大豆蛋白保健功能研究進(jìn)展

杜振亞 陳復(fù)生

(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，河南鄭州450001)

大豆蛋白是氨基酸平衡特性較好的植物性蛋白之一，富含8種人體必需氨基酸［1］，與世界糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織推薦的氨基酸組成基本相符，其特有的生理活性物質(zhì)——大豆異黃酮還有著降低膽固醇的功效，且不含膽固醇［2］;大豆蛋白與動(dòng)物蛋白相比，對(duì)腎臟具有保健作用，當(dāng)以大豆蛋白代替動(dòng)物蛋白時(shí)，可以減少泌尿系統(tǒng)中鈣的排泄量。1999年美國食品與藥物管理局(FDA)［3］認(rèn)可了大豆蛋白可以降低膽固醇的說法。此外，大豆蛋白及其水解物的降血脂、降血壓、降血糖等保健功能也得到了驗(yàn)證［3－8］。文章主要闡述近年來國內(nèi)外有關(guān)大豆蛋白對(duì)肥胖、高膽固醇、骨質(zhì)疏松、腎病等慢性疾病的緩解作用的研究進(jìn)展。

1 大豆蛋白的組成

大豆蛋白主要分布在大豆的糊粉粒和蛋白體中，由于它能溶于pH≠pI的水及鹽溶液中，所以其主要成分是球蛋白［9］。大豆蛋白在適當(dāng)?shù)臈l件下經(jīng)過超離心處理后，根據(jù)蛋白質(zhì)的沉降系數(shù)的不同，可以將其分為2S、7S、11S和15S。與其他三部分相比，2S具有更好的發(fā)泡性和乳化性［10］，約占大豆蛋白質(zhì)的20%，主要含有蛋白酶抑制物、尿囊素酶細(xì)胞色素C、2S球蛋白等成分。由于7S和11S蛋白占大豆蛋白的70%左右，所以是研究最為廣泛的大豆蛋白成分［3］。7S主要包括解脂酶、β-淀粉酶、7S球蛋白等成分，11S主要是11S球蛋白。而15S部分尚不明確［11］，組分占大豆蛋白的4.6%，主要是由多種蛋白質(zhì)分子組成的聚合物。

2 大豆蛋白的保健功能

2.1 抑制肥胖功能

肥胖是指明顯超重與脂肪層過厚，是體內(nèi)脂肪尤其是甘油三酯積聚過多而導(dǎo)致的一種狀態(tài)。在中國肥胖人群發(fā)生高血壓、心臟病、中風(fēng)和糖尿病的危險(xiǎn)性分別是正常人群的5.2，1.7，2.0，4.0 倍。研究［12］表明超重或肥胖的成年人補(bǔ)充適量的大豆蛋白，對(duì)肥胖具有良好的抑制效果。

Hyun等［13］首先對(duì)小鼠脂肪細(xì)胞(3T3-L1細(xì)胞)采用油紅O脂肪染色法染色，然后用顯微鏡觀察其形態(tài)學(xué)特征。結(jié)果表明不添加黑大豆蛋白肽處理的3T3-L1細(xì)胞，其液泡數(shù)量和體積均增加，而添加的效果正好相反，最后用蛋白質(zhì)測(cè)序儀測(cè)序后，確定了抑制3T3-L1細(xì)胞活性的功能成分為異亮氨酸—谷氨酰胺—天冬酰胺(Ile－Gln－Asn)三肽，究其主要原因是，Ile－Gln－Asn能夠抑制脂肪形成的脂肪細(xì)胞標(biāo)志物和轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)。Mingrou等［14］認(rèn)為大豆分離蛋白及其水解物對(duì)肥胖小鼠體重的降低效果要好于乳清蛋白及其水解物，這種降低體重的作用是通過降低腎周圍脂肪墊的重量和血漿濃度來實(shí)現(xiàn)的。

