植物多酚抗肥胖作用的研究進展

高 航，徐 虹*

（北京工商大學 食品添加劑與配料北京高校工程研究中心，食品風味化學北京市重點實驗室，北京 100048）

植物多酚抗肥胖作用的研究進展

高 航，徐 虹*

（北京工商大學 食品添加劑與配料北京高校工程研究中心，食品風味化學北京市重點實驗室，北京 100048）

植物多酚是一類廣泛存在于植物體內的次生代謝產物，具有抗癌、抗氧化、抗菌、抗病毒等生物活性。隨著肥胖發(fā)生率的急速增加，抗肥胖藥物或功能性食品的研究成為了熱點。植物多酚類化合物抗肥胖效果顯著，近年來其抗肥胖機理也得到了進一步的闡明，本文對植物多酚在調節(jié)代謝酶活性、刺激機體產熱、調節(jié)機體信號和腸道微生物菌群方面的抗肥胖研究進展進行綜述。

植物多酚；抗肥胖；機理

肥胖已成為全球最主要的公共健康問題之一，其發(fā)生的根本原因是能量的攝入與輸出不平衡，導致體內脂肪積累過多，基因、內分泌、生理、營養(yǎng)和社會環(huán)境等多種因素都會引起能量失衡[1]。在過去的5 年中，一些國家超重和肥胖的發(fā)病率增加了近一倍，全世界超重和肥胖率已經超過42%，其中女性所占比率遠高于男性[2]。根據2002年中國居民營養(yǎng)與健康狀況調查（209 849 人）統(tǒng)計，與1992年相比，10 年間我國居民的超重和肥胖率分別上升了38.6%和80.6%，患病人數增加1億人，超重和肥胖已經影響到了我國近2億6千萬人口[3]。肥胖還是誘導高血壓、血脂異常、Ⅱ型糖尿病、心血管疾病、失眠和呼吸暫停等慢性疾病發(fā)生的主要危險因素之一[4-7]。因此，肥胖干預工作成為全社會重點關注的問題。

隨著制藥工業(yè)的發(fā)展，奧利司他、西布曲明和利莫那班3 種藥物被美國食品藥品監(jiān)督管理局認可，并批準在世界范圍內長期使用。但是，歐洲藥品管理局又先后停止西布曲明和利莫那班的使用，其原因是這兩種藥物導致較為嚴重的心臟問題或引起精神方面的副作用[8-9]。顯然，改變生活方式以及控制脂肪攝入是最好的抗肥胖方法，然而由于現代生活節(jié)奏的加快、工作壓力的增加以及藥物治療安全性和耐受性的限制，越來越多的人追求具有抗肥胖效果的功能性食品。目前，植物資源的開發(fā)利用受到了功能性食品領域的關注，天然產物及其生理活性的研究成為近年來國內外的熱點，其中的植物化學成分被公認是安全的，并且在一定濃度范圍內沒有副作用。越來越多的研究表明，植物多酚可達到預防或治療肥胖的效果[10-12]。

植物多酚又名植物單寧，是植物體內種類最多的一種次生代謝產物，普遍存在于蔬菜、水果、中草藥及植物種子中，尤其在茶葉、咖啡、紅葡萄、蕓豆、紅酒中含量豐富。植物多酚是以苯酚為基本骨架，以苯環(huán)的多羥基取代為特征，包括低分子質量的簡單酚類和分子質量大至數千道爾頓的聚合單寧類[13]。因此，植物多酚是一類種類繁多的化學物質，有多種不同的分類原則，其中常見的分類方法是根據其基本結構上碳原子的多少，分為簡單酚、香豆素類、萘醌類、夾氧雜蒽醌類、異黃酮類、黃酮類、木脂素類、單寧（包括水解單寧和縮合單寧）和酚酸類（苯甲酸類和肉桂酸類）衍生物等 13 類[14]。

