大豆异黄酮及其在保健食品中的应用

大豆异黄酮及其在保健食品中的应用大豆异黄酮（isoflavoens）是一组存在于豆科植物的多酚类生物活性物质，因其结构与雌激素相似，表现出雌激素与抗雌激素活性，因此又被称作植物雌激素(phytoestrogen)。

自20世纪90年代以来，大量的流行病学、人体和动物实验的研究结果表明，大豆异黄酮具有多种特殊的生理功能。

其类似雌激素样作用对绝经期后妇女因雌激素水平下降所导致的骨质疏松、更年期综合征、血脂升高等有很好的预防效果；对激素依赖型肿瘤如乳腺癌、子宫癌、前列腺癌有一定的抑制作用；并具有抗氧化、抗动脉粥样硬化、提高机体免疫力及美容的保健作用，其独特的保健作用及多种特殊的生理功能日益受到世人关注，是一类颇具开发利用价值的天然保健食品原料。

1 大豆异黄酮概述大豆异黄酮主要存在于大豆、墨西哥小白豆、绿豆、苜蓿和葛根等植物中，其中含量最高的是苜蓿和大豆，一般苜蓿中含量为0.5~3.5%，大豆中含量为0.1~0.5%。

大豆的品种及栽培条件对大豆异黄酮的含量影响很大，一般来说，纬度越高，日照时间越长，大豆异黄酮的含量也就越高。

大豆异黄酮由12种单体组成，包括3种游离型的苷元：染料木苷元（或金雀异黄素，genistein）、大豆苷元（daidzein）、大豆黄素（glycetein），和9种结合型的β-糖苷[1-2]。

其中含量最多的是染料木苷元和大豆苷元的糖苷型结合物，即染料木苷（genistin）和大豆苷(daidzin)，二者约占大豆异黄酮总量的50~95%[3]。

大豆异黄酮制品一般为黄色至淡黄色粉末，较强的苦涩味，溶于水，耐热、耐酸，稳定性高。

在水溶液中120℃加热30min后几乎不分解，于180℃加热30min后仍保留80%以上，在酸性PH=2时仍保持稳定，因此在用于食品加工时非常稳定。

由于其口感不好，以前在食品加工中多被除去，现已开发出味微苦的大豆异黄酮制品。

2 吸收与代谢游离型的苷元可在小肠被直接吸收，但大豆及其加工食品中的大豆异黄酮多数是以糖苷结合物的形式存在的，并不是可以被人体吸收利用的形式，它们通过小肠刷状缘分泌的β-葡萄糖苷酶水解后被吸收（Wilkinson et al.2003;Rowland et al.2003），在血液中与葡萄糖醛酸和少量的硫酸结合发挥生物活性。

没有被吸收的大豆异黄酮会在结肠被肠道微生物降解为雌马酚（equol）和去氧甲基安哥拉紫檀素（O-desmethylangolensin），然后进一步被肠道吸收。

这一过程很难进行证明，但有利于我们理解功能性食品中大豆异黄酮是如何发挥生物学活性的[4]。

影响大豆异黄酮代谢的因素包括膳食和肠道微生物[5]，人体试验证明，饮食中较高的膳食纤维会降低大豆异黄酮的生物利用度。

肠内乳杆菌等益生菌含量高的有利于大豆异黄酮的生物利用。

一般大豆异黄酮在人体内的生物利用率为13~35%。

3 检测方法高效液相色谱法（HPLC）法是检测大豆异黄酮含量准确、快捷的方法。

染料木苷（genistin）和大豆苷(daidzin)占大豆异黄酮总量的50~95%，一般以染料木苷或大豆苷为标准样品，采用C18柱分离，二极管阵列检测器或紫外检测器（254nm或260nm）测定，峰面积定量，外标法计算结果。

HPLC法因选用的色谱柱、流动相不同，最佳色谱条件应根据具体情况调整。

采用VP-ODS柱的最佳色谱条件为：内径4.6nm，长150mm，流动相V甲醇：V乙酸：V水（40：0.5：60），流速1.5ml/min，柱温40℃，检测波长254nm（王哲等，2003年）。

