大豆异黄酮糖苷水解研究进展

ｌ０　粮食与油脂　２００６年第８期　大豆异黄酮糖苷水解研究进展　高荣海，刘长江，李长彪，张春红　（沈阳农业大学食品学院，沈阳　ｌｌＯ１６１）　摘要：该文在介绍大豆异黄酮的组成、化学结构、特性及生理功能基础上，详细介绍水解法制备　大豆异黄酮苷元原理、工艺流程、大豆异黄酮苷元分离纯化及检测方法。　关键词：大豆异黄酮；糖苷；水解　一　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ａｄｖａｎｃｅ　Ｏｎ　Ｈｙｄｒｏｌｙｚａｔｉｏｎ　０ｔ￣ｏｙｂｅａｎ　＿＾＇　…・・‘　ｎ一’　Ｉｓｏｆｌａｖｏｎｅ　ＧＩｅ　Ｇｌ３＇ｙｃｏｓｉ￣ｏｓｉｄｅｄｅ　ＧＡＯ　Ｒｏｎｇ－ｈａｉ，ＬＩＵ　Ｃｈａｎｇ－ｊｉａｎｇ，ＬＩ　Ｃｈａｎｇ－ｂｉａｏ，ＺＨＡＮＧ　Ｃｈｕｎ－ｈｏｎｇ　（Ｆｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ＣｏＨｅｇｅ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１１０１６１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　Ｐａｐｅｒ，ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｒｅｖｉｅｗｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ、ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ａｎｄ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｏｙｂｅａｎ　Ｉｓｏｆｌａｖｏｎｅ，ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　Ｓｏｙｂｅａｎ　ｉｓｏｆｌａｖｏｎｅ　ｗａｓ　ｈｙｄｒｏｌｙｚｅｄ　ｉｎｔｏ　ａｇｌｙｃｏｎｅ、ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｆｌｏｗ、ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｐｕｒｉｉｃａｔｆｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｇｌｙｃｏｎｅ　ｉｎ　Ｓｏｙｂｅａｎ　Ｉｓｏｆｌａｖｏｎｅ　ｗｅｒｅ　ｄｅｔａｉｌｅｄｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｓｏｙｂｅａｎ　ｉｓｏｆｌａｖｏｎｅ；ｇｌｙｃｏｓｉｄｅ；ｈｙｄｒｏｌｙｚａｔｉｏｎ　中图分类号：ＴＳ２０２．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８－－９５７８（２００６）０８－－００１０－－０３　１．２大豆异黄酮特性　大豆异黄酮（Ｓｏｙｂｅａｎ　Ｉｓｏｆｌａｖｏｎｅ“　）是从天然植物　大豆中提取一种生物活性物质，主要分布于大豆种　皮、胚轴、子叶中。近年来国外研究发现大豆中异黄酮　存在形式主要是结合型糖苷，约占大豆中异黄酮含量　９５％以上；虽游离苷元含量不足５％，但它们表现出活　性要比结合型糖苷高得多。因此，将结合型糖苷水解　成苷元形式是提高大豆异黄酮生理活性一个有效手　段，这也是近年来成为研究大豆异黄酮一个热点　。　