角鲨烯研究进展

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角鲨烯研究进展
【摘要】目的评述近几年来有关角鲨烯的研究情况。

方法通过检索文献较为系统地综述了角鲨烯的自然界分布及理化性质、提取分离、含量测定、化学及生物合成、应用研究、不良反应等六个方面的内容。

结果与结论角鲨烯在药物、功能食品等领域有着广泛的应用前景。

角鲨烯(Squalene)是一种高度不饱和烃类化合物,其化学名称为2,6,10,15,19,23-六甲基-2,6,10,14,18,22-二十四碳六烯,分子式为C 30 H 50 ,相对分子量为410.7,属开链三萜,又称鲨烯、三十碳六烯、鱼肝油萜、Spinacene,是大洋鲨鱼肝脏中的重要化学活性物质。

角鲨烯因其特殊的生物功能和药理作用而在药物和功能食品等相关领域中有着重要应用。

1 自然界分布及理化性质
角鲨烯广泛存在于动植物体内。

在植物中以橄榄油、棕榈油、茶籽、麦芽等含量较高,在动物中以深海鱼类肝脏中含量丰富。

大多数鲨鱼肝油都含有大量的角鲨烯,如深海的铠鲨肝油中含角鲨烯40%~74%,小刺鲨肝油含角鲨烯49%~89%,其他深海鲨鱼,如缘吻田氏鲨、新西兰乌鲨也都含有较多的角鲨烯,范围在32%~79%之间[1]。

肝油中角鲨烯的含量与鱼种及个体特性有关,而同种鲨鱼中角鲨烯含量存在年龄、地理种群等生理生态上的差异[2]。

角鲨烯也存在于人体肝脏中,在人体脂肪细胞内,角鲨烯的浓度很高,人的表皮脂质成分中含有6%~14%的角鲨烯[3]。

角鲨烯成品为微黄色至无色透明油状液,略有特有的芳香味,吸氧变粘成亚麻油状。

酸价0.20以下,碘价371±5,相对密度0.857~0.863,熔点-75℃,沸点为330℃/常压(分解)、280℃/2.27kPa、240~
242℃/533Pa,闪点110℃,折光率1.4955~1.4975,粘度0.012Pa·s,灰分0.1%,过氧化值1.5以下,水分与挥发物1.0%以下。

易溶于乙醚、石油醚、四氯化碳等,微溶于甲醇、乙醇和冰醋酸,不溶于水[4]。

2 提取分离
王海洪等[5]研究了从鲨鱼肝油中提取分离角鲨烯的方法,具体工艺条件如下:用切肝机将鲨鱼肝切碎,按质量比加入1倍量的温水,以15~25g/L的氢氧化钠溶液调pH值至8~9,在水解锅中于80℃下水解约1h,静置,过筛去
肝渣,在油水混合液中加入20~100g/L的食盐,然后离心分离2~3次得到粗油。

粗油在7~10℃条件下保存1周,再在-2~-4℃低温下处理3~4天,于0~-1℃的冷库过滤,得清鲨鱼肝油。

减压蒸馏(真空度约为10.12×10 4 Pa)清鲨鱼
肝油,收集240~280℃段的馏分,得角鲨烯粗品。

此馏分用150~200g/L的NaOH 溶液皂化,加碱量为m(角鲨烯粗品):m(NaOH溶液)=1:1.5。

皂化后,去皂脚,用蒸馏水洗涤至中性。

为了纯化,再次进行减压蒸馏,然后用甲醇回流,以洗去其它微量的有机物质。

操作参数为V(甲醇):V(角鲨烯)=1:2,回流加热1h,取下层,然后进行第3次减压蒸馏,得到的馏分经碱洗后再水洗至中性,然后进行折光检验。

如果折光率为1.4955~1.4975,即为角鲨烯成品,得率为鱼肝油
质量的20%~40%。

3 含量测定
角鲨烯的含量测定方法有多种,常见的为气相色谱法(GC)、薄层色谱法(TLC)、气相色谱-质谱法(GC-MS)等。

周茂君等[6]等用气相色谱法分析了角鲨烯的含量,分析条件为:色谱柱温度230℃,汽化室和检测器温度260℃,最佳载气(N 2 )为150kPa,氢气(H 2 )为60kPa,空气为50kPa。

