استرول ها Sterol

استرول‌ها (Sterols) در روغن‌ها، صنایع غذایی و دارویی

استرول‌ها گروهی از ترکیبات لیپیدی با ساختار 4 حلقه‌ای استروئیدی هستند که در تمام موجودات زنده یافت می‌شوند.

 مهم‌ترین استرول حیوانی کلسترول است و مهم‌ترین استرول‌های گیاهی—که در روغن‌ها و دانه‌های روغنی غالب‌اند—با نام فیتواسترول‌ها شناخته می‌شوند.
این ترکیبات اگرچه بخش بسیار کمی از روغن‌ها را تشکیل می‌دهند، اما ارزش تحلیلی، کاربردی و تغذیه‌ای بسیار بالایی دارند.

به همین دلیل در کنترل کیفیت روغن‌ها، تشخیص تقلب، صنایع غذایی، فرمولاسیون دارویی و مکمل‌های تغذیه‌ای اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده‌اند.

• انواع مهم استرول‌ها در روغن‌ها

  استرول‌ها در روغن آفتابگردان

• آنالیز استرول‌ها در روغن آفتابگردان به عنوان مشتقات سیلیل silyl
  آنالیز استرول‌ها در روغن آفتابگردان به عنوان مشتقات سیلیل با کروماتوگرافی گازی با استفاده از ستون‌های Agilent FactorFour VF-5ht در ۱۲ دقیقه.

استرول‌ها در روغن کلزا

آنالیز استرول‌ها در روغن کلزا به عنوان مشتقات سیلیل silyl
آنالیز استرول‌ها در روغن کلزا به عنوان مشتقات سیلیل silyl  با استفاده از کروماتوگرافی گازی با ستون‌های Agilent VF-5ht در 11 دقیقه.

آنالیز استرول‌ها در روغن ماهی تن

کروماتوگرافی گازی با ستون Agilent CP-Sil 8 CB، 11 استرول موجود در روغن ماهی تن را به عنوان مشتقات TMS در 17 دقیقه جدا می‌کند.

فیتواسترول‌ها (Phytosterols)

رایج‌ترین ترکیبات عبارت‌اند از:

• β-سیتوسترول (β-sitosterol)
• کامپسترول (campesterol)
• استیگماسترول (stigmasterol)
• براسیکاسترول (brassicasterol)
• آوناسترول (avenasterol)

ترکیب و نسبت این استرول‌ها در هر روغن با یک الگوی مشخص دیده می‌شود؛ مثلاً روغن زیتون، آفتابگردان، کلزا و سویا هر یک پروفایل منحصر‌به‌فرد دارند. از این تفاوت برای تشخیص اصالت و نوع روغن استفاده می‌شود.

کلسترول

در روغن‌های حیوانی (ماهی، کره، پیه، چربی‌های حیوانی) کلسترول شکل غالب است.

سنجش کلسترول در محصولات لبنی و گوشت نیز برای تعیین کیفیت و ارزش تغذیه‌ای کاربرد دارد.

اهمیت استرول‌ها در صنایع غذایی

1. تشخیص تقلب و کنترل کیفیت روغن‌ها

الگوی استرولی یکی از دقیق‌ترین شاخص‌ها برای شناسایی نوع روغن است.
مثلاً:

• وجود براسیکاسترول بالا نشانه  حضور روغن کلزا  است.
• نسبت β-sitosterol به campesterol برای تشخیص اصالت روغن زیتون یا وجود روغن‌های ارزان‌تر به کار می‌رود.
• تغییر نسبت استرول‌ها نشان‌دهنده  ترکیب یا رقیق‌سازی روغن است.

2. ارزش تغذیه‌ای

فیتواسترول‌ها به دلیل شباهت ساختارشان به کلسترول، در روده رقابت جذب ایجاد کرده و باعث کاهش جذب کلسترول LDL می‌شوند. به همین دلیل به بسیاری از محصولات غذایی عملکردی—مثل مارگارین‌ غنی‌شده یا نوشیدنی‌های سلامت‌محور—اضافه می‌شوند.

3. پایداری حرارتی و اکسیداسیون

استرول‌ها در شرایط حرارتی شدید (مثلاً سرخ‌کردن صنعتی) ممکن است به مشتقات اکسیدی تبدیل شوند که خواص تغذیه‌ای را کاهش داده و نیازمند پایش دقیق هستند.

