植物甾醇的功能及应用前景

文 / 杨晓波 吴 洁 齐懿鸣 黑龙江省完达山乳业股份有限公司

随着人民生活条件的不断提高，在饮食形态上趋向高热量、高油脂的食品，而这类富含胆固醇的食品却是导致心血管疾病的元凶。早在20 世纪50 年代，植物甾醇作为一类天然物质，被确认具有抑制胆固醇在肠内的吸收，降低胆固醇含量的生理功能作用。它广泛分布于自然界，是植物体内构成细胞膜的成分之一，也是多种激素、维生素D及甾组化合物合成的前体。天然植物甾醇种类繁多，主要包括豆甾醇、β-谷甾醇、菜油甾醇、和菜籽甾醇4 种无甲基甾醇，另外还有燕麦甾醇、菠菜甾醇、麦角甾醇、环木菠萝烯醇等。

1 植物甾醇的来源

植物甾醇广泛存在于植物的根、茎、叶、果实和种子中，不同植物种类其含量不同。植物甾醇主要来源于植物油、麦类、水果和蔬菜等。而食入的饱和性植物甾醇则较少，其主要来自于玉米、小麦、黑麦和大米中。在所有的植物油中都含有甾醇，但由于油脂较多的加工过程（如精炼、脱色、除臭），大大降低了植物油中甾醇的含量。

2 植物甾醇的结构

图1 植物甾醇的饱和形式

植物甾醇是以环戊烷全氢菲为骨架（又称甾核）的一类物质，在自然界中以游离态或结合态存在，其中以结合态存在的有甾醇酯、甾醇糖苷、甾醇脂肪酸酯、甾醇咖啡酸酯等，同动物中胆固醇的作用相同。植物甾醇在植物细胞中也起着稳定细胞膜的作用。现在，已经确认的植物甾醇有40多种，其中以β-谷甾醇、豆甾醇和菜油甾醇为主。这些甾醇的结构与胆固醇结构基本相似，都属于4-无甲基甾醇。它们具有相同的手性结构，在结构上唯一不同之的是侧链，但正是这些侧链上的微小差异导致了它们具有极大不同的生理功能。另外，在植物中，还有一类称为饱和性植物甾醇，它们在结构环5α位置上被氢化，缺少C=C双键，成为植物甾醇饱和形式（图1）。

3 植物甾醇的性质

植物甾醇是植物中的一种活性成分，在结构上与动物性甾醇如胆甾醇相似。甾醇为环戊全氢菲的3-羟基化合物，C-5上有双键的称甾醇，C-5饱和的称甾烷醇。相互间的区别在于支链大小和双键数目的不同。甾醇在植物体内有4 种存在形式，分别为游离态、甾醇酯（脂肪酸酯和酚酸酯）、甾基糖苷和酰化甾基糖苷。游离甾醇和甾醇酯可溶于非极性溶剂如正己烷，而甾基糖苷和酰化甾基糖苷需要极性改性剂方可溶解。大部分的植物甾醇是固体，如谷甾醇、菜油甾醇和豆甾醇，它们的熔点分别为140 ℃、157 ℃、158 ℃和170℃。侧链越大，植物甾醇的疏水性越强，侧链上的双键使甾醇具有亲水性。

4 植物甾醇的主要功能

植物甾醇是一种重要的天然甾体，具有许多重要的生理功能。β-谷甾醇具有类似氢化或的松和

羟基保泰松的功能，有较强的抗炎作用；甾醇对治疗溃疡性皮肤鳞癌有明显功能。另外，通过细胞培养发现，谷甾醇能促进血纤维蛋白溶酶原激活因子，可作为血纤维溶解触发素，对血栓症有预防作用。植物甾醇除了在药物上的应用外，最为引人注目的是其具有降低胆固醇的功效。

4.1 降低血清胆固醇浓度

补充植物甾醇能明显降低血液中总胆固醇（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，并且没有任何明显的副作用；补充不同剂量的植物甾醇可使TC降低10%，LDL降低13%左右；同时，植物甾醇对高脂血症有辅助治疗效果。

另外，植物甾醇对正常成人也有降脂作用。Sierksma等的双盲对照研究发现，与对照组相比，服用大豆甾醇0.8 g/天，3 周后可显著降低血液中的TC和LDL含量，但不会引起血液中其它脂溶性维生素如胡萝卜素水平的下降。

因此，现在科学家们普遍认为摄入或补充足量的植物甾醇有助于降低冠心病的发病率。

4.2 治疗前列腺疾病

植物甾醇对减少男性前列腺肥大和前列腺癌的发生率有一定的积极意义。Kassen等发现，β-谷甾醇培养可促进人类前列腺基质细胞生长因子β1的表达和增强蛋白激酶C-α的活性。

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，并且没有激素的副作用。植物甾醇的甾族结构类似于雌激素的结构，表明植物甾醇可能具有雌激素的活性。

4.3 作为抗癌物质

研究证明，植物甾醇对机体某些癌症的发生和发展有一定抑制作用，如乳腺癌、胃癌、肠癌等。

4.3.1 乳腺癌

Awad等用含植物甾醇或胆甾醇的饲料饲养SCID小鼠15 天后，在小鼠靠近右侧腹股沟的乳腺脂肪垫处接种肿瘤。8 周后，2 组动物体重和食物消耗量无差别，但植物甾醇组小鼠的肿瘤直径仅为胆甾醇组的67%（P<0.01），癌症的淋巴转移和肺转移也比胆甾醇组少。因此作者认为植物甾醇可延缓乳腺肿瘤的生长和扩散。

