大豆异黄酮的生理功能

大豆异黄酮的生理功能XXXX大学摘要：本文主要介绍大豆异黄酮的结构、理化性质以及它的各种功能特性，最后再简要介绍了一下大豆异黄酮在国内外的应用前景。关键词：大豆异黄酮生理功能应用前景Abstract:Thepurposeofthispaperisthatintroducesstructure,physicalandchemicalproperties,variousofphysiologicalfunctionsaboutsoyisoflavones;then,wecangetsomebriefacknowledgewhichisabouttheapplicationalprospectsofsoyisoflavonsathomeandabroadmarkets.Keywords:Soyisoflavonesphysiologicalfunctionsapplicationalprospects我国大豆产量仅次于美国、巴西，大豆是营养价值极高的农产品之一，它不仅含有丰富的油脂，还含有很多活性成分，如大豆异黄酮、大豆蛋白、大豆磷脂、、大豆皂甙、大豆甾醇、大豆低聚糖、大豆膳食纤维等。本文主要讨论的是大豆异黄酮的生理活性。目前有很多实验证明大豆异黄酮有抗癌、抗氧化、防止心血管疾病等各种功能。1大豆异黄酮结构、理化性质和人体代谢1.1大豆异黄酮的结构和理化性质大豆异黄酮(soy-beanisoflavones)主要分布于大豆种子的子叶和胚轴中，种皮含量极少。80%一90%存在于子叶中，浓度为0.1%一0.3%。大豆及其加工制品中存在的一类异黄酮类植物雌激素，其中含量占优势的是大豆黄酮和染料木素两种。胚轴中所含异黄酮种类较多且浓度较高，为1%一2%。目前发现的12种大豆异黄酮中，游离型的糖苷配基(Agloycon)占总量的2%一3%，包括染料木素(又叫金雀异黄素)(Cenistein，5，7，4’一三羟基异黄酮)、大豆苷原(Daidzein，7，4’一二羟基异黄酮)和大豆黄素(Glyeitein，7，4’一二羟基一6一甲氧基异黄酮)。这些异黄酮类化合物在天然大豆中的主要存在方式为结合了糖基的糖苷大豆异黄酮，即糖苷大豆黄酮(daidzin)和糖苷染料木素(genistin)。结合型的糖苷(Glucoside)约占总量的97%一98%，主要以丙二酞染料木苷、丙二酞大豆苷、染料木苷(genistin)和大豆苷(daidsin)形式存在。1931年，Walz用90%的甲醇从豆奶中提取出大豆异黄酮：5，7，4’一三羟基异黄酮-7葡萄糖苷，并发现其能被盐酸水解成1分子的染料木黄酮和1分子的葡萄糖。迄今已发现了15种异黄酮，其中9种异黄酮和3种配糖体，已被用UV,MS，H-NMR分析确定了其分子结构式。图1、图2所示：大豆异黄酮在通常情况下为固体,熔点大都100℃以上,常温下其性质稳定,呈黄白色,粉末状,无毒,有轻微苦涩味,在醇类、酯类和酮类溶剂中有,不溶于冷水,易溶于热水,难溶于石油醚、正己烷等[1]。1.2大豆异黄酮的人体代谢大豆异黄酮主要在人体肠道内代谢和吸收[2]。Setchell等首先研究了大豆异黄酮在人体内的药动力学,对大豆黄素、黄豆苷、染料木黄酮和染料木苷在人体内的生物利用度进行了评估。人体摄入异黄酮后,在肠道细菌作用下释放游离形式的异黄酮苷原,并在小肠上端被机体吸收或转变为比雌激素活性更高的代谢物,如雌马酚(equol)，雌马酚与雌激素受体结合的亲和力、抗氧化活性、抗前列腺癌作用很强,而在血浆中的清除速度更慢。因此大豆异黄酮的生物活性更多的是由其代谢终产物雌马酚来实现的。人体试验表明大豆异黄酮吸收率约10%―40%。吸收的异黄酮大部分与葡萄糖醛酸结合,少量与硫酸结合,结合型产物在结肠微生物产生的结合物酶作用下去结合,产生苷原再吸收入血[3]。其它大部分将被肠腔内的微生物通过杂环裂解的方式降解和代谢,并最终由尿液排出。