申 雯,黃建安,李 勤,劉仲華(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝園林學(xué)院,國(guó)家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心,茶學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南省植物功能成分利用協(xié)同創(chuàng)新中心,湖南 長(zhǎng)沙 410128)
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茶葉主要活性成分的保健功能與作用機(jī)制研究進(jìn)展
申 雯,黃建安,李 勤*,劉仲華*
(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝園林學(xué)院,國(guó)家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心,茶學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南省植物功能成分利用協(xié)同創(chuàng)新中心,湖南 長(zhǎng)沙 410128)
摘要:茶葉中的生物活性物質(zhì)對(duì)人體具有多種保健功效,如調(diào)節(jié)糖脂代謝、抗氧化、防癌抗癌、增強(qiáng)免疫力等。本文綜述了近五年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)茶葉中幾種主要活性成分保健功效及其作用機(jī)制的研究進(jìn)展。
關(guān)鍵詞:茶葉;活性成分;保健功能;作用機(jī)制;進(jìn)展
茶葉中主要活性成分如茶多酚、茶氨酸、茶色素、茶多糖等,已被證實(shí)具有抗腫瘤、抗氧化、改善心血管疾病等一系列特殊保健功能。為了及時(shí)跟蹤和了解國(guó)內(nèi)外相關(guān)方面的研究前沿,進(jìn)一步表明飲茶的特殊營(yíng)養(yǎng)保健功能,本文就近五年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)茶多酚與兒茶素、茶氨酸、茶色素及茶多糖等幾種茶葉中主要活性成分的保健功能及其作用機(jī)制研究的最新進(jìn)展作一梳理。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)表明,脂肪代謝障礙是很多代謝疾病產(chǎn)生的原因。Yan[1]等人通過(guò)研究高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖大鼠過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator activated-receptor,PPAR)信號(hào)通路,發(fā)現(xiàn)綠茶兒茶素(GTCs)上調(diào)了PPARδ在大鼠皮下白色、內(nèi)臟白色及棕色脂肪組織中脂肪酸氧化代謝相關(guān)基因的表達(dá),表明調(diào)節(jié)PPAR信號(hào)通路可能是兒茶素降脂減肥的機(jī)理。此外,比較綠茶、白茶、紅茶茶多酚提取物對(duì)HepG2細(xì)胞糖脂代謝的影響,發(fā)現(xiàn)白茶茶多酚在降低血糖和膽固醇攝入方面較綠茶和紅茶更強(qiáng)[2]。近年來(lái)許多國(guó)內(nèi)外研究表明,天然生物多酚TP(Tea Polyphenols)在治療糖尿病方面有積極作用。TP有增加胰島素敏感性的作用。Tenore, G.[2]等人研究評(píng)估了茶多酚對(duì)HepG2細(xì)胞株血糖和脂類代謝的作用,發(fā)現(xiàn)白茶茶多酚具有體外降血糖血脂的作用,且白茶茶多酚在甘油三酸酯水平增加了400%時(shí)顯示出對(duì)脂肪酶活動(dòng)最強(qiáng)的抑制活力。
1.2對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)
