基本介紹
- 中文名：大豆異黃酮
- 外文名：Soy isoflavone
- 英文縮寫：SI
- 隸屬：黃酮類化合物
- 分布：大豆的種皮、胚軸和子葉中
- 別稱：植物雌激素（phy-toestrogen）
來源、分布與組成,結構,物化性質,物理性質,化學性質,藥理作用,預防心血管疾病,防治婦女骨質疏鬆,大豆異黃酮與糖尿病,大豆異黃酮與腎病,毒理作用,水解原理及方法,原理,酸水解,鹼水解,酶催化水解,Smith降解法,含量測定方法,紫外分光光度法,色譜法,
來源、分布與組成
大豆異黃酮(Soy Isoflavone)是一種植物化學素，屬植物黃酮類，主要來源於豆科植物的莢豆類，大豆中的含量較高，為0.1%-0.5%。主要是指3-苯並吡喃酮為母核的化合物，大豆中天然存在的大豆異黃酮總共有12種，可以分為3類，即黃豆苷類(Daidzingroups)、染料木苷類(Genistingroups)、黃豆黃素苷類(Glycitingroups)。每類以游離型、葡萄糖苷型、乙醯基葡萄糖苷型、丙二醯基葡萄糖苷型等4種形式存在。游離型的苷元(Aglycon)占總量的2%-3%，包括染料木黃酮(Genistein)、黃豆苷元(Daidzein)和黃豆黃素(Glycitein)。結合型的糖苷(Glycosides)占總量的97%-98%，主要以染料木苷(Genistein)和黃豆苷(Daidzin)及丙二醯染料木苷(6'-O-ma-1onylGenistin)和丙二醯黃豆苷(6'-O-malonyldaid-zin)形式存在，約占總量的95%。種植環境、加工方法、遺傳因素等對大豆異黃酮的含量和成分有一定影響，表現為不同大豆品種中異黃酮總量及各組分比例的差異。
結構
大豆異黃酮的主要結構形式是3-苯並吡喃酮為母核的化合物群。天然的大豆異黃酮主要分為游離型的苷元和結合型的糖苷兩種。其中，結合型糖苷由酶或稀酸水解脫去糖基，可形成大豆異黃酮苷元。游離型大豆異黃酮苷元包括染料木苷元、大豆苷元和黃豆苷元。結合型大豆異黃酮糖苷分別為上述3種苷元的葡萄糖苷型、乙醯基葡萄糖苷型、丙二醯基葡萄糖苷型。
物化性質
物理性質
純大豆異黃酮是無色的晶體物質。染料木黃酮為無色片狀結晶，黃豆苷元為無色針狀結晶。工業上的大豆異黃酮產品為白色或淡黃色粉末。大豆異黃酮與豆製品的苦澀味和收斂性有關，游離型的苷元（尤其是染色木黃酮和黃豆苷元）比其糖苷化合物具有更強的不愉快風味。合成的黃豆苷元的熔點為320-321℃（分解），合成的染料木黃酮的熔點為295-296℃，合成的以及從大豆胚芽中提取的黃豆黃素的熔點為337-339℃。
化學性質
大豆異黃酮中只有葡萄糖苷配基即游離型苷元的生物活性最高，大豆異黃酮中的共軛苷在熱和鹼性條件下可以水解去掉丙二醯基和乙醯基而轉化成葡糖苷。鹼水解條件pH值為8-13，水解程度隨pH值及溫度的升高而加大。大豆異黃酮中的葡糖苷在強酸高溫或酶存在的條下可水解去掉葡萄糖基而轉變成葡萄糖苷配基形式。酶解法所採用的酶為β-葡萄糖苷酶，水解最適合條件以酶的活性最高為準。
藥理作用
預防心血管疾病
