李躍凡，王媛媛，馬改琴，李 琪，于修燭

西北農(nóng)林科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，糧油功能化加工陜西省高校工程研究中心，陜西 楊凌 712100

角鯊烯(2,6,10,15,19,23-六甲基-2,6,10,14,18,22-廿四碳六烯，C30H50)是一種具有異戊二烯結(jié)構(gòu)的全反式三萜烯化合物，因含6個(gè)雙鍵，性質(zhì)極不穩(wěn)定，易于氧化。在抑制氧化應(yīng)激和清除體內(nèi)的炎癥因子等方面具有較好的功能特性[1-2]，被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化妝品等領(lǐng)域。

1916年，角鯊烯首先在鯊魚(yú)肝臟中被發(fā)現(xiàn)[3]，引起了廣泛關(guān)注，它是肝臟油脂中不皂化物的主要成分。1935年，橄欖油中也被證明存在角鯊烯[4]，此后，對(duì)角鯊烯來(lái)源的研究不斷增多。近年來(lái)的研究表明，角鯊烯在植物中分布廣泛，主要存在于含油較多的植物種子或果實(shí)中。微生物中也含有微量的角鯊烯，可通過(guò)發(fā)酵進(jìn)行生物合成，但目前微生物產(chǎn)量十分有限。因此，隨著對(duì)動(dòng)物保護(hù)意識(shí)的提高，植物被認(rèn)為是天然角鯊烯的主要來(lái)源，探索從植物中提取角鯊烯的方法將有利于促進(jìn)植物資源的綜合利用，獲得純度和安全性高的角鯊烯，同時(shí)研究角鯊烯的功能特性對(duì)其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的提高意義重大。

作者從角鯊烯來(lái)源出發(fā)，討論獲取角鯊烯的有效途徑，并對(duì)角鯊烯在心血管疾病、免疫系統(tǒng)、癌癥等方面的功能特性及可能的作用機(jī)制進(jìn)行探討，旨在為角鯊烯資源的研究和開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

1 角鯊烯的來(lái)源

1.1 動(dòng)物來(lái)源

在動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，膽固醇以乙酰輔酶A開(kāi)始通過(guò)甲羥戊酸/類異戊二烯途徑合成[5]，角鯊烯作為膽固醇的前體物質(zhì)，其在體內(nèi)的濃度受到膽固醇合成的影響。肝臟是合成膽固醇的主要器官，因此角鯊烯在動(dòng)物肝臟內(nèi)含量較高，如鯊魚(yú)肝臟油脂中，角鯊烯含量高達(dá)40%以上[6]，被認(rèn)為是角鯊烯最豐富的來(lái)源之一。此外，角鯊烯還存在于人體和動(dòng)物的多個(gè)器官和組織中，如人體皮膚、牦牛肉的肱二頭肌、淡水魚(yú)肌肉和內(nèi)臟等[6-7]，但其中角鯊烯含量不高，一般低于500 mg/kg，開(kāi)發(fā)價(jià)值較小。而鯊魚(yú)中角鯊烯含量高，但其繁殖周期長(zhǎng)、生長(zhǎng)緩慢，并且肝臟中易積累污染物、病原體和有毒物質(zhì)等。考慮到環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)品的安全性，動(dòng)物來(lái)源具有一定局限性，需要開(kāi)發(fā)其他的角鯊烯資源。

1.2 植物來(lái)源

1.2.1 植物中的角鯊烯

自然界中角鯊烯分布廣泛，尤其是在以植物種子、果實(shí)等為原料提取的植物油中，角鯊烯含量較高(見(jiàn)表1)。由表1可知：橄欖油、莧菜籽油和南瓜籽油中含有豐富的角鯊烯，橄欖果含油量25%左右，油中角鯊烯含量在0.2%～0.7%之間[8]；莧菜籽中的含油量?jī)H為4%～8%，但其油中含有2.4%～8.0%的角鯊烯，約占種子總質(zhì)量的0.4%[12-13，22]；南瓜籽油中的角鯊烯含量?jī)H次于橄欖油和莧菜籽油，但受油料脫殼和壓榨方式的影響。一般情況下，冷榨南瓜籽油的角鯊烯含量較高[23]，最高能達(dá)到5 000 mg/kg[14-15]；堅(jiān)果油、傳統(tǒng)藥用植物的油提取物中角鯊烯含量也較高，如摩洛哥堅(jiān)果油中角鯊烯的含量為3 130 mg/kg[16]、牡丹花蕊油中的為2 730 mg/kg[17]、山杏葉油中的為2 190 mg/kg[18]等。相比于角鯊烯含量較低(一般低于200 mg/kg)的其他商品植物油，這些油或提取物中的角鯊烯含量較高，但相關(guān)研究較少。

