1、大豆皂苷的研究现状摘要：从结构组成、理化性质、生理功能、制备方法、应用及前景等方面综述了功能因子大豆皂苷目前在国内外的研究和发展。Abstract: The research and development of soyasaponins home and abroad in recent years are summa-rized in structure, physical and chemical qualities, physiological function, extraction and isolation and its ap-plications in the industr
2、y.关键词：大豆皂苷、理化性质、生理功能、制备、应用前言：皂苷是一类广泛分布于植物界中的化合物，绝大多数皂苷具有生理活性,如人参皂苷、甘草皂苷、绞股蓝皂苷等这些皂苷的生理功能及药用价值已被医学界和营养学界所证实,并加以开发利用。大豆皂苷是皂苷研究中起步较晚的一类,大豆皂苷具有明显的溶血作用,对人体健康不利,被视为抗营养因子,同时它具有苦味,导致大豆制品具有苦涩味,因此在豆类食品加工中总被设法除去。但近年研究表明,大豆皂苷的毒副作用很小,且具有许多对人体有益的生理功效。故着重从大豆皂苷的结构组成、理化性质、生理功能、分离提取及其应用及前景这 5 个方面来介绍目前有关大豆皂苷的一些研究进展一、大豆
3、皂苷的结构组成1.1 含量皂苷又名皂素或皂草苷,是一类结构复杂的分子,由糖链与三萜类、甾体或甾体生物碱通过碳氧键相连而成，在多种植物中天然存在，含有皂苷的植物常呈奶油状甚至会起泡沫，这些植物中只有 30 种可以被人食用，而大豆和鹰嘴豆等豆科植物是人类饮食中皂苷的主要来源。研究表明,大豆种子含有干重 0. 6%-6. 2%的大豆皂苷,大豆全株的各个部位中,大豆皂苷含量也有明显不同,其中大豆胚芽中皂苷的含量是最高的。据报道,在中国、日本、加拿大、美国 4 个国家中,中国大豆中大豆皂苷含量位居首位约占 0. 5%。主要大豆制品中皂苷的含量如下：全大豆中 0.17%-6.16%，种皮中 1.8%,，脱
4、脂豆粉中 0.35%-2.3%，豆腐中含有 0.3%0.34%，豆奶中含有 0.39%。1.2 分布规律大豆皂苷不仅在大豆中含有,而且在许多豆类植物及豆制品中大量存在,豆类所含皂苷的含量分布在品种上存在明显差异,对成熟期种子而言,皂苷含量顺序依次为:青刀豆豇豆赤豆黄大豆绿大豆黑大豆豆角籽扁豆四季豆绿豆。即使是同一品种的大豆种子,其含量也与栽培区域、气候、阳光等环境因素密切相关。据报道,在中国、日本、加拿大、美国四个国家中,中国大豆中大豆皂苷含量位居首位。在我国,南方大豆的含量略高于北方大豆。另外,生长在地上部分的种子、叶片、茎、胚等器官在秋播大豆中皂苷含量高于春播,而长于地下的根则是相反。大豆
5、全株的各个部位中,大豆皂苷含量也有明显不同,顺序依次为胚芽绿叶全粒种籽豆节子叶侧根豆荚主根和豆茎种皮。1.3 结构特点大豆皂苷(Soyasaponins)属于三萜类齐墩果酸型皂苷,是三萜类同系物的羟基和糖分子环状半缩醛羟基失水缩合而成,它可以水解生成多种糖类和配糖体,目前已确认的大豆皂苷约 18种,是由 5 种皂苷元(Soyasapogenol、)和糖基中的 -D- 半乳糖、-D-木糖、-L- 鼠李糖、-L- 阿拉伯糖、-D-葡萄糖醛酸等 6 种单糖以及乙酰基大豆皂苷(Acety1-soyasaponin)所组成。大豆皂苷根据其苷元不同分为 A 类、B 类、E 类和 DDMP 类,A 类皂苷是
