分辨質譜結合主成分分析技術研究了六堡茶關鍵品質成分在加工過程中的變化規律,發表論文《基于高分辨質譜結合主成分分析技術評價發酵過程對六堡茶關鍵品質成分的影響》(DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2019.12.056),該研究解釋了發酵、窖藏環節對于六堡茶品質形成的貢獻。
如下為論文簡介:
內容摘要
六堡茶是一種產自廣西六堡的微生物發酵型茶葉,其有別于其他茶葉的最主要環節是長達半年至三年的窖藏。特殊的氣候條件與加工方式,賦予了六堡茶獨特的品質特征,與其物質基礎息息相關。從原料至成品經過的渥堆發酵、陳化等工藝環節均導致六堡茶物質成分的改變。
我國一般人群中痰濕體質所占比例為7.32%,痰濕質是代謝綜合征形成的風險因素,與其發展預后有著密切關系。“痰濕體質土壤”論認為,通過調節痰濕質狀態,可以達到高血脂、高血糖、高血壓等代謝類疾病的“異病同防”。民間所說六堡茶具有“祛濕”作用,可能與調節腸道菌群、促進代謝健康相關。但是,六堡茶的祛濕作用尚未得到論證,其可能的機制也尚未進行闡述。
本研究以特殊窖藏條件下生產的六堡茶產品為研究對象,應用超高效液相色譜-四級桿靜電場軌道阱質譜(UPLC-Q-Exactive)并結合代謝組學輪廓分析技術,從化學物質組學方面闡明六堡茶的物質基礎及特殊窖藏工藝前后的成分變化規律,從而解讀六堡茶的特殊工藝對其形成關鍵品質成分的影響;基于物質基礎組成特點,首次采用中西醫結合的方法,納入亞健康狀態痰濕質人群進行隨機、對照的臨床試驗,考察六堡茶改善痰濕質的作用,以及重點圍繞腸道菌群對其可能的機制進行探討,為其合理應用和推廣提供科學依據。
重要結果
(1)通過主成分分析(PCA)結果發現,發酵過程改變了六堡茶的原料組成特征。渥堆發酵后樣品經過特定環境窖藏后,由于特定微生物的參與、溫濕度環境的變化,使得化學成分再次發生變化,形成六堡茶獨特的成分組合和品質特征。UPLC-Q-Exactive掃描數據與數據庫匹配,出29種化合物,包括酚酸類、黃烷醇類、黃酮及黃酮苷類等物質,其中預測為酚酸類、黃酮及黃酮苷類的部分物質在渥堆發酵環節較原料的含量下降,而在窖藏后又有回升。
圖1 六堡茶樣品主成分分析得分圖(Score Plot)
圖2 六堡茶成分渥堆發酵及窖藏前后相對含量變化熱圖
(2)為考察形成六堡茶品質特征的關鍵成分,分析了不同生產階段的六堡茶中總多糖、咖啡堿、總多酚及茶黃素等主要成分的含量差異。結果表明,六堡茶原料經過渥堆發酵后,總多糖含量上升,由 0.63%上升至 2.15%;窖藏后,含量變化不大。原料中的總多酚含量為 20.73%,渥堆發酵后下降為 17.93%;窖藏后,含量下降為12.62%,整體呈現出下降的趨勢。渥堆發酵后茶黃素含量由原料的0.05%上升至0.21%,窖藏后再次下降至 0.10%,整體較原料呈升高趨勢。
圖3 六堡茶成分渥堆發酵及窖藏前后茶多糖、茶多酚及茶黃素含量水平
(3)臨床試驗結果顯示,六堡茶新茶和5年陳茶均具備改善痰濕質狀態的作用,表現為痰濕質轉化分的下降。在飲茶25天即可看到改善作用,每日飲茶量為10 g,200 mL沸水浸泡2 min口服,每日2次,其中六堡茶新茶的改善作用優于六堡茶陳茶。
注:與PH組比較,#P<0.05,##P<0.01;與TS Control組比較,*P<0.05,**P<0.01。下同
圖4 試驗各組痰濕質轉化評分