此外，茶葉中角鯊烯含量十分豐富，為角鯊烯的來(lái)源提供了更多可能。研究顯示，茶葉提取物中角鯊烯含量可達(dá)到3 682 mg/kg[24]，僅次于上述3種富含角鯊烯的植物油。茶葉的角鯊烯含量受到茶葉品種和成熟度的影響，綠茶茶葉中的角鯊烯含量(干基)最高可達(dá)1 630 mg/kg[25]，糯米香茶干燥粉末中角鯊烯含量約727.1 mg/kg[26]，烏龍茶葉中約234 mg/kg[27]。Park等[25]研究表明，茶葉提取物中的角鯊烯含量在1.6～29.2 g/kg之間，老葉中所含的角鯊烯更為豐富，遠(yuǎn)高于嫩葉，甚至超過(guò)橄欖油中的角鯊烯。茶產(chǎn)業(yè)中往往只采摘嫩葉部分，老葉的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值有限。對(duì)老茶葉中角鯊烯資源的開(kāi)發(fā)，可以與茶產(chǎn)業(yè)中對(duì)嫩葉的利用形成互補(bǔ)，充分利用茶葉的剩余資源，為角鯊烯開(kāi)發(fā)提供了新的選擇。

表1 植物油或植物提取物中的角鯊烯Table 1 Squalene in vegetable oils or plant extracts

1.2.2 植物油加工副產(chǎn)物中的角鯊烯

植物油加工副產(chǎn)物也是角鯊烯的重要來(lái)源。伴隨著植物油的精煉過(guò)程，角鯊烯在加工副產(chǎn)物中富集，此時(shí)的角鯊烯含量較高，利于分離純化，可獲得高純度角鯊烯(表2)。Nergiz等[34]研究證明，與初榨橄欖油相比，增加精煉步驟使角鯊烯含量減少40.94%，其中脫臭過(guò)程對(duì)角鯊烯影響最大，大部分角鯊烯會(huì)隨著油脂脫臭進(jìn)入橄欖油的脫臭餾出物中。從大豆餾出物酯化脫酸并提取生育酚、植物甾醇后的油渣中提取角鯊烯，角鯊烯的含量從4%～7%被富集到15%～25%，經(jīng)分子蒸餾和吸附純化后，角鯊烯純度可達(dá)87%[32]。米糠油脫臭餾出物和脂肪酸餾出物中含有較高比例的不皂化物，被認(rèn)為是富集角鯊烯和植物甾醇的重要來(lái)源[33]。因此，除了從不同種類的植物資源中獲取角鯊烯外，還能回收植物油加工副產(chǎn)物中的角鯊烯，不僅提高了植物資源的利用率，而且拓寬了角鯊烯來(lái)源的渠道。

表2 植物油副產(chǎn)物中的角鯊烯Table 2 Squalene in vegetable oil by-products

1.3 微生物來(lái)源

微生物中角鯊烯是代謝的產(chǎn)物，可通過(guò)甲羥戊酸/類異戊二烯途徑和甲基赤蘚糖醇磷酸途徑合成。隨著對(duì)生物合成酶和調(diào)控機(jī)制更深入的探索，微生物合成角鯊烯被認(rèn)為是增加角鯊烯產(chǎn)量的有效途徑。破囊壺菌、釀酒酵母、德氏圓孢菌、大腸桿菌、微藻等都是生物合成角鯊烯的有效微生物[5]。釀酒酵母和大腸桿菌等微生物作為宿主還可靶向特定基因，通過(guò)生化途徑驅(qū)動(dòng)角鯊烯的合成[35]。但目前微生物合成角鯊烯在調(diào)控機(jī)制、菌株分離、工業(yè)化生產(chǎn)等方面存在一定的技術(shù)困難，且產(chǎn)量上也低于植物源角鯊烯，實(shí)際開(kāi)發(fā)應(yīng)用的局限性較大。

