一、香蕉植物之介紹
(一)香蕉之植物學分類
香蕉學名 Musa sapientum Linn.在植物分類學上屬芭蕉科（Musaceae），芭蕉 屬（Musa），根據香蕉的植株形態特徵及經濟性狀 ，香蕉屬一年生之果樹，為目前 臺灣最主要經濟作物之一 ，亦是農作物中外銷金額最大 ，數量最多的作物(邱等，
2007)。香蕉為熱帶及亞熱帶作物，臺灣地處亞熱帶地區，風土氣候均適宜香蕉的生 產，因此，在臺灣各地區都可以周年生產 。而臺灣香蕉品種栽培繁多 ，觀賞用的有 美人蕉、青蕉、千層蕉…等，而可供食用的品種，較普遍的如北蕉、仙人蕉、台蕉 一號、台蕉二號、台蕉三號、寶島蕉、呂宋蕉(鄧，1997)。台蕉一號為改良種，其 可耐黃葉病，屬於北蕉的改良變種，其他品種尚有紅皮蕉、粉蕉及李林蕉，李林蕉 在臺灣南部蕉園，偶有種植，市面上較少見(鄧，2001)。
被 子 植 物 門 M a g n o l i o p h y t a
單子葉植物綱 Liliopsida
薑目 Zingiberales
芭蕉科 Musaceae
芭蕉屬 Musa
(二)香蕉植物形態特徵
生育期中萌發生長稱為吸芽。假莖即常見長在地上部的幹莖，高度 l.3-3.5 米，系由
香蕉果實是白雌花的子房發育而成 。著生於花軸上稱為果房。大多數食用蕉不
上推移，最後從假莖頂部中央抽出現蕾 ，不久花序軸連同花蕾轉彎下垂 ，然後花苞 向上卷，雌花隨即開放。香蕉的花序為穗狀花序，頂生，屬完全花，由萼片，花瓣、
雄蕊、雌蕊組成。花序基部是雌花，中部是中性花，頂端是雄花。香蕉小花著生在 小花苞內，花梗短，花被分 2 片。生長在外側的一花被由 3 萼片、2 花瓣合生而成，
先端作 5 齒裂，淡黃色，厚膜質，稱被瓣；另一花被離生，稱遊離瓣，形狀較小，
位於合生被瓣的對方，白色透明，質較薄。柱頭肥大作拳狀，花柱棒狀白色，子房 大如指，長度是全花的 2/3，可結成供食用的果實。香蕉花的色澤，形態因品種而 異。雄蕊只有極小數品種含有花粉 。苞片一個個地卷起來，長卵形或寬卵形，暗紫 色或紫紅色，通常在開花後 1-2 大脫落，但也有一些品種苞片不脫落 ，從現蕾至斷 蕾過程，夏季需 13 天左右，冬季需 20-25 天。
二、β-sitosterol、stigmasterol 介紹
(一)β-sitosterol、stigmasterol 的結構
β-sitosterol 中 文 名 稱 為 β- 穀 固 醇 ， 而 stigmasterol 中 文 名 稱 為 豆 固 醇 。 β-sitosterol、stigmasterol 屬於植物固醇(phytosterols)的一種，植物固醇是植物某固醇 類的統稱，是一種植物衍生出之固醇類，其結構與膽固醇相似，不同點在於支鏈的 結構，而其作用類似於脊椎動物中的膽固醇。固醇另外一個名稱又叫作甾醇 ，甾這 個字源於中國為一個象形字 ，表示著這類化合物共有的結構 。植物固醇也屬於這類 結構化合物，主要是以環戊烷並多氫菲為骨架的一類物質 ，此特徵即為固醇類的基 本架構。是植物性食物中含有的類似膽固醇的物質 ，在自然界中以游離態或結合態
植物固醇屬於 4-脫甲基固醇、4-單甲基固醇和 4，4-雙甲基固醇這三種固醇中的 4-脫甲基固醇，它們可以遊離形式存在 ，如 β-sitosterol、stigmasterol 等；也可與長 鏈脂肪酸或酚酸形成酯，如米糠油（阿魏酸鹽），也有與葡萄糖之結合態。
植物固醇包括兩種形式，分為不飽和及飽和型式，分別為植物固醇和植物固烷 醇。人體攝入的植物固烷醇的量通常比植物固醇少很多 。植物固醇含量較高，植物 固烷醇含量很少，人體攝入的植物固烷醇的量通常比植物固醇少很多 。
較重要且常見的植物固醇 ，有不飽和的β-sitosterol、stigmasterol、campesterol，
而其飽和的型式為β-sitostanol、campestanol、stigmastanol，人類從日常飲食所攝取 雙鍵。β-sitosterol、stigmasterol為△ 5–sterols中最常見的的兩種植物固醇。△ 7–sterols 僅在少數植物中 ，如葫蘆科（Cucurbitaceae ）之南瓜及茶科 （Theaceae）之茶樹