近年來，不斷有研究者從蘋果、茶葉、葡萄、藍莓等大量植物中提取得到了多酚物質。多酚具有抗氧化、抗菌和抗病毒等活性[15-17]；在實際應用中，具有抗褐變、降血糖、降血壓、預防心血管疾病等功效[18-21]。在食品工業(yè)中，植物多酚作為抗氧化和清除自由基的活性物質，可以阻止油脂的自動氧化，對油脂和含油脂食品具有良好的抗氧化作用[22]。此外，植物多酚也有很好的抑菌效果。據報道，番石榴多酚能夠有效地抑制蝦肉糜中細菌的繁殖，延緩蝦肉糜的腐敗變質，延長蝦肉糜在冷藏條件下的保質期[23]；茶多酚對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草桿菌等都有很好的抑制作用[24-26]，并對肉類及其腌制品也具有良好的保質抗損效果，尤其對罐頭類食品中耐熱芽孢桿菌等具有顯著的抑制和殺滅作用，因此可作為保鮮劑廣泛應用于含有豐富動植物油脂食品等的防腐保鮮中[27]。

除上述研究之外，近年來國內外學者對植物多酚物質在抗肥胖功能方面亦進行了探索研究，其抗肥胖機理也得到了進一步闡明。本文將對酚類物質抗肥胖的功效及機理進行綜述。

1 調節(jié)代謝酶活性、減少脂肪吸收或轉化

1.1 調節(jié)胰脂肪酶活性

植物多酚對胰脂肪酶的抑制作用引起了眾多學者的關注。食物中大約50%～70%的甘油三酯在胰脂肪酶的作用下被水解和吸收。因此，胰脂肪酶是脂肪水解過程中的關鍵酶，而通過與胰脂肪酶活性部分相結合，抑制胰脂肪酶的活性，減少食物中甘油三酯的消化和吸收，可達到控制和治療肥胖的目的[28]。Sugiyama等[29]從蘋果多酚中提取原花青素進行體外抑制胰脂肪酶活性的研究，并在小鼠及人體內進行甘油三酯吸收實驗。結果顯示，蘋果多酚中原花青素具有較強的體外抑制胰脂肪酶活性的作用；當蘋果多酚和甘油三酯同時攝入時，小鼠及人體模型血漿中甘油三酯水平都受到抑制。Nakai等[30]研究發(fā)現，烏龍茶中兩種典型的酯多酚Oolonghomobisfalavans A和Oolongtheanin 3’-O-gallate 對胰脂肪酶顯示出了良好的抑制活性，半抑制濃度（IC50）分別為0.048、0.068 ?mol/L。Gondoin[31]和Tenore[32]等則比較了白茶、綠茶和紅茶對胰脂肪酶的體外抑制能力，結果表明白茶的抑制效果最佳，綠茶次之，紅茶的效果不顯著，質譜分析表明小木麻黃素（strictinin）在對胰脂肪酶的抑制過程中可能起了關鍵作用。Mcdougall等[33]從一系列漿果中提取多酚物質進行體外抑制胰脂肪酶活性測定。越橘、北極荊棘、黃莓、草莓和樹莓具有相當強的抑制作用，其中黃莓的多酚提取物半數有效濃度（EC50）為5 μg/mL，鞣花單寧（ellagitannins）被推測是其中的主要活性成分。黑荊樹中含有豐富的多酚物質，從黑荊樹中提取的多酚化合物可明顯抑制脂肪酶活性，IC50為0.95 mg/mL；在動物實驗中，口服黑荊樹多酚可以有效抑制口服橄欖油小鼠血清中甘油三酯濃度的升高，這可能與黑荊樹多酚能抑制胰脂肪酶對脂肪的水解有關[34]。張忠[35]研究了茶多酚對胰脂肪酶活性的抑制特性，茶多酚對胰脂肪酶活性具有明顯的抑制作用，其IC50為1.16 mg/mL，且抑制類型為非競爭性抑制。Wu等[36]發(fā)現富含多酚的荔枝花水提物可以降低體外脂肪酶的活性并成功控制大鼠體內脂肪組織的增長。另外，來源于荷葉中的多酚類物質對脂肪酶也有顯著的抑制作用[37]。