6、以 soyasapogenolA 为配基的双糖皂苷,B 类和 E 类是以 soyasapogenolB 和soyasa-po genolE 为配基的。单糖皂苷, DDMP 皂苷是以 soyas-apogenoB 作配基。在 C-22位上结合有 2, 3-dihydro-2, 5-dinydroxy-6-methyl-4h-pyran-4-one 的单糖链皂。因为所有DDMP 大豆皂苷对热不稳定,受热易分解生成 A 类和 E 类皂苷,所以,有些人认为 DDMP 皂苷是大豆中存在的真正皂苷。图 1 A 类皂苷结构图 图 2 大豆皂苷的苷元结构1.4 大豆皂苷的理化性质大豆皂苷具有皂苷类的一般性质,
7、纯的大豆皂苷是一种白色粉末,具有微苦味和辛辣味,对人体各部位的黏膜均有刺激性,大豆皂苷是两亲性化合物,具有亲水和亲油两种性质。大豆皂苷分子量约为 1 000 左右,分子极性较大,可溶于 H2O,易溶于热水、含水稀醇、热甲醇和热乙醇中, 而且在含水丁醇或戊醇中的溶解度较好它不溶或难溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂,大豆皂苷熔点很高,常在熔融前就分解了,因此无明确熔点。大豆皂苷属于酸性皂苷,在其水溶液中加入硫酸铵、醋酸铅或其它中性盐类即生成沉淀,利用这一性质可以对其进行分离和提取。大豆皂苷与苯反应生成红棕色沉淀,在冰醋酸-乙酰氯溶液中显红色,在氯仿-硫酸中呈现绿色荧光,与五氯化锑反应呈蓝紫色,故可利
8、用这些性质检测大豆皂苷的含量。皂苷的亲脂性是其主要的物理性质，它们具有表面活性，可以像洗涤剂一样形成胶束。如香波和碳酸饮料，就是应用皂苷的这些性质。此外,人食用了含有大豆皂苷的食品,会有口干之感。二、大豆皂苷的生理功能大豆皂苷是皂苷研究中起步较晚的一类,大豆皂苷具有溶血作用,对人体健康不利,被视为抗营养因子,同时它具苦味,导致大豆制品具有苦涩味,因此在豆类食品加工中总是设法除去。但近年来研究表明,大豆皂苷的毒副作用很小,不仅如此,还具有许多对人体有益的生理功效。经国内外专家、学者研究证明,可以有以下生理功能：2.1 降血脂国内外学者的研究表明,大豆皂苷可以抑制血清中脂类的氧化,抑制过氧化脂质(
9、LPO)的形成,并能降低血中胆固醇和甘油三酯含量。Ohminami 认为,脂肪细胞由肾上素诱导的脂质化过程可因大豆皂苷的存在而受到抑制。大豆皂苷还可抑制 ACTH 诱导的脂质过氧化过程。我国中山大学、广州市医药公司的科研人员用自制的复方大豆皂苷胶囊,喂养已形成高血脂模型的雄性 Wistar 大鼠,发现此胶囊对高脂大鼠有明显的降血脂作用。2.2 抗氧化、抗自由基大豆皂苷具有抗脂质氧化和降低过氧化脂质作用,且能抑制过氧化脂质对肝细胞的损伤。王银萍发现大豆皂苷能通过自身调节增加超氧化物歧化酶(SOD)的含量,降低 LPO,清除自由基,减轻自由基造成的 DNA 损伤,促进修复的作用。陈静的研究表明,大
