茶皂素的生物活性及應用研究進展

馬園園，吳 揚

福建農(nóng)林大學 園藝學院，福建 福州 350002

茶皂素作為天然非離子型表面活性劑，具有良好的分散、乳化、發(fā)泡、穩(wěn)泡、潤濕和去污性能[1]，兼具抗?jié)B消炎、溶血和魚毒等諸多生物活性，廣泛應用于農(nóng)藥、日化、建材、食品、醫(yī)藥和水產(chǎn)養(yǎng)殖等多領域。茶樹體內(nèi)茶皂素分布不同部位含量各異，呈向形態(tài)學下端富集態(tài)，即根＞莖＞葉＞籽。我國茶園面積廣、資源多。作為茶葉中天然綠色提取物，其市場發(fā)展?jié)摿薮?。本文就茶葉中茶皂素的生物活性及應用研究進展進行總結，旨為其進一步功能開發(fā)等提供參考。

1 生物活性

1.1 表面活性

杜志欣等[2]發(fā)現(xiàn)茶皂素具較優(yōu)的起泡性和泡沫穩(wěn)定性，并隨溫度升高起泡性增強。夏春華等[3]首次提出茶皂素對疏水性材料接觸角θ為0°＜θ ＜90°，說明茶皂素為浸漬濕潤，證實其不僅具表面性，還是性能良好的非離子型表面活性劑。黎先勝[4]在其研究中發(fā)現(xiàn)茶皂素溶液的接觸角隨溶液茶皂素濃度增加而減少，進一步表明茶皂素作為表面活性劑具有良好的濕潤性能。

1.2 藥理活性

1.2.1 抗菌

據(jù)侯如燕[5]研究，茶皂素對細菌、真菌有良好的抑制作用，且抑菌效果與茶皂素濃度呈正相關。劉蓉等[6]研究發(fā)現(xiàn)，茶皂素對大腸桿菌抑制作用強，而對金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌僅在濃度較高時才具抑制作用。

1.2.2 抗腫瘤

Zhang Xin-Fu 等[7]從茶籽渣中提取粗皂甙（Tc），經(jīng)純化獲得總皂甙（T0），將T0 分離為高極性皂苷（T1）、中極性皂苷（T2）和弱極性皂苷（T3）。據(jù)細胞周期分析表明，T0 和T2 都可抑制MCF-7 細胞增殖，誘導S 期阻滯，還發(fā)現(xiàn)兩者能顯著降低MCF-7 細胞的侵襲潛能，從而推斷提取的T2 可能具有效的抗腫瘤活性。李國武[8]研究發(fā)現(xiàn)高純度茶皂素能防止癌細胞擴散、削弱癌細胞活力甚至殺滅癌細胞。

1.2.3 抗氧化

呂曉玲等[9]發(fā)現(xiàn)油茶總皂苷不僅抗氧化作用顯著，還對脫氧核糖氧化損傷具抑制作用，并對化學反應生成的活性氧自由基清除效果好。劉蓉等[6]發(fā)現(xiàn)茶皂素的還原能力比Vc 強，對超氧陰離子自由基和羥基自由基有顯著的清除作用。

1.2.4 抗過敏

Akagi M 等[10]研究了茶葉皂甙（TLS）的抗過敏作用，發(fā)現(xiàn)TLS 可能是一種有效的抗臨床變態(tài)反應的保護劑，TLS 對介質釋放的抑制作用在一定程度上與其對實驗性哮喘和PCA（被動皮膚過敏反應）抑制作用相關。

1.2.5 腸胃保護功能

據(jù)Murakami T 等[11-12]研究，茶樹籽皂甙合劑具抑制胃排空和促進胃腸轉運的效用。茶皂素E1 是茶樹的主要皂甙，能對乙醇所致大鼠胃粘膜損傷有顯著的修護作用。

1.2.6 解酒和護肝

李顏[13]研究發(fā)現(xiàn)茶皂素能抑制酒精吸收，降低血液乙醇濃度，推遲血液乙醇濃度達到峰值的時間；同時，發(fā)現(xiàn)茶皂素可有效抑制ALT、AST 活性，改善小鼠肝臟的病理形態(tài)學變化，起到保護肝臟的作用。

