FSHW | 普洱茶减肥的科学性：普洱茶功能组分与减肥功效机制的关联研究

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Introduction

在中国，茶作为食品或药用的历史可追溯至数千年前，它盛行于唐、宋，并于明清时期形成较为稳定的制茶工艺流传至今。按照发酵程度的不同，茶可大致分为未发酵茶（绿茶）、半发酵茶（黄茶、白茶）、全发酵茶（红茶）和后发酵茶（黑茶）。其中，黑茶因具有大量微生物参与的“后发酵”工艺（图1），拥有比其他茶种类更丰富的功能活性物质，被誉为天然产物的宝库。而普洱茶（熟茶）正是黑茶中最具代表性的类型。

图1 普洱茶制备工艺

近年来，关于普洱茶减肥的报道层出不穷，然而，这些报道大多局限于表型研究，普洱茶减肥的机制及不明，且目前后发酵工艺千差万别，带来丰富功能组分的同时，也使得普洱茶真正发挥功效的功能组分不明，这也导致了普洱茶整个行业面临功效宣称泛滥，机制研究匮乏的窘境。针对这一问题，清华大学深圳国际研究生院刘君禹博士生，宋正洋博士生，邢新会教授，清华大学化学工程与技术系王怡助理教授，青岛农业大学杨松教授等首先通过体外实验，从市售的11 种普洱茶中，筛选出两种降脂效果最好且工艺不同的普洱茶作为代表，结合多组学分析和分子生物学手段，发现了不同发酵工艺造成的功能组分变化，进而通过不同的机制达到减肥降脂及重塑肠道环境的功效，揭示了两条“生物活性组分 — 肠道环境变化 — 生物标志物 — 减肥功效”的线索，为普洱茶行业发酵工艺改进，开发功效机制明确的新产品提供了启发和参考（图2）。

图2 本研究的研究思路图

Results and Discussion

普洱茶降脂功效筛选及样品制备

首先，该研究选用脂肪变性的人肝脏细胞（steatotic L02 cells）作为体外模型，用市场占比高但发酵工艺不同（5 种为固体发酵工艺，6 种为阴发酵工艺，见原文）的普洱茶（熟茶）分别对其进行干预，考察对脂肪肝病变生物标志物CEBP/α的抑制作用，并分别筛选出2 种发酵工艺中降脂效果最好的普洱茶，按照国标（GB/T 8305—2013）制备其水提物进行下一步研究。

普洱茶生物活性组分测定

该研究对筛选出的2 种普洱茶（Tea A & Tea B）的代表性功能组分（纤维素、木质素、没食子酸、咖啡因、茶褐素）及40多种挥发性组分进行了定量对比分析。尽管这2 类茶中的每一种代表性功能成分基本上都在普洱茶的平均范围内，但A茶中的纤维和咖啡因含量相对较高，而B茶中含有更多的木质素、没食子酸和茶褐素。在挥发性组分中， A茶富含(E)-4-tetradecene, (0.42 vs. 0 ) (Tea-Avs. Tea-B, the same below)), (E)-2-tetradecene, (0.18 vs. 0), 3-phenyl-2-propenal, 3-phenyl- (0.40 vs. 0.02)等组分，而1,4-dichloro-benzene, (0.18 vs. 0.81), 2-phenoxy-ethanol, (0 vs. 0.02), dehydromevalonic lactone (0.02 vs. 0.16)等则在B茶中含量丰富。这表明发酵工艺对功能组分的组成和含量有很大的影响，也为后文研究组分和功效机制的关系奠定了基础。

普洱茶体内降脂及重塑肠道环境功效

为了模拟肥胖这一慢性病的形成过程及人的饮茶习惯，该研究用高脂饮食诱导小鼠形成肥胖体内模型，并参考国标（GB/T 8305—2013）制备2 种茶的饮品代替小鼠饮水，以此评估普洱茶的体内降脂功效。结果表明，两种普洱茶均可有效缓解模型小鼠的肥胖表型（体重、脂重指数、血脂指标），同时，还发现了一个有趣的现象，2 种普洱茶在对脂肪组织的组织形态学改善方面表现出了不同的功效：A茶显著改善棕色脂肪组织（BAT）形态，而B茶则在减小白色脂肪组织脂滴大小方面表现出更好的功效（图3）。