近年研究發(fā)現(xiàn),EGCG在神經(jīng)系統(tǒng)抗損傷方面具有很強(qiáng)的生物活性。劉春芳[3]用不同濃度EGCG處理體外細(xì)胞培養(yǎng)建立的丙烯酰胺(ACR)損傷小腦顆粒神經(jīng)元(CGNs)模型,發(fā)現(xiàn)EGCG能減輕ACR引起的CGNs損傷,明顯提高細(xì)胞的存活率(P<0.05)及SOD活性,降低MDA含量 (P<0.05);Hoechst33342染色和TUNEL熒光標(biāo)記顯示,細(xì)胞核固縮、致密濃染現(xiàn)象較ACR損傷模型組改善明顯。陳旭[4]等人在體外建立SH-SY5Y神經(jīng)細(xì)胞H2O2損傷模型,觀察細(xì)胞形態(tài),測(cè)定細(xì)胞存活率(MTT法)、乳酸脫氫酶(LDH)活性、熒光定量PCR檢測(cè)細(xì)胞bax、bcl-2 mRNA表達(dá)的變化,發(fā)現(xiàn)EGCG可抑制過(guò)氧化氫(H2O2)誘導(dǎo)的SH-SY5Y神經(jīng)細(xì)胞凋亡。
1.3防癌抗癌
研究表明[5],茶有助于對(duì)抗許多不同種類的癌癥,包括胃癌、食管癌、卵巢癌、結(jié)腸癌等。Deng, Y.-T.[6]發(fā)現(xiàn),EGCG可能通過(guò)影響JNK信號(hào)通路減少M(fèi)MP-2 mRNA的表達(dá)和誘導(dǎo)G2 / M產(chǎn)生抑制高度侵襲性的入侵CL1 5肺癌細(xì)胞繁殖。Katiyar, S.[7]發(fā)現(xiàn),綠茶茶多酚可以在一定程度上預(yù)防皮膚癌的發(fā)生,其機(jī)理可能為GTPs通過(guò)誘導(dǎo)已被證明有DNA修復(fù)能力的白細(xì)胞介素(IL)-12修復(fù)DNA。Mineva, N. D.[2]等人通過(guò)研究EGCG對(duì) SUM-149 與SUM-190兩種乳腺癌細(xì)胞系的影響,發(fā)現(xiàn)EGCG可以抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖作用,其機(jī)理可能為EGCG下調(diào)了促進(jìn)增殖、轉(zhuǎn)移、入侵和生長(zhǎng)基因的表達(dá);同時(shí)下調(diào)淋巴管生成基因特別是VEGF-D的表達(dá),明顯降低腫瘤前期淋巴管密度,進(jìn)而抑制乳腺癌細(xì)胞增殖。
1.4其他
Han, S.[8]發(fā)現(xiàn),血管內(nèi)皮細(xì)胞接觸PCB 126后細(xì)胞色素P450 1 A1(Cyp1A1)mRNA和蛋白的表達(dá)且過(guò)氧化物顯著增加,而EGCG預(yù)處理后的血管內(nèi)皮細(xì)胞這些指標(biāo)明顯減弱。這表明,EGCG可以抑制AhR調(diào)節(jié)基因和誘導(dǎo)Nrf2控制的抗氧化酶生成,從而防止PCB引起的血管內(nèi)皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)。Rehman, H.[9]等人探尋綠茶茶多酚在CsA(環(huán)孢毒素A)引起的腎損傷中的作用時(shí),發(fā)現(xiàn)CsA抑制了線粒體生物合成(MB),而綠茶茶多酚可以增加AS-beta、ND3、COXIV和mtDNA 拷貝數(shù),減少乙?;疨GC-1α含量,增加線粒體轉(zhuǎn)錄因子mRNA 和蛋白質(zhì)的表達(dá)。說(shuō)明茶多酚通過(guò)刺激MB(線粒體生物合成)明顯減弱了CsA引起的腎損傷,并在一定程度上改善了腎臟功能。楊杰[10]通過(guò)觀察角膜堿燒傷小鼠血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF) 表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)腹腔注射GTP(綠茶茶多酚)處理組角膜上皮恢復(fù)較好,并能有效抑制角膜新生血管的形成與角膜中炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),減少角膜組織VEGF的表達(dá)。