نقش استرول‌ها در صنعت داروسازی

• به‌عنوان ماده فعال یا نیمه‌فعال در مکمل‌های کاهش کلسترول.
• در فرمولاسیون‌های نانوحامل‌های لیپیدی، چون استرول‌ها ساختار غشاء را پایدارتر می‌کنند.
• به‌عنوان شاخص زیستی برای ارزیابی سوخت‌وساز چربی‌ها.
• در تولید داروهای استروئیدی، برخی استرول‌ها پیش‌ماده  سنتز هستند.

روش‌های تحلیلی استرول‌ها (مناسب برای روغن و صنایع غذایی)

شرکت‌هایی مانند Agilent و Shimadzu چندین متد معتبر برای سنجش استرول‌ها ارائه داده‌اند. روش‌ها عمدتاً بر پایه  کروماتوگرافی هستند.

1. GC-FID / GC-MS (روش استاندارد و پرکاربرد جهانی)

این روش پرکاربردترین و قابل‌اعتمادترین متد برای اندازه‌گیری استرول‌هاست.

مراحل اصلی:

1. سابونیفیکاسیون (Saponification):
   روغن با محلول قلیایی حرارت داده می‌شود تا استرول‌ها آزاد شوند.
2. استخراج بخش غیرصابون‌پذیر (Unsaponifiable Matter):
   استرول‌ها به فاز آلی منتقل می‌شوند.
3. تصفیه روی ستون آلومینا یا سیلیکا:
   ماتریس‌های مزاحم حذف می‌شوند.
4. مشتق‌سازی (Silylation):
   با BSTFA یا MSTFA گروه هیدروکسیل استرول‌ها تبدیل به TMS-ether می‌شود تا مناسب GC شود.
5. آنالیز GC-FID یا GC-MS:
   ستون‌های غیرقطبی با دمای بالا (مثلاً ستون‌های مبتنی بر 5% فنیل–95% دیمتیل‌سیلوکسان) استفاده می‌شوند.

مزایا

• حساسیت و تکرارپذیری عالی
• استاندارد طلایی برای تست اصالت روغن‌ها
• سازگار با الزامات استانداردهای غذایی

2. GC×GC-MS (کروماتوگرافی دو بعدی)

به‌ویژه توسط Shimadzu توسعه یافته است.
این روش برای ماتریس‌های بسیار پیچیده کاربرد دارد و جداسازی ترکیبات نزدیک‌الساختار (ایزومرها) را تقویت می‌کند.
در روغن‌ها، GC×GC می‌تواند استرول‌های با فراوانی پایین را نیز به‌دقت آشکار کند.

3. LC-MS/MS

این روش بدون نیاز به مشتق‌سازی عمل می‌کند.
مناسب برای:

• سنجش استرول‌ها در مواد غذایی غنی‌شده
• بررسی کلسترول و مشتقات آن در محصولات لبنی
• کاربردهای دارویی که نیازمند حساسیت بالا هستند

مزایا

• آماده‌سازی ساده‌تر برای بعضی ماتریس‌ها
• امکان کوانتیتاسیون چندین ترکیب در یک تزریق

پروتکل پیشنهادی (ترکیبی از متدهای Agilent و Shimadzu)

این پروتکل مخصوص روغن‌های خوراکی است:

1. وزن‌برداری

حدود ۱ گرم نمونه.

2. افزودن استاندارد داخلی

معمولاً از چولستان (cholestane) یا استرول‌های دوتریه‌شده استفاده می‌شود.

3. سابونیفیکاسیون

• افزودن محلول NaOH در متانول یا اتانول
• حرارت ۶۰–۱۲۰ درجه سانتی‌گراد (بسته به روش) برای ۳۰–۶۰ دقیقه
• آزادسازی کامل استرول‌ها

4. استخراج

• استفاده از هگزان، اتر یا بوتانول
• جدا کردن فاز غیرصابون‌پذیر
• خشک‌کردن کامل

5. تصفیه

• عبور نمونه از ستون آلومینای خنثی یا سیلیکا
• حذف ماتریس‌های قطبی یا ترکیبات مزاحم

6. مشتق‌سازی

• افزودن BSTFA یا MSTFA
• ۱۵ تا ۳۰ دقیقه حرارت ملایم (۶۰–۷۰ درجه سانتی‌گراد)

7. تزریق GC

• ستون‌های غیرقطبی مناسب استرول
• دمای نهایی ستون حدود ۳۰۰ درجه یا بالاتر
• نمونه با FID یا MS آنالیز می‌شود

چالش‌ها و نکات کلیدی

• مشتق‌سازی ناقص → باعث پیک‌های کشیده و تکرارپذیری ضعیف می‌شود.
• وجود ترکیبات سنگین در ماتریس روغن → نیاز به تصفیه دقیق دارد.
• اکسیداسیون استرول‌ها در روغن‌های حرارت‌دیده → باید کنترل و اندازه‌گیری شود.
• استفاده از استاندارد داخلی مناسب → برای کمی‌سازی دقیق ضروری است.

