植物甾烷醇制备的研究进展

ＶＯＩ．３５。ＮＯ．６　第３５卷第６期　２０１０年１　１月　粮食钟技占仨　Ｎｏｖ．２Ｏ１　Ｏ　植物甾烷醇制备的研究进展　郝超，胡传荣　（武汉工业学院食品科学与工程学院，湖北武汉４３００２３）　［摘要］植物甾醇是一种天然活性物质，具有多种重要的生理功能。植物甾醇的双键被加氢饱和后成　为植物甾烷醇，近年来的研究发现，植物甾烷醇的稳定性、表面活性等性质较之植物甾醇明显改善且效果　更优，从而拓宽植物甾醇研究领域的同时，也加快了植物甾醇氢化的工艺研究和工业化生产。依据当前国　内外文献及专利，介绍了植物甾醇及其氢化后产物的结构性质、应用方向及制备工艺等，并展望了其研究　发展前景。　［关键词］植物甾烷醇；制备；保健品　中国是油料生产、制油和油脂消费大国，油脂工业副　纯的植物甾醇在常温下为白色结晶粉末，无臭无味，　产品中蕴藏着极为丰富的植物甾醇资源。植物甾醇为油　在化学结构上是三萜类化合物。熔点可达１３０～１４０℃，不　溶性生理活性物质．在诸多植物甾醇深加工产品中，植物　溶于水，有的在有机溶剂中也不易完全溶解　。谷甾醇和　甾烷醇生物活性好、稳定性高，具有独特的降胆固醇功能　豆甾醇的Ｒ基是乙基，谷甾醇没有侧链上的双键，而豆　及抗癌保健作用。已日益受到保健食品、日用化工等行业　甾醇有。菜油甾醇和菜籽甾醇的Ｒ基是甲基，菜油甾醇　的广泛关注…。　没有侧链上的双键。而菜籽甾醇有双键。　当前含植物甾烷醇的功能性制品深受消费者青睐，　然而国内对其的研究和开发还局限于医药品的研制，在　２植物甾醇、植物甾烷醇的功能及应用　功能性食品基料上的研究和开发则是空白　］。因此，开发　目前．国内对植物甾醇的氢化研究处于起步阶段．国　出简单有效的植物甾烷醇生产工艺，研究其新的用途有　外的研究虽然较早，但并不深入，在这些研究中，普遍在　着十分重要的意义。　常压或低压的条件，通过控制反应温度、压力、转速等因　１　植物甾醇、植物甾烷醇的结构及其理化性质　素来确定最佳氢化工艺条件。　随着技术水平的不断提高、设备的不断更新及研究　植物油精炼脱臭馏出物是植物甾醇的重要来源，在　的不断深入。发现植物甾醇的氢化产物——植物甾烷醇　制取玉米油、花生油、大豆油、菜籽油、葵花籽油、棉籽油　的降血脂效果优于植物甾醇，且无副作用、有效剂量少。　等所产生的脱臭馏出物中一般含有１０％～３０％不皂化物，　植物甾烷醇除了和植物甾醇一样具有降低胆固醇的　其中约４０％是植物甾醇、１５％是生育酚。植物甾醇为环戊　作用外，还有许多其他生理功能Ｅ４］：①抗肿瘤作用；②有　全氢菲三羟基化合物，Ｃ一５上有双键的称甾醇，Ｃ一５上键　防治冠心病、动脉粥样硬化功效，可能是由于植物甾烷醇　饱和的为甾烷醇。植物甾醇及植物甾烷醇的化学结构见　能促进产生血纤维蛋白溶酶原激活因子。从而减少动脉　图ｌ　内膜斑块形成；③止咳、祛痰作用；④可预防结肠癌。　饱和型Ｂ一谷甾烷醇，经试验证实，其降低血脂中胆　固醇作用更强于Ｂ一谷甾醇　］。这是由于１３一谷甾烷醇的　侧链没有双键，疏水性比Ｂ一谷甾醇强，疏水性强就不能　与胆汁酸微胶束强烈结合作为单分子释放，难以在小肠　Ｈ　Ｈ０　上皮细胞被吸收。在肠道停留的时间长，就可以更好的　Ｂ一谷甾醇（ｐ—ｓｉｔｏｓｔｅｒｏ１）　谷甾烷醇（Ｓｉｔｏｓｔａｎｏ１）　图１　植物甾醇及植物甾烷醇的化学结构　抑制胆固醇的吸收。甾烷醇溶解度低。几乎不被吸收。因　此也不会引起血胆固醇增加。由于植物甾烷醇比甾醇的　收稿日期：２０１０—０８—０２　作者简介：郝超，男，硕士研究生，研究方向为油脂化学。　疏水性强，作为功能性食品添加剂更为安全。另据报道．　通讯作者：胡传荣，男，博士，教授，研究方向为油脂化学及植　甾烷醇不会转变成类似雌性激素物质，对生殖系统无不　物蛋白工艺。　良影响。　３７　第３５卷２０１０年第６期　郝超等：植物甾烷醇制备的研究进展　３植物甾烷醇的制备　甾烷醇在自然界中数量极少，主要通过氢化将不饱　和双键还原成饱和键，植物甾醇通过氢化转变成相应的　甾烷醇。　谷甾烷醇的制备，Ｊａｒｋｋｏ　等以谷甾醇为原料．