1.3.2 卵巢子宮內(nèi)膜異位囊腫 子宮內(nèi)膜異位癥(endometriosis,EMT)是常見(jiàn)于育齡期女性的婦科疾病,主要癥狀為盆腔疼痛、不孕、性交不適、月經(jīng)異常。在不孕女性中EMT的發(fā)病率為20%~50%[50]。卵巢是最易被異位內(nèi)膜侵犯的臟器,病灶使卵巢與鄰近組織緊密粘連,嚴(yán)重時(shí)可影響排卵,若病灶破壞卵巢實(shí)質(zhì)則會(huì)影響卵子生成;異位內(nèi)膜累及輸卵管較少見(jiàn),但廣泛而致密的粘連可使輸卵管結(jié)構(gòu)及功能受到嚴(yán)重影響,使輸卵管蠕動(dòng)受阻,影響傘端拾卵及受精卵的運(yùn)輸。
2.1調(diào)節(jié)身體機(jī)能與抗氧化
生物的自然衰老與退行性疾病的發(fā)生過(guò)程,都伴隨著細(xì)胞受氧自由基的氧化損害。Zarse[11]等用茶氨酸處理秀麗線蟲(chóng)后發(fā)現(xiàn)L-茶氨酸能顯著延長(zhǎng)秀麗線蟲(chóng)壽命。Jiang, W[12]等通過(guò)給小鼠口服L-茶多酚后注射CCl4,發(fā)現(xiàn)茶氨酸能有效抑制CCl4在小鼠體內(nèi)的代謝活化,抑制小鼠血清中丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)活性,增加膽紅素水平,從而提高小鼠肝臟的抗氧化能力,減輕炎癥反應(yīng)及肝細(xì)胞凋亡。Li,G[13]等人發(fā)現(xiàn)茶氨酸增加了GSH含量和SOD活性,證實(shí)茶氨酸具有恢復(fù)肝細(xì)胞抗氧化的能力。此外,Attia, S.[14]發(fā)現(xiàn)茶氨酸能夠通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞抗氧化水平來(lái)保護(hù)伊利替康引起的DNA損傷。
2.2防癌抗癌
茶氨酸可以通過(guò)抑制腫瘤細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等機(jī)制發(fā)揮防癌抗癌作用。孫凌燕[15]通過(guò)MTT法研究茶氨酸對(duì)宮頸癌Hela細(xì)胞增殖作用的影響后,發(fā)現(xiàn),茶氨酸處理后的Hela細(xì)胞有典型凋亡特征,對(duì)其具有顯著增殖抑制作用,并呈濃度和時(shí)間依賴性。陳林林[16]通過(guò)建立實(shí)驗(yàn)小鼠腫瘤模型,檢測(cè)不同濃度的茶氨酸衍生物茶氨酸溴香酰胺(TBrC)對(duì)肺癌細(xì)胞和正常細(xì)胞生長(zhǎng)的影響。研究結(jié)果表明,TBrC 顯示了誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞凋亡的作用,其分子機(jī)制可能與抑制 VEGFR1-Akt-NF-κB 信號(hào)傳導(dǎo)通路相關(guān)。另有研究表明[17],茶氨酸可以通過(guò)抑制腫瘤血管生成、抑制腫瘤生長(zhǎng)、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡,從而抑制鼻咽癌細(xì)胞CNE2的增殖。
2.3調(diào)節(jié)保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)
谷氨酸在維持神經(jīng)元正常信號(hào)傳遞過(guò)程中具有重要作用,茶氨酸因其具有與谷氨酸類似的化學(xué)結(jié)構(gòu),所以在神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)方面具有較明顯的作用。Tamano, H.[18]等在茶多酚對(duì)CA1細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)程突觸增強(qiáng)(LTP) 輕度應(yīng)激衰減預(yù)防作用的基礎(chǔ)上,評(píng)估了茶氨酸攝入量對(duì)試驗(yàn)對(duì)象成年后LTP應(yīng)激障礙和認(rèn)知記憶的影響。大鼠試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)照組的血清皮質(zhì)酮水平低于茶氨酸處理組;此外,對(duì)照組較茶氨酸處理組的控制識(shí)別記憶受損。由此可推論茶氨酸對(duì)海馬神經(jīng)元細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)程突觸增強(qiáng)和認(rèn)知記憶應(yīng)激障礙具有一定保護(hù)作用,其機(jī)理可能為茶氨酸攝入改變了體內(nèi)皮質(zhì)甾酮分泌。Unno, K.[19]等進(jìn)行了茶氨酸抗壓能力影響的臨床試驗(yàn),結(jié)果表明,茶氨酸攝入量與α-唾液淀粉酶活力呈正相關(guān),驗(yàn)證了茶氨酸的攝入可以使研究對(duì)象抗壓能力增強(qiáng)。
