副产物综合利用植物怜醇的提取与功能研1!究进展学生姓名: 学 号:年 级: 授课教师: 专 业:黑龍沁八一我晝丈孝中国•大庆1植物角醇的结构、来源与性质CEC:H,當醇是當族化合物中的一种，分子的基本骨架（主体當核称为环戊烷多氢菲核）有三个六元环 和一个五元坏组成C-3位上连有一个疑基,C-17位连有由8'10个碳原子构成的侧链，多数當 醇C-5位为双键由于C-17位上的R不同和C-3位上疑基结合的物质不同，當醇的种类也不同 常见游离當醇有胆笛醇、B-谷笛醇、豆當醇、菜油笛醇、菜籽當醇等结构形式川，见图1-1P•行 iiMFQPitosterol)'/ ii iflf(5ti€ixuGteiDl)案油 iii AF(car理)ejieiol)l|H jii flrXcliolejtei-ol)图i-i淄轉給构图植物當醇作为植物细胞的重要组分，在根、茎、叶、果实、中均有存在已发现笛醇在植物 中主要有两种存在形式，即游离當醇、當醇酯植物油脂中以小麦胚芽油、玉米胚芽油、米糠 油等含量最高⑴植物當醇与胆固醇有着相似的化学结构，然而人类对于胆固醇的吸 收远远多于植物當醇當醇通常为片状或粉末状白色固体，经溶剂结晶处理的當醇为白色鳞片状或针状晶体，其中 在乙醇溶剂中结晶形成针状或菱片状，在二氯乙烷溶剂中形成针刺状或长棱晶。
笛醇分子中， 碳原子数一般为27至31,分子量约为386至456當醇熔点较高，都在100°C以上最高达215°C 當醇的相对密度略大于水，不溶于水，可溶于多种有机溶剂植物當醇的物理化学性质主要表现为疏水性，但是因为其结构上带有疑基基团，因而又具有 亲水性在同一个物质结构中同时具有亲水基团和亲油基团意味着该物质具有乳化性植物當 醇的乳化性可以通过对疑基基团进行化学改性而得到改善植物當醇具有两性的特征使得它具 有调节和控制反相膜流动性的能力2植物角醇的提取从油脂下脚中去除非綃醇类物质提取街醇方法很多，其原理一般基于原料理化性质及生化反 应方面差异如物质在碱存在下可皂化性，有机溶剂中溶解度差异；菌醇和其它物质可络合性 及其络合物溶解度差异;表面活性剂存在下亲水性差异；高真空条件下物质蒸气压及分子自由 程差异;及物质吸附力差异等从油脂下脚中提取街醇通常分两步进行，先从原料中提取以幽 醇为主的不皂化物（粗當醇），然后从不皂化物中精制笛醇本文中主要介绍两种提取方法，其 中溶剂结晶法属实验室制法，干湿皂化法属工业制法⑸O2.1溶剂结晶法该法为现今油脂工程专业教材上所述的提取方法，可用于直接分离，操作较为简单。
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，當醇收率也偏低其工艺流程如图2-1所示图2-1溶剂结晶法工艺流程图此工艺缺陷在于所用溶剂比较多，回收困难，而且當醇的收率也不高，工业化生产比较困难 但其处理方法及其中一些工序在探索新工艺时仍值得参考和借鉴，用于实验室做笛醇的定性、 定量认识也较为适宜2. 2干式皂化法干式皂化法的工艺过程比较简单，其工艺流程如图2-2所示:图2-2干式皂化法工艺流程图此工艺用熟石灰或生石灰在60〜90°C皂化后直接用机器粉碎膏状物，避免了一些麻烦的干燥 操作程序此外，采用乙醇作为抽提剂进行低温浸出，一方面可以节省人量乙醇，另一方面保 证生产工艺安全无毒改善其工艺条件以提高收率的实验正在进行之中2. 3其它方法举例口本、美国等采用此法工业化生产植物當醇，我国少量米糠當醇的工业化生产也采用此法 脱臭饰出物经提取维生素E后，经过转酯化反应，将綃醇酯转化为游离當醇，再通过氯化钙络 合法提取當醇在优化的工艺条件下，产品當醇含量可达96$以上，當醇收率可达75%以上⑹3、 植物笛醇的功能當醇被誉为“生命的钥匙”，具有十分重要的生理功能，如保持生物内坏境稳定，控制糖原 和矿物质的代谢，调解应激反应等。
