功能因子大豆皂苷的研究現(xiàn)狀

1、大豆皂苷的研究現(xiàn)狀摘要：從結(jié)構(gòu)組成、理化性質(zhì)、生理功能、制備方法、應(yīng)用及前景等方面綜述了功能因子大豆皂苷目前在國(guó)內(nèi)外的研究和發(fā)展。Abstract:Theresearchanddevelopmentofsoyasaponinshomeandabroadinrecentyearsaresumma-rizedinstructure,physicalandchemicalqualities,physiologicalfunction,extractionandisolationanditsap-plicationsintheindustry.關(guān)鍵詞：大豆皂苷、理化性質(zhì)、生理功能、制備、應(yīng)用前言：皂苷

2、是一類廣泛分布于植物界中的化合物，絕大多數(shù)皂苷具有生理活性,如人參皂苷、甘草皂苷、絞股藍(lán)皂苷等這些皂苷的生理功能及藥用價(jià)值已被醫(yī)學(xué)界和營(yíng)養(yǎng)學(xué)界所證實(shí),并加以開發(fā)利用。大豆皂苷是皂苷研究中起步較晚的一類,大豆皂苷具有明顯的溶血作用,對(duì)人體健康不利,被視為抗?fàn)I養(yǎng)因子,同時(shí)它具有苦味,導(dǎo)致大豆制品具有苦澀味,因此在豆類食品加工中總被設(shè)法除去。但近年研究表明,大豆皂苷的毒副作用很小,且具有許多對(duì)人體有益的生理功效。故著重從大豆皂苷的結(jié)構(gòu)組成、理化性質(zhì)、生理功能、分離提取及其應(yīng)用及前景這5個(gè)方面來介紹目前有關(guān)大豆皂苷的一些研究進(jìn)展一、大豆皂苷的結(jié)構(gòu)組成含量皂苷又名皂素或皂草苷,是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的分子,由糖

3、鏈與三萜類、甾體或甾體生物堿通過碳氧鍵相連而成，在多種植物中天然存在，含有皂苷的植物常呈奶油狀甚至?xí)鹋菽@些植物中只有30種可以被人食用，而大豆和鷹嘴豆等豆科植物是人類飲食中皂苷的主要來源。研究表明,大豆種子含有干重0.6%-6.2%的大豆皂苷,大豆全株的各個(gè)部位中,大豆皂苷含量也有明顯不同,其中大豆胚芽中皂苷的含量是最高的。據(jù)報(bào)道,在中國(guó)、日本、加拿大、美國(guó)4個(gè)國(guó)家中,中國(guó)大豆中大豆皂苷含量位居首位約占0.5%。主要大豆制品中皂苷的含量如下：全大豆中0.17%-6.16%，種皮中1.8%,，脫脂豆粉中0.35%-2.3%，豆腐中含有0.3%0.34%，豆奶中含有0.39%。分布規(guī)律大豆皂

4、苷不僅在大豆中含有,而且在許多豆類植物及豆制品中大量存在,豆類所含皂苷的含量分布在品種上存在明顯差異,對(duì)成熟期種子而言,皂苷含量順序依次為:青刀豆豇豆赤豆黃大豆綠大豆黑大豆豆角籽扁豆四季豆綠豆。即使是同一品種的大豆種子,其含量也與栽培區(qū)域、氣候、陽(yáng)光等環(huán)境因素密切相關(guān)。據(jù)報(bào)道,在中國(guó)、日本、加拿大、美國(guó)四個(gè)國(guó)家中,中國(guó)大豆中大豆皂苷含量位居首位。在我國(guó),南方大豆的含量略高于北方大豆。另外,生長(zhǎng)在地上部分的種子、葉片、莖、胚等器官在秋播大豆中皂苷含量高于春播,而長(zhǎng)于地下的根則是相反。大豆全株的各個(gè)部位中,大豆皂苷含量也有明顯不同,順序依次為胚芽綠葉全粒種籽豆節(jié)子葉側(cè)根豆莢主根和豆莖種皮。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

5、圖2大豆皂苷的苷元結(jié)構(gòu)大豆皂苷(Soyasaponins)屬于三萜類齊墩果酸型皂苷，是三萜類同系物的羥基和糖分子環(huán)狀半縮醛羥基失水縮合而成,它可以水解生成多種糖類和配糖體,目前已確認(rèn)的大豆皂苷約18種，是由5種皂苷元(SoyasapogenolI、II、III、W、V)和糖基中的B-D-半乳糖、p-D-木糖、a-L-鼠李糖、a-L-阿拉伯糖、p-D-葡萄糖醛酸等6種單糖以及乙?；蠖乖碥?Acetyl-soyasaponin)所組成。大豆皂苷根據(jù)其苷元不同分為A類、B類、E類和DDMP類,A類皂苷是以soyasapogenolA為配基的雙糖皂苷,B類和E類是以soyasapogenolB和so

