橄榄油中角鲨烯组分功能特性及其研究进展

李文，王伟，关荣发，*，张玉，王君虹，李雪，朱作艺，朱申龙，沈国新

（1.中国计量大学生命科学学院，浙江杭州310016；2.浙江省农业科学院，浙江杭州310016；3.中澳西橄榄油品质营养国际联合实验室，浙江杭州310016）

角鲨烯（squalene）又名鲨烯、鲨萜、角鲨油素、鱼肝油萜，是一种高度不饱和的开链三萜类化合物，属脂质不皂化物，因最初发现于鲨鱼肝油而得名。角鲨烯因含6 个双键，极不稳定，易氧化，易在镍、铂等金属作用下加氢生成角鲨烷。伴随着角鲨烯在不同生物质中的发现，国内外学者对角鲨烯的含量和生物活性的研究也相继展开。本文对不同生物质中角鲨烯的生物学特点及其生物活性的研究概况进行简要梳理与归纳，对角鲨烯在医药卫生方面的临床研究及角鲨烯资源的开发利用提供理论依据。

1 不同生物质中角鲨烯来源及其检测分析

研究显示，在各种植物油、果实[1]、叶[2]、真菌子实体[3]等都含有角鲨烯。角鲨烯是人体必需的几种甾醇的前驱物质，并可作为皮脂研究中的皮脂示踪剂[4]。微生物中的破囊壶菌、微藻、酵母及类酵母是目前研究的热点[5]。相关学者对组织细胞培养角鲨烯的提取展开了研究，如在檀香细胞悬浮培养中产生了角鲨烯[6]。

橄榄油中角鲨烯的分析测定主要包括样品前处理与定量定性分析。样品的前处理方法有传统提取和新型提取两类。其中有机溶剂提取法、皂化法和分步结晶法为传统提取方法，固相萃取法、固相微萃取法和超临界CO2萃取法为新型前处理方法。关于角鲨烯的检测技术，如气相色谱法、高效液相色谱法、超高效液相色谱法、气相色谱-质谱联用法测定角鲨烯的含量。

2 橄榄油中角鲨烯动态变化特点

橄榄成熟过程对角鲨烯含量有显著影响。耿树香等[7]的研究表明不同品种橄榄油的角鲨烯含量不同，且橄榄油成熟度越高，角鲨烯含量越高。但有研究显示，“Arauco”品种的核果在果实发育成熟的不同阶段，角鲨烯含量呈动态变化，其中橄榄发育的核果积累了大量角鲨烯，但果实成熟后角鲨烯含量明显下降[8]。催熟可以使橄榄果实的角鲨烯含量增加[9]。橄榄果实果肉角鲨烯含量从 9 月（4 102 mg/kg）至 11 月（4 673 mg/kg）显著增加，且11 月和12 月采集的橄榄样品中油脂、角鲨烯、甾醇含量差异非常小，因此11 月早期采收不会影响果实中角鲨烯的含量[10]。Sakouhi F 等[11]的研究也表明角鲨烯在橄榄发育早期积累量最高，逐渐减少发生在橄榄发育的第21 周至第26 周之间。

3 橄榄油中角鲨烯与其他油品中角鲨烯的相关比较

花生油、油茶籽油、葵花籽油、米糠油、芝麻油、玉米油、特级初榨橄榄油中角鲨烯含量分别为218.33、39.06、46.02、18.28、14.74、164.90、5 770.40 mg/kg，即橄榄油中角鲨烯最高为5 770.40 mg/kg，其他油品中的角鲨烯含量较低，含量最低的为芝麻油，仅含14.74 mg/kg[12]；藻油样品中角鲨烯含量最高为4 130 mg/kg，南瓜籽油中角鲨烯含量最高为5 340 mg/kg，最低值为680 mg/kg，而大豆油、葵花籽油、花生油及核桃油中角鲨烯含量则相对较少，因而不适合作为角鲨烯提取的新资源[13]；苋菜种子中角鲨烯油提物在为（460±28.1）mg/kg[14]；油茶角鲨烯的平均含量为138.28 mg/kg[15]；福建泉州香薷籽油中角鲨烯含量高达756.38 mg/kg[16]；角鲨烯在省沽油籽油中的含量分别是葵花籽油、南瓜籽油和山楂籽油含量的 217.4、32.9、22.3 倍[17]；而摩洛哥坚果油中角鲨烯含量非常接近，平均值为（3130±40）mg/kg，低于橄榄油（4 990 mg/kg），但显著高于葵花籽油（60 mg/kg）[18]；4 种灵芝孢子油中角鲨烯平均值420 mg/kg[3]。橄榄油中角鲨烯与其他油品中角鲨烯的相关比较如表1 所示。