1.2 調節(jié)胰α-淀粉酶活性

α-淀粉酶抑制劑能有效抑制體內淀粉的消化吸收，降低餐后血糖，減少糖向脂肪的轉化，可用于防治肥胖病、高血脂癥和糖尿病。劉杰超等[38]研究了蘋果多酚提取物對α-淀粉酶的抑制作用，當蘋果多酚質量濃度在0.071～5.357 g/L范圍內時，其最大抑制率可達88.01%，IC50為1.48 g/L，且抑制作用類型為競爭性抑制。張文芹[39]采用HP20大孔吸附樹脂依次用水和70%乙醇對苦丁冬青苦丁茶多酚類物質進行初步分離純化，依次洗脫出的組分為：單咖啡?？鼘幩峄衔锖投Х弱？鼘幩峄衔?，其對α-淀粉酶、胰脂肪酶均有顯著抑制作用，且對α-淀粉酶活性抑制強弱順序均為：苦丁冬青苦丁茶多酚＞二咖啡酰奎寧酸化合物＞單咖啡?？鼘幩峄衔铩Ｂ櫪惖萚40]以雅安藏茶為材料，用體積分數70%乙醇溶液提取后經系統(tǒng)萃取分離得到7 種雅安藏茶組分，并測定各個組分的主要成分對α-淀粉酶活性的影響。結果顯示，雅安藏茶抑制α-淀粉酶的活性成分是兒茶素、茶褐素和咖啡堿，對α-淀粉酶活性抑制能力依次為兒茶素＞茶褐素＞咖啡堿。張永軍等[41]研究了綠茶多酚對胰α-淀粉酶活性的抑制作用，結果提示綠茶多酚對胰α-淀粉酶具有明顯的抑制作用，其IC50為0.82 mg/mL，抑制類型為可逆性非競爭性抑制，抑制常數Ki為1.08 mg/mL。

1.3 調節(jié)α-葡萄糖苷酶活性

α-葡萄糖苷酶抑制劑在小腸中可競爭性的抑制葡萄糖苷酶，降低多糖及雙糖分解生成葡萄糖，以減少碳水化合物的吸收，阻止糖轉化為脂肪，雖然這一過程效果并非強烈，但對抗肥胖亦起到一定的輔助作用[42]。林珠燦等[43]從青錢柳和養(yǎng)心草兩種中藥中提取的酚及多酚類物質證實具有抑制α-葡萄糖苷酶作用。王會[44]測定了香蕉花多酚提取物對α-葡萄糖苷酶活性的抑制率，結果表明在不同濃度下，香蕉花多酚提取物對α-葡萄糖苷酶活性有不同程度的抑制作用，最高抑制率可達到88.56%，且α-葡萄糖苷酶抑制劑的抑制類型是競爭性抑制，米氏常數Km=674.074 ?g/mL。李臻[45]研究了溪黃草多酚對α-葡萄糖苷酶的作用，結果顯示，隨著溪黃草多酚質量濃度的增加，α-葡萄糖苷酶的活性逐漸降低，當溪黃草多酚質量濃度為48 μg/mL時，對α-葡萄糖苷酶的抑制率為44.15%。Yilmazer-Musa等[46]研究發(fā)現茶提取物中的表兒茶素沒食子酸酯能夠強烈抑制α-葡萄糖苷酶活性。Lordan等[47]評估了海藻多酚提取物對α-葡萄糖苷酶的抑制作用，其中，墨角藻提取物被認為是α-葡萄糖苷酶的強力抑制劑，IC50為0.49 ?g/mL，且抑制效果與多酚含量呈正相關。

