论题3：植物甾醇化学及生物学意义：豆甾醇资源的合理开发利用

           杨顺楷   四川 成都

目前在植物体已经发现的较为主要的甾醇大约有40多种。它们的区别在于侧链C-24位上的烷基化程度，在其侧链上添加碳原子通常是逐步经由生物学的甲基化试剂—S-腺苷甲硫氨酸（SAM）引入，且示综实验研究发现氢负离子移位。烷基化甾体化合物的生成可能是部分强化植物防卫体系。昆虫、原生动物和细菌不能够从头生物合成甾醇，须得从摄取的食物中逐步累积（即是相当于维生素！）于是所有现存的植食性有机体必须具有能够去烷基化的酶系统，即经由植物甾醇侧链的环氧化作用产生胆固醇或其结构类似物（动物甾醇）。作为来自维管束植物 进化史期间，而产生的多样性化学修饰甾醇类，即植物甾醇必需赋予它们在同昆虫捕食者（植食性）恒久的生存斗争中极大的生存价值，并作为残留这类防御机制而存在。因此植物甾醇资源的化学组成出现了复杂化的结果。

据报道，世界各国生产甾体激素药物的原料中，薯蓣皂素占55%，豆甾醇占15%，胆固醇类占10%，蕃麻皂素（Hecogenin）占10%。反观我国对植物甾醇中的豆甾醇开发利用还很不令人满意。据市场预测分析：国内单体豆甾醇用户分布在上海、广州、天津、沈阳等地，总需求量估计在 100 t／a左右，价格水平 约为230—300万／吨，目前国内需求量只能靠进口解决。

仅就2010年我国中粮集团进口（转基因？）大豆用于油品生产，其真空脱溴残渣富含植物甾醇（%：beta-谷甾醇，40；豆甾醇25：菜油甾醇25），目前全球每年耗用1000吨的植物甾醇用于生物转化选择性断侧链生产4AD的底物原料，70%都是来自大豆油品加工过程中的植物甾醇。由此可见，仅仅是中粮集团进口大豆油品生产加工过程中产出的植物甾醇，结合我国已有开发的从植物甾醇混合组分中分离豆甾醇（25%）技术，就可以彻底改观目前国内单体豆甾醇需求量只能靠进口的局面。加之，十多年前有的国家甾体药物公司从欧美引进的利用大豆植物甾醇用于生物转化选择性断侧链生产4AD技术，对其中的豆甾醇是进行了分离的。其实，分离了豆甾醇的底物大豆植物甾醇（主要是beta-谷甾醇和菜油甾醇组份），是更有利于生物转化选择性断侧链生产4AD的生物加工过程，这就有效地提高了天然甾体资源的利用率。

从薯蓣皂素的半合成工业化工艺已经取得了较大的成功。例如从薯蓣皂素可以用化学法转化为孕甾烯醇酮，再合成到孕酮仅有8步；而如果从豆甾醇半合成到孕酮则有较少的合成步骤。从甾体药物合成化学可知，具有C-22,23-双键的豆甾醇，可以通过奥式氧化，溴氧化及在有二甲基甲酞胺存在的碱性条件下氧化，或在醋酸铜，2,2’- 双吡啶和二甲基甲酞胺存在时氧化，得到C21 甾体化合物——酮型孕激素黄体酮（即孕酮），收得率70%。由孕酮可以进一步经由化学和生物结合的方法转换成四大基础皮质激素，即可的松，泼尼松；氢化可的松，泼尼松龙（见附图）。这就是为什么早在30年前的美刊《科学美国人》工业微生物学专辑（P148）就刊出了这一成熟的利用豆甾醇生物-化学法结合的四大基础皮质激素制造技术。

笔者上《百度》搜索，发现近年国内已经有生物科技公司和有关大学在植物甾醇和单体豆甾醇的研究与开发上取得了可喜的阶段成果。例如位于陕西西安高新区的西安瑞源生物科技有限公司开发出了总植物甾醇含量达95%以上的产品，以及高纯度的单体豆甾醇产品。此外，广西大学2007年武晓云同学的硕士学位论文《甘蔗糖厂滤泥中植物甾醇的提取及豆甾醇和beta-谷甾醇的分离》，它为我国甘蔗糖厂废物的资源化开发利用作了有意义的探索，因为分析发现广西蔗脂植物甾醇组份组成豆甾醇20%，beta-谷甾醇80%。哈尔滨理工大学2006年陈俊波同学的硕士学位论文《利用大豆甾醇生产医药中间体ADD工艺研究》等都作了很好的应用基础工作。并非是国内有人以“国内技术不成熟”为借口，花巨资引进技术，以及进口植物甾醇产品，甚至进口妥尔油（木浆浮油，有高含量的beta-谷甾醇）作为甾体药物生物制造半合成原料。这些都是我国甾体资源开发表现出的“短视，浮躁”的表现，宜纠正之。

总之，本文如标题所示，强调我国应该重视本土的天然甾体植物甾醇资源的开发利用，特别是利用分离的单体豆甾醇进行深度开发四大基础皮质激素的半合成工艺技术是很有价值的，我国的生物-化学半合成工业技术是现成的，只须合理组合就可投产。