流行病學調查發現，長期攝食大豆製品的人群能延緩動脈硬化發生，減少血總膽固醇濃度，降低心臟病發病率。大豆異黃酮在心血管疾病中的作用機制是多元化的，較成熟的機制有抗氧化作用、受體調節、抑制血管平滑肌細胞增殖、抗血栓生成作用等。大豆異黃酮可抑制酪氨酸激酶而降低血小板內酪氨酸蛋白磷酸化，導致血小板活性降低，使其在血管壁上沉積和聚集減少，防止全身與動脈粥樣硬化有關的血栓形成。大豆異黃酮顯著抑制大鼠高脂飼料所致的血漿三醯甘油水平升高，而且對進食高脂飼料引起的體內過氧化物水平升高具有顯著拮抗作用。主要表現在降低肝臟及心肌中的自由基水平，升高肝臟超氧化物歧化酶(SOD)和肝臟及心肌中谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性，減少血清及肝臟、心肌和主動脈中的總抗氧化產物含量。
防治婦女骨質疏鬆
人們正在尋找一種新的治療骨質疏鬆的藥物，大豆異黃酮是一種極具開發潛力的物質，具有雌激素作用，而沒有使用雌激素的副作用。對於雌激素水平低者，大豆異黃酮表現為弱雌激素作用，與成骨細胞內的雌激素受體結合，加強成骨細胞的活性，促進骨基質的產生、分泌和骨礦化過程，可預防骨質疏鬆症的發生。研究結果表明，人體攝入較高及劑量的大豆異黃酮的大豆蛋白，可體高受試者腰椎骨的骨密度。
大豆異黃酮與糖尿病
胰島β細胞內抗氧化酶的水平不僅影響這些細胞的抗自由基損傷的能力，而且與胰島素的釋放有關。有文獻報導用大豆異黃酮對糖尿病進行干預時，發現它可抑制小腸對糖的吸收，更好地調整體內糖代謝平衡，G、D與D的細菌代謝產物雌馬酚，在體外能預防人的由糖誘導的低密度脂蛋白脂質過氧化反應。大豆異黃酮在體外能抑制兔小腸黏膜對糖的吸收。另外，大豆異黃酮具有較弱的雌激素樣作用對糖尿病患者的代謝紊亂也有一定的調節功能。
大豆異黃酮與腎病
近年來發現大豆異黃酮對腎病病人的腎功能呈現出一種有益的影響，這種效果與傳統上腎病忌食豆製品有一定的衝突，較難解釋。很多腎病如腎病綜合徵可以並發高脂血症，最常見的解釋是低白蛋白血症刺激肝臟載脂B代償性合成增加，繼而產生過多LDL，引起高脂血症。許多年前就有腎毒性學說，即血脂增高會促進腎小球病變進行性加重，這一點已得到證實。因此，降低血脂以保護腎功能，是腎病治療的一個很重要的組成部分，大豆異黃酮降血脂作用可以保護腎臟功能。還有報導大豆異黃酮在體外表現出利尿劑的生物活性，可以抑制Na+K+2Cl-跨膜轉運，保證有足夠的血流量，有利尿作用，對於離體的腎臟能鬆弛腎血管。因此，大豆異黃酮又可以防治腎病。
毒理作用
大豆異黃酮中的金雀異黃素屬於低毒物質，其毒性主要表現為雌激素樣作用，可引起實驗動物性早熟、假孕、胎盤吸收、死胎、流產及不育等生殖毒性作用，體重及器官重量下降，超大劑量時可引起動物死亡。給予新生或青春期前大鼠500mg/kg劑量的金雀異黃素，可促進乳腺、子宮、卵巢的分化，乳腺重量增加。大豆異黃酮在發揮抗癌、抗動脈硬化、抗骨質疏鬆等有益作用的同時，也會影響雄性動物的內分泌，使其體內激素水平發生改變，並產生實質性的病理學變化，提示大豆異黃酮在發揮有益作用的同時對雄性動物生殖系統可能產生的不良作用不容忽視。