植物甾醇的功能及應(yīng)用前景

文 / 楊曉波 吳 潔 齊懿鳴 黑龍江省完達(dá)山乳業(yè)股份有限公司

隨著人民生活條件的不斷提高，在飲食形態(tài)上趨向高熱量、高油脂的食品，而這類富含膽固醇的食品卻是導(dǎo)致心血管疾病的元兇。早在20 世紀(jì)50 年代，植物甾醇作為一類天然物質(zhì)，被確認(rèn)具有抑制膽固醇在腸內(nèi)的吸收，降低膽固醇含量的生理功能作用。它廣泛分布于自然界，是植物體內(nèi)構(gòu)成細(xì)胞膜的成分之一，也是多種激素、維生素D及甾組化合物合成的前體。天然植物甾醇種類繁多，主要包括豆甾醇、β-谷甾醇、菜油甾醇、和菜籽甾醇4 種無甲基甾醇，另外還有燕麥甾醇、菠菜甾醇、麥角甾醇、環(huán)木菠蘿烯醇等。

1 植物甾醇的來源

植物甾醇廣泛存在于植物的根、莖、葉、果實(shí)和種子中，不同植物種類其含量不同。植物甾醇主要來源于植物油、麥類、水果和蔬菜等。而食入的飽和性植物甾醇則較少，其主要來自于玉米、小麥、黑麥和大米中。在所有的植物油中都含有甾醇，但由于油脂較多的加工過程（如精煉、脫色、除臭），大大降低了植物油中甾醇的含量。

2 植物甾醇的結(jié)構(gòu)

圖1 植物甾醇的飽和形式

植物甾醇是以環(huán)戊烷全氫菲為骨架（又稱甾核）的一類物質(zhì)，在自然界中以游離態(tài)或結(jié)合態(tài)存在，其中以結(jié)合態(tài)存在的有甾醇酯、甾醇糖苷、甾醇脂肪酸酯、甾醇咖啡酸酯等，同動(dòng)物中膽固醇的作用相同。植物甾醇在植物細(xì)胞中也起著穩(wěn)定細(xì)胞膜的作用。現(xiàn)在，已經(jīng)確認(rèn)的植物甾醇有40多種，其中以β-谷甾醇、豆甾醇和菜油甾醇為主。這些甾醇的結(jié)構(gòu)與膽固醇結(jié)構(gòu)基本相似，都屬于4-無甲基甾醇。它們具有相同的手性結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上唯一不同之的是側(cè)鏈，但正是這些側(cè)鏈上的微小差異導(dǎo)致了它們具有極大不同的生理功能。另外，在植物中，還有一類稱為飽和性植物甾醇，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)環(huán)5α位置上被氫化，缺少C=C雙鍵，成為植物甾醇飽和形式（圖1）。

3 植物甾醇的性質(zhì)

植物甾醇是植物中的一種活性成分，在結(jié)構(gòu)上與動(dòng)物性甾醇如膽甾醇相似。甾醇為環(huán)戊全氫菲的3-羥基化合物，C-5上有雙鍵的稱甾醇，C-5飽和的稱甾烷醇。相互間的區(qū)別在于支鏈大小和雙鍵數(shù)目的不同。甾醇在植物體內(nèi)有4 種存在形式，分別為游離態(tài)、甾醇酯（脂肪酸酯和酚酸酯）、甾基糖苷和酰化甾基糖苷。游離甾醇和甾醇酯可溶于非極性溶劑如正己烷，而甾基糖苷和酰化甾基糖苷需要極性改性劑方可溶解。大部分的植物甾醇是固體，如谷甾醇、菜油甾醇和豆甾醇，它們的熔點(diǎn)分別為140 ℃、157 ℃、158 ℃和170℃。側(cè)鏈越大，植物甾醇的疏水性越強(qiáng)，側(cè)鏈上的雙鍵使甾醇具有親水性。

4 植物甾醇的主要功能

植物甾醇是一種重要的天然甾體，具有許多重要的生理功能。β-谷甾醇具有類似氫化或的松和

羥基保泰松的功能，有較強(qiáng)的抗炎作用；甾醇對(duì)治療潰瘍性皮膚鱗癌有明顯功能。另外，通過細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，谷甾醇能促進(jìn)血纖維蛋白溶酶原激活因子，可作為血纖維溶解觸發(fā)素，對(duì)血栓癥有預(yù)防作用。植物甾醇除了在藥物上的應(yīng)用外，最為引人注目的是其具有降低膽固醇的功效。

