天然產(chǎn)物中活性成分對α-淀粉酶抑制作用研究進展

（忻州師范學(xué)院化學(xué)系，山西忻州034000）

隨著人們生活水平的提高，飲食質(zhì)量的改善，糖尿病的發(fā)病率也快速增長，目前已成為嚴(yán)重威脅人類生命健康的三大疾病之一[1]。糖尿病是一種由遺傳和環(huán)境因素相互作用引起、以高血糖為主要特征的代謝性疾病，依據(jù)對胰島素的依賴性，糖尿病可分為Ⅰ型（依賴型）和Ⅱ型（非依賴型）[2]。糖尿病患者中約95%為Ⅱ型糖尿病患者，餐后高血糖是其主要癥狀之一[3]。嚴(yán)格控制血糖水平，特別是餐后血糖水平，是延緩糖尿病發(fā)生與發(fā)展的有效措施[4]。α-淀粉酶是淀粉消化過程中的一種主要酶，它有助于淀粉消化，能引起糖尿病患者餐后血糖升高，抑制α-淀粉酶就可阻礙食物中碳水化合物的水解和消化，減少糖分的消化，有效控制餐后血糖升高，達(dá)到控制糖尿病目的。許多研究表明，天然產(chǎn)物中多種活性成分可有效抑制α-淀粉酶。因此，研究天然產(chǎn)物中活性成分對α-淀粉酶的抑制作用，開發(fā)α-淀粉酶抑制劑，實現(xiàn)防治糖尿病，受到人們的廣泛關(guān)注，是具有重要實際意義的課題。

目前，國內(nèi)有關(guān)天然產(chǎn)物中活性成分對α-淀粉酶抑制作用的研究不少，但未有相關(guān)研究總結(jié)報道，基于此，就2011年以來我國關(guān)于天然產(chǎn)物中活性成分抑制α-淀粉酶的研究進行梳理概述，以期為深入研究天然產(chǎn)物中活性成分對α-淀粉酶的抑制作用，以及為從天然產(chǎn)物活性成分中研制開發(fā)防治糖尿病保健品或藥物提供參考和依據(jù)。

1 黃酮對α-淀粉酶的抑制作用

黃酮是一類在多種植物中廣泛存在的含有C6-C3-C6的基本骨架的天然產(chǎn)物，具有抗氧化、抗衰老、抗癌、抗菌、抗炎、抑制脂質(zhì)過氧化及鎮(zhèn)痛等多種生物活性，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和保健品等領(lǐng)域[5-6]。目前，國內(nèi)有關(guān)天然產(chǎn)物中黃酮對α-淀粉酶抑制作用的研究較多。王斯慧等[7]研究不同方法提取的苦蕎黃酮對α-淀粉酶的抑制作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，苦蕎總黃酮、水溶性黃酮和醇溶性黃酮對α-淀粉酶均有抑制作用，其半抑制率IC50分別為0.086、0.10 mg/mL和0.202 mg/mL。李萌萌等[8]研究纖維素酶輔助提取的紅樹莓籽黃酮對α-淀粉酶的抑制作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅樹莓籽黃酮對α-淀粉酶的半數(shù)抑制率IC50為1.33 mg/mL，表明紅樹莓籽黃酮對α-淀粉酶具有較好的抑制作用。肖露等[9]研究發(fā)現(xiàn)，芳姜黃酮及其衍生物可有效抑制α-淀粉酶活性，且與其劑量和抑制時間相關(guān)。程艷剛等[10]研究表明，分心木黃酮對α-淀粉酶具有較強的抑制活性，其IC50為1.1 mg/mL，對α-淀粉酶的抑制作用為可逆競爭性抑制。楊秀東等[11]研究表明，乙酸乙酯和正丁醇提取的鬼針草黃酮對α-淀粉酶具有較強的抑制作用。王思慧等[12]研究發(fā)現(xiàn)，黃酮類化合物蘆丁、槲皮素對α-淀粉酶的抑制均呈陽性，在濃度為0.09 mg/mL～0.33 mg/mL區(qū)間內(nèi)，蘆丁、槲皮素對α-淀粉酶的抑制率分別可達(dá)72.17%和71.02%，半抑制率IC50分別為0.258 mg/mL和0.233 mg/mL，表明蘆丁、槲皮素具有一定的抑制α-淀粉酶作用。陳磊等[4]則采用酶動力學(xué)法和熒光光譜法研究黃酮類化合物山奈酚對α-淀粉酶的抑制作用及機制，表明山奈酚與α-淀粉酶主要通過疏水作用力相結(jié)合，以非競爭性的方式對α-淀粉酶產(chǎn)生一定程度的抑制作用。另外，莫麗春等[13]研究表明，蜂膠黃酮對α-淀粉酶具有明顯的抑制作用，當(dāng)蜂膠濃度為100 mg/mL時，對α-淀粉酶的抑制率高達(dá)83.1%。