１大豆异黄酮概述　１．１大豆异黄酮结构、组成　大豆异黄酮是大豆生长过程中形成次生代谢　物，其主要分布有三种，即染料木素（Ｇｅｎｉｓｔｅｉｎ）、大　豆苷元（Ｄａｉｄｚｅｉｎ）和大豆黄素（Ｇｌｙｃｉｔｅｉｎ），它们具有共　同母核结构，染料木素为母核５、７、４位被羟基取代三　羟异黄酮，大豆苷元和大豆黄素均为７、４被取代二羟　异黄酮，其中大豆黄素母核６位存在甲氧基。在通常情　况下，这三种异黄酮母核与葡萄糖以Ｂ糖苷键连接，以　异黄酮葡萄糖苷形式存在于大豆中，分别称为染料木　苷（Ｇｅｎｉｓｔｉｎ）、大豆苷（Ｄａｉｄｚｉｎ）和６一甲氧基大豆苷　（Ｇｌｙｃｉｔｉｎ），占大豆异黄酮９０％以上。当大豆在加工、发　酵或体外水解时，糖苷基脱离，可释放出游离异黄酮糖　苷配基　。迄今已发现ｌ２种异黄酮，其中９种为异　常温下大豆异黄酮性质稳定，易溶于醇类、酯类、　酮类溶剂和稀碱中，不溶于水，难溶于石油醚、苯、正己　烷等非极性有机溶剂。由于异黄酮分子含有２～３个　酚羟基，显酸性，易溶于碱性溶液和吡啶中。大豆异黄　酮因其具有收敛性和苦味，往往在如豆腐、豆奶等豆　制品中留有干涩感和苦味　。　２大豆异黄酮生理功能　２．１抗癌及预防作用　美国科学家于１９８６年发现大豆异黄酮抗癌作用，　１９９０年美国国家癌症研究院肯定大豆异黄酮是最佳　天然抗癌物质。近年来发现，异黄酮中染料木素可防　新血管生成而达到防癌作用。大豆异黄酮这种生物效　应主要体现在与激素相关疾病下，研究表明经常服用　大豆异黄酮可预防和防治乳腺癌，前列腺癌和肠癌等　癌症　。　２．２抗心血管疾病作用　平滑肌细胞大量增加与缔结组织母体新生促使　动脉血管内壁增厚，人体低密度脂蛋白中胆固醇经氧　化后可转化为血栓基本成分，可进一步造成动脉硬　化。试验表明：日服用３０￣５０ｍｇ异黄酮就可将低密　度脂蛋白抗氧化时间延长２０　ｍｉｎ，降低胆固醇浓度，　具有防治心血管疾病作用　。　２．３抗氧化作用　黄酮糖苷和３种为配糖体，已被用ｕＶ，ＭＳ，Ｈ－ＮＭＲ　分析确定其分子结构式　（如图１）。　Ｈ　Ｈ　Ｈ　大豆异黄酮糖苷结构式　大豆异黄酮苷元结构式　图１大豆异黄酮结构式　收稿日期：２００６—０７—０５　基金项目：辽宁省科技厅科技攻关课题（２００４２０５００１）　大豆异黄酮可提高细胞内源抗氧化酶活性。用含　有金雀异黄酮饲料喂养小鼠后，其体内超氧化物歧化　酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽转移酶活性显著提高＂　。对　于一些抗肿瘤药物如阿霉素等引起细胞过氧化损伤　所造成毒副作用，大豆异黄酮也有较强保护作用魄　。另　外，它还能抑制猪油和亚油酸在高温下自动氧化，在　作者简介：高荣海（１９７８￣），男，硕士研究生，研究方向：食品生物技术。　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年第８期　粮食与油脂　体内能直接保护细胞内膜系统多不饱和脂肪酸免遭　氧化损伤。　２．４改善妇女更年期综合症作用　更年期或手术绝经妇女，由于雌激素水平降低，　会有明显不适症状，出现面部潮红、多汗、心悸、多　疑，烦躁等现象，并出现一系列病变。研究表明，大　豆异黄酮能显示雌激素样作用，明显减轻女性更年　期综合症临床症状，故又可作为子宫切除后雌激素　代用品　。　２．５其它生理功能　大豆异黄酮还具有抗骨质疏松症、早老年性痴　呆、机体免疫力下降、机体功能衰老、溶血等作用。此　外，大豆异黄酮还具有保护肝脏、改善肝功能、治疗偏　头疼、防治糖尿病、护肤护发、防皮肤衰老和皱纹产生、　和因日光紫外线照射而引起皮肤灼伤与黑变，及防治　妇女产后抑郁症等一系列特殊生理功能“　。　