亲水性植物甾醇衍生物的制备及降脂功效研究

摘要

植物甾醇是一种天然活性成分，具有降脂、抗癌、抗炎等多种生理功效。植物甾醇水不溶、油溶性差、熔点高、生物利用率低，极大限制其食品应用。为拓宽植物甾醇在含水体系中的应用，本研究以聚乙二醇（PEG）为亲水修饰剂，以离子液体为催化剂合成亲水性植物甾醇衍生物，改善植物甾醇水溶性；并在此基础上研究其降脂功效，并提出可能的降脂机理。 首先，合成了中间产物-植物甾醇琥珀酸单酯（简称单酯，PSHS），并通过分离纯化得纯品，以单酯纯品为反应原料进一步合成了目标产物-植物甾醇聚乙二醇琥珀酸二酯（简称二酯，PPGS）。利用薄层色谱层析（TLC）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、质谱（MS）和核磁共振波谱（NMR）对产物进行结构表征，证实合成产物为单酯和二酯。二酯的水溶性较植物甾醇有显著提高。 其次，对单酯和二酯的合成规律进行探究。通过单因素实验得出最佳工艺参数：（1）反应溶剂甲苯，催化剂[BSO3HMim][HSO4]，催化剂用量为原料质量的4%（w/w），反应温度100℃，植物甾醇与琥珀酸酐摩尔比1：1.5，底物浓度75 mmol/L，反应2 h，单酯转化率可达94.0%。（2）无溶剂法合成二酯-2000，反应温度110℃，催化剂[BSO3HMim][HSO4]，催化剂用量为单酯质量的6%（w/w），单酯与PEG 2000摩尔比1：1.25，反应1 h后，二酯的质量转化率和摩尔转化率可高达 97.2%和 88.0%左右。除此之外，为了简化两步酯化法的分离纯化步骤，还尝试采用“一锅法”合成二酯，省去分离纯化步骤，直接加入 PEG 2000 和[BSO3HMim][HSO4]，110℃反应14 h，二酯-2000的质量转化率和摩尔转化率可达为97.8%和90.3%。 分别以PEG 600、PEG 1000和PEG 2000为亲水修饰剂制备了3种不同分子量的二酯（二酯-600、二酯-1000 和二酯-2000）。以高脂饮食大鼠为动物模型，经口灌胃给样，考察三种二酯对血脂、肝脂、排泄物脂质水平的影响。结果表明，二酯对高脂饮食大鼠的体重有一定程度的抑制作用；三种二酯均可不同程度地降低血清总胆固醇（TC）水平，显著降低血清低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平、LDL-C/HDL-C值和肝脏胆固醇含量，一定程度上增加排泄物中胆汁酸含量，促进胆固醇排出体外。三种二酯还可增加肝脏 LDLR、SREBP-2 和 CYP7A1 mRNA水平，表明亲水性植物甾醇酯可通过影响肝脏中与胆固醇代谢相关受体、蛋白或酶的表达从而降低胆固醇水平。

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