植物固醇，是以游離狀態(tài)或與脂肪酸和糖等結(jié)合的狀態(tài)存在的一種功能性成分，廣泛存在于蔬菜、水果等各種植物的細(xì)胞膜中。
植物固醇分為4-無甲基甾醇、4-甲基甾醇和4,4’-二甲基甾醇三類，4-無甲基甾醇主要有Β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和菜籽甾醇等。植物固醇的結(jié)構(gòu)與動物性甾醇的結(jié)構(gòu)基本相似，不同之處是c-4位所連甲基數(shù)目及c-11位側(cè)鏈的差異，正是這些側(cè)鏈上的微小不同致使其具有不同生理功能。
植物固醇本是植物性油脂的非皂化物，工業(yè)上是以大豆和油菜種子的滓子為原料，提取制造維生素.E時的副產(chǎn)物，或者來自制造米糠油時的非皂化物，經(jīng)提取、精制后得到的制品。
性質(zhì)
植物固醇，又稱植物甾醇，屬于植物性甾體化合物。植物固醇的主要成分包括谷固醇、菜油固醇、豆固醇、菜籽固醇和相應(yīng)的烷醇等，均以環(huán)戊烷全氫菲為主架結(jié)構(gòu)，并含有醇基，它們與膽固醇結(jié)構(gòu)上的區(qū)別是在C24上多了一些側(cè)鏈，如谷固醇在C24上有—個乙基，菜油固醇在C24上有一個甲基，而豆固醇的結(jié)構(gòu)與谷固醇一樣，只是C22上是一個雙鍵。植物固醇含量較高的植物食物包括植物油類、堅果種子類、豆類等。植物油中植物固醇含量以玉米胚芽油最高，其次為芝麻油；堅果種子類中開心果含量最高，其次為黑芝麻；豆類中以黃豆含量最高，其次為青豆；蔬菜水果及薯類中植物固醇含量較低。
物理特性
植物固醇的相對密度略大于水，不溶于水、酸和堿，可溶于多種有機(jī)溶劑，如溶解于乙.醚、苯、氯仿、乙酸乙酯、二硫化碳和石油醚。植物固醇的物理化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)為疏水性，但因其結(jié)構(gòu)上帶有羥基，故又具有親水性，所以植物固醇具有乳化性。經(jīng)溶劑結(jié)晶獲得的植物固醇通常為針狀白色結(jié)晶，其商品則多為粉末狀或片狀。植物固醇的相對分子質(zhì)量約為386～456Da，熔點較高，都超過100℃，最高達(dá)215℃。
生理功能
植物固醇是植物中的一種活性成分，對人體健康有很多益處。研究發(fā)現(xiàn)，植物固醇有降低血液膽固醇、防治前列腺肥大、抑制腫瘤、抑制乳腺增生和調(diào)節(jié)免疫等作用。國內(nèi)外研究表明，植物固醇在腸道內(nèi)可以與膽固醇競爭，減少膽固醇吸收，有效地降低高脂血癥患者血液中的“壞”膽固醇(包括總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇)含量，而不影響血液中的“好”膽固醇(高密度脂蛋白膽固醇)，對高血脂患者有很好的降脂效果。據(jù)統(tǒng)計，膳食中植物固醇攝入量越高，人群罹患心臟病和其他慢性病的危險性越少。
很多國際組織和學(xué)者都建議攝入含植物固醇高的食物，以減少冠心病等慢性病的發(fā)生。 植物固醇是一種自然存在于植物的化合物，它能夠阻止小腸對膽固醇的吸收。盡管許多蔬菜和植物油中都含有植物固醇，但是大多數(shù)人通過正常飲食所攝入的植物固醇的量是很少的。
研究表明，經(jīng)常吃植物蛋白的人，比對照組的膽固醇平均降低12%。它可阻斷食物中膽固醇的吸收；減少來自自身肝臟的膽固醇的再吸收。植物固醇進(jìn)入人體后，能較多地被腸吸收，從而降低膽固醇，不僅可抑制癌細(xì)胞分化，刺激癌細(xì)胞死亡，對防治心臟病也有好處。
