植物甾醇在水产养殖生产中的应用前景
植物甾醇具有非常广泛的生物学功能，在畜牧业和水产养殖业中的应用已有11年的历史。本文综述了植物甾醇的结构和相关功能，阐明了其吸收机制，总结了其促生长和抗氧化机制，并指出了植物甾醇的作用。展望了植物甾醇未来在水产养殖中的应用前景。
文/广东蔚来生物科技有限公司 黄志毅、孙凤刚、潘忠超、邹胜龙、李志华
【关键词】植物甾醇； 水产养殖； 应用前景
甾醇是广泛存在于生物体内的重要天然活性物质。 按来源分为动物甾醇、植物甾醇和真菌甾醇三类。 动物甾醇主要是胆固醇； 植物甾醇是存在于植物细胞膜上的重要物质，主要是谷甾醇； 真菌甾醇主要是麦角甾醇。
1. 植物甾醇的结构
甾醇具有相同的基本骨架，是一类具有甾体化合物结构特征的物质，如图1所示。
图1.甾醇骨架结构示意图。
环五氢菲的结构由形成基本骨架的四个合并环（图中的A、B、C、D）和三个侧链（R1、R2、R3）组成。 R1和R2一般为甲基，R3可由2-10个碳原子组成，C3通常具有羟基。
目前已发现40多种植物甾醇。 主要区别在于与R3相连的基因不同。 一般来说，含量最高的是谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和菜油甾醇。 有数百种衍生物，包括酯。 、苷类等，其结构特点如下图所示：
图 2. 植物甾醇的分子结构
植物甾醇的熔点在100度以上（谷甾醇140、菜油甾醇157、豆甾醇170），分子量在400-420之间，为白色鳞片状或针状晶体。
植物甾醇存在于所有植物性食品中。 部分饲料原料中植物甾醇含量见表1（蔚来生物，2015）。
还有一些含量较高的常用中药材，如表2（未来生物，2011）。
植物甾醇首次被发现具有对抗胆固醇和预防心血管疾病的良好作用。 经FDA批准的含有植物甾醇的食品可以使用“健康”标签。
由于它与许多生命活动直接相关，是合成类固醇激素和VD3的前体物质； 安全无副作用，LD50>3.2g/kg，即使添加8.1%植物甾醇酯也未发现异常； 中华人民共和国卫生部2010年第3号公告将植物甾醇及其烷醇酯列为新资源食品，其用量为：
2. 植物甾醇的作用
植物甾醇最初用于降低胆固醇。 文献和生产实践中都有丰富的信息，这里不再赘述。
2.1. 促生长作用
关于植物甾醇促进动物生长作用的研究早在十多年前就有报道。 根据以往的报道和作者多年的经验，我们认为至少有以下三种途径或机制可以阐明植物甾醇的促生长作用（见图3）。 第一个途径是当植物甾醇处于水溶质状态时，生长激素、植物甾醇和核糖核小体形成复合物。 该复合物的结构比单独存在的生长激素更稳定，从而延长了生长激素的活性。 半衰期起到稳定生长激素结构、延长生长激素作用时间的作用，从而促进动物生长。 第二条途径是植物甾醇是类固醇激素的前体，具有类似激素的功能。 它们可以与靶细胞受体结合，刺激DNA转录活性，产生新的mRNA，并诱导蛋白质合成。 第三条途径是植物甾醇刺激肝脏中胰岛素样生长因子的产生，激活生长轴，促进生长。
2.2. 抗氧化作用
