植物源脂肪酶抑制剂研究进展

李 强，任 虹，王友升

北京工商大学食品学院 北京市食品风味化学重点实验室 食品添加剂与配料北京高校工程研究中心 食品质量与安全北京实验室，北京 100048

肥胖症(obesity)是指体内脂肪积聚过多和(或)分布异常、体重增加，是由遗传、环境等因素共同作用的慢性代谢性疾病。肥胖会引起高血压、高血脂、糖尿病等并发症，严重威胁人类的健康。脂肪酶抑制剂可抑制脂肪水解过程的关键酶胰脂肪酶的活性，减少食物中脂类物质的消化和吸收，从而达到控制和治疗肥胖的目的，目前，开发和应用脂肪酶抑制剂作为减肥药备受关注。目前脂肪酶抑制剂的主要来源是化学合成、微生物代谢产物和植物提取物。化学合成的脂肪酶抑制剂对身体有不同程度的损伤，而天然来源的脂肪酶抑制剂具有结构多样、毒性低等特点。本文从脂肪酶活性的测定方法及脂肪酶抑制剂的结构类型进行综述，为高效低毒植物来源脂肪酶抑制剂开发提供理论基础。

1 脂肪酶活性测定方法

1.1 对硝基苯酚法

对硝基苯酚法［1］是利用脂肪酶水解对硝基苯酚酯的产物对硝基苯酚在420 nm 波长下有最大吸收值，通过对照对硝基苯酚吸光度标准曲线得出对硝基苯酚浓度，计算出脂肪酶活力，对硝基苯酚法稳定性好、精确度高。其计算公式为:

脂肪酶活力=VN(C-C0)/T/V1

式中，V-反应总体积，N-稀释倍数，C-样品对硝基苯酚浓度，C0-空白对硝基苯酚浓度，T-反应时间，V1-酶液的用量

1.2 荧光法

荧光法［2］测定脂肪酶活性是以4-甲基伞形酮油酯为底物，经脂肪酶水解后产生4-甲基伞形酮在激发波长340 nm，发射波长460 nm 下有荧光强度，以每分钟荧光强度的变化来表示脂肪酶活力，即荧光增长曲线的斜率。荧光法精确度高，灵敏度高，是近年常用的一种方法。

1.3 橄榄油乳化法

橄榄油乳化法［3］测定脂肪酶活性的原理是乳化橄榄油经脂肪酶水解成脂肪酸和甘油，利用标准碱溶液对产物脂肪酸进行酸碱滴定，通过耗碱量求出脂肪酶活力，滴定法所用仪器常见、操作简单，精确度较高，但由于酮酸的影响使结果偏大。其计算公式为:

脂肪酶活力=(V-V0)/t×m×n

式中，V-样品消耗碱的体积，V0-空白消耗碱的体积，t-反应时间，m-1mL 碱中所含的氢氧根微摩尔数，n-酶液稀释倍数

1.4 比色法

1.4.1 铜皂法

铜皂法［4］测定脂肪酶活性的原理是脂肪酶的水解产物脂肪酸与显色剂(5%的醋酸铜溶液用吡啶调pH 至6.1)中的铜离子反应生成铜皂蓝色络合物在710 nm 波长下有最大吸收值，通过对照标准曲线得出脂肪酸的浓度，从而计算出脂肪酶的活性，铜皂法操作相对复杂，由于金属离子的干扰，影响到检测的准确性。其计算公式为:

脂肪酶活力=CV/TV1

式中，C-脂肪酶的浓度，V-脂肪酸/苯溶液的体积，T-作用时间，V1-酶液的用量

1.4.2 微乳液法

微乳液法是铜皂法的改良法，即在微乳液环境下，使脂肪酶水解产物脂肪酸与铜离子形成铜皂，经苯萃取后进行比色测定，其计算公式同铜皂法。该方法操作简单，重复性好，但试剂价格偏高。

1.5 罗丹明平板法［5］

罗丹明B 能与脂肪酶水解的各种可能的底物(单、二油酸甘油酯，油酸，油酸钠)结合为聚合体，该聚合体受紫外光激活，产生橘黄色荧光。依据有无橘黄色、颜色深浅和水解圈大小来判断是否产脂肪酶和对所产脂肪酶活力大小进行初步判断。