表1 橄榄油中角鲨烯与其他油品中角鲨烯的相关比较Table 1 The correlation between squalene in olive oil and other oils

4 橄榄油中角鲨烯功能特性研究进展

4.1 角鲨烯在医学领域的应用研究

4.1.1 在免疫制剂领域的应用

疫苗中添加佐剂可以增强给定抗原的免疫反应。虽然季节性流感疫苗通常不加佐剂，但H1N1pdm 09疫苗是用不同的含角鲨烯佐剂配制的，狂犬疫苗中也有2.5%角鲨烯[19]。含角鲨烯的疫苗可以降低抗原含量，从而增加可用剂量，Schmidt 等[20]发现含角鲨烯的佐剂可使中和抗体反应增加约100 倍，并可显著降低病毒载量。将提取后的含角鲨烯的植物残渣粉碎后添加到饲料中，可提高动物血清中高密度脂蛋白的含量，提高动物免疫机能，从而减少抗生素用量[21]。

关于酵母多糖-角鲨烯复合佐剂研究表明，酵母多糖-角鲨烯复合佐剂对甲肝和乙肝抗原都有较好的体液免疫增强效果，对鼻腔免疫也有增强作用，且效果均优于铝佐剂，且在免疫剂量范围内应用未见明显的毒副作用，表明该复合佐剂作为疫苗佐剂具有很大潜力[22]。而将磺胺多糖与目前商业猪疫苗中使用的矿物油佐剂相比较，发现含角鲨烯的复合佐剂对病毒抗原有更强的体液免疫刺激作用，且两种成分磺胺多糖和角鲨烯水乳状液具有协同作用[23]。

4.1.2 在肿瘤抑制领域的应用

流行病学研究表明初榨橄榄油中角鲨烯含量高，可能是地中海饮食人群乳腺癌发病率较低的部分原因，因为它对正常乳腺细胞中的氧化脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）损伤具有保护作用[24]。棕榈维生素E、类胡萝卜素、角鲨烯和辅酶Q10 对两种人乳腺癌细胞株的研究表明，生育酚和其他植物营养素（类胡萝卜素、角鲨烯和辅酶Q10）对乳腺癌细胞有抑制增殖的作用，但联合使用可能会有不同的拮抗机制[25]。

胡芦巴籽中含27.71 %角鲨烯和24.05%柚皮苷两种主要抗肝细胞癌的成分，且研究表明胡芦巴籽具有调控肝癌细胞凋亡的治疗潜力[26]。但角鲨烯在肝癌发生过程中并不表现出化学预防活性，并且具有高胆固醇的生成作用，提示在癌症化学预防中应用角鲨烯需谨慎[27]。角鲨烯对结肠癌和乳腺癌的细胞毒性最强，细胞的半抑制浓度（half maximal inhibitory concentration，IC50）值分别为 4.21 μg/mL 和 5.92 μg/mL[28]。在对胃腺癌癌细胞系的体外研究中发现，角鲨烯对胃腺癌癌细胞系增殖的抑制作用显著，且对胃腺癌癌细胞系的敏感性较高。在角鲨烯浓度为50 μg/mL 时，具有较强的抗胃癌作用[29]。