4.1 降低血清膽固醇濃度

補(bǔ)充植物甾醇能明顯降低血液中總膽固醇（TC）和低密度脂蛋白（LDL）的含量，而不降低高密度脂蛋白（HDL）和甘油三脂含量，使LDL/HDL比值降低，并且沒有任何明顯的副作用；補(bǔ)充不同劑量的植物甾醇可使TC降低10%，LDL降低13%左右；同時(shí)，植物甾醇對(duì)高脂血癥有輔助治療效果。

另外，植物甾醇對(duì)正常成人也有降脂作用。Sierksma等的雙盲對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，服用大豆甾醇0.8 g/天，3 周后可顯著降低血液中的TC和LDL含量，但不會(huì)引起血液中其它脂溶性維生素如胡蘿卜素水平的下降。

因此，現(xiàn)在科學(xué)家們普遍認(rèn)為攝入或補(bǔ)充足量的植物甾醇有助于降低冠心病的發(fā)病率。

4.2 治療前列腺疾病

植物甾醇對(duì)減少男性前列腺肥大和前列腺癌的發(fā)生率有一定的積極意義。Kassen等發(fā)現(xiàn)，β-谷甾醇培養(yǎng)可促進(jìn)人類前列腺基質(zhì)細(xì)胞生長(zhǎng)因子β1的表達(dá)和增強(qiáng)蛋白激酶C-α的活性。

由于植物甾醇在化學(xué)結(jié)構(gòu)上類似于膽甾醇，對(duì)防治前列腺疾病和乳腺疾病有較好的作用，許多研究者認(rèn)為，它在體內(nèi)能表現(xiàn)出一定的激素活性，并且沒有激素的副作用。植物甾醇的甾族結(jié)構(gòu)類似于雌激素的結(jié)構(gòu)，表明植物甾醇可能具有雌激素的活性。

4.3 作為抗癌物質(zhì)

研究證明，植物甾醇對(duì)機(jī)體某些癌癥的發(fā)生和發(fā)展有一定抑制作用，如乳腺癌、胃癌、腸癌等。

4.3.1 乳腺癌

Awad等用含植物甾醇或膽甾醇的飼料飼養(yǎng)SCID小鼠15 天后，在小鼠靠近右側(cè)腹股溝的乳腺脂肪墊處接種腫瘤。8 周后，2 組動(dòng)物體重和食物消耗量無差別，但植物甾醇組小鼠的腫瘤直徑僅為膽甾醇組的67%（P<0.01），癌癥的淋巴轉(zhuǎn)移和肺轉(zhuǎn)移也比膽甾醇組少。因此作者認(rèn)為植物甾醇可延緩乳腺腫瘤的生長(zhǎng)和擴(kuò)散。

4.3.2 結(jié)腸癌

Janezic等觀察了植物甾醇對(duì)小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞增殖的影響。膽酸能顯著增加結(jié)腸上皮細(xì)胞增殖，而植物甾醇可顯著減少膽酸引起的細(xì)胞增殖，并且呈現(xiàn)出一定的劑量依賴性關(guān)系，它還可顯著降低細(xì)胞的有絲分裂指數(shù)，但不表現(xiàn)劑量依賴關(guān)系。植物甾醇的這一作用與其減少癌癥發(fā)生危險(xiǎn)性的功能有關(guān)；植物甾醇能改變膽甾醇和膽酸的代謝。體試驗(yàn)也證明β-谷甾醇可以阻止HT29人類大腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，并且這一效應(yīng)與鞘磷脂循環(huán)的激活有關(guān)。

4.3.3 其它癌癥

DeStefani等的研究證明，攝入較多植物甾醇可降低胃癌發(fā)生的危險(xiǎn)性。Mendilaharsu等的研究則證明，植物甾醇的攝入量與肺癌發(fā)生率之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。高植物甾醇攝入者肺癌發(fā)生的危險(xiǎn)性比低攝入者降低50%，這一效果在肺腺癌的發(fā)生上效果更為顯著。攝入較多植物甾醇可減少人群肺癌的發(fā)生率。

4.4 其它作用

4.4.1 抗炎作用

植物甾醇的抗炎作用也是較早被發(fā)現(xiàn)的功能之一。研究證明，β-谷甾醇有類似于氫化可的松和強(qiáng)的松等的較強(qiáng)的抗炎作用，豆甾醇也有一定的消炎功能，但均無可的松類的副作用，類似于阿司匹林類的退熱鎮(zhèn)痛作用。

4.4.2 免疫調(diào)節(jié)

Bouic等的試驗(yàn)證明，給馬拉松長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員服用β-谷甾醇及其糖苷混合物后，受試組血中白細(xì)胞總數(shù)明顯低于空白對(duì)照組，CD3和CD4細(xì)胞上升，血清白介素—6水平降低。說明這些受試者在經(jīng)過馬拉松長(zhǎng)跑之后，免疫抑制較輕，感染的機(jī)會(huì)較小。