肥胖与肠道环境（肠道微生物结构、微生物代谢物）密切相关，为了进一步揭示普洱茶减肥功效与肠道环境的重塑功效，该研究对小鼠的肠道内容物进行了16 S扩增子测序及代谢组学测序，并通过生物信息学分析，筛选出两种普洱茶干预组与模型组小鼠的差异肠道微生物（GM）及代谢物。最后，通过与KEGG、HMDB、PubChem等数据库比对进行功能注释，找到关键GM及代谢物。分析结果表明，A茶的降脂减肥功效可能来源于BAT的激活和能量代谢的调节，而B茶的降脂减肥功效则可能来源于对脂质合成转运过程的抑制（图4）。

图3 两种普洱茶显著缓解模型小鼠肥胖表型

图4 两种普洱茶重塑了模型小鼠的肠道环境

普洱茶减肥机制验证及关联分析

为了验证上文的猜想，该研究通过分子生物学手段（RT-PCR及WB）对分别对脂质合成转运及BAT功能、能量代谢相关生物标志物进行分子水平分析，结果表明，A茶可上调BAT功能、白色脂肪送色花、产热等生物标志物在mRNA和蛋白水平的表达、，而B茶可下调脂质合成转运相关生物标志物在mRNA和蛋白水平的表达。最后，相关性分析和冗余度分析（RDA）等方法被用来将普洱茶生物活性组分、表型、肠道环境和降脂机制关联，揭示普洱茶从组分到减肥降脂功效机制的全过程（图5）。

图5 两种普洱茶减肥机制研究及关联性分析

Conclusion

该研究创新性地选择了2 种不同代表性的普洱茶作为原料，模拟人体对普洱茶的一般饮用方式，比较了它们的生物活性成分、减肥降脂功效和机制，发现了普洱茶通过抑制脂质合成或激活BAT来抗肥胖的机制。初步建立了普洱茶“生物活性成分 — GM — 肠道代谢产物 — 分子标志物 — 功效”的两条线索（图6），为研究复杂成分食品系统的功效和机理提供了参考。此外，本研究还为进一步探索普洱茶的发酵过程和成分、功能、机理，开发功能明确、机理明确的普洱茶功能性产品提供了启示和指导。

图6 普洱茶“生物活性成分—GM—肠道代谢产物—分子标志物—功效”图谱

第一作者简介

刘君禹，男，工学硕士，清华大学深圳国际研究生院在读博士生。主要研究方向为食源天然产物保健功效及机制；食源物质口服递送体系构建；肠道环境；宏基因组学。目前在SCI累计以一作或共同一作发表学术论文5 篇，累计影响因子＞30，申请国家发明专利1 件。

宋正洋，男，工学硕士，清华大学化学与工程专业博士生，主要研究方向为功能性食品功效与作用机制，干细胞诱导类器官与微流体培养设备开发。撰写并参与发表文章共4 篇，累计影响因子23。

通信作者简介

邢新会，工学博士，日本东京工业大学院化学工程专业工学博士。清华大学化工系教授，生物医药与健康工程研究院主持工作副院长、博士生导师。主要研究领域：生物化工，生物育种及高通量微流控细胞培养/筛选技术与装备、酶工程、多糖多肽创制。团队坚持以问题为导向的工程科学思路，形成了基础和应用研究、技术和装备并重的学术特色，通过基础研究支撑应用转化，成功实现了多项科研成果的产业化应用。已在国内外学术刊物发表论文300余篇，H因子48（WoS），合作著书8 本，译著教材2 部，英文专著1 部，获得发明专利80余件，其中3 件国际专利，10余件专利转化应用。2002年至今担任清华大学化工系生物化工研究所所长，2009年至2018年6月担任清华大学化工系副主任。2019年6月至今，担任清华大学深圳国际研究生院生物医药与健康工程国际研究院教授。曾任第十、十一、十二届全国政协委员，现任中国侨联委员，北京市侨联副主席，清华大学侨联主席，北京市侨联特聘专家。担任《Journal of Future Foods》科学主编，《Biochemical Engineering Journal》副主编，《合成生物学》、《中国酿造》、《食品科学》、《生物工程学报》、《Food Sciences and Human Wellness》、《Enzymatic and Microbial Technology》、《Journal of Biotechnology》、《Industrial Biotechnology》、《Microorganisms》编委。