植物菌醇在拮抗胆固醇、预防心血管疾病等方面表现出的 效果，早在50年前已被人们所认识饱和口一谷幽醇和p—谷街烷醇阻碍胆固醇的吸收效果 与摄入量密切相关“⑼3.1拮抗胆固醇胆固醇是机体内重要的固醇类物质，它既是构成细胞的重要成分之一，又可在体内转化形成 类固醇激素，并且是合成维生素巧的原料及胆汁酸的前体胆固醇是血浆的重要组成成分，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 起动脉碾化，引发冠心病111-161 a3. 1. 1抑制肠道胆固醇的吸收肠道吸收的胆固醇既有外源性的也有内源性的，外源性来自摄入的食物，内源性来自机体胆 汁分泌人体试验和动物实验都证实植物笛醇能通过以下几种机制抑制肠道这两种来源的胆固 醇吸收3. 1.2影响胆固醇运输血清胆固醇主要由LDL和HDL来运输，前者承担来自内源性胆固醇的运输，血清水平受植物當醇 的影响;后者承担将肝组织外胆固醇重新运回肝脏，血清水平不受植物笛醇的影响U7<013. 1.3影响胆固醇合成和分泌胆固醇的合成、分解以及转化代谢主要在肝脏中由众多酶参与完成，植物笛醇降低胆固醇的作 用与代谢酶关系密切胆固醇合成中涉及的限速酶为疑甲基戊二酸单酰CoA(HMG-CoA)还原酶，以 及相关酶乙酰基-CoA竣化酶和苹杲酸酶等。
植物笛醇能增强HMG-CoA还原酶的活性卩1】3. 2抗氧化作用近来，相继有报道表明，许多植物綃醇具有抗氧化能力，这起因于发现橄榄油、玉米胚芽油、 小麦胚芽油等能使红花籽油在煎炸条件下保护其脂肪酸不发生氧化降解特别是燕麦笛醇、a -谷笛醇、斑鸠當醇被发现具有阻止不饱和脂肪酸在高温加热条件卜•发生氧化降解的功能，在同 等条件卞，其他常见植物當醇，即B-谷笛醇、豆當醇和菜油當醇要么不具抗氧化活性,要么有 轻微助氧化作用①一羽3. 3类激素功能由于植物當醇在化学结构上类似于胆當醇，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4植物宙醇的应用自从在植物油中发现谷笛醇、豆當醇以来，人们对植物當醇进行了广泛深入的研究，特别是 六十年代以来，由于在理论研究和生产技术、应用等方面有了重人的进展，目前植物笛醇在當 体药物合成、化妆品、动物生长剂、植物生长激素等方面得到了广泛应用由于綃醇属于天然 物质，本身无毒性，而且具有乳化性和稳定等特点，因此引起世界各国的科学家们对笛醇开发 应用的重视［旳4. 1医药行业在医药行业中，植物笛醇不仅可直接用于消炎、降血脂、抗溃疡和防治癌症，而且是踏体药 物的主要药源。
植物當醇作为一种新型功能因子，具有抗炎和退热作用现代医学研究揭示植 物带醇具有保持生物内坏境稳定、控制糖原和矿物质的代谢、调节应激反应等功能在医药领 域作为拼体激素、降胆固醇、抗炎退热及拮抗肠癌、宫颈癌、皮肤癌、肺癌、前列腺癌等被应 用，通过微生物发酵的方法将它们用作类固醇合成的起始物质，它们也可以用作抗炎症调剂 植物當醇还可以减少肺癌的发生，治疗良性前列腺增生，降低动脉粥样硬化，刺激淋巴细胞增 殖,预防肠癌〔27】4. 2食品工业植物當醇具有良好的抗氧化和抗腐败作用，町作为食品添加剂使用它常作为天然营养因子 出现在食品营养强化剂和麦淇淋配方中以治疗高胆笛醇症2000年9月，美国食■品与药物管理 局(FDA)已经批准添加植物笛醇的食品可采用“Health Claim”的标签作为仓品成分，植物當 醇在国外已经得到了迅速发展，各种类似的产品已经进入了消费市场，而我国在这方面起步较 晚O4 3化妆品行业植物當醇常用作皮肤细胞促进剂、抗炎剂、伤II愈合剂和非离子乳化剂，常以衍生物的形式 作为乳化剂和调节剂當烷醇酯具有持水性，被广泛用作化妆品和洗涤剂配料，可用于生产面 膜、保湿霜、浴液、洗发液、指甲油、头发保湿剂等护肤和美容制品［却。
