功能性脂质--角鲨烯提取纯化综述
喻召武 食品1303研
摘要: 角鲨烯是一种重要生物活性物质，广泛应用于化妆品、医药、食品等许多行业。该文简介角鲨烯结构、性质及生理功能，并对角鲨烯提取、纯化新进展及应用进行综述。 关键词： 角鲨烯； 生物活性物质 1 角鲨烯概述
角鲨烯的理化性质
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。角鲨烯的英文名squalene，分子式为C30H50，化学名称为2，6，10，15，19，23-六甲基-2，6，10，l4，18，22-二十四碳六烯，分子量为。角鲨烯的硫脲加成物经X-衍射实验表明，角鲨烯为全反式的异构体[1]，其结构见右图。角鲨烯为无色或微黄 （角鲨烯的化学结构） 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，比重mL，熔点为-750℃，在常压下330℃分解，沸点数据为：280℃ kPa)；285℃；240～242℃(533Pa)。闪点110℃，折光率n20为，粘度。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[2]。 角鲨烯的来源
目前，角鲨烯最主要的来源依然是深海鱼类。不同种类的深海鲨鱼肝油中，角鲨烯含量各不相同，其含量范围从15%~69%不等[3]。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量较多。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。 2 角鲨烯的生理功能
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
[4]
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关[5]。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[6]。 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[7]。
抗癌和抗肿瘤作用
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，对胃癌、食道癌、肺癌、卵巢癌，具有明显的疗效。
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[8]。
3 角鲨烯的应用 化妆品工业
角鲨烯为无色或淡黄色油状液体，在化妆品标准配方(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，同时具有抗氧化剂和自由基清除剂的作用[9]。另外也用作高级香皂的高脂剂。
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，可使皮肤免受高温和紫外光的伤害。角鲨烯是很好的活性氧输送载体，故含角鲨烯化妆品有防止皮肤粗糙、增强皮肤免疫力等功效。 在医药中的应用
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，如角鲨烯单独使用于鼠类时即有抗肿瘤的效果，其作用机理是角鲨烯可以抑制肿瘤细胞的生长，并增强机体的免疫力，从而增强对肿瘤的抵抗力[10]。另一方面，角鲨烯能抑制致癌物亚硝胺的生成，从而可以起到抗肿瘤的作用[11]。 食品工业
角鲨烯因其具有提高血红蛋白的携氧能力，促进新陈代谢，提高机体免疫力和降低血清总胆固醇，防止动脉粥样硬化等功能，而常作为功效成分添加于保健食品中。 其他行业
食品加工机械中使用的润滑油要求很高，既要性能好又要符合卫生安全。以角鲨烯制成的润滑剂，可用于食品加工机械，有安全卫生、热稳定性高、抗氧化性强以及润滑作用良好等特点[12]。用含有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[13]。 4 角鲨烯的提取与纯化方法概述
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、铂等金属作用下加氢形成另一种生物活性物质-角鲨烷。角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，可采用冷冻结晶而分离。目前除从深海鲨鱼肝油中提取外，主要从橄榄油脱臭馏出物中提取。
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
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[l4]。 酯化分离法
即醇解法，就是利用低级酵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[15]。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。该方法一般都与其他方法联用[16]。 超临界流体萃取法
用超临界流体如二氧化碳等为溶剂，从固体或液体中萃取可溶组分的传质分离操作，适用于高沸点、热敏性或易氯化的物质，甚至可用于活体所含物质的提取分离。目前的用途之一就是从天然物质提取油脂、香精、维生素等，通过调节温度和压力等参数，可以控制物质的萃取和分离。卞俊等利用超临界C02作为萃取剂萃取植物油脂中的角鲨烯，通过单独萃取或辅助精馏过程萃取，结果表明在50～60bar、40-- 50℃的条件下，萃取结果较为满意。但该方法也有着萃取杂质过多，提纯困难且能耗较高的缺点，不能大规模在工业上使用[17]。 超声辅助提取法
超声提取用于提取固体中的角鲨烯，通过超声波在溶剂中产生的“空化效应”和机械作用，一方面可有效地破碎植物的细胞壁。使有效成分呈游离状态并溶入提取溶剂中，另一方面可加速提取溶剂的分子运动，使得提取溶剂和药材中的有效成分快速接触，相互溶合、混合。张宏武等使用乙醚为溶剂超声提取蚤休中的脂溶性成分，溶解过膜后进行检测。结果表明可以提取出果实中所含的角鲨烯。该方法同样会使得其他组分在提取物中富集，并且总结出方法使用的规律性条件，故应于其他方法配合使用。 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。 柱色谱法
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。
吸附分离法的优点在于分离效果好，产品纯度高，缺点是分离规模较小，分离成本高，有些洗脱剂容易污染产品。近年来，人们开始采用大型制备液相色谱装置来分离纯化药用级别的角鲨烯，研究已经成熟并可适用于较大规模生产。刘海涛等使用ATCC 26185型制备色谱以体积比2:1的正己烷和甲醇为流动相，可以得到95%纯度的角鲨烯，收率为96%[18]。
水蒸汽提取法
动物源角鲨烯尤其是从鲨鱼肝脏中提取角鲨烯通常使用水蒸汽提取法[19]。城野钟昊发明的方法是将原料水洗后切碎，用双层锅以100℃的蒸汽蒸馏4h后进行提取，提取液浓缩后取油状上清液，放置一昼夜后再取其上清液，加入浓度50g/L的酸性粘土搅拌继续放置一昼夜，之后除去沉淀物并精制上清液，使用2号滤纸过滤即可得到含量在%的角鲨烯。浜屋通泰发明的提取方法的工序是将肝脏匀浆在沸点100℃进行蒸馏，过滤后的肝油渣和油放在冷库中储藏l～2昼夜以提高纯化程度。贮藏温度为-2～-10℃并在库内进行过滤。再在1--8℃的条件下进行冷却，除去200h的蜡，将精制的成分再一次过滤，可得到纯正的角鲨烯提取液[20]。 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[21]。 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。等使用分子蒸馏提取苋菜红种子油，在重相得到收牢达76%的角鲨烯[22]。 角鲨烯分离纯化的集成化方法
植物油脂中含有各种组分，其组成比较复杂，实现提取纯度较高的角鲨烯以用于各种用途，需要结合多种方法，发挥集成化方法的优势。如Camilla .等首先使用脂肪水解酶处理棕榈油脱臭馏出物，使得角鲨烯含量从%提高到%，再通过反相吸附色谱分离得到纯度高达9326的纯品角鲨烯[23]。Setiyo G等利用索氏提取器使用正己烷为溶剂进行提取%的角鲨烯，分不同馏分收集后送入硅胶柱色谱中进行分离，结果的到纯度为95%，收率为%的角鲨烯[24]。通过这些技术的集成化应用，形成了一条既能保证得到高纯度角鲨烯的工艺路线，又能够兼顾工艺过程的收率的工艺路线。各种新型集成化分离技术在大规模分离纯化角鲨烯上已显示出巨大的潜力，并将有广阔的工艺前景。 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新资源是我们目前面临的一个问题。相信随着科学技术的发展，角鲨烯的开发和利用将进一步提高，其应用将更加广泛[25]。
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-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 精心搜集整理，只为你的需要
角鲨烯综述 - 图文