4.1.3 在抗菌与解毒领域的应用

金黄色葡萄球菌是导致医院和食品相关感染的病原体，它对几种抗生素的耐药性增加已成为一个主要问题。而角鲨烯预处理使病原菌对氧化剂的敏感性提高48%，对中性粒细胞的抗性降低82%左右。这是角鲨烯具有抗病毒作用的第一个证据，为治疗金黄色葡萄球菌感染提供了一种替代方法[30]。

角鲨烯在酵母中的含量通常较低，但它的积累可以在特定的条件下诱导，积累的角鲨烯若不能有效地隔离在脂滴中，将对酵母细胞有脂毒性。角鲨烯毒性也可能是在酵母中产生这种高价值脂质的限制因素[31]。且相关研究也反映了角鲨烯的抗脂肪变性特性和对脂质积累的敏感性[32]。角鲨烯具有良好的肝保护作用，可作为一种潜在的对乙酰氨基酚过量保护药物[33]。

关于角鲨烯对化疗药物阿霉素基因毒性的保护研究表明，在阿霉素治疗前后，角鲨烯均能有效降低阿霉素诱导的DNA 损伤，而角鲨烯本身并没有引起任何显著的DNA 损伤。角鲨烯与阿霉素的互补使用将有助于减少阿霉素在癌症化疗中的不良影响[34]。且角鲨烯可以选择性地保护正常组织免受化疗毒性，而不保护恶性组织，故角鲨烯在癌症化疗中的应用是可能的[35]。

4.1.4 在心血管疾病调控方面的应用

橄榄油是功能性的植物化学物质的重要来源，如酚类化合物、角鲨烯、维生素E。橄榄油的高摄入量可降低心血管疾病和癌症的发病率和死亡率。这种保护作用更有可能是橄榄油中生物活性化合物之间的协同作用[36]。含有大量有用植物化学物质的植物对正常人体细胞无毒，可安全用于阿尔茨海默病等相关疾病的治疗[37]。临床上，部分患者长期服用他汀类降胆固醇药后会出现相关不良反应[38]。因此，筛选新型降胆固醇药物是调血脂药物的研究重点。而针对胆固醇生物合成途径中关键酶的各种药物已被研究用于治疗高胆固醇血症，角鲨烯合成酶一直是该途径的重要靶点之一[39]。从细胞信号调控角度对角鲨烯降胆固醇的研究表明，角鲨烯可能通过抑制信号调控通路中关键蛋白分子间的相互作用，调节低密度脂蛋白受体的表达，是具有潜在价值的降胆固醇新药[40]。

4.1.5 在糖尿病等代谢性疾病领域的应用

肥胖和糖尿病是代谢综合征的危险因素，其特点是氧化应激和炎症反应。对虾青素（astaxanthin，Ax）和角鲨烯（squalene，SQ）研究表明，SQ 组和 Ax+SQ 组血糖水平下降，SQ 组肝甘油三酯下降。这是首次在体内研究证明Ax 和SQ 的联合作用导致抗氧化作用和葡萄糖及甘油三酯水平的调节，强调了同时使用Ax 和SQ 治疗肥胖或糖尿病的优点[41]。且在肥胖人群中，妊娠期糖尿病与血清胆固醇合成标志物升高有关，母体血清角鲨烯与新生儿出生体重的相关性表明了其母体胆固醇合成对妊娠期糖尿病人新生儿体重的潜在影响[42]。

4.1.6 在药物载体领域的应用

角鲨烯还可作为一种材料或添加剂应用于脂质乳剂和纳米脂质载体等领域。脂质乳剂作为体外药物载体具有缓释和靶向作用，是潜在有趣的药物输送系统，因为它们能够在分散阶段吸收溶解性差的药物，避免药物与体液和组织的直接接触，减少可能的副作用[43]。以角鲨烯为油相的乳剂可作为纳布啡及其前体药物的一种潜在的肠外给药系统[44]。通过开发角鲨烯基纳米载体研究表明，该载体可双重缓慢释放一种抗肿瘤药物培美曲塞和一种生物类黄酮橙皮苷。该策略是一种很有前途的方法，可以提高与肿瘤和氧化应激相关疾病的预防和治疗的疗效[45]。

