引言：
棉酚（GOSSYPOL）作为一种多功能化合物，具有广泛的应用前景。其在医药、农业等领域的多样化应用，引发了科学界和产业界对其潜力的极大兴趣。从保健品到农作物改良，棉酚的用途正在不断拓展，为各行各业带来新的可能性。
1. 棉酚的定义
棉酚是一种脂溶性多酚，棉酚植物来源非常广泛，可从棉花植物（Gossypium 属）和热带树种 Thespesia populnea (L.) Sol. ex Corre（锦葵科）中分离得到。棉酚的化学名为（2,2′-联萘）-8,8′-二甲醛，1,1′，6,6′，7,7′-六羟基-5,5′-二异丙基-3,3′-二甲基），是棉花（Gossypium hirsutum L.）中最重要的天然色素。19 世纪末，Longmore 和 Marchlewski 分离并结晶了棉酚，并使用“棉酚”这个名称来指代其来自棉属和酚类特性。棉酚（分子式：C30H30O8）富含纤维，蛋白质含量低（如下图）。 G. hirsutum 的种子产生游离和结合形式的棉酚。这两种类型的棉酚都是在生长和成熟阶段产生的，尽管在储存过程中或根据棉籽油的提取方式，其比例可能会有所波动。游离形式的棉酚具有毒性，会对动物和人类造成有害后果，例如不育，而结合形式的棉酚附着在蛋白质上是无害的。结合棉酚通过与赖氨酸（一种重要的氨基酸）的 ε 氨基相互作用，降低蛋白质的营养价值、赖氨酸的生物利用度和棉籽粕的消化率。虽然棉酚最初被用作男性避孕药，但进一步的研究表明，棉酚用途非常广泛。这种多酚既有营养价值，又有药用价值，包括抗病毒、抗氧化、抗寄生虫和抗菌活性。
2. 棉酚在农业中的作用
棉素具有杀虫特性，这意味着它可以杀死或驱赶昆虫。这一特性使其成为有机农业和综合害虫管理 (IPM) 计划的潜在生物杀虫剂。
Seham Ismail等人对三个棉花品种（Giza 86、Giza 80 和 Giza 45）在棉花植株生长阶段不同部位的棉酚水平进行评估。研究了它们在田间条件下对棉蓟马、烟蓟马和棉红铃虫、棉铃虫的效果。统计分析表明，不同棉花品种种子果肉中的棉酚含量与生产植物不同部位检测到的棉酚量呈正相关。Giza 86 和 Giza 45 种子中的棉酚含量显著较高，分别为 1.90% 和 1.52%，而 Giza 80 的棉酚含量较低（1.45%）。因此，棉花品种 Giza 86 在植物的所有部位都表现出较高的棉酚含量。在 2019 年的田间试验中，结果表明，较高的棉酚含量对侵染棉铃的烟粉虱（成虫和若虫）和棉铃虫幼虫的种群大小产生了负面影响。
3. 棉酚的药物用途
（1）棉酚在医学中的作用
棉酚及其衍生物具有潜在的治疗用途。这些化合物在体外表现出对某些病毒（如人类免疫缺陷病毒和 H5N1 流感病毒）以及多种细菌和酵母菌的作用。棉酚是一种很有前途的治疗白血病、淋巴瘤、结肠癌、乳腺癌、肌瘤、前列腺癌 和其他恶性肿瘤的药物。此外，1970 年，棉酚在中国被用于治疗子宫肌瘤、子宫内膜异位症和女性子宫出血。
（2）棉酚作为男性避孕药
棉酚会导致大多数动物不育，在人类中，相对较低的剂量会导致精子发生停止。在中国、非洲和巴西进行的研究表明，这种物质耐受性良好，不会产生导致停药的副作用。20 世纪 70 年代，棉酚在中国进行了临床试验，并被提议作为男性避孕药使用。
有报道称，在中国进行的研究证实了棉酚作为男性抗生育药物的有效性。G M Waites等人对正式动物毒理学和停止使用棉酚后男性生育能力恢复的广泛研究。国际化学科学发展组织进行的研究表明，70 种高度纯化的新型结构棉酚中，有 40 种的活性不高于棉酚。对 Sprague-Dawley 大鼠和食蟹猴进行的实验证实，(-) 或 (+) 棉酚的毒性太大，无法开发用于人类避孕。在使用棉酚相关的副作用中，最严重的是低钾性麻痹，尽管报告的发病率差异可能归因于饮食中钾摄入量和遗传倾向的区域差异。另一方面，两项独立研究证实了健康生殖男性永久性不育风险的研究，发现不可逆不育的发病率为 25%。停止使用棉酚的患者未能康复的原因可能是治疗时间较长、棉酚总剂量较大、睾丸体积较小以及促卵泡激素浓度升高。由于不可逆睾丸损伤风险增加且治疗率低，M Waites等人建议停止棉酚的临床研究。
4. 棉酚在动物营养中的作用
