功能性脂质-角鲨烯提取纯化及其应用

1、功能性脂质-角鲨烯提取纯化及其应用粮油食品科技第18卷2010年第4期油脂开发功能性脂质一角鲨烯提取纯化及其应用官波,郑文诚(山东医学高等专科学校,山东济南250002)其存在,结构和性质以及生理功能,并对角鲨烯的提取纯化的新进展以及应用进行综述.关键词:角鲨烯;提取;功能;应用中图分类号:TS202.3文献标识码:A文章编号:10077561(2010)04002704ExtractionandpurificationofsqualeneanditsapplicationGUANBo,ZHENGWencheng(ShandongMedicalCollege,JinanShandong2500

2、02)Abstract:Squaleneisanimportantbioactivematerialwhichwidelyusedinmanyindustries,suchasCOSmetics,pharmaceutical,foodandSOon.Itsorigins,structure,property,anditsphysiologicalfunctionswerebrieflyintroduced.Recentprogressofextractionandpurificationofsqualene,anditsapplicationweresummarized.Keywords:sq

3、ualene;extraction;function;application1角鲨烯的存在,结构和性质角鲨烯又名鲨烯,三十碳六烯,鱼肝油萜,化学名为2,6,10,15,19,23一六甲基一2,6,10,14,18,22一二十四碳六烯,是一种高度不饱和烃类化合物,最初由日本化学家Tsujimoto在1906年在黑鲨鱼肝类,多不饱和脂肪族烃类化合物,含有六个非共轭双键,其结构见图1.工业角鲨烯的特性见表1.图1角鲨烯的化学结构角鲨烯的主要来源是深海鲨鱼肝油,占脂质含量的90%以上,同时还少量存在于油脂的不皂化物中,尤其是橄榄油,棕榈油和棕榈脂肪酸馏出物中含收稿日期:20091209作者简介:官波(

4、1963一),女,副教授量较多.表1工业角鲨烯的特性分子式C30H50分子量碘值皂化值酸值比重(25)折光指数(n20./D)冻点/闪点/沸点PC红外峰371<一552l8212213/3mmHg;248/5mmHg1670,1450,1390,1110,870最近发现在苋菜籽油中含有3%以上的角鲨烯,苋属植物的种子油有望作为潜在的角鲨烯资源.植物油,菜籽油,大豆油,米糠油,棉籽油也含有一定角鲨烯大部分随着油脂脱臭进人植物油脱臭馏出物中.在植物油脱臭馏出物中以生育酚一角鲨烯,甾醇一角鲨烯聚集化合物的形式存在,由于这些组分问的性质相似,分离它们十分困难,目前还没有理想的方法.不同原料中角鲨

5、烯的含量见表2.角鲨烯因含有六个双键,极不稳定,容易氧化,在空气中放置会产生特殊气味.易在镍,铂等金属囿油脂开发粮油食品科技第18卷2010年第4期压,低血压及中风等,对冠心病,心肌炎,心肌梗死等有显着缓解作用;可显着降低胆固醇和甘油三酯含量,强化某些降胆固醇药物的药效,抑制血清胆固醇浓度,降低脂蛋白浓度,并加速胆固醇在粪便中排泄,可延缓动脉粥样硬化的形成,预防冠心病与脑中风的发生.角鲨烯是不饱和脂肪酸,能增加高密度脂蛋白,能增加富含携氧细胞体,人体摄入后,可有助降压,降脂,降粘,可迅速促使疏通血管,是人体的鲨烯具有调节血浆胆固醇的平衡,降低血脂和软化血管的作用,从而可有效地减缓动脉粥样硬化的

6、形成,防止冠心病与脑中风的发生.角鲨烯具有渗透,扩散,杀菌作用,可用作杀菌剂,对白癣菌,大肠杆菌,痢疾杆菌,绿脓杆菌,金葡菌,溶血性链球菌及念珠菌等有杀灭和抑制作用,可预防,治疗细菌引起的上呼吸道感染,皮肤病,耳鼻喉炎等,还可治疗湿疹,烫伤,放射性皮肤溃疡及口疮.3角鲨烯的提取与纯化方法随着科学技术的发展,对于角鲨烯的提取和分离,在实验室涌现出许多新的方法.溶剂提取法是利用角鲨烯容易溶解于某些溶剂的特性而使用的一种方法,是一种传统的方法,但也结合才能得到较高纯度的角鲨烯.陈全斌6将罗汉果的种仁或种籽破碎,用有机溶剂浸取出脂溶性物质,除去脂溶性物质中的有机烯粗品过硅胶层析柱,用有机溶剂洗脱,收集

