植物甾醇的功能及應用前景

文 / 楊曉波 吳 潔 齊懿鳴 黑龍江省完達山乳業股份有限公司

隨著人民生活條件的不斷提高，在飲食形態上趨向高熱量、高油脂的食品，而這類富含膽固醇的食品卻是導致心血管疾病的元兇。早在20 世紀50 年代，植物甾醇作為一類天然物質，被確認具有抑制膽固醇在腸內的吸收，降低膽固醇含量的生理功能作用。它廣泛分布于自然界，是植物體內構成細胞膜的成分之一，也是多種激素、維生素D及甾組化合物合成的前體。天然植物甾醇種類繁多，主要包括豆甾醇、β-谷甾醇、菜油甾醇、和菜籽甾醇4 種無甲基甾醇，另外還有燕麥甾醇、菠菜甾醇、麥角甾醇、環木菠蘿烯醇等。

1 植物甾醇的來源

植物甾醇廣泛存在于植物的根、莖、葉、果實和種子中，不同植物種類其含量不同。植物甾醇主要來源于植物油、麥類、水果和蔬菜等。而食入的飽和性植物甾醇則較少，其主要來自于玉米、小麥、黑麥和大米中。在所有的植物油中都含有甾醇，但由于油脂較多的加工過程（如精煉、脫色、除臭），大大降低了植物油中甾醇的含量。

2 植物甾醇的結構

圖1 植物甾醇的飽和形式

植物甾醇是以環戊烷全氫菲為骨架（又稱甾核）的一類物質，在自然界中以游離態或結合態存在，其中以結合態存在的有甾醇酯、甾醇糖苷、甾醇脂肪酸酯、甾醇咖啡酸酯等，同動物中膽固醇的作用相同。植物甾醇在植物細胞中也起著穩定細胞膜的作用。現在，已經確認的植物甾醇有40多種，其中以β-谷甾醇、豆甾醇和菜油甾醇為主。這些甾醇的結構與膽固醇結構基本相似，都屬于4-無甲基甾醇。它們具有相同的手性結構，在結構上唯一不同之的是側鏈，但正是這些側鏈上的微小差異導致了它們具有極大不同的生理功能。另外，在植物中，還有一類稱為飽和性植物甾醇，它們在結構環5α位置上被氫化，缺少C=C雙鍵，成為植物甾醇飽和形式（圖1）。

3 植物甾醇的性質

植物甾醇是植物中的一種活性成分，在結構上與動物性甾醇如膽甾醇相似。甾醇為環戊全氫菲的3-羥基化合物，C-5上有雙鍵的稱甾醇，C-5飽和的稱甾烷醇。相互間的區別在于支鏈大小和雙鍵數目的不同。甾醇在植物體內有4 種存在形式，分別為游離態、甾醇酯（脂肪酸酯和酚酸酯）、甾基糖苷和酰化甾基糖苷。游離甾醇和甾醇酯可溶于非極性溶劑如正己烷，而甾基糖苷和酰化甾基糖苷需要極性改性劑方可溶解。大部分的植物甾醇是固體，如谷甾醇、菜油甾醇和豆甾醇，它們的熔點分別為140 ℃、157 ℃、158 ℃和170℃。側鏈越大，植物甾醇的疏水性越強，側鏈上的雙鍵使甾醇具有親水性。

4 植物甾醇的主要功能

植物甾醇是一種重要的天然甾體，具有許多重要的生理功能。β-谷甾醇具有類似氫化或的松和

羥基保泰松的功能，有較強的抗炎作用；甾醇對治療潰瘍性皮膚鱗癌有明顯功能。另外，通過細胞培養發現，谷甾醇能促進血纖維蛋白溶酶原激活因子，可作為血纖維溶解觸發素，對血栓癥有預防作用。植物甾醇除了在藥物上的應用外，最為引人注目的是其具有降低膽固醇的功效。

