皮汶靈，邢巧，冉志文，肖懿雪，虞歡歡，胥正浩，王怡涵，王鍇

（重慶第二師范學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，重慶 400067）

角鯊烯于1906年被一名日本化學(xué)家發(fā)現(xiàn)后，就引起了其在食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域的大量研究[1]。角鯊烯屬于一種脂質(zhì)不皂化物，在人體皮膚、皮下脂肪、肝臟等器官中都廣泛存在，并且具有顯著的抗氧化、抗輻射、強(qiáng)化免疫調(diào)節(jié)和增強(qiáng)新陳代謝等功能。

同時(shí)，角鯊烯也廣泛存在于植物和動(dòng)物中[2]。目前隨著保護(hù)動(dòng)物、維護(hù)生態(tài)平衡等方面的加強(qiáng)，從動(dòng)物油脂中提取角鯊烯的傳統(tǒng)方法面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)，而從植物中提取角鯊烯能從一定程度上緩解和改善這一現(xiàn)狀，且日益成為了具有廣闊前景的方法[3]。

1 角鯊烯的概述

1.1 角鯊烯的功效

角鯊烯是所有細(xì)胞中類固醇的前體，是一種非常重要的功能油脂，其具有極強(qiáng)的抗氧化性和清除自由基能力[4]。Farvin等人通過做動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了角鯊烯可以通過抗氧化功能對(duì)大白鼠心臟起到保護(hù)作用。同時(shí)，角鯊烯已被證實(shí)對(duì)治療高血壓、糖尿病、冠心病及癌癥有效[5]。其中Das等[6]人通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)了角鯊烯可以對(duì)化療細(xì)胞起抑制毒性的作用[6]。

1.2 角鯊烯的來源

角鯊烯是重要的天然活性物質(zhì)。多年來的研究發(fā)現(xiàn)，角鯊烯作為一種脂質(zhì)不皂化物，廣泛分布在絕大多數(shù)動(dòng)植物體內(nèi)[1]。目前，鯊魚肝的出油率高且角鯊烯的含量豐富，因此角鯊烯的主要來源仍然是深海鯊魚的肝油，其提取率可達(dá)50%以上[7]。但是，并非所有深海鯊魚的肝油中都存在角鯊烯，角鯊烯含量會(huì)隨魚種、年齡、地理、種群不同而變化。在其他動(dòng)物油脂中也發(fā)現(xiàn)含有角鯊烯，但其含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于深海鯊魚。

在植物中角鯊烯分布廣，但大多數(shù)植物角鯊烯含量不高[8]。研究人員在植物的根、葉、皮等部分都發(fā)現(xiàn)過角鯊烯，植物果實(shí)制成的植物油中的角鯊烯含量相對(duì)較高[9]。其中Dhar等[10]人通過高效液相色譜法對(duì)茄子角鯊烯含量進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)茄子葉片中角鯊烯含量為8.33～9.96μg/g，其中不同部位的角鯊烯的含量也不同，由低含量到高含量依次為果子、根、莖、葉。游鳳也對(duì)紅棗成分進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，紅棗皮中也含有較高的角鯊烯成分，從棗皮粗提物中提取的角鯊烯含量大約為21.29%。植物性角鯊烯來源中，橄欖油和棕櫚油等油脂都可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，以提供生產(chǎn)角鯊烯的原料[11]。但這些油脂均為食用油脂，雖不存在安全和生態(tài)環(huán)境問題，但存在與人爭食的問題。所以植物油脂提取角鯊烯的其中一條重要途徑是采用加工過程的廢棄物脫臭餾出物或渣油作原料[12]。由Al-Darmaki等人使用超臨界二氧化碳萃取法從餾出物中分離角鯊烯，就發(fā)現(xiàn)角鯊烯回收率高達(dá)95%，濃度達(dá)16%。由此更能體現(xiàn)加工廢棄物提取角鯊烯回收率高，濃度高等優(yōu)點(diǎn)[13]。

另外，也可從微生物中分離純化角鯊烯，如面包酵母和圓孢酵母油脂。利用廢棄酵母獲取角鯊烯，不僅提高了廢棄酵母的附加值，且綜合利用解決了廢棄物的環(huán)保問題，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)[14]。

