橄欖油中角鯊烯組分功能特性及其研究進展

李文，王偉，關榮發，*，張玉，王君虹，李雪，朱作藝，朱申龍，沈國新

（1.中國計量大學生命科學學院，浙江杭州310016；2.浙江省農業科學院，浙江杭州310016；3.中澳西橄欖油品質營養國際聯合實驗室，浙江杭州310016）

角鯊烯（squalene）又名鯊烯、鯊萜、角鯊油素、魚肝油萜，是一種高度不飽和的開鏈三萜類化合物，屬脂質不皂化物，因最初發現于鯊魚肝油而得名。角鯊烯因含6 個雙鍵，極不穩定，易氧化，易在鎳、鉑等金屬作用下加氫生成角鯊烷。伴隨著角鯊烯在不同生物質中的發現，國內外學者對角鯊烯的含量和生物活性的研究也相繼展開。本文對不同生物質中角鯊烯的生物學特點及其生物活性的研究概況進行簡要梳理與歸納，對角鯊烯在醫藥衛生方面的臨床研究及角鯊烯資源的開發利用提供理論依據。

1 不同生物質中角鯊烯來源及其檢測分析

研究顯示，在各種植物油、果實[1]、葉[2]、真菌子實體[3]等都含有角鯊烯。角鯊烯是人體必需的幾種甾醇的前驅物質，并可作為皮脂研究中的皮脂示蹤劑[4]。微生物中的破囊壺菌、微藻、酵母及類酵母是目前研究的熱點[5]。相關學者對組織細胞培養角鯊烯的提取展開了研究，如在檀香細胞懸浮培養中產生了角鯊烯[6]。

橄欖油中角鯊烯的分析測定主要包括樣品前處理與定量定性分析。樣品的前處理方法有傳統提取和新型提取兩類。其中有機溶劑提取法、皂化法和分步結晶法為傳統提取方法，固相萃取法、固相微萃取法和超臨界CO2萃取法為新型前處理方法。關于角鯊烯的檢測技術，如氣相色譜法、高效液相色譜法、超高效液相色譜法、氣相色譜-質譜聯用法測定角鯊烯的含量。

2 橄欖油中角鯊烯動態變化特點

橄欖成熟過程對角鯊烯含量有顯著影響。耿樹香等[7]的研究表明不同品種橄欖油的角鯊烯含量不同，且橄欖油成熟度越高，角鯊烯含量越高。但有研究顯示，“Arauco”品種的核果在果實發育成熟的不同階段，角鯊烯含量呈動態變化，其中橄欖發育的核果積累了大量角鯊烯，但果實成熟后角鯊烯含量明顯下降[8]。催熟可以使橄欖果實的角鯊烯含量增加[9]。橄欖果實果肉角鯊烯含量從 9 月（4 102 mg/kg）至 11 月（4 673 mg/kg）顯著增加，且11 月和12 月采集的橄欖樣品中油脂、角鯊烯、甾醇含量差異非常小，因此11 月早期采收不會影響果實中角鯊烯的含量[10]。Sakouhi F 等[11]的研究也表明角鯊烯在橄欖發育早期積累量最高，逐漸減少發生在橄欖發育的第21 周至第26 周之間。

3 橄欖油中角鯊烯與其他油品中角鯊烯的相關比較

花生油、油茶籽油、葵花籽油、米糠油、芝麻油、玉米油、特級初榨橄欖油中角鯊烯含量分別為218.33、39.06、46.02、18.28、14.74、164.90、5 770.40 mg/kg，即橄欖油中角鯊烯最高為5 770.40 mg/kg，其他油品中的角鯊烯含量較低，含量最低的為芝麻油，僅含14.74 mg/kg[12]；藻油樣品中角鯊烯含量最高為4 130 mg/kg，南瓜籽油中角鯊烯含量最高為5 340 mg/kg，最低值為680 mg/kg，而大豆油、葵花籽油、花生油及核桃油中角鯊烯含量則相對較少，因而不適合作為角鯊烯提取的新資源[13]；莧菜種子中角鯊烯油提物在為（460±28.1）mg/kg[14]；油茶角鯊烯的平均含量為138.28 mg/kg[15]；福建泉州香薷籽油中角鯊烯含量高達756.38 mg/kg[16]；角鯊烯在省沽油籽油中的含量分別是葵花籽油、南瓜籽油和山楂籽油含量的 217.4、32.9、22.3 倍[17]；而摩洛哥堅果油中角鯊烯含量非常接近，平均值為（3130±40）mg/kg，低于橄欖油（4 990 mg/kg），但顯著高于葵花籽油（60 mg/kg）[18]；4 種靈芝孢子油中角鯊烯平均值420 mg/kg[3]。橄欖油中角鯊烯與其他油品中角鯊烯的相關比較如表1 所示。