2 角鯊烯提取和純化方法

角鯊烯具有脂溶性且不可皂化的特點(diǎn)，常用溶劑提取法提取，經(jīng)酯化或皂化后油脂中的甘油三酯和脂肪酸可被去除，再用蒸餾法或柱色譜分離法進(jìn)行純化，以獲得較高純度的角鯊烯。傳統(tǒng)提取法以傳統(tǒng)設(shè)備、步驟簡(jiǎn)單的工藝為主，提取效率低、損耗大；新型提取和純化方法補(bǔ)充了傳統(tǒng)提取方式的不足，優(yōu)化提取和純化工藝，可獲得更高含量和純度的角鯊烯。

2.1 提取方法

2.1.1 溶劑提取法

溶劑提取法即利用角鯊烯易溶于正己烷、石油醚、三氯甲烷等有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，將其與其他雜質(zhì)進(jìn)行初步分離，得到角鯊烯含量較高的提取物。常用的液-液萃取法就是溶劑提取的一種，即把目標(biāo)化合物從液相樣品轉(zhuǎn)移到另一個(gè)液相，是長(zhǎng)期以來(lái)提取脂類物質(zhì)最廣泛使用的方法。如索氏提取法，利用脂類物質(zhì)在有機(jī)溶劑的溶解性進(jìn)行反復(fù)多次提取，達(dá)到較高的提取率。由于不同物質(zhì)在不同有機(jī)溶劑中的溶解度不同，有機(jī)溶劑的選擇很大程度上影響了提取角鯊烯的效率。李冬梅等[36]用正己烷、石油醚、丙酮和三氯甲烷4種有機(jī)溶劑索氏提取油茶籽中的茶油，油中的角鯊烯濃度隨提取溶劑的不同而不同，分別為7.62%、0.94%、0.29%、0.54%，證明正己烷提取油中角鯊烯有較好的效果。但作為傳統(tǒng)的提取方法，存在溶劑分離困難、毒性大等缺點(diǎn)，要得到較高質(zhì)量的角鯊烯，還需要與其他提取方法相結(jié)合。

新型的液-液萃取法彌補(bǔ)了傳統(tǒng)溶劑法的不足，可以使用低毒性的溶劑進(jìn)行萃取，如Hernndez等[37]研究完全可生物降解的乳酸乙酯和角鯊烯、橄欖油在環(huán)境壓力下的液液平衡，因?yàn)椴煌浔鹊慕酋徬┖透视腿ピ谌樗嵋阴ブ械姆峙湎禂?shù)不同，在一定溫度下角鯊烯的溶解度可比甘油三酯高3.5倍，證明從角鯊烯-甘油三酯混合物中選擇性回收角鯊烯是可行的，可應(yīng)用液-液逆流萃取工藝從橄欖油脫臭餾出物中純化角鯊烯。此外，新型的液-液萃取法也改善了傳統(tǒng)溶劑法提取時(shí)間長(zhǎng)、溶劑使用量大的缺點(diǎn)，如加速溶劑萃取在高壓和高于沸點(diǎn)的溫度下使用微量的有機(jī)溶劑，大大減少了提取時(shí)間和溶劑用量，并且還可以使用通用溶劑和極性不同的溶劑混合物。Krulj等[12]比較超臨界二氧化碳萃取、索式提取和加速溶劑萃取3種方法對(duì)莧菜中油脂和角鯊烯產(chǎn)量的影響，證明加速溶劑萃取下具有最高的油產(chǎn)量(78.1 g/kg)和角鯊烯含量(4.7 g/kg)。新型液-液萃取在縮短提取時(shí)間的基礎(chǔ)上，還保留了傳統(tǒng)溶劑提取法的高提取率，相比于超臨界流體萃取，在溶劑的選擇上局限性較少。

2.1.2 超臨界流體萃取

超臨界流體是在壓力和溫度的調(diào)節(jié)下產(chǎn)生的一種具有改進(jìn)溶劑化特性的流體，即通過(guò)改變壓力和溫度來(lái)改變流體的密度，控制角鯊烯在流體溶劑中的溶解度，從而選擇性地分離角鯊烯。CO2是超臨界流體萃取法常用的萃取溶劑，由于其具有高擴(kuò)散性和低黏度，可以在半固體材料中快速擴(kuò)散。超臨界流體的特性使得萃取速度比傳統(tǒng)溶劑萃取或液相色譜的萃取速度更快，并且萃取的目標(biāo)物量與傳統(tǒng)有機(jī)溶劑萃取的量相當(dāng)，具有低毒性、高選擇性、易于分離等特點(diǎn)。

