關(guān)鍵詞:發(fā)酵白化茶;枸杞;山楂;3T3-L1 前脂肪細胞;調(diào)節(jié)脂肪代謝;功效成分
中圖分類號:TS272.5;TS275.2 文獻標識碼:A 文章編號:1000-3150 (2025) 01-50-8
肥胖是一種由于能量攝入與消耗不平衡導(dǎo)致的慢性代謝紊亂,其顯著特征是體內(nèi)脂肪過度積累[1-2]。肥胖會引發(fā)許多慢性疾病,包括II型糖尿病、冠心病、高血壓以及卵巢癌和結(jié)腸癌等[3]。2030年,中國超重和肥胖人群預(yù)計將達到7.9億人,治療費用高達4180億元,約占全國醫(yī)療總費用的21.5%[4-5]。日益嚴峻的肥胖問題促使越來越多的人積極尋求綠色、健康的降脂途徑[6]。
發(fā)酵白化茶是以白葉1號品種茶樹鮮葉為原料,經(jīng)高純度冠突散囊菌發(fā)酵轉(zhuǎn)化后所得的特色黑茶[7]。白化茶經(jīng)發(fā)花工序后,其兒茶素、茶多酚、茶黃素、茶紅素等成分向茶褐素、黃酮苷等成分轉(zhuǎn)化,使得茶湯湯色橙紅明亮、滋味濃醇厚,且具有濃郁的菌花香[8]。研究表明,發(fā)酵白化茶對高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖模型小鼠有明顯的減肥效果,具體表現(xiàn)為小鼠體重顯著下降,總膽固醇(TC)和甘油三酯(TG)含量降低,且與未發(fā)花白化茶相比,發(fā)酵白化茶通過發(fā)花工藝在一定程度上提升了其降脂減肥功效[9]。枸杞,屬于茄科植物,最早出現(xiàn)于《神農(nóng)本草經(jīng)》[10],其主要生化成分為多糖類、黃酮類和花色苷類等,具有增強免疫力、抗衰老、抗腫瘤、降糖調(diào)脂等功效[11]。其中,枸杞多糖是枸杞的主要活性成分,能降低糖尿病患者血液中的葡萄糖含量,提高胰島素生成指數(shù),調(diào)節(jié)機體糖代謝和脂代謝[12]。山楂作為藥食同源的水果,具有消食健胃、行氣散瘀、化濁調(diào)脂的功效[13],且是調(diào)節(jié)血脂藥物如脂必妥和血脂靈片的主要成分之一。山楂黃酮可以顯著降低高血脂大鼠中TC和TG含量,提高高密度脂蛋白膽固醇含量,并降低低密度脂蛋白膽固醇含量[14]。
選擇發(fā)酵白化茶、枸杞和山楂進行配伍的原因有以下幾點:第一,3種原料均具有明確的降脂功能,其主要活性成分通過不同途徑調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝[15-17]。第二,茶葉、枸杞和山楂中的活性成分,如茶多酚、枸杞多糖及山楂黃酮,在抗氧化及脂肪分解方面可能存在協(xié)同作用。例如,有研究表明茶類與藥食同源植物聯(lián)合使用時可以增強其生物效應(yīng)[18-20]。第三,從傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)角度來看,枸杞與山楂的組合已有長期使用歷史[21-22],二者的功能特性與發(fā)酵白化茶結(jié)合后或可通過多靶點作用提升整體功效。此外,三者功能成分的協(xié)同作用已初步得到研究證實,例如山楂黃酮可以增強茶多酚對脂質(zhì)代謝調(diào)控的效果[23],而枸杞多糖則可進一步優(yōu)化其抗氧化功能[24]。
因此,本試驗以發(fā)酵白化茶為主要原料,輔以枸杞、山楂制成新式養(yǎng)生茶,運用代謝組學(xué)分析其化學(xué)成分。通過不同質(zhì)量濃度養(yǎng)生茶干預(yù)小鼠3T3-L1細胞高脂模型,探究其體外降脂作用機制,可為新式茶飲的開發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù)。
1材料與方法
1.1材料與試劑
1.1.1材料
發(fā)酵白化茶以白葉1號品種茶樹鮮葉為原料,經(jīng)冠突散囊菌發(fā)酵轉(zhuǎn)化后所得,為浙江大學(xué)茶學(xué)系綜合利用實驗室專利產(chǎn)品;枸杞和山楂由杭州藝福堂茶業(yè)有限公司提供;3T3-L1前脂肪細胞為中國科學(xué)院細胞庫提供。