6、yasa-pogenolE為配基的。單糖皂苷，DDMP皂苷是以soyas-apogenoB作配基。在C-22位上結(jié)合有2,3-dihydro-2,5-dinydroxy-6-methyl-4h-pyran-4-one的單糖鏈皂。因?yàn)樗蠨DMP大豆皂苷對(duì)熱不穩(wěn)定，受熱易分解生成A類和E類皂苷，所以，有些人認(rèn)為DDMP皂苷是大豆中存在的真正皂苷。表1大豆皂昔的昔元分類大豆皂昔元HiA-Oil-OilBII-Oil卜：II=0DDMPIIDDMP圖1A類皂苷結(jié)構(gòu)圖大豆皂苷的理化性質(zhì)大豆皂苷具有皂苷類的一般性質(zhì),純的大豆皂苷是一種白色粉末,具有微苦味和辛辣味,對(duì)人體各部位的黏膜均有刺激性,大豆皂苷是

7、兩親性化合物,具有親水和親油兩種性質(zhì)。大豆皂苷分子量約為1000左右,分子極性較大,可溶于H2O,易溶于熱水、含水稀醇、熱甲醇和熱乙醇中,而且在含水丁醇或戊醇中的溶解度較好它不溶或難溶于乙醚、苯等極性小的有機(jī)溶劑,大豆皂苷熔點(diǎn)很高,常在熔融前就分解了,因此無明確熔點(diǎn)。大豆皂苷屬于酸性皂苷,在其水溶液中加入硫酸銨、醋酸鉛或其它中性鹽類即生成沉淀,利用這一性質(zhì)可以對(duì)其進(jìn)行分離和提取。大豆皂苷與苯反應(yīng)生成紅棕色沉淀,在冰醋酸-乙酰氯溶液中顯紅色,在氯仿-硫酸中呈現(xiàn)綠色熒光,與五氯化銻反應(yīng)呈藍(lán)紫色,故可利用這些性質(zhì)檢測(cè)大豆皂苷的含量。皂苷的親脂性是其主要的物理性質(zhì)，它們具有表面活性，可以像洗滌劑一樣形

8、成膠束。如香波和碳酸飲料，就是應(yīng)用皂苷的這些性質(zhì)。此外,人食用了含有大豆皂苷的食品,會(huì)有口干之感。二、大豆皂苷的生理功能大豆皂苷是皂苷研究中起步較晚的一類,大豆皂苷具有溶血作用,對(duì)人體健康不利,被視為抗?fàn)I養(yǎng)因子,同時(shí)它具苦味,導(dǎo)致大豆制品具有苦澀味,因此在豆類食品加工中總是設(shè)法除去。但近年來研究表明,大豆皂苷的毒副作用很小,不僅如此,還具有許多對(duì)人體有益的生理功效。經(jīng)國(guó)內(nèi)外專家、學(xué)者研究證明,可以有以下生理功能：降血脂國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究表明,大豆皂苷可以抑制血清中脂類的氧化,抑制過氧化脂質(zhì)(LPO)的形成，并能降低血中膽固醇和甘油三酯含量。Ohminami認(rèn)為，脂肪細(xì)胞由腎上素誘導(dǎo)的脂質(zhì)化過程可

9、因大豆皂苷的存在而受到抑制。大豆皂苷還可抑制ACTH誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化過程。我國(guó)中山大學(xué)、廣州市醫(yī)藥公司的科研人員用自制的復(fù)方大豆皂苷膠囊，喂養(yǎng)已形成高血脂模型的雄性Wistar大鼠，發(fā)現(xiàn)此膠囊對(duì)高脂大鼠有明顯的降血脂作用。抗氧化、抗自由基大豆皂苷具有抗脂質(zhì)氧化和降低過氧化脂質(zhì)作用，且能抑制過氧化脂質(zhì)對(duì)肝細(xì)胞的損傷。王銀萍發(fā)現(xiàn)大豆皂苷能通過自身調(diào)節(jié)增加超氧化物歧化酶(SOD)的含量,降低LPO,清除自由基，減輕自由基造成的DNA損傷，促進(jìn)修復(fù)的作用。陳靜的研究表明，大豆皂苷在達(dá)到一定劑量時(shí)可以明顯降低電離輻射誘導(dǎo)的小鼠細(xì)胞染色體畸變和微核的構(gòu)成。大豆皂苷降低X射線誘發(fā)遺傳物質(zhì)損傷的機(jī)制可是通過減

