大豆异黄酮研究进展

2017-11-07河南省农业技术推广总站陈彦杞

河南农业 2017年11期

河南省农业技术推广总站陈彦杞

大豆异黄酮研究进展

河南省农业技术推广总站陈彦杞

大豆异黄酮是大豆中的一类具有广泛营养学价值和健康保护作用的多酚化合物，自然界中的异黄酮资源十分有限，大豆是含有异黄酮，且在营养学上有意义的食物资源，这就赋予了大豆及大豆食品特别的重要性。许多研究证实：大豆异黄酮有弱雌性激素活性，作为一种植物性雌激素，具有类雌激素和抗雌激素双重作用。而且具有较好的天然抗氧化活性、抗溶血活性和抗真菌活性的生物效能，长期食用能有效预防和抑制白血病、多种癌症、妇女更年期综合症等多种疾病的发生。在大豆种子中提取和开发高异黄酮的食品或者保健品，已然成为食品保健品和医药等行业的热点之一。因此，培育高异黄酮含量的大豆品种成为大豆品质育种的主要目标之一。

一、大豆异黄酮概述

（一）大豆异黄酮的组成

大豆异黄酮是属于黄酮类化合物中的异黄酮类。现知的12种大豆异黄酮，可以分为2类：自由基和共轭类。游离型苷元共有3种，仅占大豆异黄酮总量的2%～3%，包括金雀异黄素（又称染料木黄酮）、大豆黄素（又称大豆素）和发现较晚且含量较少研究不多的黄豆黄素。结合型糖苷约占大豆异黄酮总量的97%～98%，主要以葡萄糖苷、乙酰基葡萄糖苷和丙二酰基葡萄糖苷形式存在，共有9种，分别为金雀异黄苷、大豆苷、黄豆苷、6”-O-乙酰基大豆苷、6”-O-乙酰基金雀异黄苷、6”-O-乙酰基黄豆苷、6”-O-丙二酰基大豆苷、6”-O-丙二酰基黄豆苷、6”-O-丙二酰基金雀异黄苷。结合型糖苷大部分以金雀异黄苷、大豆苷、丙二酰基金雀异黄苷、丙二酰基大豆苷4种形式存在。这4种结合性糖苷占异黄酮总量的95%。

（二）大豆异黄酮的理化性质

纯的大豆异黄酮为无色晶体状物质，是大豆带有苦涩味的因子之一。染料木素呈无色片状结晶，大豆苷元呈无色针状结晶，工业上生产的大豆异黄酮产品多为白色或淡黄色粉末，食用时兼具苦味、收敛性和干涩感。大豆异黄酮苷元比糖苷拥有更加突出的味道，其中金雀异黄素和大豆黄素最甚。豆制品中的口味与大豆异黄酮最为相关，除此之外加工条件是另一大重要影响因素。大豆异黄酮在常温下的性质稳定，易溶于醇类、酯类、酮类溶剂和稀碱中。不溶于水，难溶于石油、乙醚、苯等非极性有机溶剂。大豆异黄酮作为异黄酮类化合物，具有异黄酮类化合物所共有的理化性质。

（三）大豆异黄酮的分布

大豆异黄酮是大豆生育过程中形成的一类次生代谢产物，在自然界中的分布仅局限于豆科的蝶形花亚科等极少数植物中，如大豆、墨西哥小白豆、苜蓿和绿豆等植物中，其中异黄酮含量最高的为苜蓿和大豆，一般苜蓿中异黄酮的含量为0.5%～3.5%，大豆异黄酮含量为0.1%～0.5%，主要分布于大豆种子的子叶和胚轴中，种皮中含量极少。80%～90%的异黄酮存在于子叶中，浓度为0.1%～0.3%，胚轴中所含异黄酮种类较多且浓度较高，为1%～2%，但由于胚轴只占种子重量的2%，因此尽管浓度很高，但所占大豆种子异黄酮总量的比例仍然很少（10%～20%），而大豆子叶中异黄酮的绝对含量远远大于胚轴。

（四）大豆异黄酮含量的影响因素

1.大豆品种对大豆异黄酮含量的影响

在众多的影响因素中，大豆品种对大豆异黄酮含量的影响尤为显著。不同的品种大豆异黄酮含量也有所不同。大豆不同品种异黄酮总量和种类的分布有很明显的差别，异黄酮总含量变化幅度为0.1%～0.5%，其中值得一提的是日本和美国，日本大豆品种的异黄酮含量为1.2%～2.3%，美国为2.1%～4.2%。异黄酮总量表现为美国品种大于日本品种。我国大豆品种异黄酮含量大多在1.2%～2.5%，其中东北大豆中的异黄酮含量为最高，在1.8%～2.3%。

