[科普中国]-大豆异黄酮

大豆异黄酮是黄酮类化合物，是大豆生长中形成的一类次级代谢产物，是一种生物活性物质。由于是从植物中提取，与雌激素有相似结构，因此大豆异黄酮又称植物雌激素。大豆异黄酮的雌激素作用影响到激素分泌、代谢生物学活性、蛋白质合成、生长因子活性，是天然的癌症化学预防剂。1

来源、分布与组成大豆异黄酮(Soy Isoflavone)是一种植物化学素，属植物黄酮类，主要来源于豆科植物的荚豆类，大豆中的含量较高，为0.1%-0.5%。主要是指3-苯并吡喃酮为母核的化合物，大豆中天然存在的大豆异黄酮总共有12种，可以分为3类，即黄豆苷类(Daidzingroups)、染料木苷类(Genistingroups)、黄豆黄素苷类(Glycitingroups)。每类以游离型、葡萄糖苷型、乙酰基葡萄糖苷型、丙二酰基葡萄糖苷型等4种形式存在。游离型的苷元(Aglycon)占总量的2%-3%，包括染料木黄酮(Genistein)、黄豆苷元(Daidzein)和黄豆黄素(Glycitein)。结合型的糖苷(Glycosides)占总量的97%-98%，主要以染料木苷(Genistein)和黄豆苷(Daidzin)及丙二酰染料木苷(6'-O-ma-1onylGenistin)和丙二酰黄豆苷(6'-O-malonyldaid-zin)形式存在，约占总量的95%。种植环境、加工方法、遗传因素等对大豆异黄酮的含量和成分有一定影响，表现为不同大豆品种中异黄酮总量及各组分比例的差异。

结构大豆异黄酮的主要结构形式是3-苯并吡喃酮为母核的化合物群。天然的大豆异黄酮主要分为游离型的苷元和结合型的糖苷两种。其中，结合型糖苷由酶或稀酸水解脱去糖基，可形成大豆异黄酮苷元。游离型大豆异黄酮苷元包括染料木苷元、大豆苷元和黄豆苷元。结合型大豆异黄酮糖苷分别为上述3种苷元的葡萄糖苷型、乙酰基葡萄糖苷型、丙二酰基葡萄糖苷型。2

物化性质物理性质纯大豆异黄酮是无色的晶体物质。染料木黄酮为无色片状结晶，黄豆苷元为无色针状结晶。工业上的大豆异黄酮产品为白色或淡黄色粉末。大豆异黄酮与豆制品的苦涩味和收敛性有关，游离型的苷元（尤其是染色木黄酮和黄豆苷元）比其糖苷化合物具有更强的不愉快风味。合成的黄豆苷元的熔点为320-321℃（分解），合成的染料木黄酮的熔点为295-296℃，合成的以及从大豆胚芽中提取的黄豆黄素的熔点为337-339℃。3

化学性质大豆异黄酮中只有葡萄糖苷配基即游离型苷元的生物活性最高，大豆异黄酮中的共轭苷在热和碱性条件下可以水解去掉丙二酰基和乙酰基而转化成葡糖苷。碱水解条件pH值为8-13，水解程度随pH值及温度的升高而加大。大豆异黄酮中的葡糖苷在强酸高温或酶存在的条下可水解去掉葡萄糖基而转变成葡萄糖苷配基形式。酶解法所采用的酶为β-葡萄糖苷酶，水解最适合条件以酶的活性最高为准。3

药理作用预防心血管疾病流行病学调查发现，长期摄食大豆制品的人群能延缓动脉硬化发生，减少血总胆固醇浓度，降低心脏病发病率。大豆异黄酮在心血管疾病中的作用机制是多元化的，较成熟的机制有抗氧化作用、受体调节、抑制血管平滑肌细胞增殖、抗血栓生成作用等。大豆异黄酮可抑制酪氨酸激酶而降低血小板内酪氨酸蛋白磷酸化，导致血小板活性降低，使其在血管壁上沉积和聚集减少，防止全身与动脉粥样硬化有关的血栓形成。大豆异黄酮显著抑制大鼠高脂饲料所致的血浆三酰甘油水平升高，而且对进食高脂饲料引起的体内过氧化物水平升高具有显著拮抗作用。主要表现在降低肝脏及心肌中的自由基水平，升高肝脏超氧化物歧化酶(SOD)和肝脏及心肌中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性，减少血清及肝脏、心肌和主动脉中的总抗氧化产物含量。4

防治妇女骨质疏松人们正在寻找一种新的治疗骨质疏松的药物，大豆异黄酮是一种极具开发潜力的物质，具有雌激素作用，而没有使用雌激素的副作用。对于雌激素水平低者，大豆异黄酮表现为弱雌激素作用，与成骨细胞内的雌激素受体结合，加强成骨细胞的活性，促进骨基质的产生、分泌和骨矿化过程，可预防骨质疏松症的发生。研究结果表明，人体摄入较高及剂量的大豆异黄酮的大豆蛋白，可体高受试者腰椎骨的骨密度。4

大豆异黄酮与糖尿病胰岛β细胞内抗氧化酶的水平不仅影响这些细胞的抗自由基损伤的能力，而且与胰岛素的释放有关。有文献报道用大豆异黄酮对糖尿病进行干预时，发现它可抑制小肠对糖的吸收，更好地调整体内糖代谢平衡，G、D与D的细菌代谢产物雌马酚，在体外能预防人的由糖诱导的低密度脂蛋白脂质过氧化反应。大豆异黄酮在体外能抑制兔小肠粘膜对糖的吸收。另外，大豆异黄酮具有较弱的雌激素样作用对糖尿病患者的代谢紊乱也有一定的调节功能。4