植物甾醇独特的乙烯基具有特殊的抗氧化生理功能。 它能在29-烯丙基上快速形成自由基。 该自由基被异构化为叔自由基。 这种叔自由基比脂肪酸更强。 以碳为中心的自由基更稳定，从而阻止脂肪酸的氧化反应。 结合文献和作者多年的经验，植物甾醇至少有三种方式发挥其抗氧化功能。 第一种方式是直接减少ROS的产生； 第二种方法是直接清除自由基； 第三种方法是增加SOD等酶。 活性，从而减缓或消除氧化应激对组织细胞的损害，见图4。
2.3. 植物甾醇的两性
植物甾醇的3位碳原子连接有羟基，甾醇本身具有巨大的疏水基团。 这种独特的化学结构赋予了植物甾醇特定的生物功能，它可以调节和控制膜的流动性，从而起到膜支架的功能（见图5）。
在内分泌调节方面，由于甾醇（本身不是激素）的分子结构与动物雌激素相似，因此可以从两个方向调节内分泌水平，改善动物皮毛颜色的外观，维持性腺激素和生长激素的平衡，以及确保动物健康和生长。
图 5. 植物甾醇调节膜流动性。
2.4. 其他功能
β-谷甾醇具有与氢化可的松和泼尼松类似的功能，具有很强的抗炎作用。 β-谷甾醇还具有与阿司匹林（乙酰水杨酸）类似的解热镇痛作用，且不会引起溃疡。 因此，β-谷甾醇是一种具有显着抗炎、解热作用的天然药物，使用安全。 植物甾醇还具有抗癌和增强免疫的作用，这里不再赘述。
3. 植物甾醇的吸收
3.1. 吸收机制
研究表明，植物甾醇的吸收过程可分为三个阶段，如图6所示：（1）植物甾醇在肠腔内与胆汁酸、游离脂肪酸等形成混合胶束； (2)混合胶束靠近上皮细胞，植物甾醇从胶束中游离出来，被细胞膜上的相关转运载体吸收到细胞内； （3）进入细胞内的甾醇在细胞内ACAT酶（胆固醇酰基转移酶）的作用下被酯化，然后在甘油三酯转移蛋白的作用下转化为MTP（甘油），与甘油三酯和载脂蛋白形成乳糜，并被分泌进入血液循环系统。
图6. 甾醇的吸收机制
3.2. 影响吸收的因素
植物甾醇不能内源合成，只能外源补充。 但甾醇的吸收率较低，基本为0.4-4%。 R3支链的碳原子数不同，吸收率也不同。 一般来说，随着C原子数的增加而降低（菜油甾醇>β-谷甾醇>豆甾醇）； 不同产地的植物甾醇的吸收率也不同。 如生长在高温地区的植物，菜油甾醇含量比例增大，因此吸收率也较高。 从吸收过程来看，酯化是吸收的基础，酯化甾醇的吸收是非酯化类型的5倍。 5位碳原子上的双键是否饱和也影响吸收率，如菜油甾醇>菜油甾醇； 但β-谷氨醇几乎不被吸收。
吸收后的甾醇选择性分布到身体各部位，以肝脏、肾上腺、性腺含量最高，因此能发挥促进生长、调节内分泌的作用。
4、植物甾醇在畜牧水产养殖中的应用前景
水产饲料膨化、干燥、后熟化的温度大多在100度左右。 许多功能性添加剂由于不能承受高温而在水产饲料中的使用受到限制。 植物甾醇的熔点高于140度，这就是它们用于水产饲料的原因。 水产饲料添加剂耐高温的前提。
目前获得植物甾醇的主要途径是从植物油（大豆油、米糠油等）中提取； 天然植物中还含有丰富的植物甾醇物质。 植物提取具有操作简单的特点，因此可以直接从植物中提取甾醇。 为甾醇的开发和应用提供新途径。
由于植物甾醇是两性物质，但其溶解度不高，如何提高植物甾醇的水溶性或酯溶解度成为植物甾醇应用时需要解决的一大问题。 特别是水产饲料比畜禽饲料对蛋白质和能量的需求更高。 植物甾醇的应用对于提高水产动物对高含量蛋白质和能量的利用率具有重要意义。 它还强调了植物甾醇在促进水生动物生长方面的广泛作用。 前景。 （参考文献略）
【关键词】： 植物甾醇在水产养殖中的应用前景