（Breinhölder et al., 2002）。這些化合物含有27-30個碳原子，β-sitosterol、stigmasterol 主要有29個碳原子組成，而β-sitosterol和stigmasterol兩者結構上最大的差異在於其中 接在C-17碳上的側鏈 差了1個雙鍵 ，β-sitosterol 只在C-5 和C-6 間含有雙鍵 ，而 stigmasterol 則 在 C-5 和 C-6 間 含 有 雙 鍵 外 ， 在 C-17 侧 鏈 上 也 有 一 個 雙 鍵 。 β-sitosterol、stigmasterol為最重要的植物固醇種類結構如 圖2.1。
(A)膽固醇(cholesterol)
(B)β-穀固醇(β-sitosterol)
(C)豆固醇(stigmasterol)
圖 2.1.β-sitosterol、stigmasterol 及膽固醇之結構 (A)膽固醇(cholesterol) (B)β-穀固醇(β-sitosterol)
(C)豆固醇(stigmasterol)
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(二)β-sitosterol、stigmasterol的來源
β-sitosterol、stigmasterol屬於植物固醇，植物固醇類在植物中為構成細胞膜的重 要成分，它廣泛存在於植物中，水果和蔬菜中植物固醇含量通常很少，核果類和植 物油的植物固醇含量較高，日常生活中所攝取的植物固醇主要來自於大豆、玉米及 其他一些常見植物油。其中以蔬菜油中含量最為豐富 ，所以植物油及含油食品是植 物固醇的主要天然來源，其次是穀物、穀物製品及堅果（Moreau et al.,1994）。
(三)β-sitosterol、stigmasterol的生理功效
β-sitosterol、stigmasterol 為植物固醇的主要構成分之一 ，植物固醇能夠抑制人 體對膽固醇的吸收、促進膽固醇的降解代謝、抑制膽固醇的生合成等，且於動物實 驗上被發現具有抑制心血管疾病的功能 ；植物固醇還具有抗癌、抗腫瘤、消炎、提 高免疫、調節生長、抗病毒等作用，分別於後詳述。
植物固醇亦可用作食品抗氧化劑。由於人體內無法合成植物固醇 ，也不能由膽 固醇轉化而成，只能由食物中攝取。自 20 世紀 50 年代發現植物固醇具有降低血漿 膽固醇作用以來，主要將其作為降膽固醇藥物和功能性食品添加劑使用 。隨著對植 物固醇的深入研究和廣泛應用 ，其他相關藥理作用作用正逐步被研究者所研究出 來。而且美國食品藥品監督管理局也已於 2000 年批准了含植物固醇類物質的功能 性保健食品。
1.對膽固醇的影響
食物中所含的膽固醇，一部分是與脂肪酸結合的膽固醇酯 ，另一部分是游離態
的。胰液和腸液中均含有膽固醇 酯酶，在腸道內催化膽固醇酯水解，產生游離的膽
β-sitosterol、stigmasterol 可以降低膽固醇，原因在於植物固醇可能改變了脂質 的代謝(Coleman et al.,2002）。植物固醇具有抑制小腸中膽固醇的吸收及內生性膽固 醇的合成，因此降低了血清中總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）之含量(Ling et al.,1995）。另外，攝取植物固醇，並未發現會造成血清中低密度脂蛋白（LDL-C）
含量的降低，植物固醇降低血清中膽固醇的機制並不清楚 ，其可能的機制在於小腸 中微溶的膽固醇，因植物固醇的存在而沉澱，形成無法吸收的狀態，因為膽固醇必 須進入 由膽鹽 及磷脂 質所形 成的微 膠體 ， 才能被 小腸細 胞吸收 而進入 血液中
（Piironen et al.,2000）。
然而另一個理論為，其與膽固醇互競爭融入微膠體 ，因而減少了膽固醇的吸收
（Miettinen et al., 1990）。另外，血漿中的 β-sitosterol 的濃度高低，與飲食中吸收 膽固醇有正相關性，而與人體自行合成，以及從膽汁及糞便中排出的膽固醇有負相 關性，因此推論，血液中植物固醇含量應該可以當做膽固醇吸收 ，以及自行合成的 一個明顯指標(Ikeda et al.1988a）。
2. 抗癌活性
植物固醇具有抗大腸或直腸腫瘤的活性 。推論膽固醇經腸道微生 物的作用所產生之代謝物 ，是引發大腸或直腸腫瘤的原因之一 ，而