角鲨烯含量在0.1~3.6μg范围时线性关系良好,回归方程y=88878x+847.01,相关系数r=0.9998,最低检出限为3.4ng,相对标准偏差(RSD)在3.6%~5.4%之间,添加回收率为96.9%~102.6%。

王军等[7]采用薄层层析和气相层析法分离、检测了福建近海姥鲨幼鱼肝脏中角鲨烯含量。

结果表明,采用正已烷为展开剂的薄层层析法,碳氢化合物中角鲨烯的回收率可达95%。

付松[8]等用气相色谱-质谱法检测了保健食品中角鲨烯的含量。

选用HP-5MS耐高温(350℃)低流失弹性石英毛细管柱,进样口温度和柱箱最终温度均设为300℃,在此条件下,既可保证样品的充分气化,又能保证固定液无流失。

角鲨烯出峰时间为11.38min。

最小检测量
为0.5ng。

角鲨烯浓度在5.0~200μg/ml范围内线性关系良好,相关系数
r=0.9997,回归方程y=3.786×104x+1.340×102,各浓度样品不同时间重复测
定5次,相对标准偏差RSD均小于5%,其回收率范围为89.1%~116%。

以上方法各有利弊,分析试样时要根据实验条件和分析对象加以选择。

4 化学及生物合成
自从Karrer和Helfenstein [9]于1931年首先用化学方法合成出角鲨
烯以来,研究报道的化学合成方法或路线有10余种[10]。

例如,Johson和Wertemann等人[11]通过2,5-二甲氧四氢呋喃在磷酸溶液中水解制得的丁二醛为原料,经两次Claisen重排以及随后的Wittig反应,全合成出纯度达95%的角鲨烯。

Scott等人[12]利用香叶基丙酮合成出纯度高于97%的角鲨烯,产率达68%~70%。

Masuyama等[13]以Mo(CO) 6 为催化剂,Zn、Cu为还原剂,从金合欢基醋酸酯出发,合成了角鲨烯。

在出现的大量角鲨烯合成方法中,具有工业价值的是金合欢基卤素间偶合合成[4]。

烯丙基卤素间的偶合是合成1,5-二烯的重要方法,常用于天然产物的人工合成,在偶合合成角鲨烯反应过程中,不会发生双键异构化。

金合欢基卤素在偶合剂硫脲、烷基硫噻唑啉氯化三苯基膦钴盐、二亚苄基丙酮钯盐、对甲苯基砜等作用下,偶合成角鲨烯。

但是,总体上这些合成反应并不令人满意,就目前而言,工业化大规模生产还存在一定的困难。

生物合成的方法则主要采用在特殊培养基上进行细菌培养或发酵的方法,相对化学合成方法苛刻的反应条件,生物方法较为方便、高效,但关键是找到一种非常合适、具有实用价值的生物。

目前国外学者在生物合成角鲨烯方面做了一些开创性的工作,但由于这些方法在菌种和目的物的得率等方面都还不理想,还存在某些局限性,无法大规模生产[10]。

5 应用研究
陈思伟等[14]考察了角鲨烯对部分T淋巴细胞亚群的影响。

结果表明,
角鲨烯能提高CD 3 、CD 4 、CD 8 和CD 16 的值,而高血压患者表现为CD 3 、CD 4 和CD 8 均下降,糖尿病表现为CD 8 下降,恶性肿瘤的CD 3 、CD 4 和CD 16 下降,因此,角鲨烯对高血压、糖尿病及癌症具有治疗作用。

刘启荣等[15]观察250例慢性乙型肝炎患者,平均用药(角鲨烯)6月,临床症状复常率95%~100%,ALT复常率85%,HBsAg、HBeAg、HBcAg阴转率分别为17.6%、20.6%和15.7%,均优于通用的保肝药物。

本剂安全性高,治疗过程中无任何不良反应。

人的皮肤分泌物皮脂中常因含有甾醇和角鲨烯而维持皮肤的柔软润滑,每人每天可分泌角鲨烯约125~475mg,其中尤以皮脂为高,角鲨烯的含量约为甾醇的6.4倍,而角鲨烯又具有抵御紫外线伤害的功能,因而常被大量用于护肤品中[3]。