2.4其他
茶氨酸被公認(rèn)具有降低心血管疾病以及改善血管的功能,而內(nèi)表皮細(xì)胞的一氧化氮是調(diào)節(jié)血管功能的關(guān)鍵物質(zhì)。Siamwala, J.[20]發(fā)現(xiàn)茶氨酸可以通過(guò)eNOS磷酸化提高內(nèi)皮細(xì)胞中一氧化氮含量。其機(jī)理可能是茶氨酸激活了ERK/ eNOS,使一氧化氮產(chǎn)量提高,進(jìn)而使動(dòng)脈血管舒張以改善心血管功能。Hui, S.[21]發(fā)現(xiàn)茶氨酸對(duì)腦缺血再灌注損傷大鼠有保護(hù)作用,其機(jī)理可能是茶氨酸與氨基酸神經(jīng)遞質(zhì)交互關(guān)聯(lián)且上調(diào)了BDNF mRNA和Bcl-2 mRNA的表達(dá)有關(guān)。
由于環(huán)境污染日益嚴(yán)重,導(dǎo)致過(guò)敏性疾病的發(fā)病率不斷增高。Kim, N. H.[22]等研究了茶氨酸對(duì)lgE和非lgE引起的過(guò)敏反應(yīng)的影響,結(jié)果表明,茶氨酸可以抑制全身過(guò)敏性休克、耳腫脹反應(yīng)和IgE調(diào)控的被動(dòng)皮膚過(guò)敏反應(yīng)。其機(jī)理可能為茶氨酸抑制了caspase-1的活化和RIP-2基因的表達(dá)。另有報(bào)道指出[23],綠茶和茶氨酸結(jié)合可降低流感的發(fā)病率。
茶色素(Tea pigments)是從茶葉中提取的以兒茶素為主的多酚類化合物,經(jīng)氧化、聚合生成的水溶性色素混合物,主要包括茶黃素(Teafavins,TFs)、茶紅素(Thearubigins,TRs)和茶褐素(Theabrownines,TBs)等。
3.1茶黃素
茶黃素是由茶多酚、兒茶素及其衍生物氧化縮合而來(lái)的呈橙黃色的物質(zhì),被譽(yù)為茶葉中的腦黃金。Anandhan, A[24]等通過(guò)注射MPTP (1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫嘧啶鹽酸鹽)建立神經(jīng)毒性小鼠模型,再給小鼠口服茶黃素(TF),結(jié)果表明茶黃素能調(diào)節(jié)細(xì)胞因子,抑制MPTP及丙磺舒引起的神經(jīng)細(xì)胞炎癥及細(xì)胞凋亡,有效改善帕金森癥癥狀。羅小雨[25]通過(guò)在茶黃素干預(yù)過(guò)的小鼠脂肪肝模型基礎(chǔ)上實(shí)施缺血再灌注操作,發(fā)現(xiàn)茶黃素處理后的小鼠脂肪肝面積比例明顯減少;脂肪肝小鼠較正常小鼠血清ALT、AST以及肝組織TBARS水平升高,而經(jīng)茶黃素干預(yù)后,血清ALT、AST及肝組織TBARS水平均明顯下降。其機(jī)制可能是茶黃素抑制活性氧產(chǎn)生,減少肝細(xì)胞凋亡,抑制巨噬細(xì)胞活化和浸潤(rùn)以及減少相關(guān)炎癥因子。
Yang, J[26]研究發(fā)現(xiàn),茶黃素通過(guò)抑制HIV病毒融合、HIV病毒逆轉(zhuǎn)錄及HIV病毒gp416-HB的生成,對(duì)不同類型HIV病毒表現(xiàn)出干預(yù)作用。Tanaka,Y[27]等發(fā)現(xiàn)3,5diMeTF3G(甲基化茶黃素)能顯著降低細(xì)胞內(nèi)甘油三酯含量,原因可能為甲基化茶黃素的穩(wěn)定性強(qiáng)(茶黃素穩(wěn)定性依次為3,5diMeTF3G > 3MeTF3G > TF3G)。
3.2茶紅素