３大豆异黄酮糖苷水解方法　３．１水解原理　大豆异黄酮苷属于氧苷类，是酚羟基与糖缩合　而成ｐ—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。（水解反应原理如　图２）　图２水解反应原理图　３．１．１大豆异黄酮糖苷酸水解　糖苷能被酸催化水解，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，多采用较浓　盐酸（如１～３　ｍｏｌ／Ｌ），较高温度（９８℃～１００℃）“　。　糖苷键首先发生质子化，然后糖苷键断裂生成苷元和　糖的阳碳离子中间体，水解阳碳离子经溶剂化，再脱　去氢离子而形成糖分子。酸催化水解关键是Ｏ一苷基　的苷质子化程度。酸水解效率很高，但酸性条件下大　豆异黄酮苷元稳定性值得怀疑。另外，强酸条件下不　易进行工业化生产。　３．１．２大豆异黄酮糖苷碱水解　糖苷键具有缩醛结构，对碱较稳定，但异黄酮糖　苷键具有酯苷性质，可用碱进行水解，分解为大豆异　黄酮苷元和葡萄糖；但在碱性条件下水解所得大豆异　黄酮苷元很不稳定，容易降解。　３．１．３大豆异黄酮糖苷Ｓｍｉｔｈ降解　该法是一种氧化开裂法，比酸水解温和，能完整　保持苷元结构。先用ＮａｌＯ４将糖的二羟基氧化开裂为　二元醛结构；第二步用ＮａＢＨ４将二元醛结构还原成二　元醇结构；第三步在室温条件下与酸作用使其水解。　３．１．４大豆异黄酮糖苷酶水解　酶的专属性很强，酶水解条件温和，多采用弱酸　性缓冲溶液，大豆异黄酮苷元不易变性，是工业上制　备富含大豆异黄酮苷元保健食品十分有前途途径。不　过目前高活性大豆异黄酮糖苷水解酶还在试验阶段，　也没有进行工业化。研究最多的大豆异黄酮糖苷水解　酶就是ｐ一葡萄糖苷酶，大豆自身含有内源ｐ一葡萄糖　苷酶水解活性不强，水解效率只有２２％～２９％“　；而　添加足量高活性酶（如乳酸菌中提取Ｂ一葡萄糖苷酶）　可使水解达到８０％以上。能水解大豆异黄酮糖苷的酶　还有葡萄糖酸酶“引、　一半乳糖苷酶、生物乳糖酶、真菌　乳糖酶和乳糖酶Ｆ等，它们都有很强水解大豆异黄酮　糖苷能力。　３．２水解工艺流程　（１）脱脂豆粕一加Ｂ一葡萄糖苷酶温浸一水浸液　萃取一萃取液浓缩一粗大豆异黄酮一干燥一成品　（２）脱脂豆粕一溶剂浸提一浸提液浓缩一盐酸水　浴加热回流一萃取一萃取液浓缩一干燥一成品　（３）脱脂豆粕一溶剂浸提一浸提液浓缩一加Ｂ一葡　萄糖苷酶温浸一水浸液萃取一萃取液浓缩一富含苷　元大豆异黄酮一干燥一成品　（４）脱脂豆粕一溶剂浸提一浸提液浓缩一浓缩液　纯化一富含糖苷大豆异黄酮一加Ｂ一葡萄糖苷酶温浸／　盐酸水浴加热回流一萃取一萃取液浓缩一富含苷元　大豆异黄酮一干燥一成品　目前，任其龙等申请糖苷型大豆异黄酮原料固定　床水解方法专利，金凤燮申请酶法水解大豆异黄酮甙　糖基制备其甙元方法专利；但真正能应用到工业化生　产中的切实可行大豆异黄酮水解方法仍很少。　４大豆异黄酮苷元提取分离　大豆异黄酮苷元极性较弱，一般难溶于水或不溶　于水，提取一般使用甲醇、乙醇、乙醚、乙酸乙酯等有机　溶剂或稀碱液。大豆异黄酮苷元混合物很难分离。四　川大学姚开等申请大豆异黄酮主要单体组分分离方　法专利，以硅胶为吸附剂，以氯仿一甲醇溶液为洗脱　体系，即可得到染料木黄酮、大豆苷元、染料木苷、大豆　苷四种大豆异黄酮主要单体组分。Ｍｉｙａｚａｗａ等“　成　功用二氧化硅柱柱层析把染料木黄酮和黄豆苷元　分开，也有人用大孔树脂对其进行分离。葡聚糖凝　胶也适用于异黄酮类化合物中糖苷配基或糖苷进　一步分离。　５大豆异黄酮苷元检测方法　大豆异黄酮苷元检测分析主要采用气相色谱法　（ＧＣ）、气一质联用法（ＧＣ—ＭＳ）和高效液相色谱法（ＨＰ　维普资讯 http://www.cqvip.com