角鲨烯具有类似红细胞那样摄取氧的功能,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,促进新陈代谢,提高机体免疫力,因而常作为功效成分添加于保健食品中。

角鲨烯有很低的凝固点(-72℃)和较高的沸点(350℃左右),有很好的抗热和抗摩擦性,故它也被用来制作高级润滑油和一些科学仪器的润滑剂[16]。

6 不良反应
角鲨烯为一种较安全的天然药物,不良反应很少。

但对于特异性体质的病人而言,服用角鲨烯胶丸后可能出现腹痛、腹泻等现象[17],或导致过敏性紫癜等不良反应[18],在临床上值得引起注意。

角鲨烯具有独特的提高细胞含氧量及人体血红蛋白的携氧能力,能增强细胞活力,促进新陈代谢,提高机体免疫力功能,并能促进胆汁分泌,降低血清总胆固醇,调整脂蛋白比例,防止动脉粥样硬化等,因而广泛应用于药物、功能食品、化妆品等相关领域,所以国外把它称为“神奇的万用神油” [19]。

目前,最丰富的角鲨烯来源是深海鲨鱼,而深海鲨鱼是珍贵的保护动物,因而限制了角鲨烯的生产和使用。

随着角鲨烯用途越来越广泛,市场需求量也越来越大,所以合成角鲨烯的工作具有十分重要的意义。

现在,科研工作者正在努力筛选高效生物或催化剂,相信在不久的将来,可以开发出能工业化的更经济更环保的角鲨烯合成路线,以满足人们日益增长的对角鲨烯的需要。

参考文献
1 宋修俭,顾茂书,陈少龙,等.国产阔口真鲨鱼肝油中脂肪酸和角鲨烯成分分析及含量测定.中国海洋药物,1994,13(4):26.
2 刘晓春,丘书院.闽南近海常见鲨鳐类肝油的四种理化常数和角鲨烯含量.台湾海峡,1997,164):468.
3 吴时敏.角鲨烯开发利用.粮食于油脂,2001,(1):36.
4 詹豪强.海洋鱼油中角鲨烯DHA和EPA的化学合成.四川化工与腐蚀控制,1999,2(2):83.
5 王海洪,黄晓春,王扬.用深海鲨鱼制备角鲨烯、角鲨烷.东海海洋,1999,
17(2):43.
6 周茂君,向仕学,殷德桂,等.保健食品中角鲨烯的气相色谱分析.预防医学情报杂志,2003,19(2):186.
7 王军,翁幼竹,苏永全,等.福建近海姥鲨肝油中角鲨烯的分离测定.厦门大学学报(自然科学版),2002,41(4):704.
8 付松,向仕学.气相色谱-质谱法检测保健食品中角鲨烯.中国卫生检验杂志,2003,13(6):717.
9 Karrer P,Helfenstein A,Helv.Chem.Acta,1931,(14):78.
10 赵振东,孙震.化学及生物学方法合成角鲨烯研究现状.林产化学与工业,2003,23(4):95.
11 Johson WS,Werthemann L,Bartlett WR,et al.J.Am.Chem.Soc.,1970,92(3):741.
12 Scott JW,Valentine .Prep.Proced.Int.1980,12(1-2):7.
13 Masuyama Y,Otake K,Kurusu Y.Hexacarbonylmolybdenum(o)
-catˉalyzed reductive coupling of allylic acetates.Bull.Chem.Soc.Jpn.,1987,60:1527.
14 陈思伟,陈上云,李汉诚,等.角鲨烯对部分T淋巴细胞亚群的影响.广东药学院学报,1997,13(2):131.
15 刘启荣,张孝荣,陈永先.角鲨烯治疗慢性肝病效果观察.实用肝脏病杂志,1998,3(1):33.
16 Kayama M.Science of processing marine food products.Japan Internaˉtional Cooperation Agency Press,1990,157~172.
17 黄莹.服用角鲨烯胶丸致腹泻1例.实用医学杂志,2000,16(5):204.
18 魏建秀,李峻.角鲨烯胶丸致过敏性紫癜一例.医药导报,1999,18(6):402.
19 王云龙.气相色谱法测定保健食品中的角鲨烯.中国卫生检验杂志,1999,9(3):122.
作者单位:518000广东省深圳市宝安区人民医院
200433上海第二军医大学药学院。

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