用于提高雄性生物雄性特征的脂溶性物質及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物醫學與健康領域，具體講為一種用于提高雄性生物雄性特征的脂 溶性物質及其應用。
【背景技術】
[0002] 性特征是有性生物區別雌、雄性別的最基本標志，也是決定性別的基礎。在高等動 物和人類中，雄性特征主要包括：睪丸、附睪、陰莖、精囊、輸精管、前列腺和尿道球腺等。其 中，睪丸是上述雄性特征中的核心器官，在睪丸內產生生殖細胞精子和雄性激素，對支撐雄 性動物相關功能發揮至關重要的作用。
[0003] 睪丸是產生生殖細胞精子和雄性激素的重要核心器官。睪丸由曲細精管與間質細 胞等組成。從青春期開始，睪丸內的曲細精管管壁中，精原細胞經過以下各個階段和過程逐 步發育形成為精子，該精子生成的過程大致為：精原細胞一初級精母細胞一次級精母細胞 -精子細胞一精子，而成熟精子脫離支持細胞進入管腔。
[0004] 同時，睪丸也是決定雄性特征的最重要的器官，睪丸內的間質細胞產生雄激素，與 男性第二性征、生理功能等密切相關。上述雄性特征的形成與生物本身的性激素水平也有 直接或間接地關系。雄性特征的強弱是性激素水平高低的外觀表現。即雄性特征實際上是 性激素水平在細胞代謝活動、個體生長發育等不同層次所扮演的重要作用的具體體現，并 進一步在雌性生物的擇偶、性選擇過程中扮演著不可或缺的重要角色，對生物系統發育、繁 衍生殖和生物進化過程發揮十分關鍵的影響。
[0005] 另外，睪丸內所產生精子數量也是雄性特征的重要標志特征，在睪丸內的支持細 胞為各級生殖細胞提供營養，并起著保持與支持作用，為生精細胞的分化發育提供合適的 微環境，支持細胞形成的血睪屏障防止生精細胞的抗原物質進入血液循環而引起免疫反 應。
[0006] 以男性內生殖器官為例，正常男性有兩個睪丸，分別位于陰囊左右側。成人睪丸長 3. 5-4. 5厘米、寬2-3厘米、厚1-2厘米，每側睪丸重10-15克。睪丸內有大量彎曲的精曲小 管，其間含有間質細胞。精曲小管是產生精子的地方，新生的精子釋入曲線精管管腔內，本 身并沒有運動能力，而是靠小管外周肌樣細胞的收縮和管腔液的移動運送至附睪內。在附 辜內精子進一步成熟，并獲得運動能力。附辜內可存小量的精子，大量的精子則存于輸 畏精管及其壺腹部。精子與附睪、精囊腺、前列腺和尿道球腺的分泌物混合形成精液，每毫 升精液中含2千萬一4億精子，當少于二千萬精子，就難以使卵子受精。
[0007] 精子十分活躍，同時生命力也十分脆弱。精子產生過程易受溫度等多種因素的影 響，如果睪丸周圍溫度過高或受到化學毒物的影響，精子產生將出現障礙。有報道表明：近 幾十年來，受諸多環境因素脅迫、食物結構等不斷發生變化以及環境污染或生活壓力的影 響，很多生物或多或少地出現了雄性特征減弱、退化、甚至雌性化的趨勢，并且精子數量在 青年男性人群中以驚人的每年2%的速率持續出現下降。上述生精數量的快速變化趨勢，無 論對生物個體發育還是系統演化都會產生不同程度地影響，如小到外觀特征微弱的不明顯 變化，大到對生殖和物種長期繁衍生存產生致命的不可逆性作用等。如何提高和保持雄性 生物的雄性特征，將逐漸成為基礎生命科學和醫學健康領域需要關注的重大課題。
[0008] 目前國內外尚沒有，在一定程度上以實現改善或提高雄性生物的某些雄性特征 (如增加睪丸重量、增加附睪中儲存精子數量和精子密度等）為目的的專利和文獻報道。
【發明內容】
[0009] 本發明目的在于提供一種用于提高雄性生物雄性特征的脂溶性物質及應用。
[0010] 為實現上述目的，本發明采用技術方案為：
