《天然产物》课程论文
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专业年级：11级食品科学
学院：食品学院
植物甾醇的开发与应用
摘要：植物甾醇是一种天然化学物质，广泛存在于各类植物中，对人体具有重要的生理功能，在预防心血管疾病、防治癌症等方面具有重要的作用。植物甾醇具有降低胆固醇、预防动脉粥样硬化、抗炎和退热作用以及类激素功能，因此近年来，开发功能性甾醇制品受到了越来越多的重视。本文综述了甾醇在国内外的研究现状、生理功能、提取方法，以及在食品、饲料、化妆品等工业中的应用，最后对植物甾醇的利用与开发前景进行了展望。 关键词：西江月夜行黄沙道中翻译植物甾醇 生理功能 应用
The development and application of Plant sterol
Abstract: plant sterol is a natural chemical substances, exist widely in all kinds of plants, it has an important physiological function in human body, it plays an important role in cardiovascular disease prevention, and cancer prevention . Plant sterol can reduce cholesterol content, prevent atherosclerosis, anti-inflammatory and antifebrile action and kind of hormonal function, so in recent years, the development of functional sterol products has gained more and more attention. This paper summarized the research situation of sterol in the domestic and foreign,physiological function and extraction methods, as well as its application in food, feed, cosmetics, finally it give a prospect for the use and development of phytosterol.
Keywords: Plant sterol Physiological Function Application
植物甾醇(phytosterol or plant sterol)是植物中的一种活性成分，广泛存在于各种植物油、
坚果、植物种子、蔬菜水果中，因此，人们从日常的膳食中就可以得到植物甾醇的补充，它是一种重要天然的甾醇资源。人们通常膳食的植物甾醇水平约为200～400 mg/g，主要供给的食物有植物油、人造奶油、蔬果，在植物油中，以米糠油植物甾醇含量最高nc患者[1]。植物甾醇为类固醇化合物，其化学结构及生物功能类似于胆固醇，两者差异之处仅在于侧链，可用于体内胆固醇的降低。此外，植物甾醇还具有抗癌、抗炎、抗氧化等功能，已被广泛的应用于食品、制药、保健品等行业。近年来，通过对食物成分科学分析和植物甾醇有关生理学效应研究的不断发展，特别是对植物甾醇保健功能认识不断深化，使植物甾醇研发渐成热点，功能性植物甾醇食品产业也快速发展。
1 国内外研究现状
植物甾醇在国外的化妆品、食品油脂、保健食品、动物保健品及饲料添加物等行业的应用日益广泛。目前芬兰、美国、荷兰、澳大利亚、英国等多个国家相关机构已认可植物甾醇的安全性，在食品领域应用趋向主要是作为预防心脑血管疾病的功能性活性成分，目前其市场规模已达5000万～6000万美元。据悉，美国食品和药物管理局已推荐植物甾醇为“降低血脂、预防动脉硬化”的天然保健食品新原料，已经有添加植物甾醇的蛋黄酱、甜品、酸
奶、牛奶、食用油等产品面世，添加植物甾醇食品在欧美等国家正形成一股新兴的健康热潮[2]。
我国是油料生产和消费大国，油脂工业副产物中蕴藏着极为丰富的植物甾醇资源。随着人民生活水平的提高，油脂精炼工业飞速发展，按精炼能力与植物甾醇含量估算，我国油脂生产厂家仅脱臭馏出物中就蕴藏植物甾醇总量近体育人间 电子竞技1000t。我国对植物甾醇研究起步较晚，对其应用目前主要是在医药和日用化工等行业，20世纪70年代研制出了植物甾醇药品（有效含量为60％）[3]。
2 植物甾醇的理化性质及生理功能
2.1 理化性质[4,5]
甾醇是甾族化合物中的一种,分子的基本骨架(主体甾核称为环戊烷多氢菲核)有三个六元环和一个五元环组成。C3位上连有一个羟基,C17位连有由8～10个碳原子构成的侧链,多数甾醇C5位为双键。由于C217 位上的R 不同和C23 位上snake模型羟基结合的物质不同,甾嬉皮士运动醇的种类也不同。
纯的植物甾醇在常温下为白粉末，无臭无味，熔点可以达到130-140℃，相对密度略大于水，不溶于水、碱和酸，可溶于乙醚、苯、氯仿、石油醚等有机溶剂中。常见游离甾醇有胆甾醇、β- 谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇、菜籽甾醇等结构形式,具有双键的甾醇有燕麦甾醇、菠菜甾醇、麦角甾醇等结构形式,植物甾醇在自然界普遍存在,不同的植物种类,其含量不同,植物油及其加工副产物是植物甾醇最丰富的自然来源。