表1 橄欖油中角鯊烯與其他油品中角鯊烯的相關比較Table 1 The correlation between squalene in olive oil and other oils

4 橄欖油中角鯊烯功能特性研究進展

4.1 角鯊烯在醫學領域的應用研究

4.1.1 在免疫制劑領域的應用

疫苗中添加佐劑可以增強給定抗原的免疫反應。雖然季節性流感疫苗通常不加佐劑，但H1N1pdm 09疫苗是用不同的含角鯊烯佐劑配制的，狂犬疫苗中也有2.5%角鯊烯[19]。含角鯊烯的疫苗可以降低抗原含量，從而增加可用劑量，Schmidt 等[20]發現含角鯊烯的佐劑可使中和抗體反應增加約100 倍，并可顯著降低病毒載量。將提取后的含角鯊烯的植物殘渣粉碎后添加到飼料中，可提高動物血清中高密度脂蛋白的含量，提高動物免疫機能，從而減少抗生素用量[21]。

關于酵母多糖-角鯊烯復合佐劑研究表明，酵母多糖-角鯊烯復合佐劑對甲肝和乙肝抗原都有較好的體液免疫增強效果，對鼻腔免疫也有增強作用，且效果均優于鋁佐劑，且在免疫劑量范圍內應用未見明顯的毒副作用，表明該復合佐劑作為疫苗佐劑具有很大潛力[22]。而將磺胺多糖與目前商業豬疫苗中使用的礦物油佐劑相比較，發現含角鯊烯的復合佐劑對病毒抗原有更強的體液免疫刺激作用，且兩種成分磺胺多糖和角鯊烯水乳狀液具有協同作用[23]。

4.1.2 在腫瘤抑制領域的應用

流行病學研究表明初榨橄欖油中角鯊烯含量高，可能是地中海飲食人群乳腺癌發病率較低的部分原因，因為它對正常乳腺細胞中的氧化脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）損傷具有保護作用[24]。棕櫚維生素E、類胡蘿卜素、角鯊烯和輔酶Q10 對兩種人乳腺癌細胞株的研究表明，生育酚和其他植物營養素（類胡蘿卜素、角鯊烯和輔酶Q10）對乳腺癌細胞有抑制增殖的作用，但聯合使用可能會有不同的拮抗機制[25]。

胡蘆巴籽中含27.71 %角鯊烯和24.05%柚皮苷兩種主要抗肝細胞癌的成分，且研究表明胡蘆巴籽具有調控肝癌細胞凋亡的治療潛力[26]。但角鯊烯在肝癌發生過程中并不表現出化學預防活性，并且具有高膽固醇的生成作用，提示在癌癥化學預防中應用角鯊烯需謹慎[27]。角鯊烯對結腸癌和乳腺癌的細胞毒性最強，細胞的半抑制濃度（half maximal inhibitory concentration，IC50）值分別為 4.21 μg/mL 和 5.92 μg/mL[28]。在對胃腺癌癌細胞系的體外研究中發現，角鯊烯對胃腺癌癌細胞系增殖的抑制作用顯著，且對胃腺癌癌細胞系的敏感性較高。在角鯊烯濃度為50 μg/mL 時，具有較強的抗胃癌作用[29]。