綜上表明，多種天然產(chǎn)物中黃酮對α-淀粉酶均具有一定的抑制作用，但不同天然產(chǎn)物中黃酮對α-淀粉酶的抑制能力有明顯的區(qū)別，抑制機制也不同。其原因可能是由于提取方法影響黃酮抑制α-淀粉酶的活性，或不同天然產(chǎn)物中黃酮的結(jié)構(gòu)不同，而不同結(jié)構(gòu)的黃酮對α-淀粉酶的抑制能力存在差異以及抑制機制不同。提示我們天然產(chǎn)物中黃酮有開發(fā)為防治糖尿病保健品或藥物的前景，但需要深入研究，理清黃酮結(jié)構(gòu)與抑制α-淀粉酶能力的機制、量效、構(gòu)效等關(guān)系，為開發(fā)天然產(chǎn)物中黃酮成為防治糖尿病保健品或藥物奠定理論基礎(chǔ)。

2 多酚對α-淀粉酶的抑制作用

多酚是廣泛存在于植物中一類重要的次生代謝產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，主要以苯酚為基本骨架，具有清除自由基、抗氧化、抗癌、抗衰老、抗炎抑菌以及降血糖血脂等多種生物活性[14-15]。

目前，國內(nèi)有關(guān)天然產(chǎn)物中多酚對α-淀粉酶抑制作用的研究也較多。任順成等[15]研究常見17種花茶中多酚對α-淀粉酶的抑制作用，結(jié)果表明，17種花茶多酚提取物都具有抑制α-淀粉酶作用，但相同種類不同溶劑提取的和不同種類的花茶多酚提取物抑制α-淀粉酶活性均具有明顯差異。張燕等[16]以阿卡波糖為陽性對照，比較研究4種茶（毛尖、滇紅、普洱和柑普）多酚對α-淀粉酶抑制作用，結(jié)果表明，4種茶均具有較好的α-淀粉酶抑制作用，對α-淀粉酶的抑制能力均強于阿卡波糖，半數(shù)抑制率IC50毛尖為12.9 mg/mL、滇紅為19.0 mg/mL，普洱為21.0 mg/mL、柑普為24.9 mg/mL，而阿卡波糖為26.7 mg/mL。王冬冬等[17]研究魯梅克斯籽多酚對α-淀粉酶的抑制作用，結(jié)果表明，當(dāng)魯梅克斯籽多酚濃度為6.0 μg/mL時，對α-淀粉酶的抑制率可達(dá)90.41%，對α-淀粉酶的抑制屬于可逆競爭性抑制。徐艷陽等[18]研究表明，黑果腺肋花楸多酚對α-淀粉酶具有顯著的抑制作用，在試驗濃度范圍內(nèi)，其抑制作用強于陽性對照阿卡波糖，對α-淀粉酶的抑制率最大可達(dá)95%左右，抑制類型為可逆非競爭性。扶雄等[19]研究表明，香椿葉多酚對α-淀粉酶具有顯著的抑制作用，其半數(shù)抑制率IC50為0.45 mg/mL。香椿葉粗多酚的乙酸乙酯萃取后70%乙醇洗脫級分為其主要活性部位，其對α-淀粉酶的半數(shù)抑制率IC50為0.091 mg/mL。伍城穎等[20]研究芡種皮多酚對α-淀粉酶的抑制，結(jié)果表明，芡種皮多酚對α-淀粉酶具有較強的抑制作用，存在明顯的量效關(guān)系，其IC50為生藥濃度的0.30 mg/mL，抑制類型為可逆競爭性。匙丹丹等[21]研究表明，板栗種皮多酚對α-淀粉酶有一定的抑制作用，當(dāng)其濃度為1.0 mg/mL時，對α-淀粉酶的抑制率為15.24%。李波等[22]研究表明，紅松松球鱗片多酚對α-淀粉酶有一定的抑制作用，其對α-淀粉酶的半數(shù)抑制率IC50為1.9 mg/mL，動力學(xué)分析顯示其對α-淀粉酶的抑制為非競爭性抑制。劉杰超等[23]研究發(fā)現(xiàn)，蘋果多酚對α-淀粉酶具有較強的抑制作用，在試驗濃度范圍內(nèi)，對α-淀粉酶的最大抑制率為88.01%，半數(shù)抑制率IC50為1.48 mg/mL，抑制類型為競爭性類型。趙瑜等[24]研究表明，紫娟茶提取物中茶多酚和花色苷對α-淀粉酶都具有抑制作用，認(rèn)為紫娟茶對高血糖和肥胖癥有一定的潛在功效。秦昱等[25]研究表明，多酚類物質(zhì)沒食子酸對α-淀粉酶的抑制效果隨沒食子酸濃度的增大而增強，在沒食子酸濃度為10.0 mg/mL時，對α-淀粉酶最大抑制率為95.52%。楊雪娜[26]研究表明，不同來源的多酚類物質(zhì)原花青素對α-淀粉酶均具有一定的抑制作用，但原花青素來源不同，抑制效果不同，其中葡萄籽原花青素的抑制作用最強，半數(shù)抑制率IC50為0.053 mg/mL。周培羽等[27]研究表明，不同聚合度葡萄籽原花青素對α-淀粉酶都具有明顯的抑制作用，且聚合度越高，對α-淀粉酶的抑制作用越強。

綜上研究表明，諸多天然產(chǎn)物中多酚類成分具有抑制α-淀粉酶作用，但多數(shù)研究僅是對天然產(chǎn)物中抑制α-淀粉酶多酚的篩選或確定的初步研究，尚未涉及抑制α-淀粉酶的作用機制和量效、構(gòu)效關(guān)系等的研究，離開發(fā)天然產(chǎn)物中多酚為防治糖尿病保健品或藥物的需求還有不少距離。因此，應(yīng)在繼續(xù)篩選高活性多酚α-淀粉酶抑制劑的同時，深入研究天然產(chǎn)物中多酚對α-淀粉酶抑制作用機制及量效、構(gòu)效等關(guān)系。