7、洗脱液无色部分,并用减压蒸馏法除去有机溶剂,即制得罗汉果角鲨烯精品.其粗品中含角鲨烯量大于40%,精品中角鲨烯含量大于95%.超临界CO萃取具有无易燃性,无化学反应,无毒,无污染,安全性高,操作简单等优点,在天然产物提取中越来越受到重视.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,沸点高低和分子量大小不同的成分萃取分离.鲨烯在常温下是无色油状液体,不溶于水,难溶于甲醇,乙醇和冰醋酸,易溶于乙醚,石油醚,丙酮,四氯化碳等有机溶剂中.因此,角鲨烯可以用有机溶剂有效地提取,根据其在不同溶剂中的溶解性,可采用外,

8、主要从橄榄油脱臭馏出物中提取.表2不同原料中角鲨烯的含量原料含量/%深海鲨鱼肝油橄榄油苋菜红油(苋属植物的种子油)罗汉果种仁油棕榈脂肪酸馏出物大豆油脱臭馏出物米糠油脱臭馏出物米糠油橄榄油脱臭馏出物Canna油脱臭馏出物54863.06.O(58)10302角鲨烯的功能角鲨烯具有极强的供氧能力,可抑制癌细胞生成,防止癌细胞扩散和因化疗而使白细胞减少,对胃明,角鲨烯可降低砷盐在细胞内的聚集,抑制亚砷酸钠的致癌作用及4一甲基亚硝胺一13吡啶一1一丁酮所诱导的肺癌,对结肠癌亦有预防作用.周金煦等小鼠接种艾氏腹水瘤(EAC)细胞试验,证明角鲨烯既能降低EAC接种的成活率,又能抑床观察角鲨烯对胃癌,食道癌

9、,肺癌的总有效率可达88.4%,且无不良反应.疲劳是一种复杂的生理生化过程,它通常与代谢紊乱,自由基过多,免疫功能失调有关,角鲨烯正鲨烯进入人体,迅速引起氧化作用,促使超氧化酶与乳酸脱氢酶显着升高,乳酸迅速分解,体内能量代谢旺盛,体力快速恢复,疲劳及时消除.同时,角鲨烯又使红细胞在体内大增,可有效克服因缺氧所引起的各种疾病.为组织细胞制造能量,为减轻体力疲劳,创造充分的物质基础.高血压,高血脂,高血粘是心脑血管疾病的元凶,是杀人的隐形杀手.角鲨烯能促进血液循环,预防及治疗因血液循环不良而引起的心脏病,高血国粮油食品科技第l8卷2010年第4期PaoloBondiolietal7采用超临界CO2

10、萃取从橄可以回收,萃取过程先将存在于脱臭馏出物中的游离脂肪酸,甲酯,乙酯转化成相应的甘油三酸酯,接鲨烯和其它组分.此工艺可回收高纯度的角鲨烯,产率约90%.LuisVazquezetal_8应用逆流超临界二氧化碳臭馏出物乙基化后得到的副产品,主要含有角鲨烯和脂肪酸酯,应用基团贡献状态方程(GroupContfi-butionEquationofState)来模拟分离工艺,并设计萃取实验.萃取在等温逆流柱中进行,无回流,温度发现,实验计算得率和相组成完全一致,残留物中角鲨烯浓度达到90%wt,最后,应用热动力学模型研究最佳工艺条件,来提高角鲨烯的回收率,措施包括萃取物部分回流以及在连续逆流萃取柱

11、内超临界溶剂的循环.高速逆流色谱(HSCCC)是一种基于液一液多级逆流萃取建立的色谱体系,没有固相载体,避免了待分离样品与固相载体表面产生化学反应而变化和不可逆吸附;高速逆流色谱可以直接纯化粗制样品.HaiTaoLu,etall9应用高效逆流色谱从微藻制备分离纯化角鲨烯,从微藻(ThraustochytriumATCC26185)获得食物角鲨烯用有机溶剂萃取,粗角鲨烯提取物进一步用由正己烷一甲醇(2:1v/V)组成的无水两相溶剂体系分离,上层相作为流动相在流速2.0mL/min下以首端洗脱方式泵人柱子中,96%,回收率95%,得率0.13%(粗角鲨烯提取物含角鲨烯0.14%).柱色谱又称柱层析

12、分离,是一种以分配平衡为机理的分配方法.体系包含两个相,一个是固定相,一个是流动相.当两相相对运动时,反复多次的利用混合物中所含各组分分配平衡性质的差异,最后油脂开发臭馏出物的有益成分单体取得一定进展.SetiyoGuanawanetal10采用硅胶柱色谱从大豆油脱臭馏出物中分离和纯化角鲨烯,采用的原料为含45%的游离FFA和20%甘油酸酯的大豆油脱臭馏出物,采用改进的索式提取器(soxhletextraetion)和硅胶柱色谱,研究了硅胶柱色谱分离组分化甾醇酯和角鲨烯分离为一组分,而生育酚,游离植物甾醇,甘油三酸酯(TAGS)和游离脂肪酸(FFAS)分离成另一种组分.富含脂肪酸甾醇酯(FAS