(4)痰濕癥人群較平和質人群更易于發生膽汁淤積,應用清熱利濕方劑有助于改善痰濕質人群的膽汁淤積癥。本研究發現,飲用六堡茶陳茶和新茶均具有降低膽紅素(總膽紅素和直接膽紅素)的作用,以陳茶更為顯著,提示六堡茶特別是陳茶的祛濕機制之一是促進膽汁排泄、改善膽紅素代謝。
圖5 試驗各組總膽紅素和直接膽紅素水平
(5)將中醫體質評分與腸道菌群的豐度進行分析,結果發現痰濕質人群的大腸桿菌/志賀菌(Escherichia-Shigella)、擬桿菌(Bacteroides)和考拉桿菌(Phascolarctobacterium)、嗜膽菌(Bilophila)等菌豐度高于平和質人群,而糞桿菌(Faecalibacterium)、Cloacibacillus菌、溶桿菌(Lysobacter)、嗜冷桿菌(Psychrobacter)等菌的豐度低于平和質人群,證明腸道菌群紊亂與痰濕質的形成相關。飲茶后,高脂飲食導致的菌群變化得到逆轉;與代謝疾病、能量代謝有關的薩特氏菌屬(Sutterella)、Izimaplasmatales菌和瘤胃球菌屬(Ruminococcus)的相對豐度水平均發生改變。特別是在膽汁酸代謝通路,飲茶促使表達膽鹽水解酶的擬桿菌屬豐度下降,提示結合型膽汁酸的分解代謝受到抑制,可能通過進一步作用于FXR受體通路,將促使膽固醇轉化為膽汁酸。而腸道嗜膽菌的增殖則在飲用新茶組更為明顯,嗜膽菌有助于降低動物性飲食帶來的心血管風險,是人體保護機體的一個反饋機制,因此,六堡茶可能通過腸道菌群-膽汁酸代謝通路發揮祛濕作用,實現代謝病的“異病同治”。
圖6 腸道菌群門水平的變化情況
圖7 腸道菌群屬水平的變化情況
總 結
(1)六堡茶窖藏環節賦予了其獨特的成分組合和品質特征,茶多糖含量上升、茶多酚含量下降、茶黃素含量先上升后下降、咖啡堿呈波動變化趨勢。高分辨質譜結合數據庫信息,共匹配出29種化合物,包括酚酸類、黃烷醇類、黃酮及黃酮苷類等物質,其中預測為酚酸類、黃酮及黃酮苷類的部分物質在渥堆發酵環節較原料的含量下降,而在窖藏后又有回升。
(2)基于以上物質基礎組成,采用中西醫結合的方法研究發現,六堡茶具備改善痰濕質狀態的作用,在飲茶25天即可看到改善作用,每日飲茶量為10 g,200 mL沸水浸泡2 min口服,每日2次。
(3)將中醫體質評分與腸道菌群的豐度進行分析,結果發現痰濕質人群的大腸桿菌/志賀菌(Escherichia-Shigella)、擬桿菌(Bacteroides)和考拉桿菌(Phascolarctobacterium)、嗜膽菌(Bilophila)等菌豐度高于平和質人群,而糞桿菌(Faecalibacterium)、Cloacibacillus菌、溶桿菌(Lysobacter)、嗜冷桿菌(Psychrobacter)等菌的豐度低于平和質人群,證明腸道菌群紊亂與痰濕質的形成相關。
(4)將受試人群體質與生理指標進行分析,發現痰濕質轉化分與總膽紅素、間接膽紅素水平呈現負相關。飲用六堡茶陳茶和新茶均具有降低膽紅素(總膽紅素和直接膽紅素)的作用,以陳茶更為顯著,提示六堡茶特別是陳茶的祛濕機制之一是改善膽紅素代謝。腸道菌群分析證實,飲茶促使表達膽鹽水解酶的擬桿菌屬豐度下降,提示結合型膽汁酸的分解代謝受到抑制,可能通過進一步作用于FXR受體通路,將促使膽固醇轉化為膽汁酸。六堡茶可能通過腸道菌群-膽汁酸代謝通路發揮祛濕作用,實現代謝病的“異病同治”。
(5)腸道嗜膽菌的增殖在飲用新茶組更為明顯,說明盡管新茶和陳茶均可能通過腸道菌群-膽汁酸代謝通路發揮祛濕作用,但其機制存在差別。
日期:2021-06-10
這是我國首次結合中醫體質學說與腸道微生物組理論研究六堡茶“祛痰濕”機制,論證了民間關于六堡茶“祛濕”的傳聞,解析中茶六堡茶通過調節腸道菌群降低多種代謝病風險的機制。