1.1.2試劑
胎牛血清(FBS),購自美國ZetaLife公司;DMEM高糖培養(yǎng)基、青霉素-鏈霉素溶液、磷酸鹽緩沖液(PBS),購自大連美侖生物技術(shù)有限公司;辛伐他?。兌取?8%),購自北京索萊寶科技有限公司;3-異丁基-1-甲基黃嘌呤(IBMX,純度≥99%)、胰島素(BR),購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司;地塞米松(DEX,純度≥97%)、改良油紅O染色液、CCK-8試劑盒,購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司;TG、二喹啉甲酸(BCA)試劑盒,購自南京建成生物工程研究所;異丙醇(分析純),購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司。
1.1.3主要儀器設(shè)備
HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋、UV759S型紫外可見分光光度計,購自上海精密科學(xué)儀器有限公司;SHZ型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,購自上海亞榮生化儀器廠;LGJ-10C冷凍干燥儀,購自北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有限公司;CO2生化培養(yǎng)箱,購自美國SHELLAB公司;倒置顯微鏡,購自重慶重光實業(yè)有限公司;MultiskanMK3酶標儀,購自美國Thermo公司。
1.2試驗方法
1.2.1養(yǎng)生茶干粉的制備
稱取發(fā)酵白化茶、枸杞、山楂各30g,用粉碎機粉碎至60目顆粒。按照茶水比1∶25、1∶8、1∶6分別在100℃下浸提45min。將浸提液過濾后使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮。濃縮液經(jīng)冷凍干燥后制得干茶粉并稱重。按照前期試驗優(yōu)化的配方3.7∶3.2∶1.9均勻混合茶粉,密封包裝,置于-40℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2養(yǎng)生茶代謝物的檢測
養(yǎng)生茶干粉在70℃、體積分數(shù)為70%的甲醇水溶液中提取0.5h,冷卻至室溫后離心10min(8500r/min,4℃)。上清液經(jīng)0.22μm濾膜過濾后用于代謝組學(xué)檢測[25]。各處理重復(fù)3次。
采用UHPLC-Q-Exactive/MS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集。色譜條件:Waters Acquity UPLC HSS T3色譜柱(1.8μm,2.1mm×100.0mm);柱溫:40℃;流速:0.4mL/min;進樣體積:3μL。采用二元流動相梯度洗脫,A相選用體積分數(shù)為0.1%的甲酸的水溶液,B相選用體積分數(shù)為0.1%的甲酸乙腈溶液。線性洗脫程序為:0min,2%B;0.5min,2%B;8min,15%B;13min,35%B;15min,70%B;16min,85%B;16.5min,2%B;20min,2%B。質(zhì)譜條件:電噴霧離子源(ESI);檢測模式分別為正(毛細管電壓3.5kV)和負(毛細管電壓-3.0kV)離子模式,毛細管溫度:300℃;輔助氣溫度350℃,流速10L/min;質(zhì)譜掃描范圍為質(zhì)荷比(m/z)100~1200。
從UHPLC-Q-Exactive/MS獲得的原始數(shù)據(jù)通過Compounddiscoverer3.2軟件進行峰面積提取與峰匹配。質(zhì)量寬度和保留時間寬度分別設(shè)定為2×10-5g/g和0.3min。
