植物中的固醇

植物固醇 (phytosterols) 屬於三萜類 (triterpene) 的物質，存在於所有植物中，

其在植物細胞膜上具有穩定脂雙層結構的效果，與膽固醇在動物體內的功能類似。

而植物並非不含有膽固醇，它約占植物總固醇量1-2%，在某些植物科別或是植物

局部的組織器官部分，膽固醇可占總固醇量的5% 或更多 (Moreau et al., 2002)。

許多茄科 (Solanaceae) 植物含有高量的膽固醇 (Moreau et al., 2002)，如番茄 (Solanum lycopersicum) 其綠熟期果實的果皮中自由態固醇約含有 8% 的膽固醇 (Whitaker, 1988)。另真菌中的主要固醇為 ergosterol，由於真菌不屬於植物界，一 般將 ergosterol 稱為 fungal sterol (Weete et al., 2010) 而不歸類於植物固醇，但也 有部分文獻將其併入植物固醇的分類 (Piironen et al., 2000; Moreau et al., 2002)。

一、結構

根據在4 號碳上甲基的數目，植物固醇可分為 4-desmethylsterols、4-dimethyl- sterols 及 4-monomethylsterols 三種。4-desmethylsterols 在 4 號碳上不具有甲基，

植物固醇中含量較多的 β-sitosterol、stigmasterol 及 campesterol 皆屬此類；

4-monomethylsterols (如 gramisterol) 和 4-dimethylsterols (如 cycloartanol) 分別於 4 號碳上接上一及二個甲基 (圖 1)，這二種固醇為植物固醇生合成過程的中間產物，

故在大部分植物中的含量皆較 4-desmethylsterols 低 (Moreau et al., 2002)。

圖1. 4-甲基及 4,4-二甲基植物固醇

4-desmethylsterols 以結構中總碳原子數目再分類，主要分為27、28 及 29 個 碳三種 (圖 2 及圖 3)。大部分的固醇在 5 號及 6 號碳 (見附錄圖 41) 上有一雙鍵，

故稱為 Δ5 固醇；另有部分的固醇的雙鍵位在 7 號及 8 號碳上而非 Δ5 的結構，稱 為 Δ7 固醇。Δ5 及 Δ7 固醇都可能在其烴基 (alkyl) 支鏈上含有額外的雙鍵，多位 於22 及 23 號碳及 24 及 28 (24”) 號碳之間。含有 28 及 29 個碳醇在其 24 號碳上 接有甲基或乙基，如該處產生雙鍵則為亞甲基 (methylene) 或乙烯基 (ethylene)。

如固醇結構中的雙鍵全部被還原，則稱為該種固醇的烷醇 (stanol)，如 sitostanol。

圖2. 於 4 號碳上無甲基取代的 C28 植物固醇

Fig 2. C28 4-desmethyl phytosterols (Moreau et al., 2002)

圖3. 於 4 號碳上無甲基取代的 C29 植物固醇

二、結合態固醇

除了自由態的固醇，植物中尚有 4 種結合態固醇 (steryl conjugates) (圖 4)，皆 為固醇3 號碳上的羥基與不同的基團鍵結。

酯化態固醇 (steryl ester，SE) 為固醇與脂肪酸以酯鍵結合；常見與含 16 或 18 個碳的飽和或不飽和脂肪酸鍵結 (Zdzislaw, 1992)。

醣苷態固醇 (steryl glycoside，SG) 為固醇接上醣基，主要為 D 型葡萄糖以 β 型式鍵結，多為一個醣分子，如 β-sitosteryl glucoside，也有接上 2 到 4 個醣分子 的結構，如從紅豆中分離出的 β-sitosteryl 3-O-gentiotetraoside 即接有 4 個葡萄糖 (Kojima et al., 1989)；除了六碳醣外也有和五碳醣、醣醛酸及 6-去氧六碳醣鍵結的 固醇從植物中分離出來 (Kovganko and Kashkan, 1999)。

酯化醣苷態固醇 (acylated steryl glycoside，ASG) 為醣苷態固醇的醣分子上的 6 號碳上的羥基與一脂肪酸酯化鍵結，常見脂肪酸組成與酯化態類似 (Zdzislaw, 1992)，也有脂肪酸與醣分子上其他位置羥基鍵結的結構 (Kovganko and Kashkan, 1999)。

Hydroxycinnamic acid steryl ester (HSE) 或 steryl ferulate (SF)，為固醇或三萜 醇 (triterpene alcohol) 和阿魏酸 (ferulic acid)、對-香豆酸 (ρ-coumaric acid) 或咖啡 酸 (caffeic acid) (Fang et al., 2003) 以酯化鍵結，此種固醇大多存在於玉米及稻米 等穀類中，如米糠中可分離出的 γ-oryzanol 即屬 HSE，γ-oryzanol 中主要成分為

24-methylencycloartanyl ferulate、cycloartenyl ferulate、campesteryl ferulate 及

圖4. 結合態植物固醇的結構

Fig 4. Structures of phytosterol conjugates. The sites of cleavage via alkaline hydrolysis (saponification) and acid hydrolysis are indicated with arrows (Moreau et al., 2002)

第二節、植物固醇生理活性