4.1.3 在抗菌與解毒領域的應用

金黃色葡萄球菌是導致醫院和食品相關感染的病原體，它對幾種抗生素的耐藥性增加已成為一個主要問題。而角鯊烯預處理使病原菌對氧化劑的敏感性提高48%，對中性粒細胞的抗性降低82%左右。這是角鯊烯具有抗病毒作用的第一個證據，為治療金黃色葡萄球菌感染提供了一種替代方法[30]。

角鯊烯在酵母中的含量通常較低，但它的積累可以在特定的條件下誘導，積累的角鯊烯若不能有效地隔離在脂滴中，將對酵母細胞有脂毒性。角鯊烯毒性也可能是在酵母中產生這種高價值脂質的限制因素[31]。且相關研究也反映了角鯊烯的抗脂肪變性特性和對脂質積累的敏感性[32]。角鯊烯具有良好的肝保護作用，可作為一種潛在的對乙酰氨基酚過量保護藥物[33]。

關于角鯊烯對化療藥物阿霉素基因毒性的保護研究表明，在阿霉素治療前后，角鯊烯均能有效降低阿霉素誘導的DNA 損傷，而角鯊烯本身并沒有引起任何顯著的DNA 損傷。角鯊烯與阿霉素的互補使用將有助于減少阿霉素在癌癥化療中的不良影響[34]。且角鯊烯可以選擇性地保護正常組織免受化療毒性，而不保護惡性組織，故角鯊烯在癌癥化療中的應用是可能的[35]。

4.1.4 在心血管疾病調控方面的應用

橄欖油是功能性的植物化學物質的重要來源，如酚類化合物、角鯊烯、維生素E。橄欖油的高攝入量可降低心血管疾病和癌癥的發病率和死亡率。這種保護作用更有可能是橄欖油中生物活性化合物之間的協同作用[36]。含有大量有用植物化學物質的植物對正常人體細胞無毒，可安全用于阿爾茨海默病等相關疾病的治療[37]。臨床上，部分患者長期服用他汀類降膽固醇藥后會出現相關不良反應[38]。因此，篩選新型降膽固醇藥物是調血脂藥物的研究重點。而針對膽固醇生物合成途徑中關鍵酶的各種藥物已被研究用于治療高膽固醇血癥，角鯊烯合成酶一直是該途徑的重要靶點之一[39]。從細胞信號調控角度對角鯊烯降膽固醇的研究表明，角鯊烯可能通過抑制信號調控通路中關鍵蛋白分子間的相互作用，調節低密度脂蛋白受體的表達，是具有潛在價值的降膽固醇新藥[40]。

4.1.5 在糖尿病等代謝性疾病領域的應用

肥胖和糖尿病是代謝綜合征的危險因素，其特點是氧化應激和炎癥反應。對蝦青素（astaxanthin，Ax）和角鯊烯（squalene，SQ）研究表明，SQ 組和 Ax+SQ 組血糖水平下降，SQ 組肝甘油三酯下降。這是首次在體內研究證明Ax 和SQ 的聯合作用導致抗氧化作用和葡萄糖及甘油三酯水平的調節，強調了同時使用Ax 和SQ 治療肥胖或糖尿病的優點[41]。且在肥胖人群中，妊娠期糖尿病與血清膽固醇合成標志物升高有關，母體血清角鯊烯與新生兒出生體重的相關性表明了其母體膽固醇合成對妊娠期糖尿病人新生兒體重的潛在影響[42]。

4.1.6 在藥物載體領域的應用

角鯊烯還可作為一種材料或添加劑應用于脂質乳劑和納米脂質載體等領域。脂質乳劑作為體外藥物載體具有緩釋和靶向作用，是潛在有趣的藥物輸送系統，因為它們能夠在分散階段吸收溶解性差的藥物，避免藥物與體液和組織的直接接觸，減少可能的副作用[43]。以角鯊烯為油相的乳劑可作為納布啡及其前體藥物的一種潛在的腸外給藥系統[44]。通過開發角鯊烯基納米載體研究表明，該載體可雙重緩慢釋放一種抗腫瘤藥物培美曲塞和一種生物類黃酮橙皮苷。該策略是一種很有前途的方法，可以提高與腫瘤和氧化應激相關疾病的預防和治療的療效[45]。