5发展前景植物笛醇和植物笛醇衍生物由于其特有的生物学性质和物理化学性质在工业上有着广泛的 应用，随着植物笛醇及其衍生物的功能在医药和化妆品上得到证实，随着生物技术的进步和天 然产品市场的扩人，对植物當醇和植物當醇衍生物的研究开发将进一步深入，从油脂副产品中 提取和分离植物笛醇的前景很好，从新的植物资源中提取植物當醇及其衍生物有很人的商业价 值聞我国冇着丰富的油料、木浆卜•脚料及中草药等植物笛醇资源，具有生产植物當醇的有利条件 当前含植物當醇的功能性制品深受消费者的青睞,然而我国对其的研究和开发还处于早期水平, 局限于医药品的研制，在功能性食■品基料上的研究和开发则是空白因此,开发出简单有效的植 物當醇生产工艺，研究其新的用途有着十分重要的意义只有如此才能参与国际竞争，并取得较 高的社会效益和经济效益【刈参考文献[1] 曹莹，谷克仁,孟冬.笛醇提取方法研究进展[J].粮油食■品科技,2006, 14(5) :25〜27.[2] 吴时敏.功能性油脂，北京:中国轻工业出版社,[M]. 2001,182〜183[31 Suhad S. AbuMweis, Peter J. H. Jones. Cholesterol-loweimg effect of plantsterols植物當醇的降 胆固醇作用[Jl • Current Atlierosclerosis Report最新动脉粥样硬化 报告，2000, 10(6):467〜472.[4] 吴英艳.植物當醇的提取研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007, (04)[5] 管伟举，谷克仁.植物笛醇研究进展[J].粮食与油脂,2007,15(3) :5〜9.[6] 杨亦文，傅小峰,魏作君.络合法从犬豆油脱臭馆I出物中提取植物當醇的工艺研究[J].高校 化学工程学报,2006,20(4) : 571〜575.[7] 韩军花.植物綃醇的性质、功能及应用[J].国外医学(卫生学分册),2001,28(5):285〜291.[8] 贾代汉，周岩民，王恬.植物縉醇降胆固醇作用研究进展[J].中国油脂.2005, 30(5):55〜58.⑼陈志飞.植物當醇影响胆固醇代谢机制的研究进展[J].国外医学卫生学分 册.2008,35(6):360〜363[10] 吴时敏，吴谋成.植物笛醇的研究进展与趋向(II) [J].中国油脂,2002, 27(3) : 60〜63[11] 周宝兰.植物當醇的应用[J]•中国油脂.1992.⑷:33-38.[12] 赵昕.植物當醇乳化的研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2009. (06).[13] 吴素萍，章中.植物笛醇的研究现状[J].中国食•物与营养,2007. (09):20〜22.[14] 胡学烟，孙冀平，王兴国.植物笛醇的发展前景[J].西部粮油科技,2001, 26(5):34〜36.[15] 杨振强，谢文磊,李海涛.植物笛醇的开发与应用研究进展[J].粮油加工与食品机械,2006, (01):53〜56. : 24〜26[16] 王恬，周岩民，顾莞婷.植物笛醇的生物学功能及其在动物生产中的应用[J].饲料与畜 牧.2009 (01) : 55 〜58[17] 张裕卿，王东青.植物笛醇微生物转化制备笛体药物中间体的研究进展[J].微生物学通 报.2006 (02) : 7〜10[18] 郑书香，王荣柱,谢松霖，何军邀,王普.笛类药物生物脱氢技术研究新进展[J].中国生 化药物杂志.2011(03) : 59〜62[19] 杨顺楷，杨亚力.当前国内笛醇资源开发显现的问题[J].精细与专用化学品. 2009 (24) : 44〜47[20] 曹立强，李丹丹，邓红，韩。