王怡，女，日本大阪大学医学博士。清华大学化工系生物化工研究所助理教授、清华大学无锡应用技术研究院中心主任。主要研究领域为天然活性多糖与多肽药物创制，微流控类器官培养技术、装备及其应用等。目前已在Carbohydrate Polymer、Food Chemistry、Food Science and Human Wellness、Cancer Medicine以及Cell Biochemistry and Function等SCI收录刊物上发表论文20余篇，公开和授权发明专利12 项，负责或参与科技部、国家自然科学基金委员会以及地方基金等项目13 项。担任《Journal of Future Foods》、《Journal of Food Quality》、《食品工业科技》、《食品研究与开发》青年编委。

杨 松 ，1977 年生，男，博士，青岛农业大学生命科学学院教授，博导，兼任山东省应用真菌重点实验室主任、首席，中国生物化工专委会常委，中国一碳生物技术专委会常委，山东省微生物学会理事。一直工作在微生物代谢和合成生物工程，主要包括甲基细菌代谢调控与细胞工厂构建、农作物甲基益生菌研发及食药用菌天然药物合成。在Nature Communications、 Metabolic Engineering、 mBio、Bioresource Technology、 Applied Environmental Microbiology等发表论文60多篇，授权发明专利8 项，学术著作4 部，山东省优秀研究生指导教师。

Association analysis of an anti-obesity mechanism and key ripened Pu-erh tea bioactive components by mimicking human general tea drinking

Junyu Liua,b,#, Zhengyang Songa,b,#, Haihong Chenb,c, Wen Zenga, Guirong Hanb,c, Wei Lib, Bing Xub,c, Yuan Lua, Canyang Zhangb, Zhenglian Xued, Bin Lüe, Chong Zhanga, Song Yangf,*, Yi Wanga,*, Xinhui Xinga,b,c,*

a MOE Key Laboratory for Industrial Biocatalysis, Centre for Synthetic and Systems Biology, Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China

b Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University, Shenzhen 518055, China

c Institute of Biomedical Health Technology and Engineering, Shenzhen Bay Laboratory, Shenzhen 518055, China

d Anhui University of Technology, Maanshan 243002, China

e Yunnan Shujian Tea Co., Ltd., Kunming 650000, China

f Shandong Province Key Laboratory of Applied Mycology, Qingdao International Center on Microbes Utilizing Biogas, School of Life Sciences, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China

# These authors contributed equally to this work.

*Corresponding author.

Abstract

Pu-erh tea, a traditional Chinese beverage, performs an anti-obesity function, but the correlation between its components and efficacy remains unknown. Here, we screened two Pu-erh teas with significant anti-obesity efficacies from 11 teas. In vitro experiments revealed that lipid accumulation in L02 cells and lipid synthesis in 3T3-L1 cells were significantly better inhibited by Tea-B than Tea-A. Further in vivo experiments using model mice revealed that the differences in chemical components generated two pathways in the anti-obesity efficacy and mechanism of Pu-erh teas. Tea-A changes the histomorphology of brown adipose tissue (BAT) and increases the abundance of Coriobacteriaceae_UCG_002 and cyclic AMP in guts through high chemical contents of cyclopentasiloxane, decamethyl, tridecane and 1,2,3-trimethoxybenzene, eventually increasing BAT activation and fat browning gene expression; the high content of hexadecane and 1,2-dimethoxy-benzene in Tea-B reduces white adipose tissue (WAT) accumulation and the process of fatty liver, increases the abundance of Odoribacter and sphinganine 1-phosphate, inhibits the expression of lipid synthesis and transport genes. These mechanistic findings on the association of the representative bioactive components in Pu-erh teas with the anti-obesity phenotypes, gut microbes, gut metabolite structure and anti-obesity pathways, which were obtained for the first time, provide foundations for developing functional Pu-erh tea.

Reference:

LIU J Y, SONG Z Y, CHEN H H, et al. Association analysis of an anti-obesity mechanism and key ripened Pu-erh tea bioactive components by mimicking human general tea drinking[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(2): 9250030. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250030.

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编辑：王佳红；责任编辑：孙勇

封面图片：图虫创意