2 植物来源的脂肪酶抑制剂

2.1 多酚类化合物

Eom 等［6］从褐藻中分离出6 种多酚类化合物(见图1，化合物1～6)，采用对硝基苯酚法测定其脂肪酶抑制活性，6 种物质对脂肪酶均有抑制作用，其中化合物2(fucofuroeckol A)和化合物3(7-phloroeckol)抑制活性较高，其IC50分别为37.2±2.3 和12.7±1.0 μM。Nakai 等［2］采用荧光法测定了茶叶中提取的54 种多酚类脂肪酶抑制活性(见图1，化合物7～60)，发现乌龙茶中三种典型酯型多酚Oolonghomobisflavan A(化合物41)、Oolonghomobisflavan B(化合物43)和oolongtheanin 3'-O-gallate(化合物51)对脂肪酶活性有显著抑制作用，其IC50分别为0.048、0.108 和0.068 μM;同时发现黄烷醇没食子酸酯对脂肪酶抑制作用(IC50为0.098 μM)强于表没食子儿茶素没食子酸酯(IC50为0.349μM)，提出没食子酰基可能是抑制脂肪酶活性的关键基团。Wu 等［7］从荔枝花中提取的多酚提取物具有较好脂肪酶抑制活性，当多酚提取物浓度为7.0 mg/mL 时，脂肪酶抑制率为44.69%。动物试验中，口服荔枝花多酚提取物可降低小鼠血脂浓度，减少小鼠脂肪肝的发生，减小肾周及附睾的脂肪组织。Cai等［8］采用对硝基苯酚法研究了燕麦多酚提取物对脂肪酶抑制作用，发现2.0 mg/mL 浓度下，脂肪酶抑制率达到80%。You 等［9］采用荧光法发现麝香葡萄及其葡萄籽中的多酚提取物可有效抑制α-葡萄糖苷酶和胰脂肪酶活性，其对胰脂肪酶的IC50为8.63 mg/mL。McDougall 等［10］采用对硝基苯酚法研究了一系列浆果多酚提取物的体外脂肪酶抑制活性，发现来源于极地莓、草莓、黄莓和树莓的多酚类物质具有较强的脂肪酶抑制活性，其中黄莓提取物的半数有效浓度(EC50)为5 μg/mL，HPLC-MS 联用技术分析表明其主要活性成分是鞣花单宁和原花青素。Thérèse Sergent 等［11］采用荧光法测定了多种植物多酚提取物的脂肪酶抑制活性，发现其主要活性多酚物质是缩合单宁成分，缩合单宁可以结合酶蛋白质，使酶活性减低。

另外，来源于构树、水翁花、苦丁冬青苦丁茶中的多酚类物质对脂肪酶活性也有显著地抑制作用［12-14］。

2.2 皂苷类化合物

图1 化合物1～60 的化学结构Fig.1 Chemical structures of compounds 1-60

Morikawa 等［15］研究了毛瓣无患子中13 种齐墩果烷型皂苷(见图2，化合物61～73)的脂肪酶抑制活性，其中化合物61、62、63、64、66、67、68、69、71、72、73 均有较好的脂肪酶抑制活性，其IC50分别为151、131、172、130、166、125、121、125、117、100、129 μM。Yoshizumi 等［16］采用滴定法研究了短梗五加中的两种羽扇烷型皂苷sessiloside(见图2，化合物74)和chiisanoside(见图2，化合物75)的脂肪酶抑制活性，其IC50分别为0.36、0.75mg/mL，高脂膳食小鼠喂食短梗五加皂苷提取物4 周，可有效抑制小鼠体重的增长。此研究发现皂苷在抑制脂肪酶活性的过程中充当了表面活性剂，使酶作用底物的表面性质发生改变，降低了酶活性。Li 等［17］研究了刺五加中4 种三萜皂苷(见图2，化合物76～79)的脂肪酶抑制活性，其IC50分别为0.22、0.25、0.26、0.29 mM。Zheng 等［18］采用比色法测定长蕊丝石竹提取出的3 种三萜皂苷gypsosaponins A-C(见图2，80-82)，在浓度为1mg/mL 下，脂肪酶活性抑制率分别为58.2%、99.2% 和50.3%。Kimura 等［19］采用荧光法研究了从日本七叶树中提取的七叶树皂苷(escins)及其衍生物去酰基七叶树皂苷(desacylescins)和去乙酰七叶树皂苷(deacetylescins)的脂肪酶抑制活性，结果显示三种皂苷均有较好的脂肪酶抑制活性，且escins 的抑制活性明显大于其两种衍生物的抑制活性，表明C-21 位酰基和C-22 位乙酰基对皂苷的脂肪酶抑制活性有重要作用。此外，具有反式构型的β 型七叶树皂苷的活性大于顺式构型的α型的七叶树皂苷的活性。Wu 等［20］研究了紫茎女贞苦丁茶中的麦角甾苷的脂肪酶抑制活性，发现麦角皂苷对脂肪酶活性的抑制类型为非竞争性抑制。

