茶多酚的理化特性及在水产养殖中的应用研究

摘要 茶多酚是茶叶中多种酚类物质的总称，具有抗氧化剂、降低血糖血脂和极强的杀菌和抗病毒作用。总结茶多酚的主要成分活性、理化特性以及茶多酚在水产养殖中的研究现状。针对茶多酚在水产养殖研究中存在的问题，建议加强茶多酚所作用的鱼类生长发育、烹饪加工及免疫调节的具体作用机制及使用策略研究，以期为茶多酚在水产养殖中研究与应用提供理论依据。

关键词 茶多酚；水产养殖；免疫调节；机制

中图分类号 S963 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）19-0005-07

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.19.002

Study on the Physicochemical Properties and Application of Tea Polyphenols in Aquaculture

YU Jiang-qin1，ZHAO Zhen-xin2，3

（1.Agriculture and Rural Bureau of Wuchuan Gelao and Miao Autonomous County，Zunyi，Guizhou 564300;2.Institute of Fisheries，Guizhou Academy of Agricultural Sciences，Guiyang，Guizhou 550025;3.Special Aquatic Engineering Technology Center of Guizhou，Guiyang，Guizhou 550025）

Abstract Tea polyphenols are a general term for various phenolic substances in tea， which have antioxidant properties， lower blood sugar and blood lipids， and strong bactericidal and antiviral effects.This study summarizes the main component activity，physicochemical properties，and current research status of tea polyphenols in aquaculture.In response to the problems existing in the research of tea polyphenols in aquaculture，it is recommended to strengthen the research on the specific mechanisms and usage strategies of tea polyphenols in fish growth and development，cooking processing，and immune regulation，in order to provide a theoretical basis for the research and application of tea polyphenols in aquaculture.

Key words Tea polyphenols;Aquaculture;Immunoregulation;Mechanism

茶多酚（Tea polyphenols）又被称作茶鞣质、茶单宁，是茶叶中多种酚类物质的总称，约占茶叶干重的40%［1］。具有抗氧化剂、降低血糖血脂和极强的杀菌和抗病毒作用，在人类医学、食品加工、畜牧和水产养殖研究中受到广泛关注。茶多酚主要包含酚酸类（Phenoliaeids）、黄烷醇类（Flavanols）、黄烷酮类（Flavanones）和花色苷及其苷元（Glyeosids and their aglyeons of plant pigments）4种类型的化合物，由于这些物质都是2-苯基苯并吡喃结构，故也被统称为类黄酮物质［2-4］。通常，茶多酚是一种棕色或淡黄色粉末，具有涩味，微吸湿，微溶于油，易溶于水。茶多酚在pH 2～7的环境内非常稳定，但当处于pH>8的环境或阳光照射下，会发生氧化褐变，同时会与铁离子生成绿色的化合物。

大量药理研究表明茶多酚是一种良好的天然抗氧化剂，其能够消除体内过剩的自由基，抗菌消炎提高机体免疫力，同时还可以发挥减脂及降低血糖等作用功效［5-8］，在畜禽生产和临床医学研究中受到广泛关注。而在水产动物中同样也表现出良好的免疫调节功效，因此在水产养殖中上有了广泛的应用和研究前景。重点综述了茶多酚的主要成分活性、理化特性和作用机制，以及在水产养殖中的研究进展，并展望了茶多酚在水产养殖中的应用前景，以期为茶多酚广泛应用于水产养殖研究中提供理论支撑。

1 茶多酚主要成分活性及理化特性

在茶多酚所有活性成分中，黄烷醇含量最高（70%～80%），主要为儿茶素（Catechins）［9］。其中儿茶素主要包含4类茶叶中最丰富的水溶性化合物质（图1），分别是没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表没食子儿茶素（EGC）和表儿茶素（EC）［10-12］。而EGCG约占茶多酚制品的50%，是茶叶中含量最高的酚类成分［13］。

1.1 茶多酚主要成分活性特征

1.1.1 没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）。

EGCG是儿茶素中含量最高的成分，由于其化学结构中存在多个酚羟基，这使其成为茶多酚中发挥生物活性最多的化合物质［14］。而EGCG在体内主要分布于肠道和肝脏中，并通过葡萄糖醛酸化、磺酸化、生甲基化和水解反应生成相应的代谢产物（图2），从而发挥着抗肿瘤、抗氧化和抗炎症等多重功能［15-19］。

许多实验室研究及流行病学调查均表明，EGCG可通过影响细胞内不同代谢通路，诱导肿瘤细胞凋亡，从而对多种肿瘤细胞如结肠癌、肝癌、乳腺癌、肺癌等均具有抑制作用。Sen等［20］研究发现，表皮生长因子（EGF）能诱导上调乳腺癌细胞中基质金属蛋白酶（MMP-9）基因的表达从而促进癌细胞的转移，而EGCG处理后则会发现细胞中FAK/ERK的磷酸化受到抑制，下调了MMP-9的表达水平，从而抑制了癌细胞的转移。Wei等［21］在体外试验中发现，EGCG可以抑制葡萄糖酵解代谢途径中的关键调节因子和酶的活性和表达，从而抑制乳腺癌细胞生长。此外，研究者还发现EGCG 可以通过抑制MDA-MB-231细胞中PCNA、CDK 4，CDK 1、Cyclin D和Cyclin E的表达，使癌细胞停止分裂［22］。