目前提取角鯊烯的研究中，超臨界CO2萃取是使用較為廣泛的提取方法，通過(guò)對(duì)影響其提取效率的各類因素的研究，如溫度、壓力、樣品基質(zhì)組成以及目標(biāo)化合物與基質(zhì)的相互作用，來(lái)獲得高濃度的角鯊烯。Wejnerowska等[13]研究了壓力、溫度、時(shí)間以及樣品預(yù)處理4個(gè)因素對(duì)超臨界CO2萃取效率的影響，在20 MPa的壓力下從莧菜種子中獲得的角鯊烯含量最高，因?yàn)榻酋徬┦且环N非極性化合物，能在較低壓力下溶于非極性的CO2中，而隨著壓力的升高，油脂中其他極性更強(qiáng)的物質(zhì)也逐漸溶解在CO2中，雖然溶解的角鯊烯含量也有略微的增加，但是整體濃度下降，不利于角鯊烯的分離。溫度對(duì)角鯊烯的提取效率與壓力有關(guān)，一般情況下，溫度升高，提取的角鯊烯含量更高，但在25 MPa下，溫度對(duì)角鯊烯溶解度的影響較小。考慮到與其他脂類物質(zhì)的分離，需要在較高溫度下(130 ℃)分離角鯊烯，此時(shí)角鯊烯的純度最高(60%以上)[13]，且對(duì)角鯊烯的穩(wěn)定性沒(méi)有影響。但等溫條件下，角鯊烯的提取率和回收率都有一定的限度，可以設(shè)置一定的溫度梯度，結(jié)合連續(xù)逆流萃取工藝進(jìn)行超臨界CO2萃取，由于溫度導(dǎo)致CO2密度的差異，角鯊烯的選擇性得到改善，內(nèi)部回流模式也能使回收率大幅度提高[38]。

角鯊烯比其他脂類物質(zhì)更容易從油脂中萃取，可以在較短時(shí)間內(nèi)(30 min)獲得高純度的角鯊烯，而要提取到更高含量的角鯊烯，需要適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)萃取時(shí)間。為提高工業(yè)上提取角鯊烯的效率，角鯊烯的純度、含量和回收率都需要納入試驗(yàn)設(shè)計(jì)的范疇，這就需要進(jìn)一步擴(kuò)大角鯊烯與其他油脂組分間溶解度的差異，來(lái)保證角鯊烯的分離提取效果，必要時(shí)還可以通過(guò)建立工藝模型探索技術(shù)和經(jīng)濟(jì)均可行的替代方案。Bouriakova等[38]從脫臭餾出物中提取角鯊烯時(shí)進(jìn)行了詳細(xì)的工藝模擬，通過(guò)超臨界乙醇酯化，降低與角鯊烯溶解度相似的脂肪酸濃度，再對(duì)低脂肪酸溶液進(jìn)行超臨界CO2萃取，實(shí)現(xiàn)了溫和條件下的萃取和純化，總提取率超過(guò)95%(89 g/kg)，橄欖油脫臭餾出物中的角鯊烯純度最終高達(dá)99%。超臨界流體現(xiàn)已應(yīng)用于植物油、醫(yī)用化學(xué)物質(zhì)等成分的工業(yè)萃取中，純度高、雜質(zhì)少、殘留少等優(yōu)點(diǎn)提高了對(duì)功能活性成分的萃取效率。但在工業(yè)生產(chǎn)上，還缺乏有效的耐壓設(shè)備以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求，可以通過(guò)工藝模擬等途徑有效解決超臨界技術(shù)在工業(yè)轉(zhuǎn)化過(guò)程中的難點(diǎn)，降低生產(chǎn)成本。

2.2 純化方法

2.2.1 冷析結(jié)晶法

利用不同溫度下角鯊烯溶解度的變化，降溫使角鯊烯從原混合物中冷卻結(jié)晶，從而純化角鯊烯。Grigoriadou等[9]在檢測(cè)橄欖油中角鯊烯時(shí)，比較了冷析結(jié)晶法、固相萃取法和皂化分離法對(duì)提取角鯊烯的影響，作為HPLC分析的預(yù)處理方式，冷析結(jié)晶法與其他兩種方法相比，具有較好的提取效果。冷析結(jié)晶的過(guò)程能去除油脂中大量的三酰甘油，可以在色譜分析的前處理過(guò)程中提高角鯊烯的純度[39]，也避免了提取過(guò)程中使用強(qiáng)堿等有毒試劑。但操作時(shí)間長(zhǎng)，分離效果不佳等缺點(diǎn)限制了其在純化上的應(yīng)用。