催化　剂为丙烯酸一丙烯共聚物负载金属（Ｐｄ），反应溶剂为异　丙醇，加压催化氢化，产物谷甾烷醇的含量为８５．１％。　Ｈａｎｎｕ等以谷甾醇为原料，钯炭为催化剂，反应溶剂为乙　在目前已有的技术和试验基础上，如果能够完善植　物甾烷醇的制备工艺，必将使国内植物甾醇和甾烷醇的　保健食品生产得到一个更大的提高，植物甾醇保健功能　食品的市场潜力巨大，前景看好。　参脂，２００１，２６（３）：６０～６２．　考文献　［１］唐传核，彭志英．一种新型功能性食品一植物甾醇酯［Ｊ］．中国油　［２］吴时敏，吴谋成．植物甾醇的研究进展与趋向：植物甾醇的基础研　究［Ｊ］．中国油脂，２００２，２７（２）：７３－７５．　［３］Ｈｅｉｎｅｍａｎｎ　Ｔ，Ｋｕｌｌａｋ—Ｕｂｌｉｅｋ　Ｇ　Ａ，Ｐｉｅｔｒｕｅｋ　Ｂ，ｅｔ　ａ１．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｏｆ　醇，加压催化氢化，产物谷甾烷醇的含量为８４％。　孟祥河ｌ８　等人以植物甾醇为原料，以钯／碳为催化剂，　丁醇为溶剂，甾醇含量１０％，在氢气压力０．４ＭＰａ，８０℃条　件下反应５　ｈ，所得产品氢化率达８０％。且其游离羟基几　乎不受影响．该产品既可直接应用，也可作进一步衍生化　生产甾醇酯。　谢敏浩　等人以豆甾醇为原料、Ｐｄ／Ｃ为催化剂，通过　常压催化氢化制备谷甾烷醇。实验确定了最佳反应条件，　Ｐｄ／Ｃ催化剂用量（Ｐｄ）：０．１％（相对于豆甾醇质量），反应　溶剂为异丙醇。反应温度８２℃，反应时问８　ｈ，原料量比ｎ　（异丙醇）／ｎ（豆甾醇）＝８０，豆甾醇转化率９４．８５％，产品　（谷甾烷醇）：９３－３ｌ％。　陈林鹃＿ｌ０　等人以植物甾醇为原料，异丙醇为溶剂，　雷尼镍为催化剂，甾醇浓度３７％，在氢气压力２　２３３　ｋＰａ，　１３５℃，搅拌速度７００　ｒ／ｍｉｎ的条件下反应５　ｈ，氢化率达　到９４．１３％。打破了长期以低压（或常压）、钯／碳为催化剂　的技术层面。为植物甾醇的氢化研究打开了新的思路并　为植物甾烷醇的工业化生产奠定了基础。　４难点和前景展望　植物甾醇作为一种新型功能食品添加剂因具有降低　胆固醇、预防心血管疾病等保健功效，符合当前快节奏生　活下人们健康保健的需求。虽然植物甾醇及其衍生物在　很多领域得到广泛应用，植物甾醇和甾烷醇的相关产品　已经商业化，但是植物甾醇和甾烷醇的生物学活性机制　还有许多需要进一步研究，比如提高免疫力、对细胞膜的　影响及类似激素的作用等。　在植物甾烷醇制备的过程中，催化剂的选择一直是　影响氢化工艺的关键因素，钯／碳催化剂成本较高，而雷　尼镍的催化活性不如前者高［１１－１２］。此外，催化剂的回收和　再利用就是实现工业化时必须考虑的问题，工艺中条件　的控制还需较精细的试验才能确定。　在当前单一凭借植物甾醇催化氢化而获得植物甾烷　醇的思路下，可以考虑将酯化和氢化相结合的方法，来纯　化植物甾烷醇而得到特异性较强的植物甾烷醇。这些，也　正是笔者正在开展的工作。　３８　ａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｌａｎｔ　ｓｔｅｒｏｌｓ　ｏｎ　ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ　ｏｄ　ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｃｏｍｐｏ—　ｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｔｏｓｔｅｒｏｌ　ａｎｄ　ｓｉｔｏｓｔａｎｏｌ［Ｊ］．ＥｕｒＪＣｌｉｎｐｈａｒｍａｅｏ１．１９９１（４０）：　５９～６３．　［４］盛漪，华伟，谷文英．植物甾醇降胆固醇生理功能及其研究进展　［Ｊ］．粮食与油脂，２００２（１２）：２５－２６．　［５］Ｐｉｉｒｏｎｅｎ　Ｖ，Ｌｉｎｄｓａｙ　Ｄ　Ｇ．