大豆皂甙
大豆皂甙( soyasaponins) 是从豆科植物大豆及其秸秆等植物中提取出来的一种生物活性物质。因中国中北部、尤其是东北地区广泛种植大豆，所以其原料来源丰富、廉价易得。它属三萜类齐墩果酸型皂甙, 是由一列物质组成的一类混合物。国内外的研究已经证明, 大豆皂甙具有抗脂质氧化、抗自由基、增强免疫调节、抗肿瘤和抗病毒等多种生理功能。目前, 已经在食品、药品、化妆品上有了初步的应用。
1大豆皂甙的成分、含量及性质
1. 1大豆皂甙成分及结构
皂甙是由皂甙元( sapogenins) 和糖、糖醛酸或其他有机酸组成。皂甙结构复杂, 极性大, 存在同一植物中的皂甙大多结构接近。组成皂甙的糖常见的有葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖及其他戊糖类。根据其化学结构可分为三萜皂甙和甾体皂甙两大类。三萜又可分为四环三萜和五环三萜, 而以五环三萜为常见。甾体皂甙的皂甙元是由27个碳原子组成, 其基本骨架称为螺旋甾烷( sp irastane ) 及其异构体异螺旋甾烷( isosp irostane) , 在植物中发现的甾体皂甙元有近百种。皂甙元与不同的糖结合及其结合部位的不同构成了多种皂甙。
日本的Kitagawa等和Kudou等分别详细地研究了大豆中的皂甙类物质, 并对分离到的大豆皂甙进行命名。Kitagawa等确认大豆中存在以大豆皂甙原B ( soyasapogenol B ) 为配基的大豆皂甙Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ型5种, 以及以大豆皂甙原A为配基的大豆皂甙A1、A2、A3、A4、A5以及A6等6种。如果操作条件温和, 还可分离到C-22末端糖链全乙酰化的A系列大豆皂甙,Kudou等把此类成分命名为Aa-Ah。在发现DDMP大豆皂甙之前, 以大豆皂原B为配基的B系列大豆皂甙分别命名为Ba、Bb、Bb’、Bc以及Bc’, 而以大豆皂原E为配基的E系列命为Bd和Be。
1. 2大豆种子中皂甙分布
影响大豆中皂甙含量的因素主要有环境、遗传等。日本的Shiraiwa比较了日本、加拿大、美国以及中国大豆, 发现中国大豆中的皂甙含量最高(约0. 3%)。之后, Tsukamoto等研究了不同品种大豆的胚轴中皂甙的含量, 指出遗传因素对A系列大豆皂甙含量的影响要大于环境因素。同时分析了大豆种子中A系列皂甙含量, 指出大豆皂甙Aa型约占A系列总含量的为16. 6% ,而大豆皂甙Ab型约为76. 1%。根据食品加工的质量要求, 大豆中的A系列大豆皂甙含量越少越好, 因为此类大豆皂甙是造成大豆不良风味(DMF, drymouthfeel) 的主要物质[ 12 ] , 据日本文献报道, 通过遗传育种可选育出不含A系列大豆皂甙的大豆品种。总之, A系列大豆皂甙主要分布于大豆种子的胚轴中, 其组成及其含量会随品种以及环境而异。
Shimoyomada研究指出, 大豆皂甙在大豆中的分布主要集中于胚轴, 是子叶中皂甙含量的8～15倍。Shiraiwa等对数百个大豆品种的分析表明, 大豆胚轴中皂甙含量为0. 62% ～6. 12% , 均远远高于子叶中的皂甙含量, 而大豆种皮中几乎不含皂甙成分。Tanlyama等对来自美国、中国和日本北海道等18个大豆品种的分析结果指出, 在大豆胚轴中, A 组皂甙含量只有0.07% ～ 0. 09% , B 组皂甙含量为0. 14% ～0. 18%。大豆中皂甙的含量并不是稳定不变的,在大豆种子萌发及发育过程中, 其皂甙含量和皂甙成分也发生变化。大豆开花后, 胚轴中皂甙含量增加较快, 达到最高值后, 在开花50d左右其含量又随种子的发育呈降低趋势, 至种子成熟时其含量保持稳定。子叶中皂甙含量虽比胚轴中低得多, 但其变化趋势与胚轴中相似。子叶中含大豆皂甙Ⅱ, 而胚轴中没有此组分。