2.2.2 皂化法和酯化法

角鯊烯是一種僅可溶于非極性溶劑的不可皂化物，溶劑提取法提取的角鯊烯混合了其他脂類物質(zhì)，要得到較高純度的角鯊烯，需要通過(guò)皂化的方法將角鯊烯與其他可皂化的脂類物質(zhì)進(jìn)一步分離。通常甘油三酯含量較高的原料需要進(jìn)行皂化，得到的不可皂化物再經(jīng)過(guò)蒸餾或有機(jī)溶劑提取，得到比直接溶劑提取純度高的角鯊烯。一般情況下，從植物油及其加工副產(chǎn)物中提取角鯊烯時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)皂化步驟[15,31,33]。此外，為了優(yōu)化角鯊烯的提取效率，也會(huì)在前處理步驟中對(duì)油脂進(jìn)行酯化，游離脂肪酸的酯化可以降低其揮發(fā)性，便于后續(xù)蒸餾等步驟對(duì)角鯊烯的純化，酯化也能減少油脂中高濃度脂肪酸對(duì)角鯊烯色譜分離產(chǎn)生的干擾，有利于分析的進(jìn)行[11]。

2.2.3 分子蒸餾法

分子蒸餾是一種高真空條件下的蒸餾方法，液體分子受熱從液面逸出，根據(jù)料液中各組分蒸發(fā)速率的差異而對(duì)混合物進(jìn)行分離。分子蒸餾往往在皂化和酯化步驟后進(jìn)行，目的是為了除去脂肪酸、酯類物質(zhì)和其他可皂化物。Bucciol等[30]在高效微波輔助酯化反應(yīng)后，用分子蒸餾分離脂肪酸甲酯，通過(guò)快速色譜分離殘余物，使角鯊烯純度達(dá)到89%(產(chǎn)率55.4%)。由于高真空度下蒸餾溫度低，適于分離熱敏性、低揮發(fā)性的物質(zhì)，加上停留時(shí)間比較短的特點(diǎn)，適合分離角鯊烯這樣的分子量高且具有生物活性的化合物。純化過(guò)程中往往由于高溫和反應(yīng)的不連續(xù)性，導(dǎo)致角鯊烯損失。為提高角鯊烯的得率，需要考慮皂化和酯化的反應(yīng)條件，并且盡可能保證皂化或酯化反應(yīng)和分子蒸餾在連續(xù)反應(yīng)器中進(jìn)行[29]。

2.2.4 固相萃取法

固相萃取法是把目標(biāo)化合物從氣體、液體或超臨界流體基質(zhì)轉(zhuǎn)移到固體吸附劑，固體吸附劑通過(guò)與吸附劑的相互作用保留目標(biāo)化合物，然后通過(guò)溶劑置換或熱解吸回收目標(biāo)化合物，可以看成是一種簡(jiǎn)單的色譜分離方法。與色譜分離不同的是，固相萃取小柱流程短，更適用于一兩個(gè)目標(biāo)物的富集和分離，且速度更快、更節(jié)省溶劑。固相萃取法中凈化柱的選擇是分離純化目標(biāo)物的關(guān)鍵。李文等[10]研究了9種類型的固相萃取柱對(duì)分析物角鯊烯富集的影響，考察了出峰情況、凈化情況和洗脫溶劑的影響，發(fā)現(xiàn)在分離角鯊烯方面，硅膠柱具有較好的效果，極性吸附劑硅膠將甘油三酯很好地保留在吸附劑上，而首先將待分析物角鯊烯洗脫下來(lái)，且未發(fā)現(xiàn)油脂被洗脫下來(lái)，凈化效果良好。此外，中性氧化鋁柱對(duì)角鯊烯也有較好的分離效果[11]。固相萃取往往是提取角鯊烯最后一步，在經(jīng)過(guò)機(jī)械壓榨、有機(jī)溶劑萃取或超臨界CO2萃取得到油脂后，用皂化步驟除去可皂化的物質(zhì)，不可皂化物質(zhì)再經(jīng)過(guò)固相萃取。非極性的角鯊烯因?yàn)椴灰妆晃蕉紫攘鞒觯渌麡O性較大的物質(zhì)被硅膠柱或中性氧化鋁柱吸附，從而達(dá)到角鯊烯與其他物質(zhì)分離的效果。高純度角鯊烯的獲得往往需要經(jīng)過(guò)固相萃取法或柱色譜法[9,11，31]，He等[40]將用莧菜提取的植物油經(jīng)過(guò)皂化和硅膠色譜分離后，其中的角鯊烯純度從76.2%提高到94.0%。凈化柱在選擇時(shí)除了考慮分離和凈化的效果外，也不能忽略待分離物質(zhì)本身的性質(zhì)，如油脂在經(jīng)過(guò)強(qiáng)堿皂化后，較高的pH值會(huì)使普通的硅膠柱填料塌陷，回收率偏低。為了提高提取率和回收率，可以用親脂性和親水性物質(zhì)按一定比例聚合成的耐酸堿的HLB柱，其在高pH值時(shí)仍很穩(wěn)定[41]。固相萃取法的分離效果好，是樣品制備或分離純化中較為便捷的方法，但存在規(guī)模較小、成本較高、吸附劑再生困難等缺點(diǎn)。