茶紅素作為紅茶中含量最為豐富的多酚類物質(zhì),對(duì)人體健康有著積極的作用。U, B.[28]第一次用色譜分析法分離出三種茶紅素TR-1、TR-2與 TR-3,并比較了它們作為抗誘變劑及其抗癌效果。結(jié)果表明,TR-2抗癌活性最強(qiáng),且誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡可能是茶紅素抗癌效果的重要機(jī)制。
國(guó)外有學(xué)者[29]以胭脂紅為標(biāo)記,研究了茶紅素(TRs)對(duì)大鼠整個(gè)腸道通過(guò)時(shí)間的影響,數(shù)據(jù)顯示,5-HT3拮抗阻塞了TRs對(duì)腸道加速的影響。TRs可能與腸道加速存在劑量依賴,其作用機(jī)制可能是茶紅素通過(guò)5-HT3受體參與血清素系統(tǒng)的激活。此外,Miyata, Y.[30]研究發(fā)現(xiàn),茶紅素處理組大鼠通過(guò)促進(jìn)糞便固醇類排泄明顯降低肝臟膽固醇濃度。
3.3茶褐素
較長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵后,茶葉中茶多酚氧化程度加深,茶黃素、茶紅素類積累后進(jìn)一步氧化聚合而成茶褐素。陳婷[31]等研究了普洱茶茶褐素對(duì)高脂SD大鼠糖脂代謝的影響,發(fā)現(xiàn)茶褐素處理組高脂血癥大鼠血清TC、LDL-C水平極顯著降低,而HDL-C水平明顯升高。說(shuō)明普洱茶茶褐素具有降血脂功能。茶褐素清除自由基的效果也已得到證實(shí),董文明[32]等發(fā)現(xiàn)不同pH值條件下,不同翻堆樣含1 mg/mL茶褐素溶液隨pH值增加DPPH自由基清除率逐步下降。不同翻堆樣茶褐素隨著濃度增加,自由基清除率增加。
4.1對(duì)糖脂代謝的調(diào)節(jié)
目前已可判定[33],茶多糖能夠降低2型糖尿病小鼠血糖、甘油三酯及總膽固醇含量,并且能夠改善實(shí)驗(yàn)小鼠脂類代謝。Xu, P.[34]通過(guò)研究四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的理化特征、血糖水平及抗氧化能力,發(fā)現(xiàn)PTPs(普洱茶多糖)處理的小鼠血糖水平顯著降低,其效果近似二甲雙胍。陳建國(guó)[35]等通過(guò)茶多糖(TP)對(duì)胰島β細(xì)胞體外培養(yǎng)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)適當(dāng)劑量的茶多糖對(duì)H2O2誘導(dǎo)的胰島β細(xì)胞損傷具有明顯的保護(hù)作用,其機(jī)理可能為茶多糖能明顯提高胰島β細(xì)胞內(nèi)cAMP含量。高茜[36]以自發(fā)性糖尿病小鼠(db/db小鼠)為研究對(duì)象,分離胰島,于體外刺激胰島素釋放,并檢測(cè)體內(nèi)血糖、胰島素水平,結(jié)果表明茶多糖可以刺激胰島素釋放,改善胰島功能,減少db/db小鼠的肝臟損傷,并改善胰島素抵抗,降低血糖。
4.2抗腫瘤
Yang, J.[37]通過(guò)研究茶多糖對(duì)胃癌小鼠的抗氧化活性,發(fā)現(xiàn)茶多糖能降低胃免疫因子水平,還可以提高胃癌小鼠胃部抗氧化酶活動(dòng)。He,N.[38]研究了富硒茶多糖(Se-GTPs) 對(duì)人類乳腺癌細(xì)胞MCF-7的抑制作用和分子機(jī)制,結(jié)果表明,Se-GTPs誘導(dǎo)了線粒體凋亡途徑從而抑制了MCF-7細(xì)胞生長(zhǎng),且細(xì)胞內(nèi)ROS的生成是抑制作用的重要中介物,其作用機(jī)理可能為Se-GTPs阻止MCF-7癌細(xì)胞進(jìn)行G2 / M分裂期從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
4.3清除自由基及調(diào)節(jié)身體機(jī)能
人體內(nèi)產(chǎn)生的自由基氧化能力極強(qiáng),對(duì)機(jī)體危害極大,茶多糖清除自由基的效果近年來(lái)也常有報(bào)道。于淑池[39]等從還原力、清除羥基自由基(·OH)、超氧陰離子自由基(O2-)、NO2-等方面,研究龍井茶多糖的抗氧化活性。結(jié)果表明,龍井茶多糖對(duì)自由基和NO2-有較強(qiáng)清除作用,表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化活性。劉茹[40]在研究茶多糖對(duì)羥基自由基(·OH)的清除試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在一定劑量范圍內(nèi),茶多糖對(duì)·OH清除率與劑量呈線性關(guān)系。