2.2 生理功能
2.2.1 降低胆固醇，调节血脂[6,7]
随着经济的发展，人民生活富裕、营养充足，但常常忽略了均衡饮食的重要性，再加上缺乏运动，易导致冠心病、动脉粥样硬化等心血管疾病，而血清胆固醇含量过高则是引起这一系列疾病的主要因素。胆固醇是机体内重要的类固醇类物质，血浆中胆固醇保持适当的浓度是非常重要的，但当血胆固醇含量过高时，会在血管壁上沉积，引起动脉硬化，引发冠心病。植物甾醇降低血清胆固醇的作用机制有两种，一是通过抑制胆固醇的吸收，二是影响胆固醇在体内的代谢。
研究表明，植物甾醇具有抗动脉粥样硬化作用。动脉粥样硬化症的形成过程中，LDL的氧化起着至关重要的角，而其氧化又与胆固醇密切相关。植物甾醇的化学结构类似于胆固醇，在生物体内与胆固醇吸收方式相同，能有效降低血液中总胆固醇和低密度脂蛋白LDL的含量，而对高密度脂蛋白HDL浓度和中性脂肪浓度的影响不大，从而导致证券监督管理条例LDL/HDL降低，能有效地预防心血管疾病发生。可见，植物甾醇的抗动脉粥样硬化效果归根结底仍然是植物甾醇降低血清胆固醇的另一表现。
2.2.2 防治癌症
植物甾醇对机体某些癌症如乳腺癌，肠癌，胃癌等发生和发展有一定抑制作用。很多研究显示，一些癌症的发生和胆固醇的摄食有关，推测植物甾醇通过抑制胆固醇吸收的途径，也能起到一定的抗癌作用[8]。在抑制肠癌方面：研究者们通过观察植物甾醇对小鼠结肠上皮细胞增值的影响得出结论：植物甾醇可以显著减少胆酸引起的细胞增值和降低细胞的有丝分裂指数。经一些试验发现β-谷甾醇可以抑制化学致癌剂诱发的肠癌，β-谷甾醇还有抑制胆汁酸和降低胆汁酸代谢物浓度的作用[9]。Mendilaharsu等的研究表明，植物甾醇摄入量与肺癌发生率之间呈负相关性关系，证明了摄人较多植物甾醇可减少肺癌发生率[1]。
2.2.3 抗炎和退热作用[10]
牙周炎的牙周宁，口腔溃疡及支气管哮喘的谷甾醇软膏与片剂。采用β-谷甾醇、豆甾醇直接入药。其中由β-谷甾醇与其他药物组成的克平喘，有较强的平喘、止咳、祛痰的作用，能够促进慢性气管炎病变组织的修复。β-谷甾醇有类似于氢化可的松和羟基保泰松等的抗炎作用(且无毒副作用)。此外，豆甾醇和菠菜甾醇也有抗炎作用。
2.2.4 类激素功能[11]
由于植物甾醇在化学结构上类似于胆甾醇,对防治前列腺疾病和乳腺疾病有较好的作用,许多研究者认为,它在体内能表现出一定的激素活性,并且无激素的副作用。植物甾醇除了以上功能外，还具有抗氧化，促进动物生长，免疫调节等作用。
3. 植物甾醇的提取方法[5,12,13,14]
植物甾醇的提取方法有多种，现简单介绍以下几种方法的原理及工艺流程。
3.1 蒸馏法
蒸馏法是利用高真空条件下物质的蒸汽压及分子自由程度的差异的原理提取甾醇物质。根据预处理方法的不同可以分为真空蒸馏或分子蒸馏。工艺流程如下：
脱臭馏出物→酯化→蒸出低碳醇→蒸馏(除脂肪酸酯)→残渣→蒸馏(脱除VE) →残渣→皂化→丙酮提取→甾醇粗制品→脱→结晶→精制甾醇
3.2 皂化法
皂化法工艺流程：
脱臭馏出物→加碱皂化→萃取(去钙皂) →浓缩→甾醇粗制品→洗涤去杂→脱水→甾醇精制品.
此工艺也是一种较传统的方法,被广泛使用。近年来也有人使用干式皂化工艺，即使用熟石灰或生石灰在60℃～90℃皂化后,直接用机器粉碎膏状物,避免了一些麻烦的干燥程序。此外，采用乙醇作为抽提剂进行低温浸出，一方面可以节省大量乙醇，另一方面保证生产工艺安全无毒。
3.3 溶剂结晶法
溶剂结晶法是利用物质在有机溶剂中的溶解度差异的原理来提取甾醇的。此方法是研究植物甾醇分离提纯的主要方法,脱臭馏出物经皂化或酯化处理后,用大量的有机溶剂多次萃取分离得到甾醇。此方法操作简单,但甾醇收率较低,溶剂消耗大和回收困难。工艺流程：脱臭馏出物→溶剂提取→干燥→过滤→溶剂萃取
→甾醇粗制品→溶剂重结晶→甾醇精制品。
结晶法所用的主要溶剂有：甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮和乙酸乙酯等。使用单一溶剂，产品纯度通常不高，需进一步精制，甾醇收率也偏低。
3.4 络合法
日本、美国等采用此法工业化生产植物甾醇，我国少量米糠甾醇的工业化生产也采用此法。工艺流程：脱臭馏出物→皂化→酸分解→萃取→络合反应→分离
→络合物→分解→甾醇粗制品→脱→结晶→精制甾醇。所使用的络合形成剂有：有机酸、卤酸、卤盐等；溶剂有：石油醚、硫酸、低碳醇、丙酮。试用络合法获得的甾醇产品纯度高，而且收率也较高。
3.5 超临界CO2萃取法
超临界CO2萃取是通过改变压力和温度以改变超临界CO2流体的密度使溶质在其中的溶解度发生改变而分离。物质在超临界状态下,将超临界流体与待分离物质接触,使其有选择性地依次把极性大小,沸点高低和分子量大小不同的成分萃取分离。超临界CO2萃取是一种全新的化工分离技术,具有无易燃性、无化学反应、无毒、无污染、安全性高、操作简单等优点，而且产品纯度高，收率高，但是所花的成本较高。
除了以上五种方法外，甾醇的提取方法还有酶法、吸附法（包括柱吸附法和高压流体吸附法）、谱法等。
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