4.1.7 在抗抑郁領域的應用

通過角鯊烯對小鼠行為學及其谷氨酸毒性通路的研究表明，角鯊烯抑制了抑郁小鼠氧自由基引起的腦突觸體釋放谷氨酸，也抑制了由此而引起的氧自由基生成，中樞抗氧化酶（超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶）活力升高，同時谷氨酸毒性通路的相關蛋白表達下降。表明角鯊烯具有抗抑郁作用，其抗抑郁作用可能與其消除氧化應激和改善谷氨酸毒性通路相關蛋白的表達有關[46]。

以上研究從不同角度闡明了角鯊烯促進心血管健康、防癌抗癌和抗抑郁、解毒、免疫以及用于藥物緩釋等方面的健康功效，但相關系統性的臨床研究還較為有限。

4.2 角鯊烯在食品方面的研究進展

4.2.1 在抗氧化性領域的應用

經常食用橄欖油被認為對人體健康有多種有益作用，橄欖油所具有的生物學特性部分與其酚醛成分有關，主要與橄欖油酚醛和油酸、角鯊烯等成分的直接或間接抗氧化活性有關。角鯊烯是一種有效的天然抗氧化劑[14]。機體細胞死亡和很多疾病的誘因都是氧化損傷，一項對突發性死亡患者的分析表明，心臟中角鯊烯含量很高，大量的角鯊烯與細胞膜磷脂雙分子層中的脂肪酸形成復合物，穩定細胞膜結構，對氧化損傷造成的心肌損傷起到保護作用[47]。關于角鯊烯對大鼠心肌梗死的心臟保護作用研究表明，其保護作用可能歸因于角鯊烯的抗氧化特性，從而分擔一些抗氧化維生素在對抗異戊二烯誘導的氧化應激過程中產生的自由基方面的責任[48]。此外，角鯊烯能降低細胞內活性氧水平、防止過氧化氫誘導的氧化損傷、保護細胞免受氧化性DNA 損傷[24]。

4.2.2 在抗疲勞食品領域的應用

角鯊烯還具有抗疲勞的作用，已用于抗疲勞功能性食品的研究開發[49]。這是因為角鯊烯有助于增加機體組織對氧的利用能力，促進細胞再生及紅血球、白血球的形成，幫助清除有毒有害物質。天麻種子中角鯊烯的相對含量為4.79%，而天麻種子能明顯延長疲勞游泳時間，且天麻種子的高、中劑量組能明顯延長亞硝酸鈉中毒生存時間和急性腦缺氧生存時間，顯著延長耐缺氧生存時間，且高劑量組的超氧化物歧化酶濃度明顯升高[50]，推測角鯊烯在抗疲勞和抗缺氧方面也有一定作用。角鯊烯能增加抑郁模型小鼠的體重、提高糖水偏好率和水平運動和垂直運動次數、縮短懸尾實驗及強迫游泳實驗的不動時間[46]。

4.2.3 在抗炎癥食品領域的應用

有研究表明角鯊烯作為非合成抗炎膳食補體可能具有有益作用。如在脂多糖介導的小鼠細胞炎癥反應中[51]，首次證明角鯊烯具有抗氧化和抗炎作用，增強抗炎酶的表達水平，有顯著的治療炎癥的潛力，其特征是中性粒細胞、單核細胞、巨噬細胞的過度活化，從而有效終止炎癥反應，但該研究主要缺點是僅在體外作用下進行了研究，而并未進行相關體內研究。且腎癌細胞的體外培養研究也表明角鯊烯具有潛在的抗血管生成和抗炎活性作用[52]。在奶牛生產后的子宮細胞代謝中，發現細胞膽固醇合成的甲戊酸鹽途徑也可能與免疫有關，因為抑制該途徑中的終末酶角鯊烯合成酶，可以降低子宮內膜器官和細胞對致病菌和脂多糖的炎癥反應[53]。而添加角鯊烯誘導的急性結腸炎小鼠模型的研究表明[54]，角鯊烯可以治療右旋糖酐硫酸鈉誘導的急性結腸炎，膳食攝入角鯊烯具有抗炎作用，但仍需要進行大量補充研究，以便為合理膳食補充角鯊烯提供依據。