3 多糖對α-淀粉酶的抑制作用

多糖是由10個以上的單糖通過糖苷鍵聚合而成的一類高分子化合物，廣泛存在于植物、動物和微生物中，是生物體的基本組成成分，具有抗氧化、抗癌、抗病毒、降血糖和調(diào)節(jié)免疫功能等多種生物活性[28-29]。目前，國內(nèi)有關(guān)天然產(chǎn)物中多糖對α-淀粉酶抑制作用的研究也不少。李潔等[29]研究了昆侖雪菊多糖對α-淀粉酶的抑制作用，結(jié)果表明，在0～0.8 mg/mL的濃度范圍內(nèi)，對α-淀粉酶抑制率隨昆侖雪菊多糖濃度的增加而增大，呈現(xiàn)一定依賴關(guān)系，昆侖雪菊多糖對α-淀粉酶有較明顯的抑制作用。尤玲玲等[30]研究發(fā)現(xiàn)，在試驗濃度范圍，秋葵果莢與果蒂中多糖對α-淀粉酶的抑制率分別最高可達(dá)67%和75%，表明其具有較強的α-淀粉酶抑制作用，適合糖尿病患者降血糖長期食用。王文武等[31]研究發(fā)現(xiàn)，海藻多糖濃度為12.0 mg/mL時，對α-淀粉酶的抑制率為59.38%，半數(shù)抑制率IC50為2.850 mg/mL。表明海藻多糖具有較強的α-淀粉酶抑制作用。宋彥顯等[32]也研究了海藻多糖對α-淀粉酶的抑制作用，結(jié)果表明，濃度為12.0mg/mL時，海藻醇提多糖和脫蛋白醇提多糖對α-淀粉酶抑制率分別為60.5%和41.35%，其半數(shù)抑制率IC50分別為2.240 mg/mL和2.630 mg/mL，海藻醇提多糖對α-淀粉酶的抑制作用強于脫蛋白醇提多糖，表明糖蛋白對多糖抑制α-淀粉酶有協(xié)同作用。張楊等[33]研究發(fā)現(xiàn)，小球藻多糖對α-淀粉酶的抑制率可達(dá)79.67%，表明小球藻多糖具有較強的α-淀粉酶抑制作用。李淑琴等[34]研究紅茶多糖對α-淀粉酶的抑制效果，發(fā)現(xiàn)紅茶多糖顯示出一定的抑制α-淀粉酶作用，具有一定的降糖活性。周燕平等[35]研究表明，山藥粗多糖經(jīng)層析分離得到的中性多糖對α-淀粉酶有一定的抑制作用。而萬艷娟等[36]研究表明，南瓜多糖對α-淀粉酶有抑制作用，但抑制作用相對較弱。

綜上研究表明，天然產(chǎn)物中多糖基本都具有抑制α-淀粉酶的作用，但多糖因來源、結(jié)構(gòu)不同，對α-淀粉酶的抑制作用存在明顯差異。關(guān)于天然產(chǎn)物中多糖對α-淀粉酶抑制機制的研究還很不充分，抑制機理、量效、構(gòu)效關(guān)系等尚不清楚，還需要進一步深入研究，篩選出高活性的抑制α-淀粉酶的多糖，開發(fā)為防治糖尿病的保健品和藥物。

4 其它活性成分對α-淀粉酶的抑制作用