4.1 降低血清膽固醇濃度

補充植物甾醇能明顯降低血液中總膽固醇（TC）和低密度脂蛋白（LDL）的含量，而不降低高密度脂蛋白（HDL）和甘油三脂含量，使LDL/HDL比值降低，并且沒有任何明顯的副作用；補充不同劑量的植物甾醇可使TC降低10%，LDL降低13%左右；同時，植物甾醇對高脂血癥有輔助治療效果。

另外，植物甾醇對正常成人也有降脂作用。Sierksma等的雙盲對照研究發現，與對照組相比，服用大豆甾醇0.8 g/天，3 周后可顯著降低血液中的TC和LDL含量，但不會引起血液中其它脂溶性維生素如胡蘿卜素水平的下降。

因此，現在科學家們普遍認為攝入或補充足量的植物甾醇有助于降低冠心病的發病率。

4.2 治療前列腺疾病

植物甾醇對減少男性前列腺肥大和前列腺癌的發生率有一定的積極意義。Kassen等發現，β-谷甾醇培養可促進人類前列腺基質細胞生長因子β1的表達和增強蛋白激酶C-α的活性。

由于植物甾醇在化學結構上類似于膽甾醇，對防治前列腺疾病和乳腺疾病有較好的作用，許多研究者認為，它在體內能表現出一定的激素活性，并且沒有激素的副作用。植物甾醇的甾族結構類似于雌激素的結構，表明植物甾醇可能具有雌激素的活性。

4.3 作為抗癌物質

研究證明，植物甾醇對機體某些癌癥的發生和發展有一定抑制作用，如乳腺癌、胃癌、腸癌等。

4.3.1 乳腺癌

Awad等用含植物甾醇或膽甾醇的飼料飼養SCID小鼠15 天后，在小鼠靠近右側腹股溝的乳腺脂肪墊處接種腫瘤。8 周后，2 組動物體重和食物消耗量無差別，但植物甾醇組小鼠的腫瘤直徑僅為膽甾醇組的67%（P<0.01），癌癥的淋巴轉移和肺轉移也比膽甾醇組少。因此作者認為植物甾醇可延緩乳腺腫瘤的生長和擴散。

4.3.2 結腸癌

Janezic等觀察了植物甾醇對小鼠結腸上皮細胞增殖的影響。膽酸能顯著增加結腸上皮細胞增殖，而植物甾醇可顯著減少膽酸引起的細胞增殖，并且呈現出一定的劑量依賴性關系，它還可顯著降低細胞的有絲分裂指數，但不表現劑量依賴關系。植物甾醇的這一作用與其減少癌癥發生危險性的功能有關；植物甾醇能改變膽甾醇和膽酸的代謝。體試驗也證明β-谷甾醇可以阻止HT29人類大腸癌細胞的生長，并且這一效應與鞘磷脂循環的激活有關。

4.3.3 其它癌癥

DeStefani等的研究證明，攝入較多植物甾醇可降低胃癌發生的危險性。Mendilaharsu等的研究則證明，植物甾醇的攝入量與肺癌發生率之間呈負相關關系。高植物甾醇攝入者肺癌發生的危險性比低攝入者降低50%，這一效果在肺腺癌的發生上效果更為顯著。攝入較多植物甾醇可減少人群肺癌的發生率。

4.4 其它作用

4.4.1 抗炎作用

植物甾醇的抗炎作用也是較早被發現的功能之一。研究證明，β-谷甾醇有類似于氫化可的松和強的松等的較強的抗炎作用，豆甾醇也有一定的消炎功能，但均無可的松類的副作用，類似于阿司匹林類的退熱鎮痛作用。

4.4.2 免疫調節

Bouic等的試驗證明，給馬拉松長跑運動員服用β-谷甾醇及其糖苷混合物后，受試組血中白細胞總數明顯低于空白對照組，CD3和CD4細胞上升，血清白介素—6水平降低。說明這些受試者在經過馬拉松長跑之后，免疫抑制較輕，感染的機會較小。