此前,研究院應用高分辨質譜結合主成分分析技術研究了六堡茶關鍵品質成分在加工過程中的變化規律,發表論文《基于高分辨質譜結合主成分分析技術評價發酵過程對六堡茶關鍵品質成分的影響》(DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2019.12.056),該研究解釋了發酵、窖藏環節對于六堡茶品質形成的貢獻。
如下為論文簡介:
內容摘要
六堡茶是一種產自廣西六堡的微生物發酵型茶葉,其有別于其他茶葉的最主要環節是長達半年至三年的窖藏。特殊的氣候條件與加工方式,賦予了六堡茶獨特的品質特征,與其物質基礎息息相關。從原料至成品經過的渥堆發酵、陳化等工藝環節均導致六堡茶物質成分的改變。
我國一般人群中痰濕體質所占比例為7.32%,痰濕質是代謝綜合征形成的風險因素,與其發展預后有著密切關系。“痰濕體質土壤”論認為,通過調節痰濕質狀態,可以達到高血脂、高血糖、高血壓等代謝類疾病的“異病同防”。民間所說六堡茶具有“祛濕”作用,可能與調節腸道菌群、促進代謝健康相關。但是,六堡茶的祛濕作用尚未得到論證,其可能的機制也尚未進行闡述。
本研究以特殊窖藏條件下生產的六堡茶產品為研究對象,應用超高效液相色譜-四級桿靜電場軌道阱質譜(UPLC-Q-Exactive)并結合代謝組學輪廓分析技術,從化學物質組學方面闡明六堡茶的物質基礎及特殊窖藏工藝前后的成分變化規律,從而解讀六堡茶的特殊工藝對其形成關鍵品質成分的影響;基于物質基礎組成特點,首次采用中西醫結合的方法,納入亞健康狀態痰濕質人群進行隨機、對照的臨床試驗,考察六堡茶改善痰濕質的作用,以及重點圍繞腸道菌群對其可能的機制進行探討,為其合理應用和推廣提供科學依據。
重要結果
(1)通過主成分分析(PCA)結果發現,發酵過程改變了六堡茶的原料組成特征。渥堆發酵后樣品經過特定環境窖藏后,由于特定微生物的參與、溫濕度環境的變化,使得化學成分再次發生變化,形成六堡茶獨特的成分組合和品質特征。UPLC-Q-Exactive掃描數據與數據庫匹配,出29種化合物,包括酚酸類、黃烷醇類、黃酮及黃酮苷類等物質,其中預測為酚酸類、黃酮及黃酮苷類的部分物質在渥堆發酵環節較原料的含量下降,而在窖藏后又有回升。
圖1 六堡茶樣品主成分分析得分圖(Score Plot)
圖2 六堡茶成分渥堆發酵及窖藏前后相對含量變化熱圖
(2)為考察形成六堡茶品質特征的關鍵成分,分析了不同生產階段的六堡茶中總多糖、咖啡堿、總多酚及茶黃素等主要成分的含量差異。結果表明,六堡茶原料經過渥堆發酵后,總多糖含量上升,由 0.63%上升至 2.15%;窖藏后,含量變化不大。原料中的總多酚含量為 20.73%,渥堆發酵后下降為 17.93%;窖藏后,含量下降為12.62%,整體呈現出下降的趨勢。渥堆發酵后茶黃素含量由原料的0.05%上升至0.21%,窖藏后再次下降至 0.10%,整體較原料呈升高趨勢。
圖3 六堡茶成分渥堆發酵及窖藏前后茶多糖、茶多酚及茶黃素含量水平
(3)臨床試驗結果顯示,六堡茶新茶和5年陳茶均具備改善痰濕質狀態的作用,表現為痰濕質轉化分的下降。在飲茶25天即可看到改善作用,每日飲茶量為10 g,200 mL沸水浸泡2 min口服,每日2次,其中六堡茶新茶的改善作用優于六堡茶陳茶。
注:與PH組比較,#P<0.05,##P<0.01;與TS Control組比較,*P<0.05,**P<0.01。下同
圖4 試驗各組痰濕質轉化評分
