三种茶组植物的化学成分及生物活性研究

	三种茶组植物的化学成分及生物活性研究
	孟秀花
导师	张颖君
学位专业	药物化学
关键词	茶组植物化学成分生物活性 LC-MS/MS
摘要	茶叶为世界三大无酒精饮料之首，因具有抗氧化、降血糖、抗炎、抗肿瘤、神经保护等多方面的生物活性和保健功能而备受人们喜爱。茶叶的栽培和利用均源于我国，目前市场上商品茶的原材料主要为茶（Camellia sinensis var. sinensis (L.) O.Kuntze）和普洱茶（C. sinensis var. assamica (Masters) Kitamura）（俗称大叶茶），均隶属于山茶科（Theacea）山茶属（Camellia）茶组（section Thea）植物。根据闵天禄的植物分类系统，茶组植物包括12种6变种，我国拥有其全部的自然种类。目前国内外关于茶组植物的化学成分研究主要集中于广泛栽培的茶和大叶茶，对其他野生种类几无报道。利用多学科知识和技术手段对野生茶树资源进行系统而全面的化学研究与评价，对于促进野生茶树资源的合理开发与利用有重要的意义。本论文以三种茶组植物白毛茶（C. pubilimba）、厚轴茶（C. crassicolumna）和广西茶（C. kwangsiensis）为主要研究对象，对野生茶树资源开展较深入系统的化学成分研究，共分离鉴定化合物96个，包括儿茶素、黄酮、水解单宁、木脂素、嘌呤生物碱、甲基环己烯型倍半萜以及简单酚类化合物等，并对部分化合物做了抗氧化、抗炎、降血糖、乙酰胆碱酯酶抑制等生物活性的评价；同时，采用HPLC和LC-MS相结合的方法，对三种茶组植物防城茶（C. fangchengensis）、秃房茶（C. gymnogynae）和大苞茶（C. grandibracteata）的化学成分进行了分析和研究，并讨论了液质联用方法在茶组植物化学成分研究中的应用。白毛茶（C. pubilimba），又叫毛萼茶，因其叶片背面、萼片外面和子房均密披银色毫毛而得名，是茶（C. sinensis）的一个变种，主要分布于云南东南部、广西、广东西部和海南地区，生于海拔240 - 1450 m的阔叶林中。目前在广西部分地区已有引种栽培，并用作商品茶原料。本论文首先利用LC-MS/MS分析方法，对采自广西凌云县的白毛茶的化学成分进行了初步研究，并与栽培大叶茶进行了比较。在此基础上，利用各种柱色谱分离手段，首次对白毛茶开展了系统的化学研究。从中共分离鉴定43个化合物，包括8个C-8 N-乙基-2-吡咯烷酮取代的黄烷-3-醇类化合物（1-8）以及它们的取代基N-乙基-5-羟基-2-吡咯烷酮（9），5个黄烷-3-醇（10-14）及1个二聚体（15），10个黄酮苷（16-25），3个水解单宁（26-28），3个木脂素（29-31）和11个简单酚类化合物（32-42）以及咖啡因（43）。对儿茶素类化合物进行了抗氧化和乙酰胆碱酯酶抑制活性评价，结果表明，所有儿茶素类成分均具有较强的抗氧化活性，部分化合物具有良好的乙酰胆碱酯酶抑制活性。同时，对白毛茶制作的绿茶的香气成分进行了GC-MS分析，共鉴定69个化合物，对白毛茶香气成分种类、含量及其特征进行了分析讨论。结果表明，白毛茶是一种水溶性成分和香气成分均较优质的茶树资源。厚轴茶（C. crassicolumna）是茶组植物中较原始的物种之一，为常绿乔木，植株高大，可达10-15 m，主要分布于云南省东南部和中部的石灰山地区，生于海拔 1600-2300 m的山坡林下或常绿阔叶林中。目前仅在云南少数地区作为民间茶饮，未有引种栽培和商品化。有多篇专利报道了厚轴茶富含茶碱而咖啡因含量极微的特点，提示该物种可能是一种十分珍贵的茶树种质资源，对于开发新型无咖啡因饮料和保健饮品具有重要意义。但也有研究显示厚轴茶中仅检测到可可碱及咖啡因类成分，未检测到茶碱，与专利报道情况不一致。为明确厚轴茶中嘌呤生物碱的含量以及该野生茶组植物的化学组成特点及其生物活性，本论文对采自云南马关县的厚轴茶进行了初步的LC-MS/MS 分析，在此基础上，首次对该原变种开展了系统的化学成分研究。