通過對(duì)以上三種角鯊烯來源進(jìn)行含量比較，可以得出動(dòng)物來源的角鯊烯含量豐富，可達(dá)到50%左右。在植物來源中，橄欖油中的角鯊烯含量最高，可以達(dá)到動(dòng)物來源含量的79%及以上，是一種高效提取角鯊烯的植物原料。微生物中的角鯊烯提取量較低，目前對(duì)微生物來源的角鯊烯提取工藝也不夠完善，對(duì)此來源的研究不夠深入。植物角鯊烯來源非常廣泛，其中的油脂、種仁、果實(shí)等都可以提取出角鯊烯。而動(dòng)物角鯊烯的來源就比較單調(diào)，市面上的角鯊烯來源幾乎都來自于深海鯊魚的肝油，且隨著全球?qū)?dòng)物的保護(hù)意識(shí)增強(qiáng)，這種途徑來源受到人們的強(qiáng)烈抵制，因此急需發(fā)展出一種高效提取角鯊烯的工藝。而微生物來源的角鯊烯種類少，且提取角鯊烯的微生物中易混入其他來源不明的微生物，不易提取。

表1 角鯊烯的常見動(dòng)植物來源

2 植物來源的角鯊烯

1935年人們首次在橄欖油中發(fā)現(xiàn)角鯊烯后，研究人員不僅重視角鯊烯動(dòng)物來源，并且也逐漸重視植物來源角鯊烯的研究和開發(fā)。角鯊烯含量較高的植物油脂，如橄欖油、莧菜籽油等被廣泛研究，成為了制備角鯊烯的重要工業(yè)來源。但這些植物油脂均為食用油，從節(jié)約食物、保護(hù)環(huán)境等方面的考慮得出，利用加工過程中廢棄物脫臭餾出物作為原料將是廢物利用提取植物角鯊烯的有效途徑。

2.1 甘草中的角鯊烯

甘草主要藥效成分為甘草酸屬五環(huán)三萜類物質(zhì)，角鯊烯為其生物合成的中間代謝物[15]。通過梁新華、鄭彩霞等人對(duì)甘草中角鯊烯含量的研究得知，甘草不同部位的角鯊烯含量不同，從低含量到高含量依次為甘草根、甘草帶皮種子、甘草不帶皮種子[16]。并且他們采用索氏提取器抽提為前處理方法，得出甘草的平均回收率為99.96%，角鯊烯含量達(dá)到0.0781±0.0002%[17]。雖然甘草中含有角鯊烯的事實(shí)很早就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，但由于角鯊烯在甘草中的含量偏低，科研人員在對(duì)甘草中角鯊烯的分離、提取方面還未深入研究。因此，在今后的研究中可以重視從甘草中提 取角鯊烯。

表2 甘草生長旺盛時(shí)期各部位的角鯊烯含量

2.2 羅漢果中的角鯊烯

在對(duì)羅漢果葉、羅漢果果實(shí)、塊根、種仁進(jìn)行成分研究后，得出羅漢果種仁中含有較高的角鯊烯。陳全斌等人通過對(duì)羅漢果的種仁油進(jìn)行提取，對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了初步的研究，通過GC-MS檢測，發(fā)現(xiàn)羅漢果種仁油中含有角鯊烯[18]。采用HPLC外標(biāo)法定量，表明羅漢果種仁油中含有角鯊烯含量為12.5%，純度為98.5%。其次從陳全斌他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知，用索氏提取法對(duì)羅漢果種仁進(jìn)行油脂的提取是可行的，此方法宜用于工廠化大型生產(chǎn)。

2.3 糯米香茶中的角鯊烯

糯米香茶繁衍迅速，成本低廉，是一種廉價(jià)且角鯊烯含量較高的植物。尹桂豪等人通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)糯米香茶中含有大量的活性物質(zhì)角鯊烯及其他功能性物質(zhì)[19]。同時(shí)經(jīng)過研究得知，在經(jīng)過DC-MS技術(shù)發(fā)現(xiàn)正乙烷提取糯米香茶制備所得揮發(fā)油中主要成分為角鯊烯（75.83%）。糯米香茶因含有多種活性物質(zhì)，其中的角鯊烯成分尤其值得開發(fā)和利用[20]。在總結(jié)了多篇文獻(xiàn)后得出了提取糯米香茶中角鯊烯的最優(yōu)工藝，即先進(jìn)行超臨界CO2萃取糯米香茶中的角鯊烯粗提液，再用正乙烷進(jìn)行皂化處理，然后冷凍結(jié)晶，接著進(jìn)行過濾、收集濾液，再進(jìn)行硅膠純化，最后進(jìn)行半制備高效液相色譜。通過這種工藝制備的角鯊烯純度高，效果好，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