Gonzalez等［15］在體外驗(yàn)證了 4 種基因型(A2H，B2H，C2H，D2H)的大豆β-伴球蛋白α亞基和α'亞基水解物，對(duì)人體脂肪合成酶活性以及脂肪合成的影響。其中，以4-亞甲基-2-辛基-5-氧代四氫呋喃-3-羧酸作為對(duì)照，4種基因型的水解物對(duì)脂肪合成酶的活性抑制率依次為(23.4±0.3)%，(42.5±0.5)%，(46.9±1.4)%，(40.8±0.7)%，以腫瘤壞死因子-α作為陰性對(duì)照，對(duì)脂肪合成的抑制率依次為16.0%，15.6%，46.9%，19.7%。結(jié)果表明C2H基因型的大豆β-伴球蛋白α亞基和α'亞基水解物，是抑制脂肪合成酶活性和體外脂肪合成的活性肽的合適來源。在基因水平上研究大豆蛋白抑制肥胖的功能，并通過現(xiàn)代技術(shù)分離純化后確定其有效功能成分，可以為開發(fā)減肥保健食品提供一定的理論依據(jù)。Hsuean等［16］將30名受試者隨機(jī)均分成大豆蛋白組和對(duì)照組(2/3動(dòng)物蛋白以及1/3植物蛋白為蛋白來源)兩組，8周以后發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組的體重和人體脂肪率變化為(－4.0±1.7)kg，(－2.2±0.9)%;對(duì)照組的依次為(－3.9±3.3)kg，(－1.4±2.2)%。這表明大豆蛋白具有良好的減肥效果，原因可能有兩個(gè):①大豆蛋白能夠防止人體的蛋白質(zhì)進(jìn)一步分解，維護(hù)肥胖人群的氮平衡并減少體內(nèi)脂肪的合成;②與大豆蛋白氨基酸的組成以及其他成分有關(guān)，例如大豆異黃酮、染料木素、大豆皂苷等。

目前肥胖已成為威脅中國人民健康的又一大殺手，而市場(chǎng)上的減肥產(chǎn)品魚龍混雜，大部分是激素類物質(zhì)，使用過程中會(huì)對(duì)人體造成難以估量的傷害。大豆蛋白本身就是食品的范疇，安全性比較高，且具有良好的減肥效果，因此，在減肥方面其應(yīng)用前景比較廣闊。

2.2 降低膽固醇功能

血漿總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇含量升高是誘發(fā)冠心病的主要因素［17］，膽固醇主要是在肝臟中轉(zhuǎn)變成膽汁酸后從腸道排出的，而膽汁酸是膽固醇的最終代謝產(chǎn)物，并隨膽汁進(jìn)入腸道后，又被重新吸收。用酪蛋白、脫磷酸酪蛋白和大豆蛋白進(jìn)行膽汁酸的體外吸收試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)大豆蛋白和脫磷酸酪蛋白溶液沉淀中的膽汁酸含量明顯高于酪蛋白溶液沉淀中的含量，這表明在體外大豆蛋白具有良好的降低膽固醇效果［18］。

Alessandro等［19］首先對(duì)大豆7S球蛋白的基因進(jìn)行改造并用野生型畢赤酵母進(jìn)行發(fā)酵，得到大豆7S球蛋白α'亞基片段和全鏈α'亞基，然后與斯伐他汀(降低膽固醇的藥物)比較對(duì)肝癌細(xì)胞株(Hep G2)細(xì)胞膽固醇和甘油三酯的控制效果。結(jié)果表明大豆7S球蛋白α'亞基鏈相對(duì)于α'亞基全鏈效果明顯，且濃度為8 μmol/L的α'亞基鏈與1 μmol/L的斯伐他汀的效果相似，對(duì)膽固醇的攝取192%、降解172%。原因可能是α'亞基鏈對(duì)Hep G2細(xì)胞低密度脂蛋白受體基因的表達(dá)以及膽固醇的合成與分解，具有良好的調(diào)節(jié)作用。應(yīng)用基因工程對(duì)大豆7S球蛋白特定基因進(jìn)行改造，進(jìn)而得到降低膽固醇的大豆蛋白制品。這表明基因工程可能成為以后開發(fā)大豆蛋白保健食品的研究熱點(diǎn)，然而轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品應(yīng)用于人體，其效果以及安全性有待于進(jìn)一步的研究。