采用日本岛津Shim-Pack CLC ODS柱的色谱条件为：内径6nm，长150mm，流动相V甲醇：V乙酸：V水（30：3.5：66.5），流速1.0~1.5ml/min，柱温50℃，检测波长254nm（江和源等，2000年）。

样品的前处理一般用甲醇或50%乙醇溶解，超声提取30min，经0.45μm滤膜过滤后、定容、离心，取上清液进行液相色谱分析。

4 生产工艺主要以大豆子叶、脱脂豆粕、制作豆腐时分离出的黄水及浓缩大豆蛋白的醇乳清为原料提取而得。

虽然大豆胚芽中大豆异黄酮含量更高，但主要为大豆苷，其生物活性不如染料木苷及其苷元，且大豆胚芽中大豆蛋白很少，除大豆异黄酮外其余物质不明，市场售价比从豆粕中提取的异黄酮价格低很多，故市场前景不被看好。

原料首先经乙醇等极性有机溶剂抽提、加热、分离溶出液得粗制品，进一步的提取、分离、浓缩主要有以下3种方法：（一）经液相色谱柱洗脱或经超滤膜过滤分离，再经冷却、结晶得较高浓度的异黄酮结晶物。

（二）树脂吸附法一般方法为将粗品的溶出液用树脂吸附，再用水洗净树脂、去掉杂质，经醇溶剂溶出一定浓度的异黄酮液，减压回收溶剂后，再经浓缩、真空干燥可得大豆异黄酮制品。

各种改良的树脂吸附法可得到高纯度的异黄酮制品：有研究报道，使粗制品流经一个极性很高的阴离子树脂柱（含硫酸根功能集团），选择性地吸附7-葡萄糖基-异黄酮（7-glycosyl-isoflavone），而不吸附其他杂质，然后采用酸性溶液进行洗脱，即可制得异黄酮浓缩物[6]。

还可利用树脂吸附法分离、制取游离型大豆异黄酮，首先用OPS树脂吸附醇乳清中的乙酰基异黄酮，用醇溶液洗脱，再经70℃以上加热处理，可制得结合型异黄酮糖苷，最后经酸或β-葡萄糖苷酶酶解，可得到大豆异黄酮苷元。

（三）利用大豆异黄酮溶解率随温度不同而变化的特性进行分离、浓缩：首先加热原料液到恒定的65~95℃，经超率膜过滤，所得渗透液从85℃逐渐冷却至22℃之后结晶、离心、干燥，即可得大豆异黄酮制品。

由于甲醇对人体有害，现在用甲醇提取大豆异黄酮的工艺已很少应用。

大豆异黄酮制品的成型工艺主要有制片、制粉、胶囊和口服液，市场上已存在大豆异黄酮含量＞80%的产品，国外参考价格为＄13.9/mg（高纯品，2000），国内参考价格为38万元/kg。

据报道我国对大豆异黄酮产品的年需要量在1500吨左右，而目前国内生产能力仅为500吨，如何降低生产成本是开发这一市场潜力的关键所在。

5摄入量与安全性由于东、西方饮食习惯的差异，特别是大豆及其制品在膳食中所占的比重不同，使亚洲人的大豆异黄酮每日摄入量远远超过美国和欧洲。

许多学者估计亚洲人大豆异黄酮的平均摄入量为20-50mg/d(Adlercreutz et al. 1991; Nagata et al.1997; Chen et al. 1999)或者更高，达到102mg/d（Ho et al.2000）。

其中日本居民的大豆异黄酮每日摄入量为60-90mg，Crown等（1993）经计算得出日本的大豆异黄酮摄入量为25-100mg/d。

我国关于大豆异黄酮摄入量的研究报道较少，其中对中国农村妇女进行的大豆食品和大豆异黄酮摄入量的膳食调查表明：我国农村妇女平均每日摄入大豆食品（主要是豆腐）23.5g，约合大豆异黄酮8.9mg/d[7]，远远超过了西方国家的平均摄入水平。

