橄榄油中角鲨烯的提取与应用.docx

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橄榄油中角鲨烯的提取与应用

橄榄油的主要成分为油酸,约占所有油脂成分的65%~80%,此基本上奠定了橄榄油具有优越的品质,因此有“食用植物油皇后”的美称.橄榄油中最为突出的功能性油脂成分为角鲨烯,含量约136~708mg/100g,是一种天然的抗氧化剂,所以橄榄油过氧化值很低,一般条件下贮放几年后的橄榄油无异味。

角鲨烯又名鲨烯、鲨萜、三十碳六烯、角鲨油素、鱼肝油萜，是一种高度不饱和的直链三萜类化合物。

角鲨烯为无色或微黄色透明油状液体，具有令人愉快的气味，吸氧变粘成亚麻油状液体。

角鲨烯易溶于乙醚、石油醚、丙酮和四氯化碳，微溶乙醇和冰醋酸，不溶于水。

一．角鲨烯的生理功能

1）显著的抗氧化、抗辐射作用

油脂中的角鲨烯具有高度的抗氧化作用，这也是角鲨烯含量较高的橄榄油和米糠油具有较好贮存稳定性的原因之一。

而鲨鱼之所以能在无阳光的、氧含量甚微、压力高的深海中生存，具有抵御恶劣环境的强大生命力，是以巨大的肝脏作为能源支柱，肝脏的活力据推断与角鲨烯强大的抗氧化能力密切相判。

因此鲨鱼肝中的角鲨烯并未转换成甾类物质而是在肝脏中富集。

但角鲨烯被氧化后，生成物反而有促进氧化的作用。

对外来辐射造成机体内细胞或组织的衰老死亡，角鲨烯都能通过强化新陈代谢作用更新细胞和组织的生长来减少辐射造成的伤害。

2）参与包括胆固醇代谢的人体内多种生物反应

角鲨烯在人体内参与胆固醇的生物合成及多种生化反应。

同位素标记角鲨烯的动物试验证明，角鲨烯可在肠道迅速吸收并沉积于肝脏和体脂中，成为不皂化物的一部分。

连续两周在大鼠饲料中添加一定量的角鲨烯，会发现烃类化合物在毛发、皮肤、肌肉和肠组织脂质中的含量为对照组的2～10倍。

角鲨烯在肝脏内转化成胆酸，还能与载体蛋白和7--羟基-4-胆甾烯结合，显著增加12--羟化酶的活性，促进胆固醇的转化，并能提高血清铜蓝蛋白与转铁蛋白以及超氧化物歧化酶与乳酸脱氢酶的活性。

3）强化免疫调节和增强新陈代谢作用

目前的研究表明，角鲨烯具有类似红细胞那样摄取氧的功能，摄氧后可以生成活化的氧化角鲨烯，在血液循环中输送到机体末端细胞后释放氧，从而增加机体组织对氧的利用能力，促进胆汁分泌，强化肝功能，达到增进食欲、加速消除因缺氧所致的各种疾病的目的。

实验结果表明，角鲨烯是一种烷氧基甘油的前驱物质，这种烷氧基甘油会进行很强的“夺氧作用”，使血液内大量合成人体所最需要的氧气，让每一个组织与器官的细胞都在氧气充足的环境下新陈代谢，其结果对合成高质量的红血球、保持血液的弱碱性和增强白血球的吞噬能力有明

显的帮助作用。

4）解毒作用

现代科技的发展同时也带来一些负面影响，如农药虽然可以促进农作物的高效高产，但却大量的残留在人们的日常饮食中，使人们在不知不觉中受到毒害。

Ziegler等研究发现，角鲨烯对人体和动物体有解毒作用，可移除组织中的脂溶性毒素。

5）抗疲劳作用

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,角鲨烯正是具有消除自由基、调节免疫功能等作用。

当角鲨烯进入人体,迅速引起氧化作用,促使超氧化酶与乳酸脱氢酶显著升高,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。

6）抗心血管疾病

高血压、高血脂、高血粘是心脑血管疾病元凶，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心脏病、高血压、低血压及中风等，对冠心病、心肌炎、心肌梗死等有显著缓解作用。