2.3 其他提取純化方式

3 角鯊烯的功能特性

角鯊烯是一種較強(qiáng)的抗氧化物質(zhì)，在機(jī)體內(nèi)能阻斷氧化應(yīng)激過(guò)程引起的生理學(xué)病變[6]，并通過(guò)影響酶和細(xì)胞的活性，調(diào)節(jié)細(xì)胞因子、多種物質(zhì)的水平和信號(hào)的傳遞，起到降低膽固醇合成、提高免疫系統(tǒng)能力、抑制腫瘤細(xì)胞的合成、減輕外界毒性物質(zhì)對(duì)機(jī)體的不良影響等作用[1-2]。

3.1 促進(jìn)心血管健康

心血管疾病是涉及心臟和血管的疾病，是目前全球死亡的主要原因之一，占所有死亡人數(shù)的30%。多種因素與心血管疾病的發(fā)病率相關(guān)，其中最主要的就是升高的低密度脂蛋白和高膽固醇。角鯊烯是膽固醇生物合成的中間體，被提議作為評(píng)估內(nèi)源性膽固醇生物合成的生物標(biāo)志物，其在體內(nèi)中的濃度與心血管疾病的發(fā)病率有關(guān)[44]。同時(shí)角鯊烯可以作為抑制心血管疾病的潛在來(lái)源，與降低低密度脂蛋白的他汀類藥物的作用機(jī)制相似，通過(guò)抑制肝臟中3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A(HMG-CoA)還原酶的活性，抑制HMG-CoA轉(zhuǎn)化為甲羥戊酸，下調(diào)乙酰CoA向膽固醇的轉(zhuǎn)化(圖1)。加上角鯊烯高度不飽和的結(jié)構(gòu)，它進(jìn)入氧化反應(yīng)時(shí)具有極強(qiáng)的反應(yīng)性，能促進(jìn)氧氣進(jìn)入細(xì)胞、改善細(xì)胞的功能，從而調(diào)節(jié)信號(hào)分子的表達(dá)，抑制炎癥損傷，起到緩解心血管疾病的作用。

圖1 哺乳動(dòng)物細(xì)胞中通過(guò)MVA途徑合成角鯊烯[5]Fig.1 Squalene synthesis via MVA in mammalian cells[5]

然而，角鯊烯在降膽固醇中的作用是具有劑量依賴性的，11周的1 g/kg角鯊烯治療顯著降低了雄性小鼠總膽固醇的含量并顯著增加了高密度脂蛋白的含量[45]，而以較低劑量0.25 g/kg補(bǔ)充角鯊烯4周可顯著增加雄性金色敘利亞倉(cāng)鼠總膽固醇含量而不會(huì)增加高密度脂蛋白的含量[46]。在營(yíng)養(yǎng)干預(yù)實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)了劑量、給藥時(shí)間或化合物的適當(dāng)組合等因素對(duì)角鯊烯作用發(fā)揮的影響[47]，因此還需要長(zhǎng)期大量研究，以補(bǔ)充角鯊烯臨床應(yīng)用的方式和效果。