目前，國內(nèi)從天然產(chǎn)物中提取其它活性成分，用于抑制α-淀粉酶作用的相關(guān)研究也不少，活性成分種類也較多，主要有多肽、皂苷、有機酸、酵素及α-淀粉酶抑制劑等。龐小一等[37]利用酶解法制備燕麥肽，研究發(fā)現(xiàn)濃度為5.0 mg/mL大于和小于5 ku燕麥肽組分對α-淀粉酶的抑制率分別為51.06%和68.98%，表明小于5 ku燕麥肽組分抑制作用更強。訾艷等[38]研究得到，在最佳工藝條件下制備的白蕓豆多肽對α-淀粉酶的抑制率為80.82%，表明白蕓豆多肽對α-淀粉酶具有強的抑制作用。竇芳等[39]研究表明，所研究的11種中藥（三七、西洋參、茯苓、太子參、知母、遠(yuǎn)志、麥冬、天冬、太白楤木、刺五加和黃芪）皂苷對α-淀粉酶均具有抑制作用，且以太白楤木對α-淀粉酶的抑制作用最強。莫麗春等[13]研究表明，苦瓜甙和絞股藍(lán)甙都可抑制α-淀粉酶，其半數(shù)抑制率IC50分別為30.8、40.7 mg/mL，對α-淀粉酶抑制率分別最高可達(dá)82.4%和83.1%。魏振奇等[40]研究齊墩果酸對α-淀粉酶的抑制作用，結(jié)果表明，齊墩果酸在0.10 mmol/L～0.30 mmol/L的質(zhì)量濃度范圍，對α-淀粉酶活力抑制率范圍為31%～88%。王靜等[41]研究鼠尾草酸對α-淀粉酶的抑制作用，結(jié)果表明，鼠尾草酸對α-淀粉酶有較顯著的抑制作用，其半數(shù)抑制率IC50為1.12 mg/mL。且抑制以可逆的競爭性方式進行。劉華等[42]研究大黃酸對α-淀粉酶的抑制作用，結(jié)果表明，大黃酸是一種可逆的競爭型α-淀粉酶抑制劑，在0～1.0 mmol/L濃度范圍內(nèi)，隨其濃度增加對α-淀粉酶抑制率增加，其半數(shù)抑制率IC50為（0.43±0.02）mmol/L。宋媛等[1]研究阿魏酸、綠原酸和對-香豆酸對α-淀粉酶活力的抑制作用。結(jié)果顯示：阿魏酸、綠原酸和對-香豆酸在一定濃度范圍內(nèi)，對α-淀粉酶均有一定的抑制作用，當(dāng)濃度為0.05%時，對α-淀粉酶的抑制率分別為36.60%、51.43%和59.35%。盧桃等[43]研究表明，甜葉菊毛狀根綠原酸對α-淀粉酶具有很好的抑制作用，認(rèn)為甜葉菊毛狀根綠原酸可用于生產(chǎn)餐后血糖抑制劑。李云姣等[44]研究表明，水果酵素對α-淀粉酶抑制作用明顯，具有較好的降血糖潛力。另外，郝小燕等[45]對34個不同鷹嘴豆品種的α-淀粉酶抑制劑、馬艷麗等[46]對白蕓豆α-淀粉酶抑制劑的研究表明，它們都對α-淀粉酶具有一定的抑制作用，且多數(shù)鷹嘴豆品種間α-淀粉酶抑制劑的抑制作用存在顯著差異，白蕓豆α-淀粉酶抑制劑對α-淀粉酶抑制屬于非競爭性抑制。