粗老茶葉中茶多糖含量較高,因此利用粗老茶葉作為原料提取茶多糖,不僅能充分利用茶葉資源,還能促進(jìn)茶葉中活性物質(zhì)功能的開(kāi)發(fā)利用。
和其它物質(zhì)的活性成分一樣,茶葉中活性成分存在溶解度低、機(jī)體吸收較難、很難有效輸送至病變部位和細(xì)胞內(nèi)等問(wèn)題,且目前相關(guān)方面的研究大部分僅僅是動(dòng)物試驗(yàn),缺乏臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù),很多作用機(jī)制未明確或缺乏證據(jù),尤其是增強(qiáng)免疫力及保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)等方面。因此,下一步研究應(yīng)致力于研究改進(jìn)茶葉活性成分的生物利用度,以活性成分作用途徑為切入點(diǎn),突破理論或體外研究進(jìn)而轉(zhuǎn)入體內(nèi)研究,確認(rèn)各種活性成分在保健功能及藥理學(xué)方面的作用機(jī)制,為臨床疾病治療提供有力支持。
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The Research Progress of Health Care Function and Mechanism of the Active Ingredients in Tea
SHEN Wen,HUANG Jian-an,LI Qin*,LIU Zhong-hua*
(Key Lab of Tea Science of Ministry of Education, Tea Science Department, College of Horticulture and Landscape, Hunan Agricultural University, Hunan Co-Innovation Center for Utilization of Botanical Functional Ingredients, Changsha 410128, China)
Abstract:The tea's biologically active ingredients have nutrition value and health care function to human body, such as inhibiting fat accumulation, anti-oxidation, anti-cancer, improving immune system, etc. In this paper, the research progress of the health function and mechanism of a few types of active ingredients in tea in the past fve years was summarized.
Key words:Tea, Active ingredients, Health care, Mechanism of action, Progress
中圖分類號(hào):S571.1
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1009-525X(2016)08-13
收稿日期:2015-11-10
修訂日期:2015-12-31
基金項(xiàng)目:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)人才引進(jìn)科學(xué)基金(13YJ13)
作者簡(jiǎn)介:申雯(1991-),女,湖南婁底人,在讀碩士研究生,研究方向:茶葉保健功能及其作用機(jī)制。
*通訊作者:李勤,liqinvip@126.com;劉仲華,Larkin-liu@163.com