降低膽固醇：植物固醇可以降低血液中低密度脂蛋白膽固醇，而對高密度脂蛋白膽固醇沒有影響。植物固醇降低膽固醇具體作用機(jī)制尚不清楚，可能的機(jī)制是腸道內(nèi)的膽固醇是先溶解在膽汁酸微團(tuán)中，再經(jīng)腸細(xì)胞吸收入血。微團(tuán)由磷脂、甘油酸酯、脂酸、膽固醇和其他物質(zhì)組成，屬于油性溶劑，具有一定的溶解度，植物固醇和膽固醇在理化性質(zhì)上存在差異，前者的疏水性大于后者，前者易溶于油性溶劑，后者易溶于水，這種理化性質(zhì)的差異引起二者在膽汁酸中的溶解性和溶解位置不同，影響腸道對于膽固醇的吸收。當(dāng)兩者共存于腸道時，植物固醇與微團(tuán)的親和力大于膽固醇，替代部分膽固醇溶解于微團(tuán)，降低微團(tuán)膽固醇的溶解性和經(jīng)腸細(xì)胞吸收入血的量，促進(jìn)膽固醇從糞便排除。模擬腸道微團(tuán)構(gòu)建的體外微乳劑實驗顯示，二者在微乳劑溶解的位置不同，植物固醇多溶解在微乳劑的核心，膽固醇多溶解在微乳劑的界面。植物固醇與膽固醇競爭性與腸微絨毛結(jié)合的具體作用機(jī)制尚不清楚，這種機(jī)制負(fù)責(zé)大約50%的膽固醇的吸收。少于5%的植物固醇的吸收。大部分吸收的植物固醇直接通過肝臟和膽道系統(tǒng)直接被清除，在體內(nèi)只有不到1%被保留下來。
抗癌作用：研究表明，谷固醇、豆固醇和菜油固醇的攝入量與胃癌的發(fā)生呈負(fù)相關(guān)。食用高植物性脂肪的日本人群乳腺癌的發(fā)病率低，而食用高動物性脂肪的西方人群乳腺癌發(fā)病率較高。且由于亞洲男性日常生活中攝人大量的植物固醇，其前列腺癌發(fā)病率低于食用大量動物膽固醇的西方人。人們對于植物固醇的抗癌機(jī)制進(jìn)行了大量的研究。但是其具體作用機(jī)制尚不清楚，可能的機(jī)制是植物固醇對細(xì)胞膜的作用、對細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、細(xì)胞凋亡以及免疫反應(yīng)的影響。植物固醇嵌入到細(xì)胞膜后并沒有改變總磷脂含量或者膽固醇與植物固醇的比例，但是它卻影響兩種磷脂類物質(zhì)的比例，神經(jīng)磷脂降低了約50%，磷酸卵磷脂卻增加了約8%，這有可能改變細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。植物固醇可能通過降低細(xì)胞膜表面流動性來達(dá)到抑制腫瘤的作用。植物固醇不僅可以提高肝臟內(nèi)一些脂肪酸去飽和酶的活性，而且還可以降低肝臟和前列腺5α-還原酶和前列腺的芳香酶的活性，而這兩種酶活性的提高可能導(dǎo)致前列腺增生和前列腺癌的發(fā)生。植物固醇可能通過鞘磷脂循環(huán)途徑來達(dá)到抑制腫瘤的目的。植物固醇可以降低細(xì)胞膜中鞘磷脂的含量，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)鞘磷脂循環(huán)的進(jìn)行。鞘磷脂經(jīng)鞘磷脂酶作用后，生成神經(jīng)酰胺，激活PP2A的活性，啟動細(xì)胞凋亡信號。植物固醇與其葡萄糖苷以100：1的比例混合后，可以刺激外周血淋巴細(xì)胞的增殖，除此之外，植物固醇還可以增加T細(xì)胞和NK細(xì)胞的增殖達(dá)到增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，但其具體的作用機(jī)制尚不清楚。
防治前列腺疾病：通過調(diào)整膳食結(jié)構(gòu)是防治前列腺疾病的一個重要方法。研究發(fā)現(xiàn)，與安慰劑組相比．植物固醇可以改善良性前列腺增生患者泌尿系統(tǒng)癥狀，其效果與非那司提(治療良性前列腺增生藥物)相同。200例良性前列腺增生患者每天服用60mg的谷固醇后，臨床癥狀改善，尿流量增大。350例良性前列腺增生患者服用谷固醇6個月后，排尿速度增加且痛苦感減輕。良性前列腺增生可能與年齡和睪丸激素有關(guān)，年輕男性睪酮水平很高且很少發(fā)生良性前列腺增生，老年男性睪酮水平降低而良性前列腺增生發(fā)病率很高。植物固醇防治前列腺增生可能的機(jī)制是其抑制了5α-睪酮還原酶活性，5α一睪酮還原酶促使睪酮轉(zhuǎn)變?yōu)?α-雙氫睪酮，而5α-雙氫睪酮的增多與前列腺增生發(fā)病關(guān)系密切。所以對于中老年男性除注意食物中植物固醇的攝入外，還可適量的服用谷固醇，這樣既可以降低膽固醇的水平，又可以預(yù)防前列腺疾病的發(fā)生。