Kyoichi等［20］研究表明食用大豆蛋白一組的小鼠膽固醇有所降低，原因可能是氧化型膽固醇對(duì)膽固醇和脂蛋白的干擾以及大豆蛋白能夠調(diào)節(jié)小鼠荷爾蒙、脂蛋白分解代謝，并提高小鼠糞便中氧化型膽固醇的含量。Mingrou［14］等認(rèn)為經(jīng)過蛋白酶處理的大豆蛋白，可以形成不溶性的高分子質(zhì)量和可溶性低分子量的兩種水解物。用不溶性的蛋白水解物來飼喂小鼠時(shí)，發(fā)現(xiàn)小鼠的糞便中膽固醇含量增加，相應(yīng)降低了血液中的膽固醇含量。盡管動(dòng)物試驗(yàn)表明，大豆蛋白及其水解物對(duì)降低膽固醇具有良好的效果。但是應(yīng)用于人體的研究還比較少，并且其效果及作用機(jī)理仍需要進(jìn)一步的研究和探索。

2.3 緩解骨質(zhì)疏松癥功能

骨質(zhì)疏松癥由多種因素引起的骨強(qiáng)度降低和骨骼組織退化，主要表現(xiàn)為骨骼多孔，脆性增加，容易斷裂［3］。研究［14］表明食用大豆制品較多的日本婦女骨折率是美國婦女的一半，也有研究［21］比較了去卵巢的小鼠分別飼喂20%的大豆蛋白和魚油(5%)以及20%的酪蛋白和魚油(5%)對(duì)左股骨末端骨密度的影響，4個(gè)月后發(fā)現(xiàn)這兩組左股骨末端骨密度的降低依次為4%，10%。

Arjmahdi等［22］將32只SD小鼠隨機(jī)均分成假手術(shù)、卵巢切除、卵巢切除＆大豆蛋白以及卵巢切除＆17-β雌二醇4組，驗(yàn)證了大豆蛋白對(duì)去卵巢骨質(zhì)疏松癥模型小鼠的骨質(zhì)流失的影響。結(jié)果表明卵巢切除和卵巢切除＆大豆蛋白兩組小鼠血清堿性磷酸酶和酸性磷酸酶濃度，比假手術(shù)與卵巢切除＆17-β雌二醇兩組小鼠的要高，這表明大豆蛋白對(duì)去卵巢骨質(zhì)疏松癥模型小鼠的骨質(zhì)流失具有良好的效果。程建軍等［23］研究發(fā)現(xiàn)大豆分離蛋白冰淇淋可以提高骨質(zhì)疏松小鼠的骨重、骨長、骨橫徑，抑制骨吸收，增加小鼠的骨無機(jī)質(zhì)及有機(jī)質(zhì)含量，而相同條件下飼喂普通冰淇淋一組的小鼠，則沒有預(yù)防骨質(zhì)疏松的效果，這說明主要有效成分為大豆分離蛋白。目前很多研究主要集中在動(dòng)物個(gè)體、組織等水平上，來驗(yàn)證大豆蛋白緩解骨質(zhì)疏松的效果，并且對(duì)大豆蛋白緩解骨質(zhì)疏松的作用機(jī)理的研究還不是很透徹，未來研究的熱點(diǎn)應(yīng)該深入到動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)部。