2 刺激機體產熱、加速能量消耗

還有一些研究表明，多酚類物質具有抗肥胖的功效可能與其刺激體內產熱有關。產熱是由一系列調節(jié)機制實現的，該機制通過增強去甲腎上腺素的水平來增強交感神經系統(tǒng)活性，使食物中的能量消耗而非脂肪積累，從而提高飽腹感并且增強產熱，降低饑餓感，增加脂肪氧化[48]。傅冬和等[49]發(fā)現茶多酚可增強體內脂蛋白酶活性，促進去甲腎上腺素誘導脂肪細胞中的脂肪分解，提高激素敏感性脂肪酶的活性，加速體內脂肪組織的氧化分解，刺激產熱，達到抗肥胖效果。Dulloo等[48]調查了綠茶多酚提取物是否可以在人體內增加能量消耗和脂肪氧化，結果顯示，相對于安慰劑，綠茶提取物顯著增加了24 h內的產熱，并且在24 h內去甲腎上腺素分泌較高。因此綠茶提取物通過增加并延長交感神經刺激產熱，可以有效使體質量及臟器周圍脂肪沉積減少。不僅如此，Dulloo等[50]還指出，綠茶提取物刺激棕色脂肪組織產熱的程度極大，產熱過程主要是由于兒茶素和咖啡因協(xié)同作用促進去甲腎上素的釋放，從而達到控制體質量的目的?？傊Х纫蚝蛢翰杷乜梢匝娱L脂肪去甲腎上腺素和能量代謝的刺激效果。但是根據現有文獻報道可知，國內外對于植物多酚刺激產熱達到抗肥胖效果的研究較少，其機理也并未完全明朗，因此需要更多的研究來證明。

3 調節(jié)機體生理信號、抑制細胞分化或分子表達

通過攝取食物可以調節(jié)機體的一些生理功能，如利用功能性成分抑制進食信號或增強厭食信號也可以達到減少能量攝入，控制體質量增加的效果[51]。高遠[52]從烏龍茶中提取了烏龍茶多酚、表沒食子兒茶素沒食子酸酯和甲基化兒茶素，研究了以上3 種多酚對3T3-L1前體脂肪細胞增殖和分化的抑制作用，通過對細胞的培養(yǎng)及四甲基偶氮唑藍實驗，測定了用3 種樣品分別處理24、48、72、96 h后細胞的增殖情況。并通過加入胰島素、地塞米松和3-異丁基-1-甲基黃嘌呤誘導細胞分化為脂肪細胞的同時加入樣品，來檢測樣品能否抑制前體脂肪細胞向脂肪細胞的轉化，以及對已經分化的脂肪細胞生長的影響。經實驗證明，3 種樣品對3T3-L1細胞的增殖和分化均有較好的抑制作用。孫昕祈[53]研究發(fā)現苦丁冬青苦丁茶中提取的綠原酸粗品、單取代的咖啡?？鼘幩峄衔锖投〈目Х弱？鼘幩峄衔飳?T3-L1細胞的分化均有抑制作用，且二取代的咖啡?？鼘幩峄衔镄Ч顝娏?；在細胞分化完成后分別加入3 種物質，發(fā)現其均能抑制脂肪細胞的生長，說明苦丁冬青苦丁茶可能具有預防肥胖的作用。還有一些研究關注了甘草和甘草根中的甘草黃酮油（licorice flavonoids oil，LFO）。Nakagawa等[54]表明2%的LFO可以有效抑制肥胖糖尿病模型動物的肥胖，也可能會刺激或者抑制肽或活性受體分泌水平，進而達到控制體質量的目的。Ahn等[55]探討了姜黃素在3T3-L1脂肪細胞中抑制脂肪生成的機制，發(fā)現姜黃素抑制了絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPK）磷酸化作用，且在分化過程中與Wnt信號因子β-連環(huán)素成劑量、時效關系，且Wnt信號途徑參與了姜黃素抑制脂肪生成，降低了3T3-L1脂肪細胞的活性。易娟等[56]則認為綠茶多酚和紅茶多酚可通過調節(jié)與脂肪細胞分化的相關基因，逆轉脂肪細胞的分化，達到抗肥胖的作用，且綠茶多酚抗肥胖作用強于紅茶多酚。Oh等[57]發(fā)現葡萄籽中的多酚提取物可以有效調節(jié)脂肪細胞分化中轉錄因子PPAR-γ的表達，從而起到抗肥胖的效果。