4.1.7 在抗抑郁领域的应用

通过角鲨烯对小鼠行为学及其谷氨酸毒性通路的研究表明，角鲨烯抑制了抑郁小鼠氧自由基引起的脑突触体释放谷氨酸，也抑制了由此而引起的氧自由基生成，中枢抗氧化酶（超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶）活力升高，同时谷氨酸毒性通路的相关蛋白表达下降。表明角鲨烯具有抗抑郁作用，其抗抑郁作用可能与其消除氧化应激和改善谷氨酸毒性通路相关蛋白的表达有关[46]。

以上研究从不同角度阐明了角鲨烯促进心血管健康、防癌抗癌和抗抑郁、解毒、免疫以及用于药物缓释等方面的健康功效，但相关系统性的临床研究还较为有限。

4.2 角鲨烯在食品方面的研究进展

4.2.1 在抗氧化性领域的应用

经常食用橄榄油被认为对人体健康有多种有益作用，橄榄油所具有的生物学特性部分与其酚醛成分有关，主要与橄榄油酚醛和油酸、角鲨烯等成分的直接或间接抗氧化活性有关。角鲨烯是一种有效的天然抗氧化剂[14]。机体细胞死亡和很多疾病的诱因都是氧化损伤，一项对突发性死亡患者的分析表明，心脏中角鲨烯含量很高，大量的角鲨烯与细胞膜磷脂双分子层中的脂肪酸形成复合物，稳定细胞膜结构，对氧化损伤造成的心肌损伤起到保护作用[47]。关于角鲨烯对大鼠心肌梗死的心脏保护作用研究表明，其保护作用可能归因于角鲨烯的抗氧化特性，从而分担一些抗氧化维生素在对抗异戊二烯诱导的氧化应激过程中产生的自由基方面的责任[48]。此外，角鲨烯能降低细胞内活性氧水平、防止过氧化氢诱导的氧化损伤、保护细胞免受氧化性DNA 损伤[24]。

4.2.2 在抗疲劳食品领域的应用

角鲨烯还具有抗疲劳的作用，已用于抗疲劳功能性食品的研究开发[49]。这是因为角鲨烯有助于增加机体组织对氧的利用能力，促进细胞再生及红血球、白血球的形成，帮助清除有毒有害物质。天麻种子中角鲨烯的相对含量为4.79%，而天麻种子能明显延长疲劳游泳时间，且天麻种子的高、中剂量组能明显延长亚硝酸钠中毒生存时间和急性脑缺氧生存时间，显著延长耐缺氧生存时间，且高剂量组的超氧化物歧化酶浓度明显升高[50]，推测角鲨烯在抗疲劳和抗缺氧方面也有一定作用。角鲨烯能增加抑郁模型小鼠的体重、提高糖水偏好率和水平运动和垂直运动次数、缩短悬尾实验及强迫游泳实验的不动时间[46]。

4.2.3 在抗炎症食品领域的应用

有研究表明角鲨烯作为非合成抗炎膳食补体可能具有有益作用。如在脂多糖介导的小鼠细胞炎症反应中[51]，首次证明角鲨烯具有抗氧化和抗炎作用，增强抗炎酶的表达水平，有显著的治疗炎症的潜力，其特征是中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞的过度活化，从而有效终止炎症反应，但该研究主要缺点是仅在体外作用下进行了研究，而并未进行相关体内研究。且肾癌细胞的体外培养研究也表明角鲨烯具有潜在的抗血管生成和抗炎活性作用[52]。在奶牛生产后的子宫细胞代谢中，发现细胞胆固醇合成的甲戊酸盐途径也可能与免疫有关，因为抑制该途径中的终末酶角鲨烯合成酶，可以降低子宫内膜器官和细胞对致病菌和脂多糖的炎症反应[53]。而添加角鲨烯诱导的急性结肠炎小鼠模型的研究表明[54]，角鲨烯可以治疗右旋糖酐硫酸钠诱导的急性结肠炎，膳食摄入角鲨烯具有抗炎作用，但仍需要进行大量补充研究，以便为合理膳食补充角鲨烯提供依据。