2.4 植物油中的角鯊烯

植物中角鯊烯分布廣泛，在許多植物的根、莖、葉、皮等部分都含有活性物質(zhì)角鯊烯，其中以植物油中的含量最為豐富，可達(dá)到30%以上。Gunawan等人采用改進(jìn)后的索氏裝置抽提、萃取得出大豆油中角鯊烯的含量達(dá)到95.9%[21]；戴宇航等人采用二級(jí)分子蒸餾然后使用硅膠色譜柱得出橄欖油的角鯊烯含量為98%[3]。除此之外，在眾多植物油脫臭物中也存在大量角鯊烯。李祥清等人就采用溶劑稀釋的前處理方法，得出植物油脫臭餾出物中角鯊烯含量達(dá)到1750～26100mg/kg[22]。對(duì)比植物油和植物油脫臭餾出物提取角鯊烯，植物油提取的含量更高，且研究角度廣、時(shí)間長，是一種具有完善工藝和高提取量高純度的方法。而植物油脫臭餾出物提取角鯊烯的研究時(shí)間短，深度不夠，且相對(duì)植物油來講含量很低。但提取角鯊烯的植物油脂均為食用油，因此利用加工過程中廢棄物脫臭餾出物作為原料將是廢物利用提取角鯊烯的高效途徑，并可不斷完善提取工藝，實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。

3 角鯊烯的制備

目前市場上動(dòng)物角鯊烯的制備方法主要分為兩種。一種是將原料肝油直接進(jìn)行減壓蒸餾。一種是先將肝油進(jìn)行皂化處理，分離得到非皂化物后再進(jìn)行減壓蒸餾。減壓蒸餾后收集餾出物得角鯊烯粗品，經(jīng)脫酸、金屬鈉減壓蒸餾后用乙醇處理，再經(jīng)減壓蒸餾即可得角鯊烯精制品[23]。

隨著科技的進(jìn)步，活性成分的分離、純化的方法和技術(shù)也越來越成熟且多樣化，植物角鯊烯的提取方法也越來越豐富，其主要包括：溶劑提取法、皂化分離法、分子蒸餾法、減壓蒸餾法、酶解法等[11]。植物中提取角鯊烯需要進(jìn)行多種方法復(fù)合提取，比如羅漢果種仁油角鯊烯的提取需要先使用溶劑提取，將破碎的種仁或者種子中的脂溶性物質(zhì)進(jìn)行浸提，然后除去有機(jī)溶劑得到粗品，再用有機(jī)溶劑洗脫，收集到無色洗脫液，最后用減壓蒸餾法除去有機(jī)溶劑得到角鯊烯。這種方法一般用于植物種子提取角鯊烯，同時(shí)也適用于植物油提取，但該方法會(huì)將不皂化物提取出來，需要進(jìn)行其他處理除去。另外也有研究人員用超臨界流體提取植物油中的角鯊烯，這種方法適用于提取植物中的油脂、維生素、角鯊烯等成分，參考多個(gè)超臨界流體法的條件，發(fā)現(xiàn)在50～60bar、40～50℃的條件下提取效果最好，但這種方法雜質(zhì)太多，提取困難，不能大規(guī)模生產(chǎn)。其他提取方法優(yōu)缺點(diǎn)詳情見表3。

表3 植物中提取角鯊烯的不同方法及優(yōu)缺點(diǎn)

4 結(jié)論與展望

通過前人的研究發(fā)現(xiàn)，角鯊烯廣泛存在于動(dòng)植物體內(nèi)。隨著保護(hù)動(dòng)物、維護(hù)生態(tài)平衡的措施加強(qiáng)，從動(dòng)物油脂中提取角鯊烯的傳統(tǒng)方法面臨著越來越多的制約，而從植物中提取角鯊烯能日益成為了具有廣闊前景的方法。在了解到植物中角鯊烯的分布非常廣泛和制備工藝不夠完善的前提下，尋求開發(fā)植物來源角鯊烯的工作十分必要。

查閱過大量文獻(xiàn)之后，我們發(fā)現(xiàn)各種提取角鯊烯的方法都存在一定弊端，研究手段多但沒有深度。各種復(fù)合的組合提取方法都會(huì)影響角鯊烯的提取，導(dǎo)致提取純度低或者提取量不夠。因此，找到合理植物提取方法，得到高純度、高含量的角鯊烯是研究人員探索的中心問題，非常有必要在前人基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究提取角鯊烯方法，從而得出一套能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的工藝方法。因此期待科研人員研究出一種更高效、穩(wěn)定、便捷、環(huán)保的提取方法，完善植物提取角鯊烯工藝。