《大豆异黄酮001》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大豆异黄酮001（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大豆异黄酮结构及其活性分析研究大豆异黄酮结构及其活性分析研究(2008-11-27 09:09:11)标签：杂谈 大豆异黄酮是大豆生长过程中形成的一类次生代谢产物。早期的研究认为，大豆中的异黄酮化合物是引起大豆食品产生苦涩味的主要因子之一，因此，人们在加工中都设法将它除去。直到 1993 年，L.Coward 指出，大豆异黄酮可能是日本人癌症发病率比美国人低的主要原因，这就使得大豆异黄酮逐渐引起人们的关注。1995 年，H.Adercreutz 首次报道，异黄酮与哺乳动物的雌激素结构相似，故而具备雌激素的多种生理活性，至此，大豆异黄酮成为学术界乃至全世界关注的焦点。我国是大豆的故乡，国务院于
2、1995 年开始批准实施“大豆行动计划”，其中明确将大豆异黄酮列为豆资源优势，开发大豆异黄酮，不仅为保健品市场提供新资源，也为人类健康提供一份保障。1.自然界中的大豆异黄酮1.1 分布与含量大豆异黄酮主要来源于大豆的种子，中国大豆种子中异黄酮含量为 0.57。异黄酮在大豆种子的各个部位积累量不同，许大申等分析了多个大豆品种不同部位的异黄酮含量，结果发现，大豆异黄酮主要存在于大豆种子的子叶和胚轴中，其中子叶中异黄酮占整粒大豆中异黄酮含量的 80%90%；M.Shimoyamade 等研究发现，大豆胚芽中异黄酮含量也较突出；S.Kudor 等比较了大豆异黄酮在子叶、种皮、胚轴和胚芽中的含量及异黄酮
3、组分的分布，指出，胚芽中的活性组分大豆异黄酮甙元含量比子叶中高出 315 倍，甚至更高，另外，分析表明，大豆胚轴中异黄酮含量较少，但异黄酮的种类非常丰富。大豆异黄酮含量除了与大豆种子各部位有关外，还受遗传因素的影响，表现在不同大豆品种中异黄酮总量及各组分比例的差异上。对日本、巴西、中国和韩国的大豆品种进行异黄酮含量分析，结果发现，不同大豆品种中异黄酮含量存在显著差异，不同大豆中的异黄酮组分也各不相同。此外，环境因素，如大豆生长地的经度和纬度、在豆生长所处环境的温度、光照以及土壤肥力等，均对大豆中异黄酮含量有不同程度的影响。 1.2 化合物结构大豆异黄酮包括两类化合物游离态的甙元和结合态的葡萄糖
4、甙。E.Walz 于 1931 年报道了大豆异黄酮中有染料木黄酮（Genistein，简称 Gen）和黄豆甙元（Daidzein，简称Den)两种游离甙元。1973 年，M.Naim 研究发现了另一咱甙元大豆黄素（Glycitein），至此，大豆异黄酮中共鉴定出三种游离甙元外，约占大豆异黄酮组分的 2%3%。除三种游离甙元，还有以葡萄糖结合态存在的糖甙染料木甙（Genistin，简称 Gin）、黄豆甙（Daidzin，简称 Din)、大豆黄甙（Glycitin）以及它们各自的衍生物共九种化合物，它们是大豆异黄酮化合物的主要组分。2.生物体中的大豆异黄酮2.1 大豆异黄酮的代谢与吸收早期推测，大
5、豆异黄酮在动物体内经过一系列的分解作用可能生成雌马酚（equol）而产生生理作用。但随着分析技术的发展，近期通过对代谢产物的检测发现，大豆异黄酮经过动物体代谢后，主要以染料木黄酮（Genistein，简称 Gen）、黄豆甙元（Daidzein，简称 Den)以及它们的葡萄糖醛酸是 Gen 和 Den 在体内传递的载体，真正在体内被吸收而产生生理活性的是游离甙元 Gen 和 Den，然而，从膳食中摄取的大豆异黄酮多以葡萄糖甙的形式存在，它们是如何转化成游离甙元的呢？研究认为，这主要是体内微生物酶的作用，使得这些葡萄糖甙发生了水解，生成异黄酮甙元和葡萄糖。与大豆异黄酮糖甙酶解有关的肠道微生物有，乳