جمع‌بندی

استرول‌ها با وجود درصد پایین در روغن‌ها، از مهم‌ترین شاخص‌های کیفیت، اصالت، ارزش تغذیه‌ای و ویژگی‌های زیست‌فعال هستند.
شرکت‌های پیشرو مانند Agilent و Shimadzu متدهای بسیار دقیق برای سنجش آنها ارائه داده‌اند و در آزمایشگاه‌های غذایی، دارویی و تحقیقاتی از بهترین روش‌ها برای ارزیابی کیفیت روغن‌ها محسوب می‌شوند.

1. Cholesterol (کلسترول)

استرول اصلی در موجودات زنده حیوانی است.

نقش حیاتی در ساخت هورمون‌ها، غشاهای سلولی و ویتامین D دارد.

وجود آن در روغن‌های گیاهی معمولاً بسیار کم و نشانه آلودگی یا تقلب با چربی حیوانی است.

2. 24-Methylenecholesterol

یکی از فیتواسترول‌های پیش‌ساز در مسیر بیوسنتز استرول‌های گیاهی. معمولاً در روغن‌های دانه‌ها (مثل کنجد و آفتابگردان) یافت می‌شود و به‌عنوان شاخص تشخیصی برای نوع روغن کاربرد دارد.

3. Campesterol (کامپسترول)

فیتواسترول رایج در روغن‌های گیاهی. همراه با β-سیتوسترول برای تشخیص اصالت روغن استفاده می‌شود. نقش کاهنده جذب کلسترول LDL در بدن دارد.

4. Stigmasterol (استیگماسترول)

یکی از ترکیبات شاخص در روغن‌های سویا، کلزا و آفتابگردان. وجود و نسبت آن نسبت به campesterol در بررسی خلوص و تشخیص تقلب اهمیت دارد.

5. β-Sitosterol (بتا-سیتوسترول)

پرتراکم‌ترین فیتواسترول در اکثر روغن‌های گیاهی. بیشترین نقش را در کاهش جذب کلسترول غذایی دارد. معمولاً پیک غالب در پروفایل GC استرول‌هاست.

6. Sitosterol (سیتوسترول)

اصطلاح عمومی برای خانواده سیتوسترول‌ها که مهم‌ترین عضو آن β-sitosterol است. این گروه شامل ایزومرها و مشتقات دیگری نیز می‌شود.

7. Δ5-Avenasterol (دلتا۵-آوناسترول)

ترکیبی حساس به حرارت که در روغن‌های بکر و تصفیه‌نشده مقدار بیشتری دارد.

کاهش آن نشانه فرآوری شدید یا اکسیداسیون است. برای ارزیابی کیفیت روغن زیتون مهم است.

8. Δ7-Stigmasterol (دلتا۷-استیگماسترول)

از استرول‌های گروه Δ7 که در برخی روغن‌های خاص مانند روغن کنجد و برخی دانه‌های گیاهی بیشتر دیده می‌شود. حضور آن الگوی تشخیصی برای برخی ماتریس‌هاست.

9. Δ7-Avenasterol (دلتا۷-آوناسترول)

هم خانواده Δ5-avenasterol اما با ساختار متفاوت (پیوند دوگانه در Δ7). مقدار آن نشانگر ترکیب ژنتیکی دانه‌ها و نوع روغن است و در برخی روغن‌ها شاخص تشخیصی محسوب می‌شود.

10. Erythradiol (اریترادیول)

یک دی‌ترپن الکلی (triterpenic alcohol) که در بخش “مواد غیرصابونی” روغن زیتون یافت می‌شود. مقدار آن برای تشخیص کیفیت روغن زیتون بکر و شناسایی تقلب با روغن‌های دیگر استفاده می‌شود.

11. Uvaol (اوواول)

مشابه erythradiol و یکی از الکل‌های تری‌ترپنی خاص روغن زیتون. الگوی نسبت erythradiol/uvaol یکی از پارامترهای مهم استاندارد کنترل کیفیت روغن زیتون است.