另一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)，β-谷甾醇及其糖苷可刺激淋巴細(xì)胞增殖，因此植物甾醇可作為一種免疫調(diào)節(jié)因子。

4.4.3 抗病毒

Eugater等觀察了植物甾醇混合物對(duì)HIV1、人類巨細(xì)胞病毒（HCMV）和單純皰疹病毒（HSV）的作用。發(fā)現(xiàn)組織與植物甾醇溫育后可明顯拮抗HIV誘導(dǎo)的細(xì)胞病理改變，在體外對(duì)HCMV感染的細(xì)胞可阻斷抗原的表達(dá)，并可在早期阻斷與HSV有關(guān)的VERO細(xì)胞抗原的表達(dá)。

5 植物甾醇的應(yīng)用

關(guān)于植物甾醇的應(yīng)用，迄今已發(fā)表了大量的著作，領(lǐng)域涉及醫(yī)藥、化妝品、食品（包括航空食品）、光學(xué)產(chǎn)品、飼料、油漆、顏料、樹脂、造紙、紡織、殺蟲劑及除草劑等。

目前應(yīng)用最多的首先是在醫(yī)藥方面，植物甾醇作為甾體激素藥物的原料、降膽固醇的藥物、抗炎退熱及拮抗腸癌、宮頸癌、皮膚癌、肺癌、前列腺癌等。

在食品領(lǐng)域的應(yīng)用趨向主要是作為預(yù)防心血管疾病的功能性活性成分。目前，已開始建立植物甾醇的添加量、組成與食品主體成分（如脂肪酸的組成、含量）的關(guān)聯(lián)。

國(guó)家衛(wèi)生部最新批準(zhǔn)的新資源食品“植物甾醇”被中外專家稱為“生命的鑰匙”、“血管的清道夫”，用“植物甾醇”和被稱為“營(yíng)養(yǎng)之王”的牛奶經(jīng)科學(xué)的搭配起到了預(yù)防和配合治療心腦血管疾病的功效—促進(jìn)產(chǎn)生血纖維蛋白溶源激活因子, 作為血纖維溶解觸發(fā)素, 起到預(yù)防和配合治療血栓癥的作用（梗塞），阻止膽固醇的吸收和血脂的積累, 使血液中多余的膽固醇、血脂隨大小便排出體外, 起到了預(yù)防和配合治療高血壓、高血脂、冠心病、動(dòng)脈硬化、胸悶、心悸等疾病和癥狀, 起到了“血管的清道夫”的作用；軟化血管；長(zhǎng)期飲用增加血管的彈性, 減少心腦血管的發(fā)病率。

近年來，由于植物甾醇的熱穩(wěn)定性及其抗氧化、抗聚合能力的發(fā)現(xiàn)，煎炸油工業(yè)對(duì)植物甾醇的引入已為時(shí)不遠(yuǎn)。

關(guān)于膳食、基因與疾病相互關(guān)系的研究進(jìn)展與趨勢(shì)表明，將來的某一天，必定可將包括植物甾醇及其組成的RDA健康膳食建議修改得更適合于個(gè)體，研究進(jìn)展與趨勢(shì)還將明晰植物甾醇對(duì)動(dòng)植物基因表達(dá)的影響，人類食物資源中植物甾醇對(duì)膽固醇的歧視。

在飼養(yǎng)應(yīng)用研究中發(fā)現(xiàn)，植物甾醇能刺激食欲，在水中能形成植物激素，即植物甾醇—核糖核蛋白的復(fù)合體，這一復(fù)合體能增加原植物激素對(duì)環(huán)境溫度（包括進(jìn)入體內(nèi)后的動(dòng)物體溫）及在動(dòng)物體內(nèi)分解的穩(wěn)定性，促進(jìn)動(dòng)物蛋白質(zhì)的合成，有利于動(dòng)物的健康和生長(zhǎng)。在化學(xué)工業(yè)中，植物甾醇多成為高檔化妝品、洗滌及美容用品的關(guān)鍵性成分。

6 植物甾醇應(yīng)用的展望

植物甾醇重要的生理功能已日益受到人們關(guān)注，但對(duì)其作用機(jī)理及安全性等問題還存在較多爭(zhēng)議， 有待于進(jìn)一步研究。植物甾醇的研究開發(fā)在國(guó)外已得到迅速發(fā)展，各種新產(chǎn)品不斷問世，而我國(guó)在該領(lǐng)域研究開發(fā)仍較滯后。我國(guó)具有豐富的油料、木漿下腳料及中草藥等植物甾醇的資源可供開發(fā)，而且當(dāng)前功能性制品深受消費(fèi)者青睞，因此，開發(fā)甾醇類功能性制品前景非常廣闊。

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