6、酸杆菌（Lactobacilli）、假细菌（Bacteroides)双歧杆菌（Biofidobacteria）。由于小肠中微生物菌群丰富，且吸收面积大，所以，小肠是大豆异黄酮的主要代谢场所。W.Andlauer 等研究了大豆异黄酮成大鼠小肠内的代谢情况，大豆异黄酮化合物进入大鼠小肠后，在肠道微生物所产生的葡萄糖甙酶的作用下，部分葡萄糖甙发生分解生成 Gin/Din 和少量的游离甙元 Gen/Den，这些分解产物一部分通过微绒毛外膜进入肠壁组织，另一部分则随着一些尚未被分解的异黄酮糖甙一起随粪便排出；进入肠组织的异黄酮组分，有的通过扩散直接进入血液循环，有的（主要是甙元）则在葡萄糖酸结合后，部分
7、进入血液循环被利用同，另一部分通过微绒毛外膜，返回肠腔排出。 2.2 大豆黄酮的活性组分大豆中异黄酮多以其各种葡萄糖甙的形式存在，有研究报道，这些葡萄糖甙只有在体内经水解作用形成甙元的形式，才具有多种功能作用，H.Wei 等也指出，大豆异黄酮各组分中能够产生生理活性的是游离甙元，而不是结合糖甙，因此，一般认为，游离甙元（主要是 Gen 和 Den）是大豆异黄酮的主要活性组分。对于 Gen 和 Den 的活性，目前还存在一定的争议。有研究认为，Gen 比 Den 更容易被肠道微生物溶解而降低生物利用率，因此，Den 在发挥生理活性中起主导作用；也有研究认为，在抗氧化活性方面，Gen 远高于其它形
8、式的大豆异黄酮。孙克杰等研究表明，Gen 抗氧化能力较强，是良好的自由基清除剂，Den在机体中有良好的抗溶血作用，两者均具有良好的生理活性，但作用效果不同。2.3 大豆异黄酮的生理活性被吸收的大豆异黄酮活性组分具有多种生理活性，对此已有较多的文献报道，概括起来主要有两个方面，即植物雌激素功能和抗氧化功能。2.3.1 大豆异黄酮的植物雌激素功能研究发现，大豆异黄酮的活性组分 Gen 和 Den 在结构上与哺乳动物的雌激素雌二醇相似，都具有雌激素的活性基团二酚羟基，它可与生物体内雌激素受体（Estrogen Receptor，ER）结合而表现出一定的雌激素功能。由于大豆异黄酮活性组分与 ER 的结
9、合力和甾体雌激素与 ER 的结合力相比低近千倍，因此，其结合后的潜在健康效应存在 U 型剂量效应关系，即低剂量时由于它与雌激素竞争结合 ER 而降低了雌激素活性，因而表现为抗雌激素作用；而中剂量时可产生一定的雌激素活性；高剂量时，补充的大豆异黄酮则可活化因雌激素水平限制而未能活化的 ER，产生雌激素增强效应。这种 U 型剂量效应关系使得大豆异黄酮具有雌激素多种功能。具体功能如下：预防骨质疏松：随着年龄的增长，女性体内雌激素分泌减少，其防止骨骼钙质溶出的作用减弱，造成钙质流失，形成骨质疏松，若能及时补充一定量的大豆异黄酮，则可缓解骨质疏松症状。日本学者以去卵巢的大白鼠模拟雌激素缺乏体系进行异黄酮
10、饲喂实验，结果发现，饲喂含大豆异黄酮的大鼠，其大腿骨密度和断裂应力明显高于对照组，说明大豆异黄酮在预防骨质疏松上与雌激素有同功作用。对大豆异黄酮预防骨质疏松机制的研究认为，大豆异黄酮起到雌激素增强效应，即通过替代甾体雌激素与 ER 结合，减少肠道中游离 ER 的生成，从而减轻 ER 对钙质吸收的抑制作用。抗癌作用：大豆异黄酮对与性激素有关的癌症，如乳腺癌、子宫癌、前列腺癌等有一定的预防和治疗作用，其抗癌作用机制主要是通过抑制癌细胞增长达到抗癌的目的，即大豆异黄酮雌激素活性成分与 ER 结合后，刺激性激素结合球蛋白的产生，并抑制酪氨酸激酶和雌激素合成酶的活性，从而减轻雌激素的促细胞（尤其是癌细胞
