18份木姜叶柯生化成分多样性及药效成分特征研究

杨志玲，谭梓峰，杨旭，田朝霞

（1中国林业科学研究院亚热带林业研究所，杭州 311400；2浙江省林木育种技术研究重点实验室，杭州 311400）

0 引言

壳斗科柯属植物木姜叶柯(Lithocarpus litseifolius)又名多穗柯、甜茶、胖稠，广泛分布于长江以南各省区，生长在海拔500～2500m树林中[1]。木姜叶柯利用历史可追溯到南朝刘宋景平元年缙云寺始建寺，山中僧人采嫩叶做茶款待客人[2]。在缺医少药的漫长岁月里中国南方山区瑶族、侗族、苗族等少数民族以其嫩叶入药，用于肺热咳嗽、糖尿病、高血压等病症，长期饮用其嫩叶茶，具有滋肝养胃、清热润肺、生津止渴、提神解乏、降压减肥的功效。木姜叶柯于2017年6月被国家卫生计生委批准为新食品原料[3]。

木姜叶柯含有多种黄酮类、三萜类、甾体、氨基酸和微量元素等化学成分[4]，其中根皮苷为钠-葡萄糖转运蛋白（SGLT1和SGLT2）的竞争性抑制剂，既抑制葡萄糖在肾小管被重吸收，利于多余的葡萄糖通过尿液排泄出来，降低人体内血糖含量，又通过与心脏中β-肾上腺素受体结合，使心肌收缩力、心率明显增加，并促进胰岛素的分泌、降低空腹和餐后血糖水平，而不发生低血糖副作用[5-8]。三叶苷对α-葡萄糖苷酶有明显抑制作用，为非竞争性抑制，抑制效果与阿卡波糖无明显差别，是一种有应用潜力的抗糖尿病活性物质[9]。根皮苷和三叶苷对糖尿病的治疗作用引起了国内许多专家的高度重视。而以木姜叶柯制作的甜茶具有甘甜清爽、香气浓郁、色泽鲜艳、回味持久、风味独特[10]的特征，该甜茶开发出的饮品很可能成为糖尿病患者或高血糖人群最受欢迎的健康产品。

目前，围绕木姜叶柯的药理作用[6-9]、提取工艺[10]、有效成分合成关键酶基因[11]等研究较多。20 世纪90年代起就有关木姜叶柯甜味及黄酮成分的报道[10,12-13]，近年来从其叶片中分离和鉴定过11 种黄酮类化合物[4]，对不同产地和批次木姜叶柯根皮苷、三叶苷和酚类成分进行过研究[13-20]。然而，木姜叶柯化学成分相对复杂，关于它的生化成分、药效成分及其组分构成未见报道。因此，笔者以多个省份清明前后采集的木姜叶柯嫩叶制作的18份甜茶为试材，检测各类生化成分指标，旨在更准确地认识其生化成分、药效成分及模式特征，以便更好挖掘和利用种质资源。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2020 年4 月进行，供试木姜叶柯采摘地的基本信息见表1。除A16号木姜叶柯为春季老叶晒干制作外，其他茶样皆为嫩叶茶，采摘标准为1芽2叶初展，每份样品质量150 g。将每份待检测样品混匀摊放在桌上，按四分法取其中l份用于检测。

表1 18份木姜叶柯采样点基本信息

1.2 试验方法

1.2.1 生化成分测定以粉碎机将木姜叶柯甜茶样品磨碎，过0.1 mm 孔径筛，取筛过的样品用于分析。水浸出物、茶多酚分别参照GB/T 8305—2002 和GB/T 8313—2008 测定，氨基酸测定参照文献[21]的方法。咖啡碱参照GB/T 8313—2008 测定，抗坏血酸测定参考文献[22]的方法，蛋白质按照LY/T 1269—1999 测定，还原糖和可溶性糖按照NY/T 1278—2007测定。

1.2.2 药效成分测定总黄酮含量参考文献[23]中紫外分光光度法测定，根皮苷、三叶苷含量参考文献[20]和[24]中高效液相色谱法测定。根皮苷和三叶苷含量之和粗略计为二氢茶耳酮含量。

1.2.3 统计分析运用SPSS 19.0 统计软件计算木姜叶柯生化成分和药效成分的最小值、最大值、变幅、均值及进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 18份木姜叶柯生化成分和主要药效成分描述性统计分析