3.2 提高免疫力與抗炎

角鯊烯對(duì)免疫系統(tǒng)的功能活性體現(xiàn)在多個(gè)方面。在油水乳劑中角鯊烯已被證明是Toll樣受體(TLR)激動(dòng)劑的優(yōu)良制劑[48]，TLR是一類作為模式識(shí)別受體發(fā)揮作用的非催化受體，識(shí)別大量微生物共享的病原體相關(guān)分子模式和內(nèi)源性警報(bào)信號(hào)，如凋亡相關(guān)膜碎片和炎癥配體，在體內(nèi)免疫系統(tǒng)功能的發(fā)揮中起到重要作用。但其增強(qiáng)適應(yīng)性免疫反應(yīng)的機(jī)制尚不清楚，可能是通過(guò)誘導(dǎo)抗原(AG)特異性Th1反應(yīng)，并在免疫小鼠的記憶CD8(+) T細(xì)胞和中性粒細(xì)胞中出現(xiàn)炎癥小體激活的跡象[48]。自身免疫系統(tǒng)過(guò)度激活導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)也可以通過(guò)角鯊烯來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因?yàn)檠装Y和氧化應(yīng)激之間存在顯著聯(lián)系，而角鯊烯較強(qiáng)的抗氧化作用可破壞這兩個(gè)過(guò)程的相互促進(jìn)，從而切斷炎癥反應(yīng)的持續(xù)和傳播[2]。

此外，角鯊烯對(duì)免疫系統(tǒng)的影響還體現(xiàn)在改變細(xì)胞內(nèi)亞硝酸鹽、細(xì)胞因子和促炎酶的水平，調(diào)節(jié)信號(hào)通路中關(guān)鍵蛋白的表達(dá)上，如角鯊烯誘導(dǎo)M1促炎巨噬細(xì)胞中抗炎細(xì)胞因子如IL-10、IL-13和IL-4的合成增加，促炎信號(hào)如TNF-α和NF-κB的表達(dá)減少，并且增強(qiáng)了嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的重構(gòu)修復(fù)信號(hào)(TIMP-2)和募集信號(hào)，表明角鯊烯能夠通過(guò)促進(jìn)炎癥中的巨噬細(xì)胞反應(yīng)來(lái)促進(jìn)傷口愈合[1]。在免疫調(diào)節(jié)過(guò)程中，角鯊烯的濃度與組合也會(huì)對(duì)其生物活性作用產(chǎn)生影響，在較低濃度(10 μmol/L)下，角鯊烯幾乎不影響鼠類巨噬細(xì)胞中的脂質(zhì)氫過(guò)氧化，而10 μmol/L角鯊烯和5 μmol/L蝦青素組合時(shí)，抗氧化酶活性比單獨(dú)使用一種化合物時(shí)的活性更高，更能減少脂質(zhì)氫過(guò)氧化物[49]。

3.3 抗癌作用

角鯊烯對(duì)癌癥治療的積極作用體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是抑制癌癥的發(fā)生率，角鯊烯通過(guò)增強(qiáng)自身免疫的調(diào)節(jié)能力，可抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)力，還能減輕外界致癌物質(zhì)對(duì)機(jī)體的不良影響。在體外人胃腺癌細(xì)胞系的抗胃癌實(shí)驗(yàn)中，角鯊烯通過(guò)細(xì)胞凋亡過(guò)程誘導(dǎo)癌細(xì)胞系的DNA片段化和解體[50]；在飲食中口服1%角鯊烯會(huì)影響乳腺細(xì)胞和結(jié)腸癌，角鯊烯通過(guò)降低HMG-CoA還原酶的活性限制正常膽固醇合成、中間階段泛醌的生物合成和抑制蛋白質(zhì)的異戊二烯化，從而減少活性細(xì)胞(如癌基因和GTP結(jié)合蛋白)增殖和分化中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[51]。角鯊烯對(duì)腫瘤的抑制作用是有限的，會(huì)因腫瘤類型、腫瘤的遺傳缺陷、癌變過(guò)程的階段等因素而異，例如角鯊烯對(duì)人乳腺上皮細(xì)胞、乳腺癌細(xì)胞不具有自由基清除活性或顯著改變細(xì)胞增殖率、細(xì)胞周期譜或細(xì)胞凋亡癌細(xì)胞的能力，但它能降低上皮細(xì)胞中活性氧的水平，阻止過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的氧化損傷，保護(hù)上皮細(xì)胞免受氧化DNA損傷[52]。二是通過(guò)減輕癌癥治療中的藥物毒性，來(lái)補(bǔ)充藥物治療的效果。一線抗癌藥物順鉑對(duì)腎臟的不良影響，可通過(guò)與角鯊烯的聯(lián)用減輕，角鯊烯的抗氧化作用調(diào)節(jié)氧化還原系統(tǒng)的平衡，逆轉(zhuǎn)順鉑誘導(dǎo)的哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)失活，激活A(yù)KT/mTOR信號(hào)通路[53]，還能以劑量依賴性方式增加正常人骨髓衍生的集落形成單位的生長(zhǎng)，免受順鉑誘導(dǎo)的毒性。在環(huán)磷酰胺化療前7 d和化療后7 d口服角鯊烯可減輕環(huán)磷酰胺引起的大鼠心臟、睪丸和膀胱損傷的病理改變[54]。