1.2.7 溶血魚毒活性

朱全芬等相關研究[14-17]表明，茶皂素對紅細胞的毒性主要是破壞細胞膜使細胞質外滲，引起紅細胞解體。對魚類的毒性是通過破壞魚鰓上皮組織，對血液中的紅細胞產(chǎn)生溶血作用。另發(fā)現(xiàn)以茶皂素類作清池劑對蝦生長無影響，且一定濃度下有促進蝦生長的效用，但其對蝦的餌料生物沙蠶有毒性。在海水中，其魚毒活性約2 d 內(nèi)會自行降解至無效。而以紋縞鰕虎魚和鯽魚為研究對象，發(fā)現(xiàn)其毒魚效果與海水鹽度呈正相關，鯽魚死亡速度與鹽度呈拋物線關系，鹽度6%左右時，其對鯽魚致死速度較緩，低或高于這一臨界鹽度時，致死速度加快。

1.2.8 殺蟲

陳永軍等[18]研究發(fā)現(xiàn)，茶皂素對釘螺有一定殺滅作用。李耀明等[19]研究茶皂素對Bt 防治小菜蛾具顯著增效作用，在生產(chǎn)中具應用價值。王小藝等[20]研究發(fā)現(xiàn)，茶皂素對菜青蟲的主要作用方式是拒食，且在高濃度下對4 齡幼蟲具觸殺作用。

2 應用

2.1 日化產(chǎn)品

茶皂素在日化行業(yè)開發(fā)應用廣泛，如各類茶皂素洗潔產(chǎn)品具去污力強、沖洗方便、溫和無刺激、起泡多且穩(wěn)定等特點；同時，因其藥理作用能抑制皮膚瘙癢與防曬消炎而開發(fā)出花露水及護膚產(chǎn)品。其也被研發(fā)為牙膏、抑菌洗手液、防凍護手霜、洗發(fā)護理和香皂等。

2.2 食品領域

2.2.1 蔬果保鮮劑

相關研究[21]發(fā)現(xiàn)將草莓浸于不同濃度的皂素保鮮液中，在同一溫度下經(jīng)皂素保鮮液處理的草莓比未經(jīng)處理的草莓保質期長，且保鮮效果隨保鮮液濃度的升高而增強。

2.2.2 天然抑菌劑

有研究者[22]發(fā)現(xiàn)使用茶皂素作為雞胸肉保鮮的天然抑菌劑能抑制雞胸肉中沙門氏菌的生長繁殖。張新富[23]用油茶皂苷作真菌抑制劑，發(fā)現(xiàn)油茶皂苷在低濃度時對植物性病原真菌和酵母菌有較強的抑制活性，在高濃度時對茶炭疽病菌具抑制作用。因此可根據(jù)不同病原菌配制不同濃度的試劑，定向定量殺滅病菌，減免試劑浪費且取得較好的抑菌效果。

2.2.3 解酒飲料

仇鳳梅等[24]以茶皂素為主要原料研究制備出解酒飲料，口感細膩柔和，風味獨特，是茶皂素開發(fā)的新途徑，市場潛力大。

2.3 養(yǎng)殖方面

禹琪芳[25]研究發(fā)現(xiàn)以茶皂素為飼料添加劑能促進黃羽肉雞生長，提高其免疫力、抗炎和抗氧化能力。嚴淑紅[26]研究發(fā)現(xiàn)添加茶皂素能增加瘤胃細菌多樣性，抑制原蟲生長，且添加20 g/d、30 g/d 茶皂素對奶牛產(chǎn)奶量和乳品質有一定增效。

2.4 環(huán)保領域

2.4.1 土壤及植物修復

Liu Xiaoyan 等[27]研究發(fā)現(xiàn)添加茶皂素（TS）增加了多花生物量，且多花苜蓿與TS 聯(lián)用是修復Cd-pyrene 共污染土壤的一種替代技術。有相關研究[28]表明EDTA 強化茶皂素對土壤中Cu、Zn、Cd 淋洗修復的影響，發(fā)現(xiàn)單獨使用茶皂素時對土壤中重金屬有一定的解吸能力，且茶皂素溶液的濃度對解吸率有明顯影響。EDTA與茶皂素復合作用淋洗土壤后對土壤中弱酸提取態(tài)的重金屬解吸效果最佳，其次為可還原態(tài)，較難被淋洗的為可氧化態(tài)和殘渣態(tài)重金屬，弱酸提取態(tài)和可還原態(tài)重金屬的減少顯著降低了重金屬污染的環(huán)境風險。此外，試劑淋洗后的土壤肥力增加，更利于植物生長。