其他作用：物固醇可以降低體內(nèi)C-反應(yīng)蛋白水平植物固醇還具有抗氧化的作用，用谷固醇取代人類角質(zhì)化細(xì)胞膜中的膽固醇，研究谷固醇對細(xì)胞中由紫外線介導(dǎo)產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化物的影響，發(fā)現(xiàn)谷固醇可以使脂質(zhì)過氧化物降低30%。植物固醇還具有消炎、抗病毒、調(diào)節(jié)體內(nèi)激素和調(diào)節(jié)代謝的作用。
檢測方法
早期的植物固醇檢測方法有毛地黃皂甙法、酶法和可見分光光度法等。毛地黃皂甙法的檢測原理為一分子固醇與一分子毛地黃皂甙形成白色絡(luò)合物，其操作復(fù)雜且靈敏度低。酶法的檢測原理為將固醇類物質(zhì)皂化后，在膽固醇氧化酶的氧化作用下生成固醇酮和過氧化氫，經(jīng)過氧化物酶催化，與4-氨基安替比林和酚發(fā)生顏色反應(yīng)，然后在500nm處測定度．其操作復(fù)雜且重復(fù)性較差?？梢姺止夤舛确ǖ脑頌楣檀碱愇镔|(zhì)溶解于氯仿后，與醋酸在濃硫酸的催化下發(fā)生顏色反應(yīng)，在678nm處測定吸光值，其穩(wěn)定性、重復(fù)性和靈敏度較好。但以上方法只能檢測總固醇類物質(zhì)含量，不能定量固醇組分，難以滿足工業(yè)和臨床檢測的需要。能夠?qū)檀冀M分定性和定量的檢測方法有薄層色譜法、氣相色譜法和高效液相色譜法HPLC等。
植物固醇由于被研究證明具有降低血液中有害膽固醇LDL（低密度膽固醇）的效果，因此芬蘭的拉伊希奧公司和尤尼利巴公司最早將其利用在人造黃油產(chǎn)品中，在2000年前后的美國和歐洲市場上，創(chuàng)歷史記錄地成為熱銷產(chǎn)品。2001年3月，日本花王公司推出了健康植物油產(chǎn)品“?？杉{”，它是添加植物固醇（4%）的特保食品食用油脂的第二號商品，作為食用油脂“救世主”一下子在市場上引起了人們的特別關(guān)注。2001年8月，日本利巴推出添加了植物固醇酯的特保人造黃油產(chǎn)品“浦洛·阿克替浦”登陸歐美市場。
該產(chǎn)品約含植物固醇12%，既可以涂面包，又可以在制湯和燉燜食品中使用，食用者很容易達(dá)到必要的攝取量。其安全性和降膽固醇效果得到東海大學(xué)醫(yī)學(xué)部和早稻田大學(xué)合作進(jìn)行的臨床驗證，這對中老年人以及健康意識不斷提高的人群有很強(qiáng)的吸引力。 由于受植物固醇溶解性和其他制約因素的影響，添加植物固醇的食品普及并不很快。一些原料公司與用戶研究確定了提高植物固醇溶解性的生產(chǎn)技術(shù)，因而使日本市場對植物固醇的需求再次出現(xiàn)“重新燃起”的風(fēng)潮。
廣泛應(yīng)用
2004年3月，日清公司推出了新生產(chǎn)的特保食品健康食用油“海爾?？继m思臺”。這種健康油脂是在存在米糠油來源的三酰化甘油的條件下，用酯化技術(shù)法制造的，在每克油脂中含0.45克植物固醇。它具*的米糠油的香味，油炸或炒菜時，能使菜肴醇香味美，獨.具特色。丘比公司正在為“丘比康特羅爾”申請?zhí)乇Ｊ称罚@種產(chǎn)品是采用植物固醇材料后具有降低膽固醇效果的蛋黃醬產(chǎn)品。味之素公司的蛋黃醬產(chǎn)品添加了植物固醇酯，經(jīng)確認(rèn)有降低膽固醇的效果，現(xiàn)已實現(xiàn)商品化生產(chǎn)。
雖然植物固醇仍限于調(diào)理用油脂、面包主食和食用色拉等用途，但由于消費頻度增加了，因此市場需求量也大幅度增加了。另外，美國可口可樂飲料公司開發(fā)生產(chǎn)了添加植物固醇成分的*柑橘汁產(chǎn)品“米尼刺·梅伊德浦來米阿姆”，并于2003年12月開始上市銷售。迄今為止，添加植物固醇的食品定價較高，但如果每天飲用這種果汁飲料2杯（240毫克），連續(xù)飲用8周，就可降低膽固醇10%左右，因此市場發(fā)展很順利。
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