綜上研究表明，天然產(chǎn)物中多種活性成分都可抑制α-淀粉酶，具有開發(fā)為防治糖尿病保健品和藥物的前景，但相關(guān)研究極為有限，諸多天然產(chǎn)物中的活性成分抑制α-淀粉酶的研究尚未涉及，可研究或需研究的空間還很大，值得深入研究，從中篩選出高活性的抑制α-淀粉酶的天然產(chǎn)物活性成分，用于α-淀粉酶抑制劑及防治糖尿病保健品和藥物的研制。

5 結(jié)語與展望

我國有豐富的天然產(chǎn)物資源，研究和開發(fā)天然產(chǎn)物中活性成分為抑制α-淀粉酶、防治糖尿病的保健品或藥物具有得天獨厚的資源優(yōu)勢。目前，我國有關(guān)天然產(chǎn)物中活性成分抑制α-淀粉酶的研究不少，相關(guān)研究也表明許多天然產(chǎn)物中活性成分具有明顯的α-淀粉酶抑制作用，有開發(fā)為抑制α-淀粉酶、防治糖尿病保健品和藥物的潛能，但總體而言，相關(guān)研究還不夠系統(tǒng)，基本處于研究的初級階段，缺乏應(yīng)有的深度，離功能性防治糖尿病保健品和藥物產(chǎn)業(yè)化開發(fā)應(yīng)用的需求還有不少距離。因此，今后應(yīng)充分利用我國豐富的天然產(chǎn)物資源，擴大天然產(chǎn)物活性成分研究范圍，從中篩選出具有顯著抑制α-淀粉酶作用、含量高、低毒價廉的天然產(chǎn)物活性成分，并進一步深入、系統(tǒng)研究其抑制α-淀粉酶的作用機制、量效與構(gòu)效關(guān)系，明晰其作為抑制α-淀粉酶、防治糖尿病藥物的基礎(chǔ)。由此一方面為開發(fā)其成為α-淀粉酶抑制劑、防治糖尿病保健品和藥物奠定理論基礎(chǔ)，另一方面為人們廣泛了解其功效，在生活中喜歡和樂于膳食中含有該成分或為使用含有該成分產(chǎn)品提供指導(dǎo)。使具有抑制α-淀粉酶、防治糖尿病的天然食物或藥物進入人們的日常生活，促進人類健康，造福人類社會。