植物甾醇的生物活性与应用

2018-12-07发布人:


  背景及概述

  植物细胞的重要组分,通常多和高级脂肪酸或酯或以游离状态而存在。尤其多和油脂类共存于许多植物的种子和花粉粒中。一般植物油脂经过皂化转为可溶于水的钠肥皂或钾肥皂后,其中不溶于水能溶于有机溶剂的不皂化物中,可能含有多量的游离甾醇。此外,甾醇也可和糖结合成甙的状态而存在于植物体中。

  随着生活水平的提高,人们对畜产品的品质追求也愈来愈高,高胆固醇的畜产品已不符合消费者的消费需求。植物甾醇能有效维持体内胆固醇平衡,被科学家们誉为“生命的钥匙”。植物甾醇的种类十分丰富,已被鉴定出的至少有44 种(贾代汉等,2005),根据 C-5位置上是否含有双键主要分为2大类:含有双键的甾醇酯类和无双键的甾烷醇类。天然植物甾醇主要有菜油甾醇、菜籽甾醇、谷甾醇和豆甾醇。

  提取方法

  可采用超声辅助有机溶剂法提取小麦胚芽中的甾醇。最佳工艺条件为:提取温度55.99℃、提取时间1.52h、液固比16.05:1mL/g),在此条件下小麦胚芽的甾醇得率为8.99 mg/g。由图2可知,采用无水乙醇提取的效果较差,植物甾醇提取率低且提取液颜色较深,提取的色素和胶体杂质较多,原因可能是乙醇极性较大,导致提取液杂质较多;正己烷作为溶剂时,提取液浑浊不清;乙酸乙酯提取得到的溶液杂质较少,澄清透明,为浅黄色。石油醚、丙酮、正己烷提取效果接近,乙酸乙酯提取植物甾醇得率最高。

  分布与代谢

  植物甾醇是植物细胞重要组成成分,是一种广泛存在于植物根、茎、叶、果实和种子中的活性成分。在植物油(蔬菜油、坚果油和橄榄油等)中植物甾醇含量最高,其次豆类、籽实、坚果和五谷杂粮也是其很好的膳食源,蔬菜和水果中也含有少量。提取植物甾醇的常用方法有酶法、络合法、溶剂结晶法、超临界CO2萃取法、微波辅助提取法、超声辅助提取法及皂化法等。

  由于动物本身不能合成,食物是动物获取植物甾醇的唯一来源,而食物中植物甾醇吸收率仅为 0.4%-3.5%(Osflund等,2002 )。另外,动物对不同种类的植物甾醇的吸收率不同, 与谷甾醇相比,动物更容易吸收菜油甾醇,而对谷甾烷醇几乎不吸收(M oghadasian等,2000 )。植物甾醇的吸收还与性别有关,研究认为,雌鼠对植物甾醇 的吸收率要高于雄鼠(Sande~等,2000)。植物甾醇在十二指肠内被胆汁酸乳糜微粒吸附后接着被肠上皮细胞吸收,进人体循环后进而被肝吸收,之后植物甾醇就被转运蛋白ABCG5和ABCG8迅速分泌入胆汁。 被吸收的植物甾醇随脂蛋白在血液循环中运输,未被吸收或体内代谢后的植物甾醇经过肠道细菌转化成为粪甾醇和粪甾酮等代谢产物排出体外(Moghadasian等,2000)。

  生物活性

  1 降胆固醇

  植物甾醇可改善家禽胴体品质,降低禽制品中胆固醇含量。 Qullez 等(2003 ) 总结近几年研究结果得出,每天摄入1.5~3.0g的植物甾醇能使低密度脂蛋 白胆 固醇(LDLC ) 含量降低8%~15%,且不影响高密度脂蛋白胆固醇(HDLC)含量,Volger等(2001) 通过试验得出一致的结论,植物甾醇可降低血液中总胆固醇 (TC)、极低密度脂蛋白及低密度脂蛋白的含量,从而改善血脂异常。

  研究报道,植物甾醇半琥珀酸酯和植物甾醇山梨糖醇琥珀酸酯能促进肝 x 受体 Ot基 因的表达并增加胆固醇 7仅一羟化酶表达,从而具有降低血液胆固醇及增加粪便胆固醇含量的作用,起到降低机体胆固醇吸收量的作用。

  2 抗氧化作用

  植物甾醇侧链上的亚乙基能在 29-烯丙基处快速形成一个自由基,随即异构化为一个叔自由基,叔自由基结构更加稳定,从而阻断了脂肪酸链的氧化反应。 植物甾醇将3位上酚羟基的氢提供给自由基,阻断了自由基引发的连锁反应, 抑制其进一步的氧化反应(吴时敏,2002 )。

  Ferretti 等(2010 ) 研究报道,日粮添加植物甾醇,可以降低氧化脂蛋 白的共轭二烯羟能级水平,抑制铜诱导的低密度脂蛋白的脂质过氧化。植物甾醇对滴水损失影响的机制可能是通过抑制脂质过氧化,保持细胞膜的完整性,防止胞浆液穿过细胞膜流失,从而减少风味物质和可溶性营养成分的损失(Vivancos等,2005)。植物甾醇在动物生产中可以提高血浆 中总超氧化物歧化酶活性,减少氧化反应对禽肉品质产生的影响(顾菀婷,2008 )。

  3 抑菌作用

  植物甾醇是一种很好的抑菌剂。甾醇通过以下途径起到抑菌作用:抑制细菌增殖,甾醇通过抑制生长对数期 的菌体细胞分裂来抑制或破坏细菌正常的生长速度与生长周期,起到抑菌作用;改变细胞通透性, 甾醇作用于菌体使细胞内 Na和K等电解质的渗出量增大,离子的丢失导致稳定的内环境被破坏、多种酶活性受到影响及多种代谢途径受阻,细胞内外渗透压调节能力下降,导致细胞失水或吸胀破裂,起到抑菌作用;切断细菌能量来源,甾醇使菌体利用还原糖的能力下降,导致菌体所需的能量不足,起到抑菌作用;抑制菌体蛋白质的合成,甾醇使细菌代谢发生紊乱,菌体蛋白质合成受阻,起到抑菌作用(吴海成,2013)。

  4 抗癌作用

  Lu等(2000)认为植物甾醇对于某些癌症的发生和发展有一定的抑制作用, 结果显示,南瓜籽植物甾醇可用于治疗良性前列腺肥大。Awad等(2003)把人类 MDA-MB-231 乳腺癌细胞与16mmol/ Lβ-谷甾醇温育3和5d后,发现与胆固醇对照培养液相比,癌细胞的生长分别被抑制66%和80%,并且在这一浓度下, 植物甾醇和胆固醇均无细胞毒性。植物甾醇可以间接降低胆汁的分泌,抑制结肠癌发生(Rao等,1992)。


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