植物甾醇α-亚麻酸酯的降脂活性及其作用机制研究

食品营养学中提倡在饮食中添加生理活性物质来预防疾病。植物甾醇酯以其在心脑血管疾病中优良的预防作用在我国已批准为新资源食品，连接在甾醇酯上的脂肪酸对其活性有较大影响。α-亚麻酸具有预防心脑血管疾病作用，且富含于我国特色油料作物亚麻油和紫苏油中，本课题以植物甾醇α-亚麻酸酯为研究对象，在项目组已研究出化学法和酶法合成甾醇酯的基础上，针对合成途径（酶法和化学法）、剂量效应、时间效应对其降脂活性影响不清楚，作用机制缺乏研究的现状；项目拟在重点分析酶法和化学法合成途径得到的产物中氧化物基础上，基于上述问题以高脂、高胆固醇饮食金黄色地鼠为模型，研究植物甾醇α-亚麻酸酯对甘油三脂、胆固醇和甾醇在血液、肝脏等动物组织和分泌物中含量以及动物生长等的影响，并研究组织和血液内脂肪酸组成、调节胆固醇合成、转运、代谢和清除的分子表达水平以及对β-氧化损伤影响，最终为其在食品、保健品和医药产品的深入应用提供理论依据。

本项目在已有基础上，采用响应面法优化建立了易于实现工业化生产的无溶剂直接酯化法合成植物甾醇α-亚麻酸酯工艺，探明了反应动力学速率方程为r=2.65×104e-44.44/(RT)CACB，结合柱层析法可使产物纯度达到98%以上；在酶法合成甾醇α-亚麻酸酯工艺技术上，研制得到了能用于催化酯化反应的磁性固定化酶和硅胶颗粒固定化酶等高活性固定化酶，固定化率大于70%以上，固定化酶重复使用5次后酯化率仍保持在80%以上，并将浸入式超声波预处理技术引入酶促酯化反应体系，使催化效率提高1倍以上，采用皂化和萃取等手段可使产物纯度达到97%以上。两种途径获得的甾醇α-亚麻酸酯均符合国家新资源食品的质量要求，且不含反式脂肪酸、3, 5-二烯甾醇等氧化副产物，在不同植物油脂中的溶解性达到30%以上，结晶温度区间在-25.9℃.~-29.6℃之间，且在低浓度时具有一定的抗氧化作用。在成功建立金黄色地鼠高脂动物模型的基础上，研究表明酶法与化学法制备甾醇α-亚麻酸酯均具有显著的降脂效果，但两种产物饲喂的地鼠不具有显著差异，进一步分析表明，采用0.24%、0.72%、2.13%和6.39%植物甾醇α-亚麻酸酯含量的饲料饲喂地鼠，甾醇酯的降脂活性具有剂量效应关系，能显著降低植物甾醇和中性固醇在地鼠体内的沉积，显著改善血清、肝脏和脑部的脂肪酸组成，表现在饱和脂肪酸含量显著降低，EPA和DHA等多不饱和脂肪酸含量显著增加，但对机体抗氧化水平和脂溶性维生素吸收能力无显著影响，对其分子作用机制研究表明甾醇α-亚麻酸酯的降脂活性不依赖于ABCG5、ABCG8和NPC1L1mRNA的表达水平，但能显著增加分别具有调节胆固醇代谢和清除作用的CYP7A1和LDL受体mRNA的表达水平，从而增加粪便中胆固醇的排泄，增加调节胆固醇合成的HMG-CoA还原酶mRNA的表达水平，上调ACO和MCAD mRNA表达水平，从而起到调控甘油三酯代谢的作用。时间效应关系研究表明，分不同时间给予同一剂量的甾醇α-亚麻酸酯均能显著降低血清和肝脏中的总胆固醇和甘油三酯，降低血清中LDL-c，但同一剂量的甾醇α-亚麻酸酯分不同时间给予对其降脂活性无显著影响。通过本项目的实施，围绕研究主题共发表SCI收录论文5篇，中文核心期刊收录论文3篇，参编专著1部，获批国家专利5项，获湖北省科技进步一等奖1项。