目前在我国，角鲨烯不属于新食品原料，未被明确列入食品添加剂的国家标准中，且因角鲨烯存在易氧化，水溶性差等不足，极大地限制了其在食品，药品及化妆品中的应用。关于含角鲨烯的复合佐剂的安全性仍需要进一步研究。虽然已有将角鲨烯制成微胶囊形式来提高其生物利用率，但水溶性改善不够理想，可以尝试采用复合壁材对角鲨烯进行微囊化[55]。且利用环糊精[56]的包埋作用改善其稳定性的研究也相继展开，研究发现细胞外角鲨烯产量仅在环糊精存在的情况下增加，但关于角鲨烯被环糊精包埋后与食品中其他成分的相互作用研究较少[57]。

4.3 角鲨烯在化妆品中的应用

角鲨烯及其衍生物角鲨烷是天然润肤剂，可以被迅速有效地吸收到皮肤深处，而不留下油性残留物。市面上常见的科颜氏高保湿霜、无印良品角鲨烷油、希芸·鲨烷美容油，日本HABA 角鲨烷精纯美容油均可以用于面部、身体和秀发的护理。但角鲨烯是皮脂中最无极性和最不饱和的分子，其含量改变可影响皮脂的流变学特性，角鲨烯含量在痤疮患者皮脂中显著增高，因而也可作为易患痤疮的脂类标志[58]。且角鲨烯单氢过氧化物（squalene monohydroperoxide，SQOOH）是由角鲨烯经太阳紫外线照射产生的一种初级氧化脂质，在无毛小鼠中，反复使用SQOOH 对皮肤可引起皮肤粗糙和皱纹[59]，研究表明SQOOH 的积累可能与皮肤癌、皮肤自身免疫性疾病、皮肤老化等炎症性皮肤疾病有关[60]。但Okuda 等[61]研究发现经5%月桂基硫酸钠处理，大鼠和人的皮肤水分流失，可以通过补充角鲨烯逆转。以上研究表明，角鲨烯运用在化妆品中可能是一把双刃剑。

在新型化妆品乳液与仿生分子的混和研究中，对角鲨烯的稳定性、离心、黏度和pH 值等进行测定和微观分析，最终确定了水包油乳状液中角鲨烯混合物的最佳组成，结果表明，乳液的稳定性和黏度对角鲨烯含量的影响最大[62]。由初榨椰油制备的粒径小于300 nm的纳米乳液，是一种受欢迎的化妆品新材料，但其稳定性不高，可以通过在初榨椰子油中添加角鲨烯进行改善。纳米乳液的不稳定性也可能导致絮凝，尤其是对于含有很少或根本没有角鲨烯的制剂，而液滴的表面电荷随着角鲨烯含量百分比含量的增加而增加，扩大表面电荷可以提高乳液的稳定性[63]。当不连续的油相中负载一种亲脂药物时，角鲨烯会形成稳定的乳剂[64]。

其它关于角鲨烯的研究如：角鲨烯可以对城市配水系统的滞水区进行检测[65]；裂殖藻有较高的角鲨烯含量，具备良好的生物柴油生产性能[66]；挥发性角鲨烯可能在保护莫伦多菲氏芽孢杆菌免受生物胁迫方面发挥作用[67]。

5 讨论

角鲨烯是一种具有多种生物功能的一种高度不饱和开链三萜类化合物，在特级初榨橄榄油中含量尤其丰富，在功能食品、医药产品和化妆品等领域具有极高的应用价值。本文比较了多类种子中角鲨烯含量，并充分阐释了在角鲨烯在各个领域的应用研究进展，阐释了其在该领域的功效机理。本文将对拓展橄榄油类高角鲨烯含量特色油脂的应用领域，激发角鲨烯功效机理研究的热度，提升角鲨烯对人类健康的贡献率具有积极意义。