从中分离鉴定了26个化合物，包括7个黄酮苷（1-7）和1个二氢查尔酮苷（8），2个儿茶素（9-10）和1个二聚体（11），1个水解单宁（12），3个苯丙素（13-15），2个木脂素（16-17），7个简单酚类化合物（18-24），可可碱（25）和少量咖啡因（26）。对分离得到的部分化合物进行了抗氧化和α-葡萄糖苷酶抑制活性评价，结果表明部分黄酮苷和儿茶素类化合物具有显著的抗氧化和α-葡萄糖苷酶抑制活性。研究结果表明，马关县产厚轴茶中的嘌呤生物碱含量均较低：可可碱为0.85%，咖啡因微量，未分离和检测到茶碱。同时，该厚轴茶原变种富含具有较好α-葡萄糖苷酶抑制活性的黄酮苷类化合物，提示该物种可开发降糖保健饮品。广西茶（C. kwangsiensis）通常为灌木或小乔木，形态与大厂茶相似，但顶芽幼枝披白色柔毛，叶革质，萼片大。主要分布于云南省东南部和广西西部，生于海拔1500 - 1900 m的常绿阔叶林中。广西茶果实大而近圆球形、果皮厚、中轴粗大、花梗粗壮、萼片大，这些特征，与厚轴茶一样，均代表了茶组植物早期分化的原始种系。目前仅部分分布区的少数民族“就地取材”，以其叶片制茶，未有引种栽培，国内外亦无任何相关研究报道。本论文对采自云南文山和广西田林的广西茶进行了LC-MS/MS初步分析，发现两地广西茶的化学成分均与大叶茶有显著差异，文山产广西茶中仅检测到少量儿茶素类成分和部分黄酮苷类成分，可可碱含量相对较高，无明确的咖啡因和茶碱信息。田林产广西茶中未检测到咖啡因、可可碱和茶碱，有少量类似儿茶素二聚体类成分和部分黄酮苷类化合物。在此基础上，首先对文山产广西茶进行了系统的化学成分研究，从共分离鉴定27个化合物，包括16个木脂素类（苯丙素）及其衍生物（1-12, 24-27），4个简单酚类（13-16），3个生物碱（17-19），3个甲基环己烯型倍半萜（20-22）和1个醌醇（23）。对分离得到的部分化合物进行了一氧化氮（NO）生成抑制活性测试，结果显示化合物4-acetonyl-3,5-dimethoxy-p-quinol (23) 显示显著的NO生成抑制活性，并强于阳性对照L-NMMA，表明化合物23具有潜在的抗炎活性。采用HPLC和LC-MS方法，对另外三种茶组植物防城茶、秃房茶和大苞茶的化学成分进行了研究。防城茶（C. fangchengensis）主要分布于广西南部的防城市，生于海拔320 m的阔叶林中。秃房茶（C. gymnogyna）主要分布于云南东南部、贵州南部和广西西南部，生于海拔1000-1600 m的常绿阔叶林或灌丛中。大苞茶（C. grandibracteata）分布于云南西部的云县、凤庆、沧源、昌宁、保山、澜沧、景东和陇川等地。三个物种均已被其分布地区的居民采集制茶，仅大苞茶有引种栽培。本论文对前期从防城茶中分离鉴定的12个儿茶素类成分进行了抗氧化活性评价，并利用HPLC和LC-MS/MS分析方法，对防城茶中的儿茶素类成分进行了归属指认，对儿茶素二聚体的常见裂解方式进行了探讨；同时，利用HPLC和LC-MS分析方法，结合保留时间、紫外等信息，对秃房茶中22个化合物和大苞茶中34个化合物进行了初步指认，并对茶组植物中常见类型的化合物质谱裂解规律进行了讨论，为茶组植物的化学成分研究提供参考。本论文研究结果，为几种野生茶树资源的合理开发和更广泛深入的应用提供了科学依据和基础。最后，本论文对茶组植物的分类、形态特征和资源分布，以及化学成分和药理活性研究进展进行了综述，共涉及10个种，总结化合物277个，并对茶组植物的抗氧化、抗炎、抗肿瘤、降血糖、降血脂以及神经保护等活性及其作用机制进行了总结和讨论。
	2019-06
学位授予单位	中国科学院昆明植物研究所
学位名称	博士
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/74037
专题	昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	孟秀花. 三种茶组植物的化学成分及生物活性研究[D]. 中国科学院昆明植物研究所,2019.

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毕业论文-孟秀花-三种茶组植物的化学成分（7544KB）	学位论文		限制开放	CC BY-NC-ND	请求全文