3.4 其他功能特性

角鯊烯作為合成膽固醇的中間體，會(huì)影響細(xì)胞中三?；视秃湍懝檀紳舛?，調(diào)節(jié)肝細(xì)胞中脂質(zhì)代謝基因的表達(dá)，膳食攝入角鯊烯會(huì)降低肝臟膽固醇和甘油三酯的含量，從而控制脂肪肝疾病[47,49]。角鯊烯還在預(yù)防神經(jīng)性疾病和胰腺類疾病方面有較好的效果[47]。由于角鯊烯本身較強(qiáng)的抗氧化性，皮膚中的角鯊烯還能抵抗溫度、紫外線等外界因素導(dǎo)致的皮膚氧化，在皮膚生理學(xué)中，角鯊烯可用作抗氧化劑、保濕劑和局部應(yīng)用的載體，如治療脂溢性皮炎、痤瘡等皮膚疾病，甚至可以防止皮膚老化[55]。角鯊烯作為皮脂的一部分，還被證實(shí)對(duì)包括金黃色葡萄球菌在內(nèi)的革蘭氏陽(yáng)性菌具有抗菌作用，而單獨(dú)的角鯊烯則通過(guò)抑制細(xì)菌的毒性達(dá)到抗菌的效果，此過(guò)程中細(xì)菌對(duì)氧化劑的敏感性增加、中性粒細(xì)胞的抗性降低，生物膜的形成能力也會(huì)受到影響[56]。

4 總結(jié)與展望

角鯊烯來(lái)源廣泛，動(dòng)物、植物和微生物中都含有一定量的角鯊烯。鯊魚(yú)肝臟中的角鯊烯含量最高，但開(kāi)發(fā)鯊魚(yú)資源不符合生態(tài)環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展的原則；微生物中的角鯊烯可通過(guò)生物合成增加產(chǎn)量，但存在技術(shù)上的局限性；植物角鯊烯資源豐富、含量較高，加上提取分離的可行性，可以作為目前角鯊烯的主要來(lái)源。天然角鯊烯的分離提取一般分為提取和純化步驟，目前超臨界流體萃取法和加速溶劑萃取法是提取角鯊烯的主要方式，因?yàn)檫@兩種方法提取效率高、溶劑用量低，被認(rèn)為是對(duì)傳統(tǒng)溶劑提取法的有效替代。實(shí)際應(yīng)用中還需要考慮角鯊烯的功能特性，目前研究已表明角鯊烯在心血管疾病、免疫系統(tǒng)、癌癥、脂肪肝、皮膚炎癥等方面有積極作用，這將為植物角鯊烯在食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

然而，目前角鯊烯的應(yīng)用還存在局限性，主要是由于來(lái)源的途徑有限與功能機(jī)制研究的不完善。為實(shí)現(xiàn)角鯊烯資源的合理利用，筆者認(rèn)為可從以下幾個(gè)方面進(jìn)一步探究和完善：(1)植物是目前獲取角鯊烯的主要來(lái)源，除了植物油及其加工副產(chǎn)物外，茶葉、中藥材等富含功能成分的植物也具有巨大潛力；(2)微生物來(lái)源的角鯊烯產(chǎn)量有限，可以從調(diào)控機(jī)制、菌株選擇和培育等方面進(jìn)行深度研究，提高生物合成角鯊烯的產(chǎn)量；(3)提取角鯊烯需要綜合考慮效率和成本兩方面的問(wèn)題，在已有提取技術(shù)逐漸成熟的情況下，可以通過(guò)建立工藝模型、設(shè)計(jì)工藝來(lái)模擬實(shí)際操作中的提取過(guò)程，探究實(shí)際可行的能提高產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)的技術(shù)方案；(4)角鯊烯功能的研究以動(dòng)物和細(xì)胞為主，在分子層面和臨床應(yīng)用上的研究較少，其具體功能的作用機(jī)制還不是十分清楚。未來(lái)需要更多在分子層面的研究和臨床研究，明確產(chǎn)品量效關(guān)系，對(duì)攝取途徑、劑量毒性及過(guò)度免疫誘導(dǎo)等方面進(jìn)行更多深入的分析，為角鯊烯營(yíng)養(yǎng)功能特性的發(fā)揮提供有力的理論依據(jù)。