2大豆异黄酮的生理活性2.1植物雌激素与抗雌激素物质的作用大豆中主要的雌激素物质有异黄酮、黄豆普源和genistein，大豆中雌激素含量为0.2-1%。在植物中,糖苷大豆异黄酮是植物吸引固氮菌的信号传递分子[4]。在哺乳动物体内，糖苷形式的大豆异黄酮没有生理活性,而去除糖基配体后形成的大豆黄酮苷元(daidzein)和染料木素苷元(genistein)及其代谢产物均是弱雌激素样活性物质，当体内雌激素水平较低时他们可以直接与细胞膜上的雌激素受体结合表现出弱雌激素活性，而当体内雌激素水平较高时则又可以与内源雌激素竞争受体表现出抗雌激素活性[5]。更年期综合症是女性绝经后常见的一种疾病，大豆异黄酮可有效的缓解这种症状。女性绝经后,体内雌激素水平下降会引起一系列以潮热出汗为特征的更年期症状。Cassidy对58名绝经妇女进行过有关研究，这些妇女三个月中每天都摄入大豆,在这项研究之前，她们每周有14次潮热,而通过摄入大豆，其潮热减少10%。实验结果表明,大豆异黄酮对绝经女性潮热症状有显著的改善作用[6]。还有研究表明大豆异黄酮也具有抗雌激素活性的功能，但这主要取决于受试对象本身的激素代谢状态，对于高雌激素水平者，如年轻动物和雌激素化的动物及年轻妇女，显示抗雌激素的活性；对低雌激素水平者，如幼小的动物、去卵巢的动物和自然绝经或手术绝经妇女，显示雌激素活性大豆异黄酮的雌激素样作用对老年妇女许多与雌激素撤退相关的疾病如血脂升高，动脉粥样硬化和骨质疏松等，可能有一定的预防和治疗作用。服用大豆异黄酮制品增加激素分泌量，病症可逐渐消失。更年期女性随着年龄增长，雌性激素分泌逐渐减少，降低的防止骨骼钙质溶出的作用，从而容易出现骨质疏松的症状。免疫学研究和动物试验证实，大豆异黄酮能防防止骨密度下降，减低诱发骨质疏松症。骨质疏松症是现代人群中普遍存在的一种疾病,大豆异黄酮可明显的降低骨质疏松症的发病率。世界卫生组织(WHO)曾对日本和欧美绝经女性骨质疏松症发病率进行比较,发现日本骨质疏松和髓骨骨折发病率明显低于欧美等国[7]。Potter报道了大豆异黄酮对绝经后妇女骨密度及骨矿含量的影响,对66名妇女采用随机双盲对照实验设计,发现高含量大豆异黄酮组腰椎骨密度及骨矿含量明显上升[8]。2.2抗癌的作用异黄酮的抗酸化能力，还表现在抑制活性酶(如醋酸氨致活酶的活性)上，从而可控制多种癌症(乳癌、肠癌、子宫癌、前列腺癌等)的发展。居民摄人豆制品及异黄酮的水平与这些癌症发生率呈负相关。据Messina报告欧美国家患乳癌、大肠癌机率高出中国、日本等食用大豆食品国家的4倍。津崎报告表明，欧美国家(美国、加拿大、英国、法国、德国)患乳腺癌、前列腺癌发生率高于日本、中国香港3倍以上。Serverson报告，对美国夏威夷日裔20年跟踪调查，几乎不食大豆食品男性比日食大豆的男性患前列腺癌危险性高出3倍。动物实验和癌细胞培养研究亦证实，大豆异黄酮具有抑制乳腺癌、前列腺癌和结肠癌、白血病及肝癌和胃癌细胞系的生长和增殖作用，而染料木素尚能诱导恶变细胞的分化。由于上述突出的作用，在90年代后，对大豆异黄酮，尤其是染料木素抗癌机制的研究成为热点，虽然至今尚未完全阐明其作用机理，但在此领域已很大进展现有资料已提出几种可能的机制，它们包括性激素作用调节，抗氧化作用，诱发癌细胞调亡及增加药效等。大豆异黄素对人肝癌细胞Bel-7402、HepG2生长有抑制作用,且呈时间和剂量依赖性；大豆异黄酮能在一定程度上抑制H22荷瘤小鼠的移植性肿瘤生长，增强宿主免疫功能［11］。2.3抗氧化作用大豆异黄酮的抗氧化特性首先是通过清除活性氧自由基，预防脂质过氧化的产生和阻断脂质过氧化的链式反应来发挥其作用的。活性氧的产生，特别是通过激活免疫系统细胞产生的活性氧，一直被认为在癌证发生过程中起作用，氧化应激可能通过引起细胞DNA损伤而诱发癌变细胞产生。大豆异黄酮含有酚羟基，作为供氢体能与自由基反应使之形成相应的离子或分子，熄灭自由基，终止自由基的连锁反应，大豆黄素和染料木素能明显抑制Fe2+-ADP-NADPH系统引发的大鼠肝线粒体脂质过氧化物的形成；染料木素还能直接对抗过氧化物对细胞的损害。