4.3.2 结肠癌

Janezic等观察了植物甾醇对小鼠结肠上皮细胞增殖的影响。胆酸能显著增加结肠上皮细胞增殖，而植物甾醇可显著减少胆酸引起的细胞增殖，并且呈现出一定的剂量依赖性关系，它还可显著降低细胞的有丝分裂指数，但不表现剂量依赖关系。植物甾醇的这一作用与其减少癌症发生危险性的功能有关；植物甾醇能改变胆甾醇和胆酸的代谢。体试验也证明β-谷甾醇可以阻止HT29人类大肠癌细胞的生长，并且这一效应与鞘磷脂循环的激活有关。

4.3.3 其它癌症

DeStefani等的研究证明，摄入较多植物甾醇可降低胃癌发生的危险性。Mendilaharsu等的研究则证明，植物甾醇的摄入量与肺癌发生率之间呈负相关关系。高植物甾醇摄入者肺癌发生的危险性比低摄入者降低50%，这一效果在肺腺癌的发生上效果更为显著。摄入较多植物甾醇可减少人群肺癌的发生率。

4.4 其它作用

4.4.1 抗炎作用

植物甾醇的抗炎作用也是较早被发现的功能之一。研究证明，β-谷甾醇有类似于氢化可的松和强的松等的较强的抗炎作用，豆甾醇也有一定的消炎功能，但均无可的松类的副作用，类似于阿司匹林类的退热镇痛作用。

4.4.2 免疫调节

Bouic等的试验证明，给马拉松长跑运动员服用β-谷甾醇及其糖苷混合物后，受试组血中白细胞总数明显低于空白对照组，CD3和CD4细胞上升，血清白介素—6水平降低。说明这些受试者在经过马拉松长跑之后，免疫抑制较轻，感染的机会较小。

另一项研究也发现，β-谷甾醇及其糖苷可刺激淋巴细胞增殖，因此植物甾醇可作为一种免疫调节因子。

4.4.3 抗病毒

Eugater等观察了植物甾醇混合物对HIV1、人类巨细胞病毒（HCMV）和单纯疱疹病毒（HSV）的作用。发现组织与植物甾醇温育后可明显拮抗HIV诱导的细胞病理改变，在体外对HCMV感染的细胞可阻断抗原的表达，并可在早期阻断与HSV有关的VERO细胞抗原的表达。

5 植物甾醇的应用

关于植物甾醇的应用，迄今已发表了大量的著作，领域涉及医药、化妆品、食品（包括航空食品）、光学产品、饲料、油漆、颜料、树脂、造纸、纺织、杀虫剂及除草剂等。

目前应用最多的首先是在医药方面，植物甾醇作为甾体激素药物的原料、降胆固醇的药物、抗炎退热及拮抗肠癌、宫颈癌、皮肤癌、肺癌、前列腺癌等。

在食品领域的应用趋向主要是作为预防心血管疾病的功能性活性成分。目前，已开始建立植物甾醇的添加量、组成与食品主体成分（如脂肪酸的组成、含量）的关联。

国家卫生部最新批准的新资源食品“植物甾醇”被中外专家称为“生命的钥匙”、“血管的清道夫”，用“植物甾醇”和被称为“营养之王”的牛奶经科学的搭配起到了预防和配合治疗心脑血管疾病的功效—促进产生血纤维蛋白溶源激活因子, 作为血纤维溶解触发素, 起到预防和配合治疗血栓症的作用（梗塞），阻止胆固醇的吸收和血脂的积累, 使血液中多余的胆固醇、血脂随大小便排出体外, 起到了预防和配合治疗高血压、高血脂、冠心病、动脉硬化、胸闷、心悸等疾病和症状, 起到了“血管的清道夫”的作用；软化血管；长期饮用增加血管的弹性, 减少心脑血管的发病率。

近年来，由于植物甾醇的热稳定性及其抗氧化、抗聚合能力的发现，煎炸油工业对植物甾醇的引入已为时不远。

关于膳食、基因与疾病相互关系的研究进展与趋势表明，将来的某一天，必定可将包括植物甾醇及其组成的RDA健康膳食建议修改得更适合于个体，研究进展与趋势还将明晰植物甾醇对动植物基因表达的影响，人类食物资源中植物甾醇对胆固醇的歧视。

在饲养应用研究中发现，植物甾醇能刺激食欲，在水中能形成植物激素，即植物甾醇—核糖核蛋白的复合体，这一复合体能增加原植物激素对环境温度（包括进入体内后的动物体温）及在动物体内分解的稳定性，促进动物蛋白质的合成，有利于动物的健康和生长。在化学工业中，植物甾醇多成为高档化妆品、洗涤及美容用品的关键性成分。

6 植物甾醇应用的展望

植物甾醇重要的生理功能已日益受到人们关注，但对其作用机理及安全性等问题还存在较多争议， 有待于进一步研究。植物甾醇的研究开发在国外已得到迅速发展，各种新产品不断问世，而我国在该领域研究开发仍较滞后。我国具有丰富的油料、木浆下脚料及中草药等植物甾醇的资源可供开发，而且当前功能性制品深受消费者青睐，因此，开发甾醇类功能性制品前景非常广阔。

[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] 钟建华，徐方正.植物甾醇的特性、生理功能及应用.食品与药品，2005，7（2）：20-21.

[4] 唐传核.植物甾醇及其生理功能研究概况.西部粮油科技，2001，26（2）：34-38.

[5] 胡学烟.植物甾醇的发展前景.西部粮油科技，2001，26（5）：34-36.

[6] 王稳航.植物甾醇及其在食品中的应用.西部粮油科技，2002，6：41-44.

[7] 李月，陈锦屏.植物甾醇功能及开发前景展望.粮食与油脂，2004，5：11-13.

[8] 植物菌醇牛奶上市.中国乳业，2008，34（6）：145.