大豆异黄酮与肾病近年来发现大豆异黄酮对肾病病人的肾功能呈现出一种有益的影响，这种效果与传统上肾病忌食豆制品有一定的冲突，较难解释。很多肾病如肾病综合征可以并发高脂血症，最常见的解释是低白蛋白血症刺激肝脏载脂B代偿性合成增加，继而产生过多LDL，引起高脂血症。许多年前就有肾毒性学说，即血脂增高会促进肾小球病变进行性加重，这一点已得到证实。因此，降低血脂以保护肾功能，是肾病治疗的一个很重要的组成部分，大豆异黄酮降血脂作用可以保护肾脏功能。还有报道大豆异黄酮在体外表现出利尿剂的生物活性，可以抑制Na+K+2Cl-跨膜转运，保证有足够的血流量，有利尿作用，对于离体的肾脏能松弛肾血管。因此，大豆异黄酮又可以防治肾病。4

毒理作用大豆异黄酮中的金雀异黄素属于低毒物质，其毒性主要表现为雌激素样作用，可引起实验动物性早熟、假孕、胎盘吸收、死胎、流产及不育等生殖毒性作用，体重及器官重量下降，超大剂量时可引起动物死亡。给予新生或青春期前大鼠500mg/kg剂量的金雀异黄素，可促进乳腺、子宫、卵巢的分化，乳腺重量增加。大豆异黄酮在发挥抗癌、抗动脉硬化、抗骨质疏松等有益作用的同时，也会影响雄性动物的内分泌，使其体内激素水平发生改变，并产生实质性的病理学变化，提示大豆异黄酮在发挥有益作用的同时对雄性动物生殖系统可能产生的不良作用不容忽视。新出生动物对金雀异黄素较为敏感的实验结果，最近引起了人们对含大豆蛋白的婴儿食品中异黄酮类物质含量的极大关注和担忧。调查发现，在5个婴儿食品品牌的25个样品中，异黄酮平均含量为32-47µg/ml。按4个月婴儿饮食量计，平均暴露量为28-47mg/d或45-80mg/kg/d。7份婴儿血浆样品中金雀异黄素和大豆素平均浓度水平分别为684µg/L和295µg/L，是食用母乳或牛奶的婴儿血浆中浓度水平的200多倍。这样高的异黄酮水平对婴儿会产生何种效应还有待进一步的追踪研究。5

水解原理及方法原理大豆异黄酮苷属于氧苷类，是酚羟基与糖缩合而成的β-D葡萄糖苷。通过水解反应使苷键裂解得到大豆异黄酮苷元和葡萄糖配基。

酸水解大豆异黄酮苷能被稀酸催化水解，反应在稀醇中进行，用醋酸、硫酸等均可发生水解，但从实际生产和经济实用角度考虑，实验选用盐酸。苷键首先发生质子化，然后苷键断裂生成苷元和糖的阳碳离子中间体，在水解阳碳离子经溶剂化，再脱去氢离子而形成糖分子。酸催化水解的关键是O-苷基的苷质子化程度。

碱水解苷键具有缩醛结构，对碱较稳定，但异黄酮苷键具有酯苷性质，可用碱进行水解。

酶催化水解酶催化水解酶的专属性很强，当酶催化水解苷键时，条件温和，只对键产生断裂，苷元的结构不被破坏，大豆异黄酮的苷键为B一葡萄糖苷键。

Smith降解法该法是一种氧化开裂法，比酸水解温和，能完整地保持苷元的结构，先用NaIO将糖的二羟基氧化开裂为二元醛结构，第二步用NaBH将二元醛结构还原成二元醇结构，第三步在室温条件下与稀酸作用使其水解。6

含量测定方法紫外分光光度法大豆异黄酮结构中羟基和芳环形成较强的共轭体系，对紫外光有较强的特征吸收，所以可采用紫外分光光度法对大豆异黄酮进行含量测定，该法具有方法简便，重现性好等优点，但特异性较差。

色谱法（1）薄层扫描法

薄层扫描法具有取样量少，操作简便，分离效果好等优点，但其薄层显色剂用量难以准确控制，人为误差较大。

（2）高效液相色谱法

高效液相色谱法是目前测定大豆异黄酮研究工作中应用最为广泛的一种方法，此法具有测定样品范围广、样品制备步骤少、成本低、分离效率高、灵敏度好、测定结果准确等特点，且有多种检测器可供选择。样品多采用不同浓度的甲醇、乙醇直接提取、超声或回流提取后用酸或酶水解后进行测定，也有经柱层析分离等方法。

（3）色相色谱法

气相色谱法具有进样量少、高敏感性、高选择性、高特异性等突出优点，但在测定大豆黄素和金雀素时需制备衍生物，样品制备步骤较多，耗时长且仪器较为昂贵，从而限制了该法的推广应用。

（4）毛细管电泳法

毛细管电泳法具有速度快、选择性高、分离散率高，经济及样品前处理简单等优点，已逐渐成为测定植物雌激素(尤其是大豆苷元和金雀异黄素)的常规方法之一。

（5）免疫检测法

时间分辨荧光免疫分析法荧光免疫分析中的时间分辨测量技术，是为了提高免疫分析法灵敏度和特异性而发展起来的．测定中根据标记物和干扰物荧光寿命的差异，选择性的测定标记物的荧光信号即为所谓的时间分辨测量技术。酶联免疫吸跗法经典酶联免疫分析法是一种基本的免疫铡定方法，其主要的实验步骤可概括为包被、洗涤、与特异性抗体反应、与酶抗抗体反应、显色和测定。7

本词条内容贡献者为:

成玉林 - 副教授 - 重庆大学