目前在我國，角鯊烯不屬于新食品原料，未被明確列入食品添加劑的國家標準中，且因角鯊烯存在易氧化，水溶性差等不足，極大地限制了其在食品，藥品及化妝品中的應用。關于含角鯊烯的復合佐劑的安全性仍需要進一步研究。雖然已有將角鯊烯制成微膠囊形式來提高其生物利用率，但水溶性改善不夠理想，可以嘗試采用復合壁材對角鯊烯進行微囊化[55]。且利用環糊精[56]的包埋作用改善其穩定性的研究也相繼展開，研究發現細胞外角鯊烯產量僅在環糊精存在的情況下增加，但關于角鯊烯被環糊精包埋后與食品中其他成分的相互作用研究較少[57]。

4.3 角鯊烯在化妝品中的應用

角鯊烯及其衍生物角鯊烷是天然潤膚劑，可以被迅速有效地吸收到皮膚深處，而不留下油性殘留物。市面上常見的科顏氏高保濕霜、無印良品角鯊烷油、希蕓·鯊烷美容油，日本HABA 角鯊烷精純美容油均可以用于面部、身體和秀發的護理。但角鯊烯是皮脂中最無極性和最不飽和的分子，其含量改變可影響皮脂的流變學特性，角鯊烯含量在痤瘡患者皮脂中顯著增高，因而也可作為易患痤瘡的脂類標志[58]。且角鯊烯單氫過氧化物（squalene monohydroperoxide，SQOOH）是由角鯊烯經太陽紫外線照射產生的一種初級氧化脂質，在無毛小鼠中，反復使用SQOOH 對皮膚可引起皮膚粗糙和皺紋[59]，研究表明SQOOH 的積累可能與皮膚癌、皮膚自身免疫性疾病、皮膚老化等炎癥性皮膚疾病有關[60]。但Okuda 等[61]研究發現經5%月桂基硫酸鈉處理，大鼠和人的皮膚水分流失，可以通過補充角鯊烯逆轉。以上研究表明，角鯊烯運用在化妝品中可能是一把雙刃劍。

在新型化妝品乳液與仿生分子的混和研究中，對角鯊烯的穩定性、離心、黏度和pH 值等進行測定和微觀分析，最終確定了水包油乳狀液中角鯊烯混合物的最佳組成，結果表明，乳液的穩定性和黏度對角鯊烯含量的影響最大[62]。由初榨椰油制備的粒徑小于300 nm的納米乳液，是一種受歡迎的化妝品新材料，但其穩定性不高，可以通過在初榨椰子油中添加角鯊烯進行改善。納米乳液的不穩定性也可能導致絮凝，尤其是對于含有很少或根本沒有角鯊烯的制劑，而液滴的表面電荷隨著角鯊烯含量百分比含量的增加而增加，擴大表面電荷可以提高乳液的穩定性[63]。當不連續的油相中負載一種親脂藥物時，角鯊烯會形成穩定的乳劑[64]。

其它關于角鯊烯的研究如：角鯊烯可以對城市配水系統的滯水區進行檢測[65]；裂殖藻有較高的角鯊烯含量，具備良好的生物柴油生產性能[66]；揮發性角鯊烯可能在保護莫倫多菲氏芽孢桿菌免受生物脅迫方面發揮作用[67]。

5 討論

角鯊烯是一種具有多種生物功能的一種高度不飽和開鏈三萜類化合物，在特級初榨橄欖油中含量尤其豐富，在功能食品、醫藥產品和化妝品等領域具有極高的應用價值。本文比較了多類種子中角鯊烯含量，并充分闡釋了在角鯊烯在各個領域的應用研究進展，闡釋了其在該領域的功效機理。本文將對拓展橄欖油類高角鯊烯含量特色油脂的應用領域，激發角鯊烯功效機理研究的熱度，提升角鯊烯對人類健康的貢獻率具有積極意義。