还有实验表明大豆异黄酮对整体动物也有明显的抗氧化作用，利用含染料木素饲料喂养小鼠，发现抗氧化酶活性提高。大豆中G和D与活性氧自由基相互作用而表现为抗氧化作用，且摄入含异黄酮的食物比单独补充抗氧化剂效果更好。大豆异黄酮诱导体内抗氧化酶的活性,其中包括超氧化物歧化酶以及过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶［9］。大豆异黄酮具有降低LDL颗粒体积和防止LDL过度氧化的作用，通过这种作用减少脂肪在冠状动脉壁沉积，从而减少粥样硬化率。大豆异黄酮可增强人血浆抗氧化能力，尤其增强LDL抗氧化修饰能力，因此能够起到防止心血管疾病的积极作用。活性氧在血管损伤及动脉血栓中起重要作用，细胞H2O2参与血小板激活，此过程需要酪氨酸激酶参与。G通过对酪氨酸激酶的抑制作用阻断PDGF生成，从而抑制凝血酶诱导的血小板激活和凝聚,可以减少全身与动脉粥样硬化有关的血栓的形成。有研究发现酯化的大豆异黄酮更容易并入LDL，以发挥其抗氧化作用。此外大豆异黄酮还能抑制猪油和亚油酸在高温下的自动氧化，推测在体内能直接保护细胞内膜系统的多不饱和脂肪酸的免遭氧化损伤。2.4其他功能除上述功能、作用外，大豆异黄酮还有抑制酪氨酸蛋白激酶活性作用、异黄酮具有抗真菌性从而抑制真菌活性的功能。最近日本正研究，通过大豆异黄酮具有雌激素调节作用，改善妇女皮肤，可以美容并对糖尿病及其他并发症、肾肝疾病、牙周炎等的预防和治疗功效。G是蛋白酪氨酸激酶(PTK)的特异性抑制剂,G特异性地抑制PTK的活性。由于PTK参与细胞生长的调节和控制，因此能够抑制PTK活性的物质一直作为有效的抗癌物质。进一步的研究发现，除PTK外，其它几种参与调节、控制细胞生长的酶也受G的抑制。Naim等发现大豆异黄酮具有抗真菌的活性，0.005%的游离异黄酮就可抑制真菌活性，但浓度超过0.1%，却没有表现出显著的增强作用。Naim等发现大豆异黄酮具有抗真菌的活性，0.005%的游离异黄酮就可抑制真菌活性，但浓度超过0.1%，却没有表现出显著的增强作用［12］。大豆异黄酮可以改善皮肤、起美容的作用。服用大豆异黄酮30天后，实验组受试者未出现不良反应，血常规和尿常规也在正常范围内，因此，大豆异黄酮片对人没有任何损害.实验组受试者的皮肤水份含量，组内自身比较及实验组和空白组的比较均有显著提高，证明大豆异黄酮具有保持皮肤水份的作用［10］。File等研究表明，短期的大豆干预能提高男性和女性学生的记忆能力。大豆异黄酮抗氧化、抗辐射的研究近年也屡见报道,并在化妆品行业得到了应用。另外，大豆异黄酮还有抗菌消炎及提高机体免疫力作用。近年来对大豆异黄酮生理功能的另一个研究热点是其在神经保护和抗神经退行性疾病方面的作用。例如White等研究了中年人豆腐摄入与脑老化及智力损伤的关系，证明长期食用豆腐是一个保护老年人智力,减轻脑萎缩的独立因素。3大豆异黄酮的发展前景3.1国外的发展近年由于对大豆异黄酮的生理功能的关注，随着研究的深入，大豆异黄酮的生理作用越来越受到人们的关注。大豆异黄酮对于低雌激素水平者，表现为弱的雌激素样作用，有望开发成药品或保健食品，用于防治与妇女更年期后一些和激素撤退有关的疾病和症状；它的抗氧化作用，可延缓老年褪行性疾病的发生;利用异黄酮的抗肿瘤作用，可研制出防癌抗癌的食品或药品，减少癌症的发病率。国外相继开发了含量不同的大豆异黄酮制品及保健食品日本丰年公司开发了脱除苦味，纯度达80%以上的高纯度大豆异黄酮制品，并向市场推出“丰年大豆异黄酮”制品，100粒装，售价3，800日元。日本一家公司又开发出富含异黄酮的“大豆胚芽茶”功能饮料，被列入日本“特定保健用食品”名单，这是日本厚生省对食品中异黄酮的保健作用首次给予确定，饮一罐大豆胚芽茶，即可摄入一个妇女l日所需的40mg异黄酮之量。美国现有数十家公司生产上百种大豆蛋白粉，大豆卵磷脂和大豆异黄酮类成分的保健食品，其中一些实力雄厚公司，如ADM、卡吉尔、PTI(