另外，来源于茶叶、桔梗、薯蓣的皂苷也有脂肪酶活性抑制作用［21-23］。

2.3 萜类化合物

图2 化合物61～82 的化学结构式Fig.2 Chemical structures of compounds 61-82

Handa 等［24］从西伯利亚冷杉中分离出6 种具有脂肪酶抑制活性的三萜类化合物(见图3，化合物83～88)，其中化合物85 和86 表现出较强的脂肪酶抑制活性，其IC50分别为0.51 和0.27 mM。Luyen等［25］采用对硝基苯酚法测定了杭白菊中分离出的倍半萜化合物10α-hydroxy-1α，4α-endoperoxy-guaia-2-en-12，6α-olide(见图3，化合物89)对脂肪酶的抑制作用，其IC50为161.0μM。Yamada 等［26］分别研究了马薄荷80%丙酮提取物、水提物和乙醚提取物的脂肪酶抑制活性，并从中分离出单萜化合物香芹酚(见图3，化合物90)，其对脂肪酶的IC50为4.07mM。Dae Sik Jang 等［27］采用对硝基苯酚法研究软枣猕猴桃根中6 种三萜类化合物(见图3，化合物91～96)的脂肪酶抑制活性，结果表明，6 种化合物均有脂肪酶抑制活性，其中化合物91 的活性最高，其次为化合物92，其IC50分别为14.95、15.83μM。

图3 化合物83～96 的化学结构Fig.3 Chemical structures of compounds 83-96

2.4 黄酮类化合物

Tao 等［28］采用荧光法测定荷叶中的3 种黄酮quercetin-3-O-β-D-arabinopyranosyl-(1→2)-β-D-galactopyranoside，quercetin-3-O-β-D-glucuronide 以及kaempferol-3-O-β-D-glucuronide(见图4，化合物97～99)的脂肪酶抑制活性，其IC50分别为66.86±7.07、94、135.01±68.30 μM。Se-Ra Won 等［29］采用对硝基苯酚法测定甘草根中的黄酮类化合物licochalcone A(见图4，化合物100)的脂肪酶抑制活性，发现其对胰脂肪酶有非竞争性可逆抑制作用，Ki 为11.2 μg/mL，IC50为35 μg/mL。Shiv Kumar 等［30］发现高良姜茎中的高良姜黄素对脂肪酶活性有抑制作用，其IC50为48.20 mg/mL。此外，动物试验发现，给高脂膳食雌性小鼠喂食50 mg/kg 高良姜黄素6周后，与对照组比较，高良姜黄素可有效抑制小鼠体重和子宫旁脂肪组织的增加，减少血液中甘油三酯的含量。

2.5 生物碱类化合物

图4 化合物97～100 的化学结构Fig.4 Chemical structures of compounds 97-100

Rahul 等［31］测定了咖喱叶中4 种生物生物碱mahanimbin、koenimbin、koenigicine 以及clausazoline-K(见图5，化合物101～104)的脂肪酶抑制活性，其IC50分别为17.9、168.6、428.6 和500 μM。荷叶具有降脂减肥的功能，其主要活性成分之一是生物碱，研究发现，1 mg/mL 荷叶提取物对脂肪酶的抑制作用为11.25%，荷叶碱的抑制活性为25.77%，N-降荷叶碱的抑制活性为21.37%，O-降荷叶碱的抑制活性为24.63%，如表5 所示，抑制类型为非竞争性抑制，荷叶总生物碱能显著降低高脂血症大鼠的体质量，显著降低血清总胆固醇、血清甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇含量［32，33］。

2.6 其他

Watinee Chanmee 等［34］从黄果茄中分离得到具有脂肪酶抑制活性的甾醇类成分，还有学者研究了苹果渣［35］、山楂［36］中的活性成分，如表1 所示。

图5 化合物101～104 的化学结构Fig.5 Chemical structures of compounds 101-104

表1 植物来源的其他类型脂肪酶抑制剂Table 1 Others lipase inhibitors of plant origin

3 展望

近年国内外学者对植物源脂肪酶抑制剂进行了大量研究，筛选出多种结构新颖、活性特异的脂肪酶抑制剂，但其中的构效关系与作用机理尚不明确，且很多植物中的活性成分含量较低，难以大量分离提取。因此，在寻找具有脂肪酶抑制活性的植物资源、获得新型脂肪酶抑制的同时，明确其作用机理并通过计算机模拟技术筛选更有效的抑制剂，或者对先导化合物利用生物化学方法进行改造以获得更稳定高效的脂肪酶抑制剂成为今后研究的方向。

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