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植物甾醇是3位羥基的甾體化合物,以環五烷全氫菲為主體骨架,占四環三帖類化合物的大部分,在植物甾醇中發現了40種較為主要的甾醇,其中含量最大的是谷甾醇,豆甾醇和菜油甾醇。純化的植物甾醇混合物為片狀或粉末狀白色固體。經溶劑結晶處理呈白色鱗片狀或針狀晶體。植物甾醇的理化性質主要表現為疏水性,但因其結構上帶有羥基基團,因而又具有親水性。所以,一方面在同一個物質結構中同時具有親水基團和親油基團意味著該物質具有乳化性,植物甾醇的乳化性可通過對羥基基團進行化學改性而得到改善。植物甾醇具有兩性的特征使得它具節和控制反相膜流動性的能力;另一方面,植物甾醇主要表現為疏水性,但因其結構上帶有羥基集團,因而又具有一定的親水性,側鏈越大,甾醇的疏水性越強,植物甾醇比重略大于水,不溶于水,可溶于多種有機溶劑。
甾醇被譽為“生命的鑰匙”,具有十分重要的生理功能。如降低膽固醇,抗炎和退熱,抗癌作用等。植物甾醇在拮抗膽固醇,預防心血管疾病等方面表現出的效果,早在50年前已被人們所認識。
在正常情況下,機體自行合成和從食物中攝入的膽固醇轉化為甾體激素或稱為細胞膜的成分。并使血液中膽固醇濃度保持恒定。當從食物中攝取的膽固醇超過體內正常所需范圍,肝臟等器官對膽固醇的吸收和排泄的自動調節功能發生障礙時,會導致血清中膽固醇含量過高,形成高膽固醇血癥或高血脂癥。植物甾醇能阻礙膽固醇吸收,從而起到降低血液中膽固醇含量的作用,其作用機理是抑制腸內對膽固醇的吸收;促進膽固醇的異化;在肝臟內抑制膽固醇的生物合成。
植物甾醇的抗炎癥作用也是較早發現的功能之一。治療牙周炎的牙周寧,治療口腔潰瘍及支氣管哮喘的谷甾醇軟膏與片劑,采用口一谷甾醇、豆甾醇直接入藥。其中由口一谷甾醇與其他藥物組成的克平喘,有較強的平喘,止咳,祛痰的作用,能夠促進慢性支氣管炎病變組織的修復。研究證明一谷甾醇有類似于氫化克的松和強的松等的較強的抗炎作用,類似的豆甾醇也有一定的抗炎功能,但均無可的松的副作用,因而可作為輔助抗炎癥藥物而長期使用。還有類似于阿司匹林類的退熱鎮痛作用,這些在臨床上都已引起廣泛關注。
經動物實驗發現,谷甾醇可抑制化學致癌劑誘發大腸癌,這可能與流人大腸膽汁酸有關。一谷甾醇具有抑制膽汁酸作用,能使癌細胞增殖減少。另有報道,對志愿者進行為期3~4周高劑量植物甾醇酯食用實驗。對其糞便中膽酸及甾醇含量(包括膽固醇,植物甾醇酯及其代謝產物)進行檢測,發現雖然糞便中甾醇含量升高,但具有潛在致畸作用4一膽甾烯一3一酮含量卻仍維持在正常水平之內,證明植物甾醇不會提高甾醇代謝水平,實際上會降低膽酸代謝物濃度,從而減少大腸癌發生幾率。
衰老必然會涉及膜結構變化,膜脂是膜結構關鍵物質,它包括磷脂,糖脂和甾醇三類脂質,其中甾醇在膜結構中起著支架作用。據Singer.Nicolsen流動鑲嵌學說分析,當膜衰老或發生缺陷時,雙層膜脂肪酸烴基長鏈
植物甾醇具有促進動物蛋白質合成,促進動物生長和健康的功能。植物甾醇和植物生長激素能與在水中形成分子膜的脂質結合,生成植物激素一植物甾醇一核糖核蛋白復合物,這種復合物具有促進動物性蛋白合成功能,且增加了原植物酸激素對環境溫度、動物體溫和體內分解的穩定性,是一種新型的動物生長激素。然而,不同性別的動物對植物甾醇的吸收和代謝水平不同,這方面有待于進一步研究探討。
植物甾醇和植物甾醇衍生物由于其特有的生物學特性和理化特性被廣泛的應用于醫藥、食品、化妝品、飼料等行業中。
目前植物甾醇應用最多是在醫藥方面。植物甾醇甾醇的乳化性能好而且穩定,被用作生化試劑和醫藥原料,特別是維生素D3的原料和多種甾體激素中間體及植物生長激素的原料,也可用于藥品乳化劑。植物甾醇衍生物(如植物甾醇多糖)在噴霧和口服藥中常作為藥物載體及營養補充劑。
在食品工業中,植物甾醇作為食品添加劑中的降膽固醇成分正日益受到人們的重視。目前芬蘭、美國、荷蘭、澳大利亞、英國等多個國家相關機構已認可植物甾醇的安全性。最近,國際營養學會推薦的未來十大功能性營養成分中就包括植物甾醇,美國FDA也已經批準含有植物甾醇或植物甾烷醇酯的食品可以使用“有益健康”的標簽,而到目前為止FDA批準使用此類標簽的只有12種食品。植物甾醇在食品中應用研究方向主要為(1)作為預防心腦血管疾病的功能性活性成分,研究開發富含植物甾醇的保健功能食品(2)近年來由于植物.甾醇的熱穩定性及其抗氧化、抗聚合能力的發現,植物甾醇在煎炸油工業中也將大有作為。
植物甾醇對皮膚具有很高的滲透性,可以保持皮膚表面水分,促進皮膚新陳代謝、抑制皮膚炎癥,可防日曬紅斑、皮膚老化,還有生發、養發之功效。可作為W/O型乳化劑,用于膏霜的生產,具有使用感好(輔展性好、滑爽不粘)、耐久性好、不易變質等特點。
在飼養應用研究中發現能刺激食欲,在水中,能形成植物激素一植物甾醇一核糖核蛋白的復合體,這一復合體能增加原植物激素對環境溫度f包括進入體內后的動物體溫)及在動物體內分解的穩定性,促進動物蛋白質的合成,有利于動物的康和生長。因此,可將植物甾醇添加到混合飼料中提高畜禽的生長率。進一步的研究表明,植物甾醇對魚、蝦、鳥、家禽等的飼料也有顯著效果,并可降低禽、蛋等動物制品的膽甾醇含量。
在農業中,植物甾醇可以作為大規模合成農業除草劑和殺蟲劑原料,此外還可用于墨水、油漆、熱塑樹脂的著色劑。印刷行業用作油墨顏料的分散劑,紡織工業可作為柔軟劑。
[1] 常用中藥詞語詞典
[2] 植物甾醇的生理功能及其開發前景
[3] 植物甾醇的生理功能及其應用