另一項研究也發現，β-谷甾醇及其糖苷可刺激淋巴細胞增殖，因此植物甾醇可作為一種免疫調節因子。

4.4.3 抗病毒

Eugater等觀察了植物甾醇混合物對HIV1、人類巨細胞病毒（HCMV）和單純皰疹病毒（HSV）的作用。發現組織與植物甾醇溫育后可明顯拮抗HIV誘導的細胞病理改變，在體外對HCMV感染的細胞可阻斷抗原的表達，并可在早期阻斷與HSV有關的VERO細胞抗原的表達。

5 植物甾醇的應用

關于植物甾醇的應用，迄今已發表了大量的著作，領域涉及醫藥、化妝品、食品（包括航空食品）、光學產品、飼料、油漆、顏料、樹脂、造紙、紡織、殺蟲劑及除草劑等。

目前應用最多的首先是在醫藥方面，植物甾醇作為甾體激素藥物的原料、降膽固醇的藥物、抗炎退熱及拮抗腸癌、宮頸癌、皮膚癌、肺癌、前列腺癌等。

在食品領域的應用趨向主要是作為預防心血管疾病的功能性活性成分。目前，已開始建立植物甾醇的添加量、組成與食品主體成分（如脂肪酸的組成、含量）的關聯。

國家衛生部最新批準的新資源食品“植物甾醇”被中外專家稱為“生命的鑰匙”、“血管的清道夫”，用“植物甾醇”和被稱為“營養之王”的牛奶經科學的搭配起到了預防和配合治療心腦血管疾病的功效—促進產生血纖維蛋白溶源激活因子, 作為血纖維溶解觸發素, 起到預防和配合治療血栓癥的作用（梗塞），阻止膽固醇的吸收和血脂的積累, 使血液中多余的膽固醇、血脂隨大小便排出體外, 起到了預防和配合治療高血壓、高血脂、冠心病、動脈硬化、胸悶、心悸等疾病和癥狀, 起到了“血管的清道夫”的作用；軟化血管；長期飲用增加血管的彈性, 減少心腦血管的發病率。

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，煎炸油工業對植物甾醇的引入已為時不遠。

關于膳食、基因與疾病相互關系的研究進展與趨勢表明，將來的某一天，必定可將包括植物甾醇及其組成的RDA健康膳食建議修改得更適合于個體，研究進展與趨勢還將明晰植物甾醇對動植物基因表達的影響，人類食物資源中植物甾醇對膽固醇的歧視。

在飼養應用研究中發現，植物甾醇能刺激食欲，在水中能形成植物激素，即植物甾醇—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（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，有利于動物的健康和生長。在化學工業中，植物甾醇多成為高檔化妝品、洗滌及美容用品的關鍵性成分。

6 植物甾醇應用的展望

植物甾醇重要的生理功能已日益受到人們關注，但對其作用機理及安全性等問題還存在較多爭議， 有待于進一步研究。植物甾醇的研究開發在國外已得到迅速發展，各種新產品不斷問世，而我國在該領域研究開發仍較滯后。我國具有豐富的油料、木漿下腳料及中草藥等植物甾醇的資源可供開發，而且當前功能性制品深受消費者青睞，因此，開發甾醇類功能性制品前景非常廣闊。

[1] Clouse S D.Integration of light and brassinosteroid signals in etiolated seedlinggrowth.Trends Plant Sci，2001，6（10）：443-445.

[2] Altmann T.Molecular physiology of brassinosteroids revealed by the analysis of mutants.Planta，1999，208（1）：1-11.

[3] 鐘建華，徐方正.植物甾醇的特性、生理功能及應用.食品與藥品，2005，7（2）：20-21.

[4] 唐傳核.植物甾醇及其生理功能研究概況.西部糧油科技，2001，26（2）：34-38.

[5] 胡學煙.植物甾醇的發展前景.西部糧油科技，2001，26（5）：34-36.

[6] 王穩航.植物甾醇及其在食品中的應用.西部糧油科技，2002，6：41-44.

[7] 李月，陳錦屏.植物甾醇功能及開發前景展望.糧食與油脂，2004，5：11-13.

[8] 植物菌醇牛奶上市.中國乳業，2008，34（6）：145.