1. Cholestane (کلستان)

یک هیدروکربن اشباع و اسکلت پایه استرول‌هاست.

در نمونه‌های غذایی معمولاً به‌عنوان مارکر تجزیه یا پیرشدگی استرول‌ها دیده می‌شود.

وجود زیاد آن در روغن‌ها می‌تواند نشان‌دهنده اکسیداسیون شدید یا تخریب ساختار استرول‌ها باشد.

FAQ   پرسش‌های متداول درباره استرول‌ها (Sterols)

1. استرول‌ها چیستند و چه کاربردی در صنایع غذایی دارند؟

استرول‌ها ترکیبات لیپیدی حلقوی هستند که در روغن‌های گیاهی، محصولات حیوانی و غشاهای سلولی یافت می‌شوند. در صنایع غذایی، به‌عنوان شاخص کیفیت و اصالت روغن‌ها و همچنین کاهش‌دهنده کلسترول خون کاربرد دارند.

2. آیا استرول‌ها برای بدن مفید هستند؟

بله. فیتواسترول‌های گیاهی مانند β-sitosterol باعث کاهش جذب کلسترول LDL در روده می‌شوند و به سلامت قلب کمک می‌کنند.

3. چرا در آزمون کیفیت روغن، استرول‌ها اندازه‌گیری می‌شوند؟

زیرا هر روغن پروفایل استرولی خاص خودش را دارد. تغییر در نسبت این ترکیبات می‌تواند نشانه:

• تقلب روغن
• اختلاط با روغن‌های ارزان
• فرآوری بیش از حد
• اکسیداسیون یا فساد
  باشد.

4. تفاوت استرول‌های گیاهی و حیوانی چیست؟

• استرول‌های گیاهی (فیتواسترول‌ها) مثل sitosterol و campesterol در روغن‌های گیاهی غالب هستند.
• استرول‌های حیوانی مثل کلسترول بیشتر در منابع حیوانی یافت می‌شوند.
  وجود کلسترول زیاد در روغن‌های گیاهی نشانه اختلاط با چربی حیوانی است.

5. استرول‌ها چگونه اندازه‌گیری می‌شوند؟

معمولاً با روش‌های:

• GC-FID پس از صابونی‌سازی و استخراج بخش غیرصابونی
• GC-MS برای تأیید ساختار
  این آزمون‌ها برای تعیین هویت و خلوص روغن استاندارد هستند.

6. بیشترین استرول موجود در روغن‌های گیاهی کدام است؟

β-Sitosterol فراوان‌ترین استرول در اکثر روغن‌های گیاهی است و معمولاً پیک غالب در کروماتوگرام است.

7. آیا استرول‌ها در اثر حرارت یا تصفیه تغییر می‌کنند؟

بله. برخی استرول‌ها مانند Δ5-avenasterol و stigmasterol حرارت‌پذیر هستند و در مراحل تصفیه، کاهش می‌یابند.
کاهش آن‌ها می‌تواند نشان‌دهنده پردازش شدید باشد.

8. آیا امکان تشخیص روغن تقلبی با استرول‌ها وجود دارد؟

کاملاً. مثلاً:

• وجود brassicasterol زیاد نشان‌دهنده اختلاط با روغن کلزا است.
• حضور کلسترول در روغن گیاهی نشانه چربی حیوانی است.
• نسبت campesterol/sitosterol برای تشخیص اصالت زیتون و آفتابگردان استفاده می‌شود.

9. آیا استرول‌ها در صنایع دارویی هم کاربرد دارند؟

بله. فیتواسترول‌ها در ساخت:

• مکمل‌های کاهش کلسترول
• داروهای ضدالتهاب
• فرمولاسیون‌های پوستی
  استفاده می‌شوند.

10. آیا مصرف بیش از حد فیتواسترول‌ها خطرناک است؟

مصرف بالا در افراد سالم معمولاً مشکلی ایجاد نمی‌کند، اما در برخی افراد با بیماری‌های ژنتیکی نادر (مثل sitosterolemia) می‌تواند سطح استرول خون را افزایش دهد.
در حد استاندارد غذایی، کاملاً ایمن هستند.

11. تفاوت استرول‌ها با استنول‌ها چیست؟

• استرول‌ها دارای پیوند دوگانه هستند.
• استنول‌ها نسخه اشباع‌شده استرول‌ها هستند.
  استنول‌ها هم مانند استرول‌ها جذب کلسترول را کاهش می‌دهند اما پایداری بیشتری دارند.