13、ES)12.19%,回收率94.32%和角鲨烯6.29%,回收率100%的第一馏分.在第二馏分中FFAS,TAGS,生育酚和游离植物甾醇分别为35.05%,3.49%,2.39%和0.41%.在此馏分中FFAS,TAGS,生育酚和游离植物甾醇的回收率分别为20.41%,5.89%,9.83%和2.09%.第一馏分随后进入硅胶柱色谱洗脱柱子,在第二馏分中可获得角鲨烯(纯度95.90%和回收率93.09%).虽然改进的索式抽提需要大量有害的不利环境的有机溶剂,但是溶剂很容易回收,而且不需要比分子蒸馏复杂的仪器,在大气压下和低温下操作,动力消耗少.4角鲨烯的应用角鲨烯为无色或淡黄色油状液体,在化妆品

14、标准配方(如乳油,软膏,防晒霜)中很容易乳化,因此,可用于膏霜(冷霜,洁肤霜,润肤霜),乳液,发油,发乳,唇膏,芳香油和香粉等化妆品中做保湿剂,外也用作高级香皂的高脂剂.角鲨烯的生物活性也十分广泛地应用在美容药疗效,且没有副作用.例如一种以33份角鲨烯,33份十二烷和33份十四烷组成的制剂用于治疗痤疮等皮肤病,在施用后几小时见效,几天内可治愈.份相混合后以大豆油配成100份制得的美容胶囊,服用后可改善皮肤的新陈代谢与微循环.由于角鲨烯在高温和紫外光照射下很容易生成过氧化物,所以应用于护肤品中时,可使皮肤免受高体,故含角鲨烯化妆品有防止皮肤粗糙,增强皮肤免圆油脂开发粮油食品科技第18卷2010年

15、第4期泛.食品加工机械中使用的润滑油要求很高,既要剂,可用于食品加工机械,有安全卫生,热稳定性高,角鲨烯的乳液处理纤维,可使织物的手感好,保湿性强,易于洗涤,洗后保持原有性能并易于熨烫处理.角鲨烯还可以用于农药使用,可作为杀虫剂,尤其对火蚂蚁和蚊子有效.5小结角鲨烯作为一种具有多种生理功能的生物活性物质,它的应用日益受到人们的重视,市场需求量越来越大.但是由于资源有限,寻找和开发角鲨烯的技术的发展,角鲨烯的开发和利用将进一步提高,其应用更加广泛.参考文献:leneasafunctionallipidinfoodsandeonmeticsJ.LipidTechnolo-gY,2002,(12):

16、104107.2吴时敏.角鲨烯开发利用J.粮食与油脂,2001,(1):36.3许瑞波,刘玮炜,王明艳,等.角鲨烯的制备及应用进展J.山东医药,2005,45(35):697O.4潘风.角鲨烯提高人类生命质量的奥秘J.上海医药,2002,23(1):3031.5赵炎成.八宝合一角鲨烯的食疗保健功能J.东方食疗与保健,2006,(11):78.6陈全斌,义祥辉,程忠泉.植物角鲨烯及其制备方法P.中国专利,CN1670005.leneRecoveryfromOliveOilDeodorizerDistillatesJ.JAmerOilChemSoc,1993,70(8):763766.Regler

17、o,Recoveryofsqualenefromvegetableoilsourcesusingcoun-icalFluids,2007,(40):5966.9HaipurificationofsqualenefromthemicroalgaThraustochytriumATCC26185byhighspeedcountercurrentchromatographyJ.JournalofChromatographyA,2003,(994):3743.10SetiyoGunawan,NovyS.Kasim,Yificationofsqualenefromsoybeanoildeodorizer

18、distillateJ.Sepa-rationandPurificationTechnology,2008,(60):128135.11金靖德.美容精华素胶囊P.中国专利,CN1126070,1996.J.林产化学与工业,2004,24(3):107112.疫力等功效.Kamitsuji1将角鲨烯及酸性染料配制成一种染发剂,该染发剂具有使用安全,染后的头角鲨烯为原料配制而成的头发护理剂有去头屑,防脱发和生发功效.为了改善口感,牙膏中会加入一些香精,但这些香精都是一些化学原料制成,对口腔中加入少量的角鲨烯,从而可以减轻牙膏中薄荷油等香料对口腔皮肤的伤害.癌症是人类的大敌,迄今为止还没有很好的特效药物可以治疗.许多研究结果表明,角鲨烯对于肿瘤的治疗具有一定的生物活性,如角鲨烯单独使用