新出生動物對金雀異黃素較為敏感的實驗結果，最近引起了人們對含大豆蛋白的嬰兒食品中異黃酮類物質含量的極大關注和擔憂。調查發現，在5個嬰兒食品品牌的25個樣品中，異黃酮平均含量為32-47µg/ml。按4個月嬰兒飲食量計，平均暴露量為28-47mg/d或45-80mg/kg/d。7份嬰兒血漿樣品中金雀異黃素和大豆素平均濃度水平分別為684µg/L和295µg/L，是食用母乳或牛奶的嬰兒血漿中濃度水平的200多倍。這樣高的異黃酮水平對嬰兒會產生何種效應還有待進一步的追蹤研究。
水解原理及方法
原理
大豆異黃酮苷屬於氧苷類，是酚羥基與糖縮合而成的β-D葡萄糖苷。通過水解反應使苷鍵裂解得到大豆異黃酮苷元和葡萄糖配基。
酸水解
大豆異黃酮苷能被稀酸催化水解，反應在稀醇中進行，用醋酸、硫酸等均可發生水解，但從實際生產和經濟實用角度考慮，實驗選用鹽酸。苷鍵首先發生質子化，然後苷鍵斷裂生成苷元和糖的陽碳離子中間體，在水解陽碳離子經溶劑化，再脫去氫離子而形成糖分子。酸催化水解的關鍵是O-苷基的苷質子化程度。
鹼水解
苷鍵具有縮醛結構，對鹼較穩定，但異黃酮苷鍵具有酯苷性質，可用鹼進行水解。
酶催化水解
酶催化水解酶的專屬性很強，當酶催化水解苷鍵時，條件溫和，只對鍵產生斷裂，苷元的結構不被破壞，大豆異黃酮的苷鍵為B一葡萄糖苷鍵。
Smith降解法
該法是一種氧化開裂法，比酸水解溫和，能完整地保持苷元的結構，先用NaIO將糖的二羥基氧化開裂為二元醛結構，第二步用NaBH將二元醛結構還原成二元醇結構，第三步在室溫條件下與稀酸作用使其水解。
含量測定方法
紫外分光光度法
大豆異黃酮結構中羥基和芳環形成較強的共軛體系，對紫外光有較強的特徵吸收，所以可採用紫外分光光度法對大豆異黃酮進行含量測定，該法具有方法簡便，重現性好等優點，但特異性較差。
色譜法
（1）薄層掃描法
薄層掃描法具有取樣量少，操作簡便，分離效果好等優點，但其薄層顯色劑用量難以準確控制，人為誤差較大。
（2）高效液相色譜法
高效液相色譜法是目前測定大豆異黃酮研究工作中套用最為廣泛的一種方法，此法具有測定樣品範圍廣、樣品製備步驟少、成本低、分離效率高、靈敏度好、測定結果準確等特點，且有多種檢測器可供選擇。樣品多採用不同濃度的甲醇、乙醇直接提取、超聲或回流提取後用酸或酶水解後進行測定，也有經柱層析分離等方法。
（3）色相色譜法
氣相色譜法具有進樣量少、高敏感性、高選擇性、高特異性等突出優點，但在測定大豆黃素和金雀素時需製備衍生物，樣品製備步驟較多，耗時長且儀器較為昂貴，從而限制了該法的推廣套用。
（4）毛細管電泳法
毛細管電泳法具有速度快、選擇性高、分離散率高，經濟及樣品前處理簡單等優點，已逐漸成為測定植物雌激素(尤其是大豆苷元和金雀異黃素)的常規方法之一。
（5）免疫檢測法
時間分辨螢光免疫分析法螢光免疫分析中的時間分辨測量技術，是為了提高免疫分析法靈敏度和特異性而發展起來的．測定中根據標記物和干擾物螢光壽命的差異，選擇性的測定標記物的螢光信號即為所謂的時間分辨測量技術。酶聯免疫吸跗法經典酶聯免疫分析法是一種基本的免疫鍘定方法，其主要的實驗步驟可概括為包被、洗滌、與特異性抗體反應、與酶抗抗體反應、顯色和測定。