1.2.3CCK-8法測定細胞活力
采用CCK-8法檢測不同濃度陽性藥物和養(yǎng)生茶對3T3-L1前脂肪細胞活力的影響。將3T3-L1脂肪細胞以1×104個/孔的密度接種于96孔板中,在37℃、5%CO2的細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h后,將培養(yǎng)基更換為含不同質(zhì)量濃度陽性藥物辛伐他?。?、10、20、30、40、50μg/mL)和養(yǎng)生茶(0、200、300、400、500、600、1000、2000μg/mL)的DEME完全培養(yǎng)基(90%DMEM高糖培養(yǎng)基,10%FBS)繼續(xù)培養(yǎng)48h。棄去原培養(yǎng)基,每孔加入100μL10%CCK-8溶液,37℃孵育1h,檢測OD450值。
1.2.43T3-L1前脂肪細胞高脂模型的建立和分組給藥
將3T3-L1前脂肪細胞以1×105個/孔的密度接種于24孔板,待細胞完全匯合后,繼續(xù)培養(yǎng)48h,確保細胞產(chǎn)生接觸抑制現(xiàn)象。用含分化誘導(dǎo)劑(0.5mmol/LIBMX、1μmol/LDex、1μg/mL胰島素)的完全培養(yǎng)基誘導(dǎo)分化2d,隨后更換為含1μg/mL胰島素的完全培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)2d,最后用無誘導(dǎo)劑的完全培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)4d[26]。
陽性藥物組和養(yǎng)生茶組在加入分化誘導(dǎo)劑的同時加入陽性藥物辛伐他?。?0μg/mL)和不同質(zhì)量濃度的養(yǎng)生茶(200、300、400、500μg/mL),對照組用等體積完全培養(yǎng)基代替藥物和養(yǎng)生茶。
1.2.5油紅O染色
細胞分化結(jié)束后按照改良油紅O染色試劑盒說明書中的操作步驟對處理后的3T3-L1細胞進行染色。染色結(jié)果用倒置顯微鏡觀察和拍照。
1.2.6脂肪含量測定
細胞分化結(jié)束后用100%異丙醇提取細胞脂質(zhì),待細胞內(nèi)脂滴完全溶解,通過測定OD492值表征細胞脂肪含量。
1.2.7TG含量檢測
分化結(jié)束后根據(jù)TG檢測試劑盒中的說明書測定TG含量。通過BCA法測定蛋白含量。
1.3數(shù)據(jù)處理
試驗數(shù)據(jù)采用SPSS27軟件統(tǒng)計分析,結(jié)果進行T-test顯著性檢驗。數(shù)據(jù)表示為平均值±標準差(SD)。用GraphPadPrism8作圖,相關(guān)性熱圖由Omicshare繪制。
2結(jié)果與分析
2.1代謝組學(xué)測定結(jié)果
通過UHPLC-Q-Exactive/MS液質(zhì)聯(lián)用檢測養(yǎng)生茶中含有的代謝物,如表1所示。經(jīng)色譜峰提取和對比后,共檢測到167種與茶相關(guān)的物質(zhì),可分為8類,其中黃烷醇類種類最多,共有44種。黃酮/黃酮醇/黃酮苷類次之,共有37種。表1還列出了峰面積相對豐度≥1%的主成分物質(zhì),包含多種功能性成分。
枸杞和山楂含有較多的功能性成分,如表2所示,共檢測到12種物質(zhì)。黃酮類化合物是枸杞的主要化學(xué)成分之一,也是枸杞重要的質(zhì)量標志物。山楂中同樣含有多種黃酮類化合物。天然黃酮類成分通過抗低密度脂蛋白的氧化作用、清除體內(nèi)自由基及抑制脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)生等多靶點、多途徑發(fā)揮降血脂作用。在養(yǎng)生茶中可檢測到柚皮素、槲皮素、山奈酚、蘆丁、木犀草素葡萄糖甙、錦葵色素3,5-雙葡萄糖苷等黃酮類衍生物。綠原酸在枸杞和山楂中均被檢出,其具有抗氧化、降糖、降血脂的功效,可有效緩解高脂飲食誘導(dǎo)大鼠的脂肪囤積,增加腸道微生物的種群多樣性。