10、少自由基的生成或加速自由基的降解而間接起作用的。抑癌國(guó)外有學(xué)者報(bào)道大豆皂苷有明顯的抑癌作用。他們認(rèn)為大豆皂苷的抑癌機(jī)制可能為以下4種:直接的細(xì)胞毒作用;免疫調(diào)節(jié)作用;膽汁酸結(jié)合作用；促使致癌物引起的細(xì)胞擴(kuò)散轉(zhuǎn)為正常。我國(guó)學(xué)者郁利平等發(fā)現(xiàn)大豆皂苷對(duì)S180細(xì)胞和YAC-1細(xì)胞的DNA合成有明顯的抑制作用。并且對(duì)K562細(xì)胞和YAC-1細(xì)胞亦有明顯的細(xì)胞毒作用。大豆皂苷還能促進(jìn)T細(xì)胞產(chǎn)生淋巴因子，增加誘導(dǎo)殺傷性T細(xì)胞,NK細(xì)胞分化及提高LAK細(xì)胞活性。從而殺傷腫瘤細(xì)胞。24抗病毒大豆皂苷具有廣譜的抗病毒能力,對(duì)多種病毒能起到抑制作用,如:單純胞疹病毒I型(HSV-I),柯薩奇B3(CoxB3)病毒

11、的復(fù)制,人類艾滋病(AIDS)病毒等。臨床研究還發(fā)現(xiàn)，大豆皂苷對(duì)胞疹性口唇炎和口腔潰瘍病的效果顯著，有效率達(dá)883%和769%。以猴免疫缺陷病毒(SIV)為靶病毒和相應(yīng)的CEMx-174細(xì)胞系統(tǒng)為模型,以AZT為陽(yáng)性對(duì)照藥物，發(fā)現(xiàn)大豆皂苷復(fù)合物具有明顯的抗SIV的作用。通過對(duì)大豆皂苷抑制HIV作用的研究，認(rèn)為大豆皂苷在0.5gL-1的濃度下,能完全抑制HIV誘導(dǎo)的細(xì)胞病變及病毒特異的抗原表達(dá),它是通過阻止HIV同T4細(xì)胞的接觸而起作用的?？寡ㄑ芯勘砻?大豆皂苷能抑制凝血酶,使凝血酶失活,阻止血小和血栓纖維蛋白的凝聚,防止血栓形成,調(diào)節(jié)機(jī)體溶血系統(tǒng),具有抗血栓作用。通過對(duì)白鼠的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),大豆皂

12、苷可以抑制血小板凝聚,并使血纖維蛋白減少,還可以抑制由體內(nèi)毒素引起的纖維蛋白的凝聚作用,并可以抑制凝血酶引起的血栓纖維蛋白的形成,這表明大豆皂苷具有抗血栓作用。降血糖經(jīng)過大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),大豆皂苷可以抑制纖維蛋白原向纖維蛋白轉(zhuǎn)化,并提高胰島素的水平，可降低血糖,另外,大豆皂苷還能降低氧利用率,改善心肌供氧,提高機(jī)體的耐氧能力。免疫調(diào)節(jié)大豆皂苷的抑瘤作用機(jī)制之一可能與其免疫調(diào)節(jié)作用有關(guān)。郁利平的研究表明大豆皂苷經(jīng)口給予小鼠后，能明顯促進(jìn)伴刀豆蛋白(ConA)和脂多糖(Lps)對(duì)小鼠脾細(xì)胞的增殖反應(yīng),能明顯增強(qiáng)脾細(xì)胞對(duì)白細(xì)胞介素-2(IL-2)的反應(yīng)性,增加小鼠脾細(xì)胞對(duì)IL-2的分泌，并明顯提高

13、NK細(xì)胞、LAK細(xì)胞毒活性，從而表現(xiàn)出明顯的免疫調(diào)節(jié)作用。還表明大豆皂苷對(duì)鼠白血病細(xì)胞(YAC-1細(xì)胞)具有一定的細(xì)胞毒性作用,能抑制YAC-1細(xì)胞DNA合成,并呈現(xiàn)明顯的劑量一效應(yīng)關(guān)系。關(guān)于大豆皂苷增強(qiáng)免疫調(diào)節(jié)功能的作用機(jī)理，大豆皂苷對(duì)T細(xì)胞具有增強(qiáng)作用,特別是T細(xì)胞功能的增強(qiáng),可以使IL-2(白介素)的分泌提高,而IL-2的功能可以保護(hù)T細(xì)胞的存活與繁殖，促進(jìn)T細(xì)胞產(chǎn)生淋巴因子，增強(qiáng)誘殺性細(xì)胞NK(自然殺傷性細(xì)胞)的分化，提高LAK(淋巴因子激活的殺傷性細(xì)胞)的活性,從而生物體表現(xiàn)出較強(qiáng)的免疫功能3-4。郁利平等11在研究大豆皂苷對(duì)小鼠免疫功能的影響已證明，孫學(xué)斌等12研究了大豆皂苷對(duì)荷瘤