4 選擇性促進益生菌的增殖、調節(jié)腸道微生物菌群

人體消化道是大量微生物的聚集場所，尤其是腸道的末節(jié)。根據實驗獲得的結果以及受試人體的情況來看，腸道中的益生元和益生菌可能參與控制與肥胖有關的代謝疾病的發(fā)展。一些證據表明，有些腸道微生物可分解未消化的食物并從中獲得熱量，然后儲存在脂肪組織中，以備日后使用。劉祥等[58]研究顯示，肥胖人群腸道內擬桿菌數量明顯高于正?；蛳萑巳海S著人體體質指數增加，大腸桿菌、乳酸桿菌和雙歧桿菌數量呈下降趨勢，尤其是大腸桿菌和乳酸桿菌最為明顯，因此擬桿菌可能具有促進脂肪積累和肥胖形成的作用，而大腸桿菌、乳酸桿菌和雙歧桿菌則具有相反作用。Backhed等[59]認為，擬桿菌可能通過促進多糖的消化吸收，并抑制引發(fā)禁食脂肪細胞因子酶的產生，從而導致脂肪積累，促進肥胖形成，因此擬桿菌在機體脂肪累積和肥胖發(fā)生過程中發(fā)揮重要作用，并可能成為治療肥胖的新靶點。據報道，多酚及其代謝產物會影響腸道菌群的增殖，如茶多酚對產氣莢膜梭菌（C. perfringens）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus Rosenbach）及副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus）都有抑制作用，綠茶的甲醇提取物可選擇性增強雙歧桿菌（Bif i dobacterium spp.）的生長，多酚代謝產物3-苯基丙酸、4-羥基苯乙酸等能夠抑制腸道中葡萄球菌（Staphylococcus spp.）和沙門氏菌（Salmonella spp.），單體黃烷-3-醇能夠促進乳酸菌（Lactobacillus spp.）的增殖，抑制腸桿菌和梭狀芽孢桿菌（Clostridium spp.）的生長，白藜蘆醇可促進乳酸菌和雙歧桿菌的生長[60]，因此多酚可能通過調節(jié)改善腸道微生物的種類和數量進而起到控制體質量的效果。

5 結 語

綜上所述，目前國內外學者們已經從各類植物中篩選得到了大量的具有抗肥胖功效的活性多酚類化合物，并且在植物多酚通過調節(jié)代謝酶活性、刺激機體產熱、調節(jié)機體信號和腸道微生物菌群4 種途徑發(fā)揮抗肥胖作用的研究方面也已取得一定的成就，但上述的研究大多在體外完成，體內實驗尤其是臨床實驗數據仍不夠完善，真正將其開發(fā)成抗肥胖功能性食品或配料的實例也并不多。但我們相信，隨著未來研究的深入，憑借其來源廣泛且相對安全性較高的優(yōu)勢，在當前全球超重和肥胖人口極速增加的背景下，植物多酚日后必將在新型減肥藥品或功能性食品的開發(fā)中發(fā)揮重要的作用。

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Progress in Understanding Anti-obesity Effects of Plant Polyphenols

GAO Hang, XU Hong*
(Beijing Key Laboratory of Flavor Chemistry, Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

Plant polyphenols, a class of natural secondary metabolites widely presented in plants, have anti-cancer, antioxidant, anti-bacterial, anti-virus and other bioactivities. In recent years, the development of anti-obesity functional foods or drugs has become a hot topic due to the increasing obesity rate all over the world. Currently, many researchers have reported that plant polyphenols show significant anti-obesity effects, and the mechanisms have been revealed gradually. This paper reviews the recent progress in understanding the anti-obesity effects of plant polyphenols through modulating metabolic enzyme activities, stimulating thermogenesis and regulating the signaling pathways and intestinal microbial flora in the body. Key words: plant polyphenol; anti-obesity; mechanism

TS201.4

A

1002-6630（2014）21-0334-05

10.7506/spkx1002-6630-201421063

2014-05-14

北京市優(yōu)秀人才培養(yǎng)資助項目（2012D005003000009）；“十二五”國家科技支撐計劃項目（2012BAD34B05-09）；北京市屬高等學校創(chuàng)新團隊建設與教師職業(yè)發(fā)展計劃項目（IDHT20130506）

高航（1992 —），女，碩士研究生，研究方向為功能性食品。E-mail：gaohang0928@163.com

*通信作者：徐虹（1977—），女，副教授，博士，研究方向為食品營養(yǎng)與安全。E-mail：xuhong@th.btbu.edu.cn