Marie J. 等（2003）通过对欧洲四国的VENUS数据库进行分析发现：爱尔兰、意大利、荷兰和英国的大豆异黄酮平均摄入量均低于1mg/d。

Keinan-Boker（2002）认为欧洲近10个国家的大豆异黄酮摄入量均不足2 mg/d。

美国绝经后白种妇女的大豆异黄酮摄入量也低于1mg/d。

为了抑制癌症和预防骨质疏松，美国政府支持和鼓励美国人多吃大豆食品，建议每人每天吃20-30g大豆，即每天摄入大豆异黄酮100-150mg，美国FDA还正式批准了大豆异黄酮与健康关系的声明。

大豆异黄酮的安全性很高，小鼠急性毒性试验每公斤体重口服5g大豆异黄酮，无死亡例。

Ames试验阴性。

但这并不代表人体可过高的摄入大豆异黄酮，它还存在一定的潜在风险。

临床试验表明：给予患骨质疏松症的妇女600mg/d大豆异黄酮，会引起13.2%的妇女发生淋巴肉芽肿（Alexandersen et al. 2001）。

按照每公斤体重16mg的剂量给予6位受试者口服染料木苷，其中1位出现II型白血球减少症（Busby et al. 2002）。

其他的一些负面报道还包括过高的大豆异黄酮摄入可引起人体脂肪酶异常和低磷酸酯酶症。

体外试验表明：染料木苷元能够导致造血单核细胞中DNA双螺旋链的断裂，但人体长期服用多大剂量的染料木苷元才会出现类似的作用还不十分清楚（Kulling et a. 1999）。

一项关于每日摄入染料木苷300-600mg的安全性研究正在美国北卡罗莱纳大学进行中。

综上所述，大豆异黄酮安全摄入量的上限值还难以确定。

但一般认为每日摄入大豆异黄酮50mg（0.5-1.0mg/kg.bw）对于大部分人群是安全的。

由此推论，按照2.0mg/kg.bw的量摄入大豆异黄酮（150mg/d）在临床上很可能是安全的，因为临床上对病人有好的监护措施，但这个剂量能不能有效地治疗骨质疏松则是另外一回事了[8]。

6大豆异黄酮的保健作用6.1 预防骨质疏松随着年龄的增长，成人的骨质会逐渐流失，严重时会导致骨质单薄，骨骼脆弱，易折断，这种现象就是骨质疏松症，它是老年人的常见病，通常于五、六十岁时出现症状，特别是绝经期后的老年妇女由于卵巢功能下降，雌激素分泌减少，体内骨代谢平衡被打破，使骨吸收大于骨形成，更易发生骨质疏松。

流行病学调查和大量的动物试验证明，大豆异黄酮对于预防骨质疏松、调节骨代谢具有一定的作用。

1995年，作为世界卫生组织（WHO）心血管疾病及营养状况比较（CDAC）的调查研究中的一环，对夏威夷的广市至冲绳的70岁以上日本女性进行了大豆异黄酮摄取量与骨密度相关的病因学调查，结果显示骨密度高的群体其大豆异黄酮的摄入量也较高。

对于摘除卵巢的骨质疏松症模型白鼠给予补充大豆异黄酮或大豆蛋白，可抑制骨量减少（Arjmandi et al. 1996, Draper et al. 1997, Ishida et al. 1998, Ishimi et al.1998）。

崔洪斌等人报道，给予断乳大鼠不同剂量的大豆异黄酮：12.5mg/kg、25.0mg/kg、41.6mg/kg，均能提高大鼠的骨矿质含量和骨密度值，并有剂量反应关系[9]。

高剂量组的骨形成和骨吸收指标均被抑制，但对骨吸收的抑制作用大于骨形成，说明其防治骨流失的机制可能是通过降低骨转换率实现的，这与王建华等（2002）的研究结果相一致。

关于大豆异黄酮的人体试验报道不多，Potter等（1998）报道，给予绝经期后妇女高剂量的大豆异黄酮（90mg/kg），腰椎的骨密度及骨矿质含量均上升，低剂量组则没有这些效果；Alekel等对69名围绝经期妇女的膳食干预也发现了类似的结果。

但Hsu等报道，健康绝经后妇女每日服用150mg大豆异黄酮，6个月后骨密度与基础值比较无明显改善。