[0011] 一種用于提高雄性生物雄性特征的脂溶性物質，脂溶性物質為天然類胡蘿卜素及 其氧化衍生物，或經以單細胞藻類為原料脅迫誘導累積獲得到的富含類胡蘿卜素及其氧化 衍生物。
[0012] 其中，以單細胞藻類為原料經脅迫誘導累積獲得到類胡蘿卜素及其氧化衍生物， 具體為：
[0013] 首先，選擇單細胞藻類，以二步串聯培養技術，在第一步規模化細胞工程培養獲得 生物量；然后，改變培養條件，在第二步利用脅迫誘導其大量累積類胡蘿卜素及其氧化衍生 物。
[0014] 然后，將細胞工程培養的微藻細胞收獲，并加工即得到富含類胡蘿卜素及其氧化 衍生物藻粉，或利用物理化學方法提取獲得以類胡蘿卜素及其氧化衍生物為主要活性成分 的脂溶性物質。
[0015] 所述天然類胡蘿卜素及其氧化衍生物，其中主要成分包括：β-胡蘿卜素、蝦青 素、玉米黃素、葉黃素等類胡蘿卜素及其氧化衍生物，并含有某些脂肪酸的其它脂溶性混合 物質。
[0016] 其中，能夠在特定條件下大量類胡蘿卜素及其氧化衍生物的微藻種類很多，某些 微藻主要包括，鹽生杜氏藻(簡稱鹽藻，Dunaliella salina或bardawil)和雨生紅球藻(簡 稱紅球藻，Haematococcus pluvialis或Iacustris)等。同時，本發明所指的主要生物活 性成分類胡蘿卜素及其氧化衍生物的種類，在微藻內也異常豐富多樣，其中包括α-胡蘿 卜素 、β -胡蘿卜素、蝦青素、玉米黃素、葉黃素、番茄紅素等類胡蘿卜素及其氧化衍生物。在 藻粉及其脂溶性物質中，也含有某些脂肪酸等其它脂溶性成份，為混合物質，盡管如此，用 于提高雄性生物某些雄性特征的產品有效活性物質為類胡蘿卜素及其氧化衍生物，并根據 活性物質的含量和實際應用的動物種類、體重等，按照相關國家標準換算其每天的具體使 (食）用量或攝食量。
[0017] 一種用于提高雄性生物雄性特征的單細胞藻類脂溶性物質的應用，所述脂溶性物 質用于制備提高雄性生物某些雄性特征的食品、飲料、醫藥保健品或生物制劑等。按照60kg 體重的男性計算，所述天然類胡蘿卜素及其氧化衍生物其日攝食量一般>5. Omg，一般使用 量控制在5. Omg-lOO. Omg/人/日范圍內。
[0018] 本發明的優點是：
[0019] 1.本發明提供的用于提高雄性生物某些雄性特征的脂溶性物質不是人工合成產 品，而是天然的屬于某些單細胞微藻中提取的脂溶性物質(或其藻粉)，這些天然脂溶性混 合物質包括富含β-胡蘿卜素、蝦青素、玉米黃素、葉黃素等類胡蘿卜素及其氧化衍生物等 脂類物質。利用上述脂溶性物質獨特的捕獲自由基和抗氧化功能，其在一定程度上實現改 善或提高雄性生物的某些雄性特征(如增加睪丸重量、增加附睪中儲存精子數量和精子密 度等）的目的。
[0020] 2.本發明脂溶性物質的有效成分主要為類胡蘿卜素及其氧化衍生物，也是正常植 物代謝過程中產生的還原性物質，具有獨特的捕獲自由基和抗氧化功能，對維持機體代謝 平衡發揮重要的支撐作用，具有很高的營養作用。
[0021] 3.本發明脂溶性物質的有效成分主要為類胡蘿卜素及其氧化衍生物，屬于有機物 質，在肌體內可通過正常代謝分解，不積累；人類社會具有數千年長期使用歷史，未發現毒 副作用；產品經過動物學模型的毒理實驗，也沒發現任何毒副作用，具有長期食用安全性。
[0022] 4.本發明脂溶性物質的有效成分主要為類胡蘿卜素及其氧化衍生物，可通過人工 培養和生物工程工藝提取加工，產品質量穩定、具有可控性，能保障其相關生物學功效的穩 定發揮。
[0023] 5.本發明脂溶性物質可開發出新型保健產品和生物醫藥制劑，在相關領域進行應 用具有科學性和可靠性。同時具有很高的開發價值、經濟效益和社會價值。
【附圖說明】
[0024] 圖1為紅球藻天然蝦青素與人工合成蝦青素產品的高壓液相色譜圖
