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1、天然产物课程论文题目：植物甾醇的开发与应用学号：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：植物甾醇生理功能应用The development and application o
2、f Plant sterolAbstract: 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,
3、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 func
4、tion 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(phy tost erol or plan t st ero l)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
5、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200400 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。内外研究现状植物甾醇在国外的化妆品、食品油
6、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
7、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10001。 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810 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 羟基结合的物质不同,甾醇的种类也不同。纯的植物甾醇在常温下为白色粉末，无臭无味，熔点可以达到130-140C, 相
8、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、B-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
9、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色，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
10、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B-谷甾 醇可以抑制化学致癌剂诱发的肠癌，B-谷甾醇还有抑制胆汁酸和降低胆汁酸代 谢物浓度的作用Mend il aharsu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
11、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治疗牙周炎的牙周宁，治疗口腔溃疡及支气管哮喘的谷甾醇软膏与片剂。采 用B-谷甾醇、豆甾醇直接入药。其中由B-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B-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
12、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f酯化f蒸出低碳醇f蒸馏（除脂肪酸酯）f残渣f蒸馏（脱除VE）- 残渣f皂化f丙酮提取f甾醇粗制品f脱色f结晶f精制甾醇3.2 皂化法皂化法工艺流程：脱臭馏出物f加碱皂化f萃取（去钙皂）f浓缩f甾醇粗制品f洗涤去杂f 脱水f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
13、艺，即使用熟石灰或生石灰在60C90C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f溶剂提取f干燥f过滤f溶剂萃取 f甾醇粗制品f溶剂重结晶f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
14、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f皂化f酸分解f萃取f络合反应f分离 f络合物f分解f甾醇粗制品f脱色f结晶f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C02萃取法超临界co萃取是通过改变压力和温度以改变超临界co流体的密度使溶质在22 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
15、点高低和分子量大小不同的成分萃 取分离。超临界co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、2 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）、色谱法等。4甾醇的应用4.1 在食品中的应用甾醇在食品领域的应用主要是作为预防心血管疾病的功能性活性成分，广泛 应用于保健食品中。欧洲和澳大利亚市场上最早出现很多强化植物甾醇或植物甾 醇酯的人造奶油，随后各国也相继生产出了类似的产品，并且其剂型也不断变化 以适应市场的需要。除了在人造黄油中添加植物甾醇，还出现了片剂、
16、咀嚼片等 15。此外，植物甾醇具有良好的抗氧化和抗腐败作用，可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甾醇 症16。2000年9月，美国食品与药物管理局（FDA）已经批准添加植物甾醇的食品可 采用“ Heal th Claim ”的标签。同时，FDA根据研究报告作出声明，每天至少摄 入1.39植物甾醇酯或3.49植物甾烷醇酯始可起到降低胆固醇功效。标明有“健康 食品”标签的甾醇制品必须符合以下规定：每份食品至少含有0.659植物甾醇酯 或1.79植物甾烷醇酯17。作为食品成分，植物甾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11。4.2 在医药工业中的应用在医药方面，植物甾醇可作为调节高胆