10、豆皂苷在达到一定剂量时可以明显降低电离辐射诱导的小鼠细胞染色体畸变和微核的构成。大豆皂苷降低 X 射线诱发遗传物质损伤的机制可是通过减少自由基的生成或加速自由基的降解而间接起作用的。2.3 抑癌国外有学者报道大豆皂苷有明显的抑癌作用。他们认为大豆皂苷的抑癌机制可能为以下 4 种:直接的细胞毒作用;免疫调节作用;胆汁酸结合作用;促使致癌物引起的细胞扩散转为正常。我国学者郁利平等发现大豆皂苷对 S180 细胞和 YAC-1 细胞的 DNA 合成有明显的抑制作用。并且对 K562 细胞和 YAC-1 细胞亦有明显的细胞毒作用。大豆皂苷还能促进 T 细胞产生淋巴因子,增加诱导杀伤性 T 细胞,NK 细
11、胞分化及提高 LAK 细胞活性。从而杀伤肿瘤细胞。24 抗病毒大豆皂苷具有广谱的抗病毒能力,对多种病毒能起到抑制作用,如:单纯胞疹病毒I 型(HSV-I),柯萨奇 B3(CoxB3)病毒的复制,人类艾滋病(AIDS)病毒等。临床研究还发现,大豆皂苷对胞疹性口唇炎和口腔溃疡病的效果显著,有效率达 883%和 769%。以猴免疫缺陷病毒(SIV)为靶病毒和相应的 CEMx-174 细胞系统为模型,以 AZT 为阳性对照药物,发现大豆皂苷复合物具有明显的抗 SIV 的作用。通过对大豆皂苷抑制 HIV 作用的研究,认为大豆皂苷在0. 5 gL-1 的浓度下,能完全抑制 HIV 诱导的细胞病变及病毒特异
12、的抗原表达,它是通过阻止 HIV 同 T4细胞的接触而起作用的。2.5 抗血栓研究表明,大豆皂苷能抑制凝血酶,使凝血酶失活,阻止血小和血栓纤维蛋白的凝聚,防止血栓形成,调节机体溶血系统,具有抗血栓作用。通过对白鼠的试验发现,大豆皂苷可以抑制血小板凝聚,并使血纤维蛋白减少,还可以抑制由体内毒素引起的纤维蛋白的凝聚作用,并可以抑制凝血酶引起的血栓纤维蛋白的形成,这表明大豆皂苷具有抗血栓作用。2.6 降血糖经过大量动物实验还发现,大豆皂苷可以抑制纤维蛋白原向纤维蛋白转化, 并提高胰岛素的水平，可降低血糖,另外,大豆皂苷还能降低氧利用率,改善心肌供氧,提高机体的耐氧能力。2.7 免疫调节大豆皂苷的抑瘤
13、作用机制之一可能与其免疫调节作用有关。郁利平的研究表明大豆皂苷经口给予小鼠后,能明显促进伴刀豆蛋白(ConA)和脂多糖(Lps)对小鼠脾细胞的增殖反应,能明显增强脾细胞对白细胞介素-2(IL-2)的反应性,增加小鼠脾细胞对 IL-2 的分泌,并明显提高 NK 细胞、LAK 细胞毒活性,从而表现出明显的免疫调节作用。还表明大豆皂苷对鼠白血病细胞(YAC-1 细胞)具有一定的细胞毒性作用,能抑制 YAC-1 细胞 DNA 合成,并呈现明显的剂量一效应关系。关于大豆皂苷增强免疫调节功能的作用机理,大豆皂苷对 T 细胞具有增强作用,特别是 T 细胞功能的增强,可以使 IL-2(白介素)的分泌提高,而
14、IL-2 的功能可以保护 T 细胞的存活与繁殖,促进 T 细胞产生淋巴因子,增强诱杀性细胞 NK(自然杀伤性细胞)的分化,提高 LAK(淋巴因子激活的杀伤性细胞)的活性,从而生物体表现出较强的免疫功能3-4。郁利平等11在研究大豆皂苷对小鼠免疫功能的影响已证明,孙学斌等12研究了大豆皂苷对荷瘤小鼠肿瘤生长及免疫器官的免疫效应,结果发现经大豆皂苷喂饲的荷瘤小鼠脾脏,胸腺明显增生,证明大豆皂苷对小鼠的免疫功能有广泛的调节作用。2.8 其它除了以上保健功能,大豆皂苷还具有乳化活性、发泡性及表面活性等,在食品、医药、化妆品中作为添加剂得到了日益广泛的应用。三、分离提取制备大豆中除了含有大量的脂质和糖质