(4)痰濕癥人群較平和質人群更易于發生膽汁淤積,應用清熱利濕方劑有助于改善痰濕質人群的膽汁淤積癥。本研究發現,飲用六堡茶陳茶和新茶均具有降低膽紅素(總膽紅素和直接膽紅素)的作用,以陳茶更為顯著,提示六堡茶特別是陳茶的祛濕機制之一是促進膽汁排泄、改善膽紅素代謝。
圖5 試驗各組總膽紅素和直接膽紅素水平
(5)將中醫體質評分與腸道菌群的豐度進行分析,結果發現痰濕質人群的大腸桿菌/志賀菌(Escherichia-Shigella)、擬桿菌(Bacteroides)和考拉桿菌(Phascolarctobacterium)、嗜膽菌(Bilophila)等菌豐度高于平和質人群,而糞桿菌(Faecalibacterium)、Cloacibacillus菌、溶桿菌(Lysobacter)、嗜冷桿菌(Psychrobacter)等菌的豐度低于平和質人群,證明腸道菌群紊亂與痰濕質的形成相關。飲茶后,高脂飲食導致的菌群變化得到逆轉;與代謝疾病、能量代謝有關的薩特氏菌屬(Sutterella)、Izimaplasmatales菌和瘤胃球菌屬(Ruminococcus)的相對豐度水平均發生改變。特別是在膽汁酸代謝通路,飲茶促使表達膽鹽水解酶的擬桿菌屬豐度下降,提示結合型膽汁酸的分解代謝受到抑制,可能通過進一步作用于FXR受體通路,將促使膽固醇轉化為膽汁酸。而腸道嗜膽菌的增殖則在飲用新茶組更為明顯,嗜膽菌有助于降低動物性飲食帶來的心血管風險,是人體保護機體的一個反饋機制,因此,六堡茶可能通過腸道菌群-膽汁酸代謝通路發揮祛濕作用,實現代謝病的“異病同治”。
圖6 腸道菌群門水平的變化情況
圖7 腸道菌群屬水平的變化情況
總 結
(1)六堡茶窖藏環節賦予了其獨特的成分組合和品質特征,茶多糖含量上升、茶多酚含量下降、茶黃素含量先上升后下降、咖啡堿呈波動變化趨勢。高分辨質譜結合數據庫信息,共匹配出29種化合物,包括酚酸類、黃烷醇類、黃酮及黃酮苷類等物質,其中預測為酚酸類、黃酮及黃酮苷類的部分物質在渥堆發酵環節較原料的含量下降,而在窖藏后又有回升。
(2)基于以上物質基礎組成,采用中西醫結合的方法研究發現,六堡茶具備改善痰濕質狀態的作用,在飲茶25天即可看到改善作用,每日飲茶量為10 g,200 mL沸水浸泡2 min口服,每日2次。
(3)將中醫體質評分與腸道菌群的豐度進行分析,結果發現痰濕質人群的大腸桿菌/志賀菌(Escherichia-Shigella)、擬桿菌(Bacteroides)和考拉桿菌(Phascolarctobacterium)、嗜膽菌(Bilophila)等菌豐度高于平和質人群,而糞桿菌(Faecalibacterium)、Cloacibacillus菌、溶桿菌(Lysobacter)、嗜冷桿菌(Psychrobacter)等菌的豐度低于平和質人群,證明腸道菌群紊亂與痰濕質的形成相關。
(4)將受試人群體質與生理指標進行分析,發現痰濕質轉化分與總膽紅素、間接膽紅素水平呈現負相關。飲用六堡茶陳茶和新茶均具有降低膽紅素(總膽紅素和直接膽紅素)的作用,以陳茶更為顯著,提示六堡茶特別是陳茶的祛濕機制之一是改善膽紅素代謝。腸道菌群分析證實,飲茶促使表達膽鹽水解酶的擬桿菌屬豐度下降,提示結合型膽汁酸的分解代謝受到抑制,可能通過進一步作用于FXR受體通路,將促使膽固醇轉化為膽汁酸。六堡茶可能通過腸道菌群-膽汁酸代謝通路發揮祛濕作用,實現代謝病的“異病同治”。
(5)腸道嗜膽菌的增殖在飲用新茶組更為明顯,說明盡管新茶和陳茶均可能通過腸道菌群-膽汁酸代謝通路發揮祛濕作用,但其機制存在差別。
日期:2021-06-10