Ｒｅｖｉｅｗ：Ｈａｎｔ　ｔｅｒｏｌｓ：Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｂｉｏｌｏｇｉ—　ｃａｌ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ　ｔｏ　ｈｕｍａｎ　ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｏｆＦｏｏｄ　ａｎｄ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，２０００（８０）：８３９－９６６．　［６］Ｋａｔｈｅｒｉｎｅ　Ｍ，Ｐｈｉｌｌｉｐｓ，Ｄａｖｉｄ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｆｒｅｅ　ａｎｄ　Ｅｓｔｅｒｉｆｉｅｄ　Ｓｔｅｒｏｌ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｆｏＥｄｉｂｌｅ　Ｏｉｌｓ　ａｎｄ　Ｆａｔｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＦｏｏｄ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ．２００２（１５）：１２３～１４２．　［７］Ｋｕｋｓｉｓ　Ａ，Ｂｅｒｖｅｒｉｄｇｅ　Ｊ　Ｍ　Ｒ．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ　ｏｆ　ｃｏｉｎ　ｏｉｌ：ｉｓｏｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｄｅｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔｅｒｏｌ　ｅｓｔｅｒｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＬｉｐｉｄＲｅｓｅａｒｃｈ，１９６０，１（５４）：３１１￣３２０．　［８］孟祥河，邹冬芽，毛忠贵．植物甾醇的氢化一甾烷醇生产工艺的研　究［Ｊ］．中国粮油学报，２００３，１８（５）：６６￣６９．　［９］谢敏浩，裘爱泳．Ｂ一谷甾醇的制备工艺［Ｊ］．中国油脂，２００６，３１　（４）：４０－４３．　［１Ｏ］陈林鹃，胡传荣．植物甾醇的氢化［Ｊ］．粮油加工，２００９（１１）：ｌ１～　１４．　［１】］夏少武，刘红天，赵纯洁．雷尼镍活性本质的探讨［Ｊ］．工业催化，　２ｏｏ３，ｌ１（２）：３６～４０．　［１２］Ｎａｋａｇａｗａ　Ｓ，Ｔａｉ　Ａ，Ｏｋｕｙａｍａ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．Ｅｎａｎｔｉ－ｄｉｆｆｅｒｅｔｉａｔｉｎｇ　ｈｙｄｒｏ—　ｇｅｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒａｏｍａｔｉｃ—．ｋｅｔｏｅｓｔｅｒｓ　ｏｖｅｒ　ｔａｒｔａｒｉｃ　ａｃｉｄ—．ｍｏｄｉｉｆｅｄ　Ｒａｎｅｙ　ｎｉｃｋｅｌ［Ｊ］．Ｔｏｐｉｃ　ｉｎ　Ｃａｔａｌｙｓｉｓ，２０００，１３（３）：１８７－１８９．　・行业资讯・　荷兰承诺２０１５年使用可持续棕榈油　据荷兰可持续棕榈油特别工作小组发布的声明　称．荷兰已经承诺到２０１５年底使用的棕榈油将全部为　可持续性棕榈油．即可持续棕油圆桌会议（ＲＳＰＯ）认证　的产品．成为全球第１个全部使用绿色热带棕榈油的　国家。荷兰市场的棕榈油供应商和买家承诺团结一致，　实现这个目标。该计划由荷兰人造奶油及油脂生产局　（ＭＯＶ）发起。荷兰可持续棕榈油特别工作小组还表示，　到２０１５年底．荷兰市场上的全部棕榈油均为可持续性　产品。由可持续棕油圆桌会议批准的棕榈油可以视为　可持续性产品。荷兰是欧洲最大的棕榈油贸易国，每年　进出口数量超过了２００万吨。（２０１０一ｌｌ一０９　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．　ｅｈｉｎａｇｒａｉｎ．ｅｎ／ｚｏｎｇｌｖｙｏｕ／２０１０／１１／８／２０１０１１８１０５１１１３９６１．ｈｔｍ１）