15、,还含有固醇配糖体、异黄酮糖体,而且由于大豆皂苷是极性高的酸性皂苷,为复杂的化合组分,所以纯大豆皂苷的分离提取比较困难。实验室提取大豆皂苷通常采取以下的办法:先用乙醇或甲醇作为溶剂进行提取,过滤后滤液通常用石油醚、苯、乙醚或乙烷等有机溶剂脱脂(依原料而定有些可略去此步骤),然后浓缩,再加等量的正丁醇和水充分搅拌,精制后收集正丁醇相,蒸干即得大豆皂苷粗提物,随后根据需要对其进行分离等。大豆皂苷分离提取的步骤如下图大豆皂苷具有较大的市场潜力和广阔的应用前景。其纯度越高,应用价值越大。工业生产提取方法多种多样，目前有重金属盐沉淀法、超声波与微波辅助法、大孔树脂吸附法、层析分离法等，但单一分离纯化方法
16、难以得到高纯度大豆皂苷,因此很多研究表明将各种分离方法相结合,如大孔吸附树脂柱层析与有机溶剂淀法相结合则能得到高纯度的大豆皂苷。四、应用及前景4.1 作为食品添加剂开发保健品在食品工业中,由于大豆皂苷中的皂苷元是亲油性,而糖链是亲水性,所以大豆皂苷常以一种表面活性剂应用,具有极强的起泡性和乳化性。大豆皂苷能增加不相溶混合物的溶解性和扩散稳定性,用于食品中的大豆皂苷有助于形成稳定的水包油(O/W)混合物,即乳化或形成水包空气(A/W)混合物即起泡。当做为乳化剂时,大豆皂苷对油、水界面的附,降低了表面能,产生更小更多的扩散液滴,并对液滴包裹,有助于保持微粒在溶液中扩散。同样,当作为起泡剂时,大豆皂
17、苷对空气、水界面的吸附,降裹,有助于保持气泡微粒在溶液中的扩散。例如,大豆皂苷加入啤酒、易起泡性的饮料中,可以起到增加泡沫体积、稳定泡沫及改善风味等作用。日本一些学者在食品中添加大豆皂苷的研究比较深入,开发研制了富含大豆皂苷的保健食品、减肥食品等。欧美各国利用大豆皂苷有很大的气泡性,作为泡泡糖及饮料的起泡剂。4.2 作为医药品由于大豆皂苷具有许多对人体有益的生理活性功能,所以大豆皂苷应用于医药领域前景广阔。目前,大豆皂苷制成的胶囊、霜剂用来治疗口腔溃疡、疱疹性口唇炎,抑制血栓的形成,减肥,抗癌抗病毒等方面,均取得满意的临床效果,并带来良好的社会效益和经济利益。4.3 作为化妆品大豆皂苷在化妆品
18、中的应用也有相当大的市场潜力,它能够促进皮肤角质层降解、角化层变薄,促进表皮细胞的分裂增殖,延缓表皮细胞老化。因此,大力开发大豆皂苷在医药品、化妆品方面的应用,将有着很大的市场。日本学者已经研究出含有大豆皂苷的化妆品,并申请了专利,其实用效果已经得到证实。在未来研究和应用大豆皂苷的同时,能多增加对大豆皂苷分离纯化技术及结构测定方法的研究,以分离出更多更纯的大豆皂苷，应用于人们生活的各个领域,更好地服务于人类,从而产生巨大的社会和经济效益。参考文献：1、吴素萍,田立强 大豆皂苷的生理功能及其提取纯化的研究现状 (1 宁夏大学农学院,宁夏银川 750021;2 银川大学,宁夏银川 750501)2、于志萍,王昌禄,顾晓波 大豆皂苷的研究与进展 (天津轻工业学院,天津 300222)3、马杰、吴彩娟、苏宝根、大豆皂苷的研究进展4北京农学院食品科学系,(北京 102206)杨亦文、任其龙 大豆皂苷分离纯化方法研究进展5、大豆功能食品与配料（美 Keshun liu 著 李次力 刘颖 韩春然 译）