2.种植环境对大豆异黄酮含量的影响

对于大豆中的异黄酮总含量和种类分布有直接影响的就是种植环境，这类影响主要通过种植年份、种植季节和种植地区来反映，对异黄酮总含量和种类分布的影响最为显著是种植年份。通过研究异黄酮含量与不同种植地区的经纬度和海拔的关系，结果表明大豆异黄酮含量与纬度和海拔高度呈正相关的关系，当然，不同品种中所表现的作用各有不同。研究还发现，光照因素对大豆中异黄酮的积累有积极作用，而高温和充足的水分却显著降低异黄酮的含量。综合来说。纬度越高，日照时间越长，降水量越少，大豆中异黄酮的含量越高。

二、大豆异黄酮生物学活性

（一）抗癌

目前，医学界和营养学界提出的大豆异黄酮具有抗癌作用机制，体现在以下几个方面：一是类雌激素样作用；二是抑制肿瘤细胞合成过程中所需酶；三是抗氧化作用；四是调节细胞周期蛋白及凋亡相关蛋白表达；五是抑制肿瘤血管生成，间接抑制肿瘤细胞生长。

（二）抗心血管疾病

目前，大豆异黄酮在抗心血管疾病方面内容较多，相对成熟的机制有这几种：一是大豆异黄酮可使低密度脂蛋白受体发生正向调节，从而促进胆固醇清除；二是防治低密度脂蛋白过度氧化，染料木素对脂质过氧化体系中脂质自由基有显著清除作用；三是抑制血管平滑肌细胞增殖；四是抗血栓生成，染料木素可通过对酪氨酸激酶抑制作用以抑制血小板激活和凝聚。

（三）抗骨质疏松症

随着大豆异黄酮研究的深入，专家研究发现，在预防骨质疏松方面大豆异黄酮效果显著。实验结果显示，大豆异黄酮既可刺激骨形成，也可抑制骨再吸收，异黄酮能激活雌激素受体以提高成骨细胞活性，还可以促进胰岛素样生长因子产生，经免疫学研究及动物试验证实，大豆异黄酮预防骨质疏松症方面效果显著。

（四）抗妇女更年期综合症

大豆异黄酮具有雌激素活性，能缓解妇女更年期因雌激素分泌量急剧下降而引起更年期综合症。

（五）其他生理功能

大豆异黄酮的生理功能还有很多，如有预防老年性痴呆，抗机体免疫力下降，抗菌消炎，抗机体功能衰老，抗溶血等作用。出这些之外，大豆异黄酮生理功能还包括：一是作为a～葡萄糖苷酶抑制剂，能有效改善代谢紊乱；二是能提高加压素水平，因而具有抗利尿作用；三是可减轻斑形脱发易感性；四是能改变脑的形态学参数和生殖内分泌参数，并使视网膜增厚。

三、大豆高异黄酮含量育种

（一）育种目标制定

中国作为大豆的主要生产国之一，要立足国际市场，就必须不断根据市场需求，改进大豆品质。在大豆高异黄酮含量育种方面，可以根据不同需求制定高异黄酮含量品种，用作异黄酮提取的原料等，或选育低异黄酮含量品种，用作食品加工原料。

（二）亲本选择

由于异黄酮含量的遗传存在主效基因效应，因此，在大豆异黄酮含量的品质改良中，亲本的选择十分重要。根据育种目标选择高或低异黄酮含量的杂交后代，则亲本之一也应当具有高或低异黄酮含量的特点，而且微效基因有正反两方面的作用，特别在微效基因的遗传变异相对较大的组合或世代中，其效应更不应该被忽视。在大豆高异黄酮含量的育种选择过程中，要想获得理想的基因组合，主要有2种方式，一是采用双亲异黄酮含量均高或者低的组合，这个组合出现正向或负向超亲的机会较少，而高含量或低含量异黄酮的个体出现较多。二是通过超亲来达到理想目的，超亲率高的组合虽然双亲并不十分优良，但大量的超亲现象可以弥补双亲的不足，使后代拥有较多的优良个体，而那些中亲值不高，正向或负向超亲少的组合，选择的几率变小。