从表2 可知，18 份木姜叶柯生化成分指标均有差异，14个指标变异系数为15.58%～96.67%，以咖啡碱最大，以茶多酚最小，变异系数＞45%、变异系数为30%～45%、变异系数＜30%的指标数分别为5、4、5个，占比例依次为35.71%、28.57%、35.71%。14 个指标的变异程度表现为咖啡碱＞根皮苷＞酚/氨比＞游离氨基酸＞三叶苷/根皮苷＞抗坏血酸＞还原糖＞可溶性糖＞三叶苷＞水浸出物＞二氢茶耳酮＞总黄酮＞蛋白质＞茶多酚。14 个指标极差变幅为0.033～38.54，以抗坏血酸最大，以咖啡碱最小，极差＞20、极差为7～20、极差＜7 的指标数分别有6、4、4 个，占比例依次为42.86%、28.57%、28.57%。14个指标极差变幅程度表现为抗坏血酸＞三叶苷/根皮苷＞水浸出物＞酚氨比＞三叶苷＞二氢茶耳酮＞茶多酚＞蛋白质＞根皮苷＞可溶性糖＞游离氨基酸/总黄酮＞还原糖＞咖啡碱。可见，木姜叶柯生化成分和主要药效成分指标含量极差的变幅和变异系数均较大，18份资源各类化学成分多样性变异丰富，优异资源筛选潜力很大。

表2 18份木姜叶柯中生化成分及主要药效成分描述性统计分析

2.2 18份木姜叶柯常规成分的总体特征

由表3 得知，18 份木姜叶柯水浸出物、茶多酚、游离氨基酸总量、抗坏血酸、咖啡碱、酚氨比、蛋白质、可溶性糖和还原糖均存在差异。水浸出物变幅为18.2%(A9)～52.2%(A11)，平均为35.03%，其中10 份木姜叶柯水浸出物含量＞35%，占总资源55.56%。茶多酚变幅为10.5%(A16)～21.3%(A4)，平均为16.37%，其中11份木姜叶柯茶多酚含量高于平均值，占总资源的61.11%，A1、A4、A5、A11、A14等5 份茶多酚含量高于18.00%。游离氨基酸总量变幅为0.37%(A16)～6.27%(A15)，平均为2.33%，其中7 份木姜叶柯游离氨基酸总量＞2.33%，占总资源38.89%。酚氨比变幅为2.63(A15)～35.38(A8)，平均为12.05，酚氨比＞15、8＜酚氨比＜15、酚氨比＜8 的木姜叶柯分别是3、7、8 份，分别占总资源的16.67%、38.89%和44.44%。咖啡碱变幅为0%(A2、A7、A12、A15)～0.03%(A13)，平均为0.01%，其中4份木姜叶柯不含咖啡碱，14 份木姜叶柯含极微量咖啡碱。蛋白质变幅为8.61%(A16)～18.00%(A3)，平均为14.67%，其中8份木姜叶柯蛋白质含量超过平均值，占总资源44.44%。抗坏血酸变幅为1.25 mg/100 g(A7)～39.7 mg/100 g(A12)，平均为17.27 mg/100 g，其中8份木姜叶柯抗坏血酸含量高于平均值，占总资源44.44%。可溶性糖变幅为2.56%(A10)～9.67%(A16)，平均为5.77 %，其中9 份木姜叶柯可溶性糖含量超过平均值，占总资源50.00%。还原糖方面，变幅为2.06%(A10)～7.74%(A16)，平均为4.82%，其中8 份木姜叶柯还原糖含量超过平均值，占总资源44.44%。木姜叶柯中可溶性糖与还原糖含量密切相关，含量排序几乎一致。