1. 3大豆皂甙性质
大豆皂甙具有皂甙类的一般性质。纯的大豆皂甙是一种白色粉末, 具有苦而辛辣味, 其粉末对人体各部位的粘膜均有刺激性。大豆皂甙可溶于水, 易溶于热水、含水稀醇、热甲醇和热乙醇中, 难溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂, 其在含水醇和戊醇中溶解度较好。大豆皂甙熔点很高, 常在融熔前就分解, 因此无明显熔点。大豆皂甙属于酸性皂甙, 其水溶液加入硫酸铵、醋酸
铅或其他中性盐类即生成沉淀。利用这一性质可以进行大豆皂甙的提取和分离。
2大豆皂甙主要功效和机理
大豆皂甙是具有重要研究价值和广泛应用价值的皂甙之一。20世纪70年代对于大豆皂甙的研究, 主要局限于对抗营养因子及不良风味因子的研究, 主张在大豆的加工过程中将其去除。进入20世纪80年代以来, 许多学者发现大豆皂甙具有降低胆固醇、抗血栓等功效。20世纪90年代中期对于大豆皂甙的各种组分、化学结构, 特别是DDMP结合皂甙的发现使得大豆皂甙的研究取得了较大的进展。近年来, 国内外的大量研究结果显示, 大豆皂甙的毒副作用很小。这既为传统豆类食品提供了安全可靠的佐证, 也为大豆皂甙的广泛应用提供了安全保障。大豆皂甙的生物学、生理学和药学的活性试验证明, 大豆皂甙对人体无毒害作用, 而且还有多种有益的生理功效。
2. 1抗脂质氧化, 降低过氧化脂质的生成
2. 2抗氧化、抗自由基的作用
2. 3抗血栓的作用
2. 4增强免疫调节功能
2. 5抗肿瘤的作用
2. 6抗病毒的作用
2. 7 调节心脑血管系统
3大豆皂甙分析检测方法
3. 1光谱法
光谱法是利用已知浓度物质在特定波长处吸光度值绘制出标准曲线以测定其物质浓度的方法。光谱法主要分为紫外分光光度法和可见光分光光度法。
3. 2色谱法
色谱法是较常用于大豆皂甙分析检测的方法之一。该方法在天然产物分离分析中仍具有无可替代位置。
4大豆皂甙开发利用与前景
4. 1在食品上的应用
大豆皂甙具有发泡性和乳化性, 可在食品中作为添加剂。日本学者在此领域研究的较为深入,开发研制了含大豆皂甙的保健食品、减肥食品及皂甙汁、皂甙饮料等。
4. 2在药品上的应用
大豆皂甙的多种生理功能如降血脂、抗氧化、抗动脉粥样硬化、免疫调节等决定了它在药物方面应用的广泛前景。国外报道大豆皂甙有可能被开发为治疗心血管疾病的药物, 通过降低血浆中胆固醇含量 , 抑制血栓形成, 从而降低心血管疾病的发生。同时, 根据大豆皂甙可降低血中胆固醇和甘油三脂的特性, 国外有学者将其用于减肥药品的研制, 并取得一定的成果。
4. 3在化妆品上的应用
大豆皂甙在化妆品中的应用, 在国外早有报道, 日本学者已经研究出含有大豆皂甙的化妆品, 并申请了专利。其实用效果已经得到了证实。大豆皂甙可阻止由脂质过氧化引起的皮肤疾病, 减少皮肤病的发生。大豆皂甙具有发泡性和乳化性, 也可在医药及某些化妆品中广泛用作添加剂。
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