ｌ２　粮食与油脂　２００６年第８期　ＬＣ）。气相色谱法是较简单快捷方法，只需简单提取即　可上机分析，但气相色谱法只能测定苷元，无法测定糖　苷，且上机分析前需要衍生化处理，衍生效果好坏直接　关系到检测分析结果，不过很适合分析苷元含量。气一　质联用方法是气相色谱法延伸，其定性能力更准确。　气一质联用方法分析具有高灵敏度，是一种简单灵敏分　析方法，可用于食品中大豆苷元和染料木素常规分析。　高效液相色谱法是检测大豆中异黄酮含量使用最多方　法，使用温度条件温和，但前处理较繁琐，不过对于大豆　异黄酮糖苷和苷元都可测定，是同时检测食品中大豆异　黄酮糖苷和苷元实用方法。　６结束语　［２】韩锋，翟桂香．大豆异黄酮及其水解研究进展［Ｊ］．粮油食品科　技，２００４，１２（３）：３５—３６．　［３】孙玲，张孝祺．大豆异黄酮的研究和应用［Ｊ］．中国粮油学报，　２ＯＯ２。１７（２）：４１－－４３．　［４】王晓，张红侠．大豆异黄酮的生理功能及其开发应用前景［Ｊ］．　山东食品发酵，２００１，２２（３）：８一ｌＯ．　［５】王康成，蔡军．大豆异黄酮的生物学功能研究进展［Ｊ］．湖州职　业技术学院学报，２００４，（４）：８Ｏ一８１．　［６】由春梅，陈学兵．大豆异黄酮的生理活性及功能［Ｊ］．食品研究　与开发，２００３，２４（４）：９Ｏ一９２．　［７】Ｃａｉ　Ｑ．Ｅｆｅｃｔ　ｏｆｄｉｅｔａｒｙ　ｇｅｎｉｓｔｅｉｎ　ｏｎ　ａｎｔｉｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｅｎｚｙｍｅ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｉｎ　ＳＥＮＣＡＲｍｅｃｅ［Ｊ］．Ｎｕｔｒ．Ｃａｎｃｅｒ，１９９６，２５：ｌ一７．　［８】郑高利．大豆异黄酮的抗氧化作用［Ｊ］．浙江医科大学学报，１９９７，２６　（５）：ｌ９６—１９９．　为了提高大豆异黄酮生物活性，提高在人体内吸　收率，将大豆异黄酮进行水解制成大豆异黄酮苷元，　关键还是对水解条件研究，特别是酶水解条件等还有　待于进一步探索。另外，苷元分离方法还有待于完善，　国内外科研人员虽已进行大量实验，取得一定进展：　但还存在水解生产成本较高、工艺复杂、投资大等问　题，有待于进一步研究。　［参考文献］　［１】ＷａｌｔｅｒＥ．Ｄ，ｅｔ　ａ１．Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９４１，６３：３２７　［９】张延伸，马燕．大豆异黄酮的特性及其特殊生理功能［Ｊ］．解放　军预防医学杂志，２００３，２ｌ（４）：３Ｏ７—３ｌＯ．　［１　ｏ］刘志胜，李里特，辰巳英三．大豆异黄酮及其生理功能研究进展　［Ｊ］．食品工业科技，２０００，２１（１）：７８．　［１ｌ】ＦｅｎｎｅｒＧ．Ｐ．Ｊ．Ａｇｒｉｃ．ＦｏｏｄＣｈｅｍ．，１９９６，４４（１２）：３７２７－－３７２９．　［１２】ＧｈｏｓｈＰ，ＦｅｎｎｅｒＧ２．Ｊ．Ａｇｒｉｃ．ＦｏｏｄＣｈｅｍ　１９９９，４７（９）：３４５５－－３４５６．　［１３】Ｍａｔｓｕｕｒａ　Ｍ，Ｏｂａｃａ．Ａ＿Ｊ．Ｆｏｏｄ　Ｓｃｉ．，１９９３，５８（１）：１４７．　［１　４］ＴｅｋｅｌＪ，ＤａｅｓｅｌｅｉｒｅＦ￣Ｊ．Ａｇｒｉｃ．ＦｏｏｄＣｈｅｒｏ＿，１９９９，４７（９）：３４８９－－３４９４．　