表3 18份木姜叶柯生化学成分和酚氨比的分析结果

2.3 18 份木姜叶柯主要药效成分和三叶苷/根皮苷的总体特征

由表4 得知，18 份木姜叶柯中总黄酮、根皮苷、三叶苷、二氢茶耳酮及三叶苷/根皮苷均存在差异。总黄酮含量均值为6.96 g/100 g，变幅为4.18 g/100 g(A17)～10.08 g/100 g(A4)，9份木姜叶柯总黄酮高出平均值，占总资源50%。根皮苷含量均值为2.18 g/100 g，变幅为0.59 g/100 g(A9)～9.17 g/100 g(A16)，4 份木姜叶柯根皮苷高出平均值，占总资源22.22%。三叶苷含量均值为21.03 g/100 g，变幅为1.13(A16)～29.58 g/100 g(A1)，11份木姜叶柯三叶苷含量高出平均值，占总资源61.11%。二氢茶耳酮总量均值为23.21 g/100 g，变幅为10.30 g/100 g(A16)～30.75 g/100 g(A1)，10份木姜叶柯二氢茶耳酮含量高出平均值，占总资源55.55%，二氢茶耳酮含量前2位(A1、A14)及后3位(A17、A7、A16)与三叶苷含量排列顺序一致。三叶苷/根皮苷均值为15.16，变幅为0.12(A16)～36.97(A9)，8 份木姜叶柯三叶苷/根皮苷均值高出平均值，占总资源44.44%，三叶苷/根皮苷数值排在第15～18 位的依次是A6、A11、A4、A16，它们也是根皮苷含量最高的4个样品。

表4 18份木姜叶柯主要药效成分和三叶苷根皮苷比的分析结果

2.4 18份木姜叶柯氨基酸成分的总体特征

由表5可知，在18份木姜叶柯中共检出Asp、Thr、Ser、Glu、Gly、Ala、Val、Cys、Met、Lle、Leu、Tyr、Phe、Lys、His、Arg、Pro 等16 种氨基酸，其中Thr、Val、Lle、Leu、Phe、Lys 等6 种氨基酸属于人体必需氨基酸。18份木姜叶柯中16种氨基酸均值为0.17 mg/g，6种人体必需氨基酸均值为0.08 mg/g，其中8 份木姜叶柯中氨基酸含量高于或等于平均值，占总资源的44.44%，10份木姜叶柯中6种人体必需氨基酸含量高于或等于平均值，占总资源的55.56%。

表5 18份木姜叶柯氨基酸含量的分析结果mg/g

在单个氨基酸含量上，Glu、Asp、Arg 分别占所有氨基酸总量的22.50%、20.26%、14.32%，上述3种氨基酸之和占总氨基酸总量的57.08%。就资源中检测极少的3个氨基酸而言，Gly仅在A15号木姜叶柯中检出，Cys仅在A15、A18木姜叶柯中检出，His仅在A13、A15、A18木姜叶柯中检出。就单个木姜叶柯资源中的氨基酸种类而言，A15、A18、A13、A10、A2、A16、A8分别检出16、15、14、12、12、9、8种氨基酸，除A15、A18、A10、A13、A2、A16、A8外的11 份木姜叶柯均检出13 种氨基酸，检出13 种氨基酸的木姜叶柯占总资源的61.11%。

3 结论与讨论

3.1 木姜叶柯品质特征

木姜叶柯水浸出物变幅为18.2%～52.2%，茶多酚变幅为10.50%～21.3%，游离氨基酸变幅为0.37%～6.27%，咖啡碱变幅为0%～0.03%，其变异系数大小依次为29.78%、15.58%、70.96%、96.67%，咖啡碱改良潜力最大，茶多酚改良潜力最小。水浸出物＞35%的资源10 份，占总资源55.56%；茶多酚＞18.00%的资源5 份，占总资源27.78%；游离氨基酸总量＞2.33%的资源7份，占总资源38.89%；咖啡碱为0%的资源4份，占总资源22.22%。木姜叶柯中水浸出物含量略低于王日为等[14]的研究结果，远高于廖晓峰等[13]的研究结果；木姜叶柯中含有16 种氨基酸，游离氨基酸总量与廖晓峰等[13]研究结果基本一致，游离氨基酸总量结果高于王日为等[14]的研究结果；茶多酚含量均值远高于敖绍林等[19]的研究结果。木姜叶柯水浸出物、茶多酚、游离氨基酸含量结果与官兴丽等[25]关于大树茶、李友勇等[26]关于滇南古树晒青茶、杨兴荣等[27]关于野生古树茶树和夏丽飞等[28]关于勐海晒青茶的水浸出物、茶多酚、游离氨基酸的结果在相似的范围内。可见，木姜叶柯在水浸出物、茶多酚、游离氨基酸等含量上能与多数茶树相比。此外，本研究发现木姜叶柯不含或含极低微的咖啡碱，其茶汤不会诱发神经兴奋，具有促进睡眠的作用，这是木姜叶柯品质最重要的特点之一。