β-sitosterol、stigmasterol 會促使膽固醇本身直接排出體外 ，而減少腸道微生物對膽 固醇分解時間 ，因此可預防此類疾病的產生 (Ling et al.,1995）。也有文獻指出 β-sitosterol、stigmasterol 具有抗結腸癌、乳癌和前列腺癌的功能（Awad et al., 1998）， 也可降低肺癌發生的機率 （Milgate et al.,1995）。
針對膳食中植物固醇攝入與乳腺癌發生的相關性進行了流行病學研究 ，結果表 明食用高植物性和低動物脂肪性食物 （植物固醇，8～12 µmol/L）的日本人群的乳 腺癌發病率較低。相比之下，食用低植物性和高動物脂肪性食物 （植物固醇，2～6 µmol/L）的西方人群（美國和北歐）的乳腺癌發病率較高；紐約膳食研究機構對西 方婦女卵巢癌發生與 β-sitosterol、stigmasterol 攝入量的相關性進行了研究 ，結果顯 示膳食中 β-sitosterol（478～861 mg/d）、stigmasterol（>23 mg/d）的攝入與卵巢癌的 發生都呈現負相關性(Ling et al.,1995）。
3. 其他生理功能
β-sitosterol、stigmasterol 的生理功能的研究許多都著重於降低膽固醇的效果 。 一些研究指出，β-sitosterol、stigmasterol 可能具有抗發炎（Lembcke et al., 2005）、
防止胃潰瘍（Zhang et al., 2006），但功效侷限於動物實驗 。在動物試驗中發現 β-sitosterol 可以抑制血小板的凝集，因此具有抗動脈硬化的效果（Ju et al., 2004）。
目前大多數天然類固醇具有重要的生理活性 ，已廣泛運用於現代醫學治療用途 上；而許多人工合成之類固醇則以天然固醇的結構為藍本而被製造出來 。目前合成 類固醇主要用於抗荷爾蒙藥物 、麻醉劑、抗發炎藥物、抗癌藥物、治療心血管疾病 藥物等。部分合成類固醇醫藥品的粗原料主要來自數種天然動植物中所抽取的物 質，也包含β-sitosterol及stigmasterol。
(四)植物固醇成分的萃取溶劑及條件
β-sitosterol、stigmasterol 其分析方法是參考膽固醇的分析方法，將樣品以溶劑 萃取出脂質及固醇後，再加入鹼進行皂化，經由衍生，最後以氣相層析儀分析其含 量 。 常 用 來 萃 取 游 離 態 及 酯 化 態 的 植 物 固 醇 的 溶 劑 為 己 烷 (hexane) 而 醣 化 態 (glycoside form)則必須增加溶劑的極性；在萃取玉米纖維(corn fiber)中的植物固醇則 以己烷、二氯甲烷、乙醇、異丙醇等來萃取，萃取率在95﹪以上(Piironen et al.,2000)。
植物固醇的型態，除了與膽固醇相同有游離態 (free form)及酯化態(ester form)另外還 含有醣化態(glycoside form)，醣化態中的acetal bond在鹼的環境下不能進行水解，若 只以鹼皂化則會使所測得的植物固醇含量偏低 ，因此在植物固醇皂化前必須先利用 酸作水解以去除醣基 ，而利用這樣的方法證實 可增加植物固醇的萃取量 ，其中 stigmasterol 增加9-39﹪、sitosterol增加22-42﹪；因此，之後的研究則大都以此方法 作為模式(Jonker et al.,1985)。探討影響植物固醇分析量的因素 ，發現最佳的分析方 法是在皂化進行之後加入內標準品，之後利用氯仿萃取，如此之回收率最高(Toivo et al.,2000)；在酸水解後直接加入鹼進行皂化並以甲苯 (toluene)作萃取溶劑(Jonker et al.,1985)。以酸水解時間為60 分鐘，再以hexane：diethyl ether (1：1，v/v)萃取出自 由及酯化態的植物固醇，配合30 分鐘的皂化，皂化完以環己烷(cyclohexane)萃取的 實驗流程，測得植物固醇含量最高 (Toivo et al.,2001)。
(五)植物固醇分析方法
1.氣相層析法(gas chromatography,GC)：
氣相層析法為分析植物固醇最常使用的分析方法 之ㄧ，從充填管柱 (packed