棉籽可加工成食用油、棉粕、棉绒（短纤维）和棉籽壳。市场上出售的棉粕含有 50%–90% 的蛋白质，具体取决于预期用途。棉籽和棉籽粕被广泛用作动物饲料中的蛋白质补充剂。棉籽油皂脚是棉籽油精炼的主要副产品。棉籽皂脚越来越多地被用作动物饲料添加剂；棉籽壳被用作动物饲料中额外纤维的来源，其棉酚浓度比整粒棉籽低得多。
棉籽粕是棉籽加工的副产品，可以作为动物饲料的宝贵蛋白质和能量来源。然而，它也含有棉酚，这是棉花植物产生的天然毒素。虽然棉酚可以驱虫和保护植物，但它对动物有害，尤其是在高浓度的情况下。反刍动物（如牛）的瘤胃微生物可以帮助解毒一些棉酚，使它们能够比猪和家禽等单胃动物耐受更高的棉酚量。然而，过量摄入棉酚仍会导致所有动物中毒，影响心脏、肝脏和生殖系统。
为了减轻这些风险，监管机构制定了动物饲料中安全棉酚水平的指导方针。这些指导方针考虑了动物种类、年龄和用途（肉类生产、产卵等）等因素。通过遵守这些规定，畜牧生产者可以利用棉籽粕作为经济高效的饲料补充剂的优势，同时确保动物的健康和安全。
5. 关于棉酚的常见问题 (FAQ)
（1）棉酚在农业中的用途是什么？
棉酚对农业来说是一把双刃剑。它是一种天然杀虫剂，保护棉花植株免受昆虫侵害。这减少了对外来杀虫剂的需求，使棉花生产可能更加环保。然而，棉酚对某些动物也有毒性，特别是猪和家禽等非反刍家畜。农民在使用棉籽产品作为动物饲料时需要注意棉酚含量。
（2）棉酚对人类食用安全吗？
虽然棉籽本身可能因棉酚而有毒，但经过适当精炼的棉籽油对人类来说是安全的。精炼过程去除了大部分棉酚，使棉籽油成为可行的烹饪选择。然而，最近的一项突破涉及转基因棉花植株，其种子中的棉酚含量非常低。这为使用棉籽作为直接食物来源打开了大门，可能为全球粮食安全提供大量蛋白质。
（3）棉酚油有什么好处？
除了用于烹饪之外，棉酚油还具有一些潜在的健康益处。研究表明它可能具有抗氧化和抗炎特性。然而，需要更多的研究来证实这些效果。
6. 结论
综上所述，棉酚作为一种多功能化合物，具有广泛的应用前景。随着对其性质和特性的深入研究，我们可以预见其在众多领域的进一步应用和发展。通过不断探索和创新，我们可以最大程度地发挥棉酚的潜力，为人类社会的发展和进步带来更多的益处。
参考：
[1]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12020773/
[2]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9639146/
[3]Ismail S M. Gossypol as a natural insecticide in cotton plants against cotton thrips and pink bollworm[J]. Progress in Chemical and Biochemical Research, 2020, 4(1): 68-79.
[4]https://today.tamu.edu/2019/10/14/fda-approves-ultra-low-gossypol-cottonseed-for-human-animal-consumption/
[5]https://www.msdvetmanual.com/toxicology/gossypol-poisoning/gossypol-poisoning-in-animals
[6]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4033412/
[7]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9787675/
[8]Pal D, Sahu P, Sethi G, et al. Gossypol and its natural derivatives: multitargeted phytochemicals as potential drug candidates for oncologic diseases[J]. Pharmaceutics, 2022, 14(12): 2624.
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