2.4.2 新型紡織助劑

茶皂素在紡織品印染行業(yè)用于前處理，能去除織物中的油脂、果膠質、蠟質等雜物，提高織物品質，在生產(chǎn)工序上能降低能耗，減輕環(huán)境污染。繆勤華等[29]采用茶皂素對粘膠/亞麻混紡織物進行前處理，其麻皮去除效果、白度均可與傳統(tǒng)工藝相媲美，且強力損傷小，毛效更優(yōu)，工藝流程縮短，廢水COD 值明顯下降。

2.5 農(nóng)業(yè)方面

2.5.1 植物源農(nóng)藥

有相關研究使用茶皂素和藜蘆堿來替代菊酯類農(nóng)藥，有效控制了茶小綠葉蟬發(fā)生為害，并破除出口綠色貿(mào)易壁壘[30]。童軍等[31]研究表明，30%茶皂素水劑防治茶小綠葉蟬防效持久，對茶葉生長無負面影響，是茶葉綠色防控技術良好的生物殺蟲劑，適宜大面積推廣。

2.5.2 作物生長助劑

有研究[32]利用茶皂素制劑（TS，65%茶皂素用量300 kg/hm2）防治亳州白芷根結線蟲病，其能增加白芷產(chǎn)量、根部長度和半徑。在小麥收獲時，茶皂素制劑（65%茶皂素用量400 kg/hm2）處理小麥實測產(chǎn)量增加，且株高高于空白對照。應該注意65%茶皂素在低劑量處理時，對小麥生長有增效，而高劑量時會抑制小麥生長。所以在大田推廣時，要做好防測確定最佳施用劑量保證生產(chǎn)效益。

2.6 建材行業(yè)

茶皂素用作發(fā)泡劑時所制產(chǎn)品隔熱、隔音、減重。用其制備泡沫混凝土漿體能改善氣孔結構，提高制品抗壓強度和均勻性能。此外，大型人造板以茶皂素乳化劑進行制膠，提高了纖維板的防水性能、板材質量，且制備不用氨水，減輕環(huán)境污染，無需加熱熔化，方便節(jié)能。

2.7 醫(yī)藥領域

有研究發(fā)現(xiàn)茶皂素能調(diào)節(jié)血脂代謝、防止動脈粥樣硬化形成、保護心肌細胞、防治心血管疾病[34]。張明[35]研究茶皂素對C2C12細胞AKT/mTOR 信號通路具正向調(diào)控作用，為預防治療糖尿病提供一定理論基礎。侯震等[36]以茶皂素為候選藥物，發(fā)現(xiàn)TS 能發(fā)揮抗病毒作用使細胞凋亡，有望利用TS 抗病毒機制研發(fā)相關藥物。此外，研發(fā)出解酒及神經(jīng)保護功能等的功效藥。

2.8 其他

2.8.1 文物修復

王鳴軍等[37]以茶皂素為清洗劑，發(fā)現(xiàn)其比去離子水、乙醇等常規(guī)清洗劑洗污更徹底，無殘留，洗后顏料色彩鮮艷。此外，以茶皂素清洗絲織品文物能解決化學洗滌劑易損傷、易殘留、易污染等弊端，也防止了污物對絲綢文物的老化和病變風險。為今后文物修復和保護工作提供一定新思路。

2.8.2 阻燃劑

孟維等[38]用茶皂素與聚磷酸銨和季戊四醇復合制備出茶皂素基膨脹型阻燃劑，顯著提高了環(huán)氧樹脂的阻燃性能，且制備簡單、性能優(yōu)越、熱穩(wěn)定性和相容性良好，優(yōu)于傳統(tǒng)膨脹型阻燃劑。

2.8.3 降解助劑

有研究以茶皂素等表面活性劑作為工業(yè)助劑降解玉米芯纖維素，發(fā)現(xiàn)茶皂素對促進系統(tǒng)中玉米芯纖維素的降解效果明顯，同時利于同步糖化發(fā)酵[39]。

3 展望

順應當代健康消費理念，茶葉保健的研究不斷深化，但相較于茶葉功能成分如茶多酚、兒茶素、茶黃素等，茶皂素的探究還有待拓展。雖其表面活性等已應用于相關領域，但多存留在淺層實踐。今后應該重視茶皂素不同部位含量差異及其活性機理和新藥理活性的研究，優(yōu)化制備提純工藝，從而擴大其應用面，切實投入到一些高新高效行業(yè)如醫(yī)藥、環(huán)保等領域，升華其利用價值，為茶皂素的功能開發(fā)開拓新的局面。