【具體實施方式】
[0025] 以累積類胡蘿卜素及其氧化衍生物為主的微藻種類很多，其中最典型的種類包 括在特定條件下，可大量積累以β-胡蘿卜素為主的鹽生杜氏藻(簡稱鹽藻，Dunaliella salina或bardawil)，以及以大量積累β -胡蘿卜素氧化衍生物蝦青素為主的雨生紅球藻 (簡稱紅球藻，Haematococcus pluvialis或Iacustris)等。為此，僅以雨生紅球藻為例， 通過細胞工程工藝技術生產獲得天然脂溶性混合物質。這些天然脂溶性混合物質包括富含 胡蘿卜素、蝦青素、玉米黃素、葉黃素等類胡蘿卜素及其氧化衍生物等脂類物質。進而具 體說明本發明的原料來源、加工工藝和產品在提高雄性生物某些雄性特征的功效、使(食） 用劑量或攝食量等實施方式。
[0026] 實施例1
[0027] Α.富含蝦青素為主的紅球藻培養
[0028] 選擇雨生紅球藻，利用BGll配方制作培養基(參見表1)，在22_25°C條件下，和室 內自然漫散光并輔助以50 μ E · πΓ · f光照強度的燈光光照，按照14:10的光照與黑暗節 律培養紅球藻藻種。
[0029] 待紅球藻藻種培養12天后，細胞處于快速繁殖的對數生長期。將培養至對數生長 期的藻種接種到用BGll配方制作培養基中，然后在20-25°C的培養車間內繼續培養，培養 采用自然日光光源，光照強度可通過遮陽簾調節控制，強度在1000-2000 y E · πΓ · f范圍 內，繼續擴大培養2周。
[0030] 將擴大培養的紅球藻藻株，再通過封閉管道系統轉入到開放式跑道池生物反應器 中。利用氮磷營養虧缺的BGll培養基(按照表1中記載的BGll配方配制，同時去除氮、磷 營養元素，即得到氮磷營養虧缺的BGll培養基）誘導細胞發生轉化，游動細胞大量轉化為 不動細胞，并進一步誘導蝦青素和油脂累積。誘導條件，光源采用自然日光，其光照強度在 白天基本維持在1000-3000 μ E ·πΓ · f之間變化，人工培養時間14天，期間的藻液水溫和 pH值都不進行人工控制，隨天氣在20-33°C之間自然變化，而pH值從初始的8. 5緩慢上升 到9. 7左右。培養期間，藻液依靠水車攪拌流動并避免下沉，讓紅球藻不動細胞充分接受陽 光，同時大量積累蝦青素。
[0031] B.富含蝦青素的類胡蘿卜素及其異構體等的產品加工
[0032] 收獲前，停止藻液攪拌，依靠自然沉降原理使藻體沉積在培養池的底部，放掉上清 液，初步獲得濃縮的藻液。藻液通過管道放入收集塔中，進一步利用沉降原理排掉上清液， 獲得進一步濃縮的藻液。然后依靠濾布孔徑小于20微米的板框過濾，進一步濃縮；再以連 續離心或間歇離心獲得藻泥，離心力大于700g，并用凈潔的自然水反復清洗藻泥5次，將鮮 藻噴霧干燥成干藻粉，而后利用超高速碰進行細胞破壁加工處理，以提高其生物利用度。上 述藻粉可作為提高雄性生物某些雄性特征的產品，直接用于研制提高雄性生物某些雄性特 征的產品并應用。也可進一步利用物理和化學技術，提取獲得其類胡蘿卜素及其氧化產物 蝦青素等脂溶性產物，再用于研制提高雄性生物某些雄性特征的產品并應用。
[0033] 脂溶性產物經分析，主要成分如表2,其中主要有效成分為類胡蘿卜素及其氧化產 物，含量受培養條件和提取技術等影響而存在一定幅度的變化，一般在2. 0%-7. 0%范圍變 化，其中最低和最高的含量分別為〇. 5%和15. 0%，其它。但是無論如何在類胡蘿卜素及其氧 化產物中以蝦青素為主，占其中含量的75%-95%。
[0034] 進一步利用天然蝦青素高壓液相分析，進而得到的天然蝦青素，其紅球藻天然蝦 青素高壓液相色譜圖與人工合成對比圖譜如圖1，對比文獻資料[1_6]可確定所生產的紅球