14、小鼠腫瘤生長(zhǎng)及免疫器官的免疫效應(yīng),結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)大豆皂苷喂飼的荷瘤小鼠脾臟,胸腺明顯增生,證明大豆皂苷對(duì)小鼠的免疫功能有廣泛的調(diào)節(jié)作用。其它除了以上保健功能,大豆皂苷還具有乳化活性、發(fā)泡性及表面活性等,在食品、醫(yī)藥、化妝品中作為添加劑得到了日益廣泛的應(yīng)用。三、分離提取制備大豆中除了含有大量的脂質(zhì)和糖質(zhì),還含有固醇配糖體、異黃酮糖體,而且由于大豆皂苷是極性高的酸性皂苷,為復(fù)雜的化合組分,所以純大豆皂苷的分離提取比較困難。實(shí)驗(yàn)室提取大豆皂苷通常采取以下的辦法:先用乙醇或甲醇作為溶劑進(jìn)行提取,過濾后濾液通常用石油醚、苯、乙醚或乙烷等有機(jī)溶劑脫脂（依原料而定有些可略去此步驟）,然后濃縮,再加等量的正丁醇和

15、水充分?jǐn)嚢?精制后收集正丁醇相,蒸干即得大豆皂苷粗提物,隨后根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行分離等。大豆皂苷分離提取的步驟如下圖大豆粉甲醇提取物止乙烷殘余物正r醇冰J不溶物+正醇相異黃酮乙酸乙酷-甲醇?xì)堄辔镆宜嵋阴ハ?硅膠柱色譜總電仔大豆皂苷具有較大的市場(chǎng)潛力和廣闊的應(yīng)用前景。其純度越高,應(yīng)用價(jià)值越大。工業(yè)生產(chǎn)提取方法多種多樣，目前有重金屬鹽沉淀法、超聲波與微波輔助法、大孔樹脂吸附法、層析分離法等，但單一分離純化方法難以得到高純度大豆皂苷,因此很多研究表明將各種分離方法相結(jié)合,如大孔吸附樹脂柱層析與有機(jī)溶劑淀法相結(jié)合則能得到高純度的大豆皂苷。四、應(yīng)用及前景4.1作為食品添加劑開發(fā)保健品在食品工業(yè)中,由于大豆皂

16、苷中的皂苷元是親油性,而糖鏈?zhǔn)怯H水性,所以大豆皂苷常以一種表面活性劑應(yīng)用,具有極強(qiáng)的起泡性和乳化性。大豆皂苷能增加不相溶混合物的溶解性和擴(kuò)散穩(wěn)定性,用于食品中的大豆皂苷有助于形成穩(wěn)定的水包油（O/W）混合物，即乳化或形成水包空氣（A/W）混合物即起泡。當(dāng)做為乳化劑時(shí),大豆皂苷對(duì)油、水界面的附,降低了表面能,產(chǎn)生更小更多的擴(kuò)散液滴,并對(duì)液滴包裹，有助于保持微粒在溶液中擴(kuò)散。同樣，當(dāng)作為起泡劑時(shí)，大豆皂苷對(duì)空氣、水界面的吸附，降裹，有助于保持氣泡微粒在溶液中的擴(kuò)散。例如，大豆皂苷加入啤酒、易起泡性的飲料中,可以起到增加泡沫體積、穩(wěn)定泡沫及改善風(fēng)味等作用。日本一些學(xué)者在食品中添加大豆皂苷的研究比較深

17、入,開發(fā)研制了富含大豆皂苷的保健食品、減肥食品等。歐美各國(guó)利用大豆皂苷有很大的氣泡性,作為泡泡糖及飲料的起泡劑。4.2作為醫(yī)藥品由于大豆皂苷具有許多對(duì)人體有益的生理活性功能,所以大豆皂苷應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域前景廣闊。目前,大豆皂苷制成的膠囊、霜?jiǎng)┯脕碇委熆谇粷?、皰疹性口唇?抑制血栓的形成,減肥,抗癌抗病毒等方面,均取得滿意的臨床效果,并帶來良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)利益。作為化妝品大豆皂苷在化妝品中的應(yīng)用也有相當(dāng)大的市場(chǎng)潛力,它能夠促進(jìn)皮膚角質(zhì)層降解、角化層變薄,促進(jìn)表皮細(xì)胞的分裂增殖,延緩表皮細(xì)胞老化。因此,大力開發(fā)大豆皂苷在醫(yī)藥品、化妝品方面的應(yīng)用,將有著很大的市場(chǎng)。日本學(xué)者已經(jīng)研究出含有大豆皂苷的化妝品,并申請(qǐng)了專利,其實(shí)用效果已經(jīng)得到證實(shí)。在未來研究和應(yīng)用大豆皂苷的同時(shí),能多增加對(duì)大豆皂苷分離純化技術(shù)及結(jié)