2.2不同濃度養(yǎng)生茶對3T3-L1細胞活性的影響
采用CCK-8法測定陽性藥物辛伐他丁和養(yǎng)生茶對3T3-L1細胞活性的影響。從圖1可見,隨著辛伐他汀質(zhì)量濃度的升高,細胞存活率降低。當辛伐他汀質(zhì)量濃度為10μg/mL時,細胞存活率為91.59%。與陽性藥物相似,除300μg/mL的處理外,隨著養(yǎng)生茶質(zhì)量濃度的升高,細胞存活率逐漸降低;當養(yǎng)生茶樣質(zhì)量濃度為200~500μg/mL時,細胞存活率為90.37%~98.64%;當質(zhì)量濃度gt;500μg/mL時,細胞存活率低于90%,說明這些質(zhì)量濃度的養(yǎng)生茶和對照組相比,可能對細胞造成傷害,不利于細胞生存。
因此采用對細胞活性影響較小的質(zhì)量濃度,即10μg/mL辛伐他汀和200~500μg/mL養(yǎng)生茶進行后續(xù)試驗。
2.3養(yǎng)生茶對3T3-L1細胞脂質(zhì)積累的影響
3T3-L1前脂肪細胞在誘導(dǎo)分化的過程中會導(dǎo)致脂質(zhì)積累。油紅O染料對脂肪變性、脂質(zhì)沉積的組織器官有良好的溶脂及吸附作用,油紅O染料具有操作簡便、色彩鮮亮等特點,因此可以直觀顯示出脂質(zhì)積累的程度。如圖2-a所示,模型組中細胞內(nèi)積累的脂質(zhì)被油紅O染色,表明3T3-L1前脂肪細胞在誘導(dǎo)分化8d后成功轉(zhuǎn)變?yōu)橹炯毎?,脂肪含量為對照組的1.12倍(圖2-b)。在3T3-L1細胞誘導(dǎo)分化過程中加入不同質(zhì)量濃度的養(yǎng)生茶,可以減少脂質(zhì)的積累。在200~500μg/mL范圍內(nèi),養(yǎng)生茶減脂效果具有劑量依賴效應(yīng)。其中,當養(yǎng)生茶質(zhì)量濃度為300、400、500μg/mL時,與模型組相比,細胞脂肪含量分別降低了22.64、23.17、30.63個百分點,降脂效果優(yōu)于10μg/mL的辛伐他丁陽性藥物組。細胞內(nèi)TG含量與脂肪代謝有關(guān)。如圖2-c所示,3T3-L1細胞誘導(dǎo)分化為脂肪細胞后,TG含量是對照組的1.43倍,用不同質(zhì)量濃度養(yǎng)生茶處理可以顯著降低TG含量。養(yǎng)生茶質(zhì)量濃度為500μg/mL時,細胞TG含量最低,與模型組相比降低了89.33%。
2.4相關(guān)性分析
從降脂效果來看,500μg/mL養(yǎng)生茶降低3T3-L1細胞中脂質(zhì)和TG含量的效果最好,因此選擇此質(zhì)量濃度下測得的細胞TG和脂肪含量與養(yǎng)生茶中測得的代謝組學(xué)成分進行Spearman相關(guān)性分析。如圖3所示,不同物質(zhì)對細胞脂質(zhì)代謝物有著不同的相關(guān)性。
咖啡堿、脫氧腺苷、原花青素B2、植物鞘氨醇、柚皮素、錦葵色素3,5-雙葡萄糖苷、兒茶素、蘆丁和槲皮素等物質(zhì)與脂肪和TG含量呈極顯著負相關(guān),說明這些物質(zhì)可以降低脂肪和TG含量。由此得出,養(yǎng)生茶成分可以影響3T3-L1細胞的脂肪代謝。
3小結(jié)與討論
通過對小鼠前脂肪細胞3T3-L1的誘導(dǎo)和功能驗證,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵白化茶、枸杞和山楂配伍的養(yǎng)生茶具有預(yù)防肥胖效果。通過油紅O染色試驗觀察細胞被染色的面積,發(fā)現(xiàn)模型組的染色面積明顯大于對照組,表明高脂模型誘導(dǎo)成功;觀察養(yǎng)生茶處理組,發(fā)現(xiàn)隨著養(yǎng)生茶質(zhì)量濃度的升高,細胞染色面積越來越小,表明養(yǎng)生茶具有降脂功效,且該功效隨著養(yǎng)生茶質(zhì)量濃度的增加而增強。脂肪和TG含量的測定結(jié)果同樣表明,養(yǎng)生茶具有減脂效果,在低質(zhì)量濃度200μg/mL時便有明顯效果,中高質(zhì)量濃度養(yǎng)生茶效果更是優(yōu)于陽性藥物辛伐他丁。