［１５】Ｍｉｙａｚａｗａ　Ｍ，Ｓａｋａｎｏ　Ｎａｋａｍｕｒａ　Ｓ．Ｉ，ｅｔ　ａ１．Ｊ．Ａｇｒｉｃ．Ｆｏｏｄ　Ｃｈｅｍ．。ｌ９９９，４７（４）：１３４６一ｌ３４９．　大豆糖蜜综合利用　蒋丽华。华欲飞　（江南大学食品学院，江苏无锡摘取异黄酮、低聚糖和皂甙，及对大豆植物化学成分应用。　关键词：大豆糖蜜；异黄酮；皂甙；低聚糖；植物化学成分　２１４０３６）　要：该文阐述对大豆糖蜜综合利用，主要介绍以大豆糖蜜作为发酵原料，从大豆糖蜜中分别提　Ｔｈｅ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｏｙ　Ｍｏｌａｓｓｅｓ　ＪＩＡＮＧ　Ｌｉ－ｈｕａ。ＨＵＡ　Ｙｕ－ｆｅｉ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。Ｊｉｎｇｓｕ　ａＷｕｘｉ　２１４０３６。Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ａｎｄ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｙ　ｍｏｌａｓｓｅｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｉｔ　ｆｏｃｕｓｅｄ　ｏｎ　ｕｓｉｎｇ　ｓｏｙ　ｍｏｌａｓｓｅｓ　ａｓ　￣ｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ，ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　ｉｓｏｆｌａｖｏｎｅｓ，ｓａｐｏｎｉｎｓ，ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆｓｏｙ　ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｓｏｙ　ｍｏｌａｓｓｅｓ；ｉｓｏｆｌａｖｏｎｅ；ｓａｐｏｎｉｎ；ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅ；ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ　中图分类号：ＴＳ２０９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８－－９５７８（２００６）０８－－００１２－－０３　饲料。因此，若能充分利用这一宝贵资源，对其进行开　大豆糖蜜为生产大豆浓缩蛋白过程中得到副产　品，生产大豆浓缩蛋白方法可分为酸提（ｐＨ４—５）和醇　提（８０％乙醇）两种，最终得到可溶物即为大豆糖蜜，其　中可溶性成分主要为糖类，易溶性蛋白质和异黄酮。　固形物含量为５０％大豆糖蜜中一般含有６％蛋白质，　３％灰分，５％脂肪及３６％碳水化合物。总之它是多种植　发和利用，一方面可减轻对环境压力，另一方面也可　大大提高其经济价值。　１发酵原料　以干基计，大豆糖蜜中碳水化合物占总固形物含　量６０％，因此它可用作微生物发酵原料。与常用碳源　葡萄糖相比，大豆糖蜜价格仅为其２０％，因此可极大　物化学成分集合体，成分相当复杂。在生产大豆浓缩　蛋白过程中会产生大量大豆糖蜜，但由于其物料特殊　性，目前只作为价格低廉产品出售，主要被用作动物　收稿日期：２００６—０６－２４　作者简介：蒋丽华（１９８２￣节约成本和提高利润。有关将大豆糖蜜用作发酵这一　方面研究尚不多，其中，Ｑｕｒｅｓｈｉ等…以大豆糖蜜为原　）。女，硕士研究生，主要从事植物蛋白研究。