木姜叶柯中抗坏血酸变幅为1.25～39.7 mg/100 g，蛋白质变幅为8.61%～18.00%，可溶性糖变幅为2.56%～9.67%，还原糖变幅为2.06%～7.74%，其变异系数依次为43.50%、16.34%、37.27%、38.73%。木姜叶柯中还原糖含量均值与王日为等[14]的结果（还原糖0.58%～0.92%）相差较大，与廖晓峰等[13]的研究结果接近。木姜叶柯中总黄酮变幅为4.18～10.08 g/100 g，根皮苷变幅为0.59～9.17 g/100 g，三叶苷变幅为1.13～29.58 g/100 g，二氢茶耳酮变幅为10.3～30.75 g/100 g，其变异系数为20.93%、91.09%、32.44%、24.83%。木姜叶柯总黄酮含量低于王日为等[14]、廖晓峰等[13]的研究结果，主要因为本研究中木姜叶柯总黄酮含量不包括根皮苷和三叶苷含量。本研究中木姜叶柯根皮苷、三叶苷含量与张亚洲[16]、王坤[17-18]、王钰[24]、刘韫滔等[29]报道范围相似，根皮苷在春季木姜叶柯样品含量较低，这与前期关于根皮苷研究结果类似[15-16,18]。

3.2 木姜叶柯的适制性特点

除茶多酸和氨基酸外，酚氨比往往作为茶叶适制性的生化指标，一般认为酚氨比＜8 适制绿茶，8＜酚氨比＜15兼制绿茶和红茶，酚氨比＞15适制红茶。木姜叶柯的酚氨比变异幅度为2.63～35.38，可以制成绿茶的资源分别有A1、A5、A7、A9、A12、A13、A15、A18等8份，兼制绿茶和红茶的资源分别有A2、A3、A4、A6、A11、A14、A17等7份，适制红茶的资源分别有A10、A8、A16等3份。此外，木姜叶柯中可溶性糖和还原糖等均会影响适制性，其适制性标准有待在生产实践中继续完善。

3.3 木姜叶柯品质指标

在茶树育种早期往往通过检测生化成分的含量来预估茶叶的品质和适制性，从而达到茶树资源的品质早期筛选鉴别目的，以水浸出物、茶多酚、游离氨基酸和咖啡碱等4 项指标作为茶叶品质的重要指标，其含量反映茶叶中可溶性物质和呈味物质，与茶叶品质呈正相关[30]。木姜叶柯除了含有水浸出物、茶多酚、游离氨基酸和咖啡碱4 项指标外，还含有总黄酮、根皮苷、三叶苷、二氢茶耳酮、蛋白质、还原糖和可溶性糖等成分。水浸物含量是茶汤滋味强弱厚薄的标志[30]，氨基酸对茶汤的滋味、香气和色泽形成发挥重要作用[27]，黄酮苷、多酚类、脯氨酸及生物碱会增加茶汤的涩味[32-36]，多酚类、精氨酸、生物碱会增加茶汤的苦味[37]，谷氨酸、天冬氨酸、可溶性蛋白质会增加茶汤的鲜味[31]，还原糖、可溶性糖、丝氨酸、谷氨酸、三叶苷、根皮苷均会增加茶汤的甜味[37]。可见，木姜叶柯常规生化成分、营养成分和主要药效成分共同丰富了其茶汤的可溶性物质和呈味物质，应将它们一起作为品质的评价指标，在木姜叶柯选育的早期通过对以上指标的检测来预估其品质。

综上，木姜叶柯常规生化成分、营养成分和主要药效成分是塑造其品质的物质基础。研究木姜叶柯常规生化成分、营养成分和主要药效成分的多样性及组分构成，利于消费者和专家学者充分认识木姜叶柯，在生产中制作出能迎合消费者需要，且消费者愿意购买的木姜叶柯多元化产品，是木姜叶柯生产者面临的新问题，在科研上选育适合不同消费群体、适应不同类型加工产品的木姜叶柯新品种，则是育种工作者面临的新课题。