可显著降低胆固醇和甘油三酯含量，强化某些降胆固醇药物药效，抑制血清胆固醇浓度，降低脂蛋白浓度，并加速胆固醇从粪便中排泄，可延缓动脉粥样硬化形成。

角鲨烯能增加高密度脂蛋白和增加富含携氧细胞体，人体摄入后，有助于降压、降脂、降粘，可迅速促使血管疏通，是人体“血管清道夫”，防止冠心病和脑中风发生。

7）抗感染作用

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，可预治细菌引起上呼吸道感染、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等。

二．角鲨烯的提取

1）溶剂提取法

即通过使用一种或几种混合溶剂提取原料中的角鲨烯。

该方法一般用于在植物种子或枝叶中提取角鲨烯，也多用于油脂中角鲨烯含量较高的成分。

该方法的缺点是会将植物中油脂连同不皂化物一同提出，之后大多要进行再次处理以除去可皂化部分。

陈全斌等利用索氏提取器提取罗汉果中的角鲨烯成分，之后还要进行柱层析处理，才能分离得到高纯度的角鲨烯。

溶剂提取法是利用角鲨烯容易溶解于某些溶剂特性的一种传统提取方法，也是最常用方法。

该法必须与其它纯化法相结合才能得到较高纯度角鲨烯。

陈全斌将罗汉果种仁或种籽破碎，用有机溶剂浸取脂溶性物质，除去脂溶性物质中有机溶剂，即制得罗汉果角鲨烯粗品。

再将罗汉果角鲨烯粗品经硅胶层析柱，有机溶剂洗脱，收集洗脱液无色部分，并经减压蒸馏除去有机溶剂，即制得罗汉果角鲨烯精品。

其粗品含角鲨烯量大于40%，精品角鲨烯含量大于95%。

2）超临界二氧化碳萃取法

超临界CO2萃取是一种全新分离技术，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，其在对天然产物提取中应用越来越受到重视。

超临界CO2萃取是通过改变压力和温度以改变超临界CO2流体密度使溶质在其中溶解度发生改变而分离。

物质在超临界状态下，将超临界流体与待分离物质接触，使其具选择性依次将极性、沸点和分子量大小高低不同成分分离萃取。

PaoloBondioli等采用超临界CO2萃取回收橄榄油脱臭馏出物中角鲨烯。

橄榄油脱臭馏出物含角鲨烯10~30wt%，先将脱臭馏出物中游离脂肪酸、甲酯、乙酯转化成相应甘油三酯，接着用超临界CO2萃取富集角鲨烯组分。

过程采用中试装置，萃取柱逆流式操作，此工艺可

回收高纯度角鲨烯，产率约90%。

LuisV'azquez等应用逆流超临界CO2萃取橄榄油脱臭馏出物中角鲨烯。

橄榄油脱臭馏出物乙基化后得到副产品，主要含有角鲨烯和脂肪酯，应用基团贡献状态方程（GroupContributionEquationofState）模拟分离工艺，并设计萃取实验。

萃取在等温逆流柱中，无回流、温度343K、压力150~230bar、溶剂物料比约13下进行；研究发现，实验与计算得率及相组成完全一致，残留物角鲨烯浓度达90%wt。

最后，应用热动力学模型研究最佳工艺条件，提高角鲨烯回收率，包括萃取物部分回流及在连续逆流萃取柱内超临界溶剂循环。

3）高速逆流色谱法

高速逆流色谱（HSCCC）是一种基于液―液多级逆流萃取建立色谱体系，没有固相载体，避免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，高速逆流色谱可直接纯化粗制样品。

Hai–TaoLu，等应用高效逆流色谱分离纯化从微藻制备角鲨烯，从微藻（ThraustochytriumATCC26185）获得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―甲醇（2∶1V/V）组成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入柱子，进行分离，整个高速逆流色谱分离过程需90分钟。

分离组分用高效液相色谱测定纯度达

96%，回收率95%，得率0.13%（粗角鲨烯提取物含角鲨烯0.14%）。

4）柱色谱吸附分离法

柱色谱又称柱层析分离，是一种以分配平衡为机理分配方法。

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，反复多次利用混合物所含各组分分配平衡性质差异，最后达到彼此分离目的。

近年该法对分离植物油脱臭馏出物有益单体成分取得一定进展。

柱色谱吸附分离法是根据角鲨烯与其他脂肪酸在吸附剂上的吸附力不同而得到分离，一般情况下极性较大的物质易被硅胶吸附，极性很弱的角鲨烯不易被硅胶吸附而首先流出，整个分离过程即是吸附、解吸、再吸附、再解吸过程。