對養(yǎng)生茶樣進行代謝組學(xué)分析后,共檢測到167種物質(zhì),可分為8類,其中黃烷醇類種類最多,共有44種,黃酮/黃酮醇/黃酮苷類次之,共有37種。發(fā)酵白化茶養(yǎng)生茶整體表現(xiàn)出高氨基酸、高有機酸的特點。有研究顯示,氨基酸對抑制代謝綜合征相關(guān)酶類如a-淀粉酶和胰脂肪酶具有積極作用[27]。有機酸的分子中具有很多羥基結(jié)構(gòu),顯酸性,有利于茶多酚的穩(wěn)定,其質(zhì)子可釋放出來用于還原茶多酚,使茶多酚恢復(fù)抗氧化能力[28],從而促進代謝,起到減肥的效果。
通過代謝物與脂肪、TG含量的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),養(yǎng)生茶中多種物質(zhì)可以影響3T3-L1細胞的脂肪代謝,兒茶素、咖啡堿、槲皮素、柚皮素等9種物質(zhì)與脂肪、TG含量呈極顯著負相關(guān)。兒茶素通過抑制脂肪相關(guān)酶、增強脂肪酸的氧化能力、抑制食欲等作用,降低體內(nèi)脂肪的形成和代謝,從而達到降脂減肥的功效[29],使其與細胞內(nèi)脂質(zhì)積累呈顯著負相關(guān),這與其他研究中的結(jié)果一致??Х葔A與脂肪、TG含量的極顯著負相關(guān)性表明其對降脂有重要作用。研究表明,咖啡堿通過激活A(yù)MPK信號通路,抑制脂肪酸合成酶(FAS)的活性,同時通過提升細胞內(nèi)cAMP水平,顯著激活激素敏感性脂肪酶(HSL),促進脂肪分解。此外,咖啡堿還能通過調(diào)控脂質(zhì)代謝中的多靶點通路,在脂肪酸的氧化代謝中發(fā)揮積極作用[30]。槲皮素通過調(diào)節(jié)PPARγ信號通路降低脂肪生成相關(guān)基因的表達,同時其抗炎特性通過抑制NF-κB信號通路減輕炎癥對脂質(zhì)代謝的負面影響[31]。這種多重作用機制表明槲皮素不僅能夠直接影響脂肪代謝,還對改善由炎癥引起的代謝紊亂具有重要意義。柚皮素也表現(xiàn)出與脂質(zhì)代謝的強負相關(guān)性,其主要通過AMPK信號通路抑制乙酰輔酶A羧化酶(ACC)的活性,從而減少脂肪酸的合成,同時顯著促進脂肪酸的β-氧化過程[32]。其作用機制能夠有效改善脂質(zhì)代謝紊亂,是養(yǎng)生茶中不可忽視的關(guān)鍵成分。此外,其他活性成分如原花青素B2、蘆丁和錦葵色素等也在降脂過程中發(fā)揮重要作用。這些物質(zhì)通過不同機制共同作用于脂質(zhì)代謝的各個環(huán)節(jié),且可能存在協(xié)同效應(yīng),例如咖啡堿與兒茶素的聯(lián)合使用不僅增強脂肪分解效果,還通過抑制脂質(zhì)吸收和合成進一步提升降脂功效[30]。此外,槲皮素與柚皮素共同作用可顯著降低炎癥水平,優(yōu)化脂質(zhì)代謝環(huán)境[33]。綜合來看,養(yǎng)生茶中的這些成分通過AMPK通路、PPAR信號通路以及脂解調(diào)控等多種機制協(xié)同作用,顯著改善了脂質(zhì)代謝紊亂。本研究從代謝組學(xué)角度闡明了養(yǎng)生茶中活性成分的作用機制,為開發(fā)基于脂質(zhì)代謝調(diào)控的功能性茶飲提供了技術(shù)指導(dǎo)。
近年來,新式茶飲快速發(fā)展、競爭激烈,新式茶飲品類的訂單量在美團外賣的百余種餐飲細分品類中占10.6%,排名居于榜首[34-35]。本研究的養(yǎng)生茶配方可應(yīng)用于新式茶飲中,若能進行標準化、規(guī)?;?、品牌化等方面的建設(shè),便能使其具有有更強的發(fā)展動力[36]。本文研究結(jié)果為發(fā)酵白化茶新式茶飲的開發(fā)和利用提供了科學(xué)依據(jù)。