11、）的增殖作用，因此通过雌激素拮抗作用而减少癌症的发生。大豆异黄酮除了能阻止与性激素有关的癌细胞增殖作用外，对其它癌症，如直肠癌、胃癌等也有一定的抑制作用。 预防心血管养病：大豆异黄酮雌激素活性成分与 ER 结合后，可降低体内胆固醇含量，减少心血管疾病的发生。缓解更年期综合症：据临床调查，日本女性更年期综合症与欧美国家相比，其症状较轻微，这主要是因为日本女性饮食中有较多的大豆异黄酮摄入，可见，大豆异黄酮雌激素活性成分在此起到了雌激素增强效应。 2.3.2 抗氧化功能大豆异黄酮的抗氧化功能在不同氧化体系中有不同的表现，孙克杰通过体外模拟生物反应实验，对大豆异黄酮抑制猪油氧化、抑制动物细胞溶血及清除
12、活性氧自由基进行了研究，结果发现，大豆异黄酮具有较强的抗氧化能力，也是良好的自由基清除剂，它能够形成稳定的自由基中间体从而阻断自由基反应。此外，大豆异黄酮组分还具有抗溶血功能，它一方面起抗氧化剂的作用，另一方面以其特殊的化学结构与细胞膜上的磷酸酯及蛋白质相互作用，增强其物理化学稳定性，并降低膜的渗透性而起到抗溶血的作用。体外实验证明，大豆异黄酮具有显著的抗血清脂蛋白脂质过氧化作用，其作用效果甚至优于维生素 E，因此，大豆异黄酮对体内脂质过氧化所引起的养病，如高血脂、动脉粥状硬化、冠心病等均有一定的预防和治疗作用。3.讨论大豆异黄酮是大豆及其制品中的天然活性物质，它具有突出的抗氧化作用和一定的雌
13、激素功能，不仅对人体生理代谢起着有益的调节作用，而且还在预防癌症、心血管疾病等当今流行病症上有其特殊的功效，因此是一种很有前途的保健药物资源，它将在食品和医药领域有着广阔的应用前景。尽管如此，由于大豆异黄酮的研究开发尚处于起步阶段，目前还面临一些挑战，概括起来有三个方面： 第一，尽管大豆资源丰富，但相对而言，大豆异黄酮在大豆中的积累量相当少，目前检测的所有大豆品种中，大豆异黄酮含量最高不超过 0.4%。为解决这一问题，一方面，应着力对现有大豆品种进行改良，研究生物体内控制大豆异黄酮合成的基因，通过操纵基因表达或转移基因技术，培育高异黄酮含量的大豆新品种，并继续探讨异黄酮在大豆体内的积累规律及调
14、控机理，创造有利于大豆异黄酮积累的环境条件，进一步普遍提高膳食大豆中异黄酮的含量。另一方面，要积极开发大豆资源。通过对众多大豆品种异黄酮含量的分析发现，野生品种中大豆异黄酮含量普遍高于栽培品种，苜蓿科植物三叶草是最早发现的异黄酮来源，因而，大豆异黄酮新资源的开发除了继续搜集大豆野生品种外，还应对其它植物甚至微生物领域展开调研。最后，用于提取大豆异黄酮的材料应限于大豆中异黄酮含量较多的部位，如大豆子叶和胚芽等，这样既可以提高提取率，降低提取成本，还不会造成浪费。 第二，大豆异黄酮化合物的种类多，但有效成分少，这是限制大豆异黄酮广泛应用的一个重要原因。目前普遍认为，大豆异黄酮甙元（尤其是 Gen
15、和 Den）是大豆异黄酮的主要活性组分，它们在大豆胚芽中的含量高于大豆的其它部位，因此，选择大豆胚芽为提取对象可获得较高的提取率；另外，由于大豆异黄酮中与葡萄糖结合的组分可在人体微生物酶的作用下转化成为活性组分，因此，有必要系统研究大豆异黄酮糖甙向甙元转化的条件及酶动力学机理，为体外采用酶技术制备高纯度的大豆异黄酮甙元活性组分提供可靠的依据；此外，继续深入研究大豆异黄酮结构与功能的关系，寻找大豆异黄酮活性组分的活性中心，并以此为目标，采用生物或化学的方法合成大豆异黄酮活性组分的活性中心，或对大豆异黄酮其它组分的结构进行修饰，以产生相似的活性。 第三，大豆异黄酮活性组分的利用率较低。摄入的或经转化生成的大豆异黄酮活性组分只有少部分进入血液而产生生理作用，大部分则被排出体外。与其它生物活性大分子一样，大豆异黄酮活性组分的吸收可能与被试验对象的机体状况有关，还一定程度上受到膳食状况的影响，为此，还应作进一步研究；另外，游离甙元在小肠中的吸收机理尚不清楚，若能在这方面作深入研究，将有助于人为控制大豆异黄酮活性组分的吸收，从而提高其利用率。