12. در روغن زیتون چه استرول‌هایی مهم هستند؟

β-Sitosterol، campesterol، stigmasterol و Δ5-avenasterol
نسبت آن‌ها برای تأیید خلوص روغن زیتون فرابکر بسیار مهم است.

در ادامه بهترین ستون‌های پیشنهادی Agilent برای آنالیز استرول‌ها، لیپیدها و روغن‌ها را معرفی می‌کنم؛ ستون‌هایی که در مقالات رسمی Agilent (Application Notes) بارها توصیه شده‌اند.
همه توضیحات بدون لینک و کاملاً یونیک نوشته شده‌اند.

✅ ۱. Agilent VF-5ht (پیشنهاد اصلی Agilent برای استرول‌ها – High Temperature)

چرا پیشنهاد می‌شود؟

• تحمل دمایی بسیار بالا (تا حدود 400–450°C بسته به نسخه).
• Bleed بسیار کم در دماهای بالا.
• جداسازی عالی برای استرول‌های TMS-derivative و سایر ترکیبات high-boiling.
• بهترین انتخاب برای پروفایل استرولی روغن‌ها (زیتون، کنجد، آفتابگردان، کلزا).

کاربردهای اصلی:
استرول‌ها، اسکوآلن، الکل‌های تری‌ترپنی (erythradiol, uvaol)، تری‌گلیسیریدهای مشتق‌شده و ترکیبات سنگین.

✅ ۲. Agilent DB-5ms / HP-5ms (اگر GC-MS داشته باشی بهترین انتخاب بعد از VF-5ht)

مزایا:

• پایداری حرارتی بالا (ولی کمی کمتر از VF-5ht).
• کیفیت Mass-Spec optimized → پیک‌های تمیز + Backgound بسیار پایین.
• سازگاری عالی با TMS-derivatives.

کاربرد:
اگر استرول‌ها را با GC-MS آنالیز می‌کنی، توی مقالات Agilent معمولاً یکی از این دو ستون به‌عنوان گزینهٔ دوم ذکر می‌شود.

✅ ۳. Agilent J&W HP-1 (برای استرول‌هایی که قطبیت خیلی کم دارند)

چرا مناسب است؟

• 100% dimethylpolysiloxane → کاملاً غیرقطبی.
• اگر جداسازی بین استرول‌های خیلی مشابه (هم‌ساختار) سخت باشد، HP-1 انتخاب خوبی است.
• Bleed بسیار کم.

کاربرد:
مناسب برای روغن‌هایی با ترکیب استرولی ساده‌تر یا جداسازی اسکوآلن و ترکیبات high-boiling اشباع.

✅ ۴. Agilent HP-50+ (اگر نیاز به selectivity بالاتر نسبت به VF-5ht داشته باشی)

مزیت:

• 50% فِنل → قطبیت بیشتر از DB-5 یا VF-5ht.
• زمانی استفاده می‌شود که پیک‌های campesterol/stigmasterol/sitosterol خیلی نزدیک باشند و نیاز به تفکیک بیشتر باشد.

کاربرد:
روغن‌های کلزا، سویا و آفتابگردان که پروفایل استرولی پیچیده دارند.

✅ ۵. Agilent CP-Sil 8 CB (جایگزین کلاسیک VF-5ht برای آنالیزهای استاندارد)

چرا خوب است؟

• فاز 5% phenyl – 95% dimethylpolysiloxane شبیه VF-5ht
• نسخهٔ CB (Constant Bleed) برای تحلیل‌های دمای بالا بسیار پایدار است.
• اگر VF-5ht در دسترس نبود، معمولاً CP-Sil 8 جایگزین پیشنهاد می‌شود.

🔍 کدام ستون برای استرول‌ها بهترین است؟

بر اساس مقالات رسمی Agilent:

⭐ رتبه ۱ — VF-5ht

بهترین عملکرد برای:

• استرول‌ها
• الکل‌های تری‌تِرپنی
• مشتقات TMS
• دماهای بالای 350°C

⭐ رتبه ۲ — DB-5ms / HP-5ms

بهترین برای GC-MS و زمانی که نیاز به کمترین bleed باشد.

⭐ رتبه ۳ — HP-50+

زمانی که جداسازی پیک‌ها سخت یا نزدیک باشد.