SetiyoGuanawan等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，采用原料为含45%FFA和20%甘油酯的大豆油脱臭馏出物，采用改进索式萃取（Soxhletextraction）和硅胶柱色谱，研究硅胶柱色谱分离组分化合物灵敏性。

采用改进索式萃提，可有效将脂肪酸甾醇酯和角鲨烯分离为一组分，而生育酚、游离植物甾醇、甘油三酯和游离脂肪酸分离成另一种组分，可获得含3.91%脂肪酸甾醇酯（FASES）、1.83%角鲨烯、6.40%生育酚和5.36%游离植物甾醇原料，富含FASES（12.19%，回收率94.32%）和角鲨烯（6.29%，回收率100%）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层析分离角鲨烯，用10.96L己烷在23℃洗脱柱子，在第二馏分中可获得角鲨烯（纯度95.90%，回收率93.09%）。

虽改进索式抽提需大量有害不利环境有机溶剂，但溶剂很容易回收，且不需要比分子蒸馏复杂仪器，在大气压和低温下操作，动力消耗少。

5）酯化分离法

即醇解法，就是利用低级醇置换动植物油脂中的丙三醇，从而达到降低脂肪酸沸点和分离皂化与不皂化部分的目的。

一般来说这种方法适用于比较黏稠的油脂的转酯化反应，即通过反应使得皂化成分与不皂化部分分层，对不皂化部分进行萃取分离。

这种方法比较适合于角鲨烯在不皂化物中占较大比例的原料，可以直接得到高纯度角鲨烯。

该方法反应机理简单，操作方便，但通过单纯使用这种方法不能得到较高含量的角鲨烯。

该方法_般都与其他方法联用。

6）脂肪酶选择性水解法

通过脂肪酶的催化作用使得脂肪酸水解并溶于水中，通过分液的形式的得到不溶于水的不皂化物部分，省去了大量的溶剂和复杂的分离过程。

曹国民等用蚕丝固定化酶进行橄榄油的水解，结果表明在脂肪酶的催化作用下其脂肪酸部分得到了几乎完全的水解，故可得不皂化物部分。

7）分子蒸馏法

分子蒸馏法是特种蒸馏的一种，其原理是利用不同分子量的分子在一定温度和压力的条件下具有不同的分子运动平均自由程而进行分离。

一般在高真空条件下进行。

这时分子运动的平均自由程相对比较大，因而很大程度上降低了蒸馏温度，可以有效防止多烯脂肪酸受热氧化分解。

分子蒸馏时，分子量小的组分作为轻相蒸出，分子量大的组分作为重相流出。

分子蒸馏的缺点是需要高真空设备，能耗较高，且不能分离分子量相近的组分。

Sun．H等使用分子蒸馏提取苋菜红种子油，在重相得到收率达76％的角鲨烯。

角鲨烯作为一种抗氧化剂，其本身就容易在高温高压或其他条件下氧化，属于热敏性物质，不能用普通的精馏方法提取富集。

对于这种热敏性物料适合酯化后使用分子蒸馏提取富集，再通过溶剂提取或者是柱色谱分离，可得到高纯度角鲨烯。

Sun．H等通过对苋菜红油脂的直接分子蒸馏和碱炼皂化后再进行分子蒸馏表明，皂化碱炼的前处理对于分子精馏的分离程度十分重要，直接影响着产物的质量。

橄榄油的皂化反应、分子蒸馏分离纯化角鲨烯、不皂化物分离。

通过对橄榄油的皂化处理，提取出角鲨烯含量较高的橄榄油不皂化物，同时还有少量的脂肪酸溶于不皂化物中，考虑对预处理产物进行分子蒸馏进行提纯角鲨烯的研究。

脂肪酸的沸点和角鲨烯沸点相差较大故很容易除去。

而甾醇的沸点和角鲨烯有重合且甾醇沸点跨度较大，若提前对不皂化物进行处理如溶剂萃取等操作会使角鲨烯产生较大的损失，故选择可以避免角鲨烯收到过多损失的分

子蒸馏方法。

使用如下的设计方案：

使用两级分子蒸馏提取角鲨烯。

一级分子蒸馏用于分离不皂化物中的游离脂肪酸。

收集重相测定其角鲨烯的先硅含量