EGCG结构中的酚羟基可为氧化还原反应提供氢，并通过调节体内蛋白激酶相关基因和抗氧化酶活性的表达，从而减少细胞内氧自由基的水平含量来增强化合物的稳定性，被视为一种强大的氧化还原剂［23］。此外，EGCG还可以改善由物理或化学刺激，如电磁辐射、钒中毒或砷中毒引起的蛋白质羰基含量（PCC）和脂质过氧化（LPO）的上升以及超氧化歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）等抗氧化酶基因表达的下调［19，24-25］。类似的研究还发现，EGCG可通过Nrf2-Keap1途径恢复博来霉素对Wistar大鼠诱导的氧化应激损伤［26］。

EGCG除了具有抗肿瘤和抗氧化作用外，还能通过调节炎症相关代谢通路，从而抑制相关炎症因子的表达。相关研究发现，EGCG可通过激活Tollip信号通路，减少脂多糖诱导的炎症反应［27］。同时还能通过抑制环氧化酶 2（COX-2）和诱导型一氧化氮合酶（i NOS）的活性，以及ERK通路、MAPK/p38通路、Akt和NF-κB/p65通路信号分子的磷酸化，减少由脂多糖诱导的炎症因子的表达［28-29］。

1.1.2 表儿茶素没食子酸酯（ECG）。

ECG的分子式为C22H18O10，和EGCG同为酯型儿茶素，二者结构仅在B环上有一个酚性羟基的差异（图3）。ECG约占茶鲜叶干重的3%～6%，是茶多酚中含量仅次于EGCG的儿茶素。相关生物学活性研究发现，ECG和EGCG间存在一定的差异。Li等［30］研究发现，ECG的心肌保护和强心作用功能比EGCG更强。Pan等［31］明确指出，ECG和EGCG可从多个代谢通路抑制癌细胞的生长和转移，但其作用的效应靶点有所不同。如与EGCG相比，ECG可以更好地通过抑制ERb、PDGF-Rb、FAS和β-连环蛋白的活性限制细胞生长。此外，在不同的试验系统中，EGCG抑制AP-1的活性和细胞生长显著高于ECG。而ECG可以通过增加TNFα的释放和ROS的生成，从而抑制KATO III和DU14细胞的凋亡。而Deng等［32］发现，ECG可显著改善C2C12小鼠骨骼肌细胞中游离脂肪酸所引诱的胰岛素抵抗能力，且效果优于EGCG。同时，相关研究还表明，ECG可通过下调MMP-2和MMP-9表达水平及其相互作用，从而抑制MT1-MMP的激活，与EGCG具有较强的抗侵袭能力［33］。

1.1.3 表儿茶素（EC）。

EC化学式为C15H14O6，相对分子量为290.27，呈多环大分子结构，由A、B、C 3个环组成，含有多个羟基，具有独特的抗氧化性能［34］。EC主要通过两种机制发挥抗氧化功能，一是通过上调抗氧化酶活性表达水平减少氧自由基的生成，二是与金属离子发生化合反应［35］。Megow等［36］研究表明，EC可以通过促进皮肤细胞内抗氧化酶SOD、CAT活性，清除过多的氧自由基，防止皮肤细胞氧化损伤。Maheshwari等［37］研究发现，EC处理后的人类红细胞可以缓解五氯苯酚引起的氧化损伤。Boonsorn等［38］研究表明，在常温稀释液中添加适宜浓度的EC保存24 h后，可有效维持猪精子的活力。Greifov等［39］研究证明，100 μmol/L 的EC可显著增强牛精子线粒体活性。而核磁共振波谱检测发现表EC对精子和粒体的膜结构具有很高的亲和力，为EC对线粒体代谢调控机制提供理论依据［40］。

1.2 茶多酚理化特性

1.2.1 抗氧化作用。

自由基是独立存在的单个或多个不配对电子的基团或原子，分别是氧自由基、活性氧自由基和活性氮自由基，均具有极强的氧化活性，过量会导致某些细胞正常功能的破坏。而茶多酚为稠环芳香烃结构，其主要以含有许多高活性酚羟基的α-苯基苯并二氢吡喃为主体，当茶多酚中苯环上的电子与氧原子中不成对的单电子相互作用时，会产生共辄效应，使得不成对的单电子接近苯环，氢氧键减弱。因此，茶多酚作为一种良好的中子或氢给予体，能够与机体发生氧化应激过程中产生的98%以上自由基反应生成较为稳定的酚氧自由基，从而缓解机体氧化应激损伤［41-43］。研究表明，茶多酚抗氧化效果显著高于传统抗氧化剂维生素E和维生素C［44］。如通过模拟大白鼠体内脂质过氧化应激试验，发现茶多酚对脂质过氧化抑制效果明显，且高于维生素C 18倍、高于维生素E 16倍［45］。

此外，茶多酚还能通过调控细胞内生成自由基的催化酶系统，如细胞色素酶系统、髓环氧化酶系统和过氧化物酶系统等而减少自由基的产生（图4）。如茶多酚防止肿瘤细胞病理条件下自由基的聚集，其机理是通过抑制细胞中细胞色素活化系统及细胞色素还原酶的活性［46］。而通过增加绿茶内源性抗氧化剂浓度，可显著抑制自由基链式反应的发生，提高细胞的抗氧化能力［47］。同时，茶多酚的3′，4′-邻二羟基结构可与细胞中游离的金属离子发生螯合反应，从而减少活性氧离子的产生。田芝娟等［48］研究表明，茶多酚对重金属离子具有吸附作用，可与铜离子、钙离子、亚铁离子、铁离子等形成络合物，从而减轻重金属对细胞的毒害作用。