Shenoy等［24］將60名絕經(jīng)后的骨質(zhì)疏松婦女隨機(jī)分成3組;大豆分離蛋白組，大豆＆運(yùn)動(dòng)組，對(duì)照組試驗(yàn)。試驗(yàn)12周后發(fā)現(xiàn)大豆分離蛋白組和大豆＆運(yùn)動(dòng)組的骨骼和肌肉力量均有所增長，而大豆＆運(yùn)動(dòng)組增長更為明顯，這表明大豆分離蛋白可以在一定程度上緩解骨質(zhì)疏松，如果適量的運(yùn)動(dòng)效果會(huì)更好一點(diǎn)。人體骨代謝包括骨形成和骨吸收(破骨細(xì)胞的破骨過程)兩個(gè)過程。于曉等［25］研究發(fā)現(xiàn)，骨質(zhì)疏松患者服用大豆蛋白的骨形成未增加，但可以緩解骨吸收并且服用規(guī)定劑量大豆蛋白的過程中均無明顯不良反應(yīng);未服用大豆蛋白的患者骨吸收增加，而骨形成沒有明顯變化。也有研究［3］表明大豆蛋白替代動(dòng)物蛋白時(shí)，可以減少泌尿系統(tǒng)中鈣的排泄量，從而降低鈣的需求量，降低膳食中鈣的需求量可能會(huì)降低患骨質(zhì)疏松癥的危險(xiǎn)。然而應(yīng)用于人體，只是在宏觀方面表現(xiàn)出緩解骨質(zhì)疏松的效果，并且深入到分子水平的研究還比較少。此外，大豆蛋白在人體內(nèi)與其他物質(zhì)的相互作用以及其組成及結(jié)構(gòu)的變化仍需進(jìn)一步的研究。

2.4 對(duì)其他疾病的調(diào)節(jié)功能

此外，也有研究表明大豆蛋白對(duì)于腎病、糖尿病、心血管疾病、高血壓等其他慢性疾病也具有一定的緩解作用。

Anderson等［26］指出大豆蛋白替代動(dòng)物蛋白，可以減少腎小球的高過濾和高代謝，預(yù)防糖尿病引起的腎臟疾病，并且具有一定降低蛋白尿的療效。也有學(xué)者［27］以注射嘌呤霉素氨基核苷的Wister大鼠來建立腎病綜合征模型，分別喂養(yǎng)20%(占飲食總量的百分比，下同)酪蛋白和20%大豆蛋白。相同條件下飼喂9周以后與酪蛋白組相比，大豆蛋白組的小鼠的血清肌酐和尿素氮明顯下降，蛋白尿減少，高血脂癥減輕，腎小球硬化的發(fā)病率降低。朱志媚等［28］選取慢性腎功能衰竭患者70例，隨機(jī)分成試驗(yàn)組(低大豆蛋白飲食組)和對(duì)照組(低動(dòng)物蛋白組)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低大豆蛋白飲食能改善慢性腎功能衰竭患者的腎功能，延緩腎功能衰竭，對(duì)營養(yǎng)狀況無不良影響。此外，試驗(yàn)組的耐受性和順應(yīng)性要好于對(duì)照組。

Danijela等［29］研究發(fā)現(xiàn)每天給予47個(gè)Ⅱ型糖尿病病人富含15 g大豆蛋白的D-LeciVita，將患者按血糖濃度不同分為第一組(≤7.8 mmol/L)和第二組(＞7.8 mmol/L)兩組。其中兩組起始血糖濃度為7.15 ±0.45，10.37 ±2.47，臨床試驗(yàn)12 周后變?yōu)?6.62 ±1.07，9.44 ±2.81。這表明富含大豆蛋白的D-LeciVita對(duì)Ⅱ型糖尿病病人具有良好的降血糖作用，其中對(duì)血糖高于7.8 mmol/L的病人降血糖效果要好一些。李季芳等［30］研究發(fā)現(xiàn)大豆蛋白具有一定的降血脂作用，究其原因可能是大豆蛋白減少胰島素分泌，增加胰高血糖素分泌，使胰島素/胰高血糖素比率下降，從而達(dá)到抑制脂質(zhì)生成的效果。Yukako等［31］發(fā)現(xiàn)男性Ⅱ型糖尿病人攝入大豆產(chǎn)品時(shí)，能夠避免產(chǎn)生空腹感和餐后高血糖，病人并表現(xiàn)出較高的身體指數(shù)，然而這一結(jié)果仍需要進(jìn)一步的研究。

Lukaczer等［32］研究發(fā)現(xiàn)絕經(jīng)后婦女在每天膳食計(jì)劃中攝入30 g大豆蛋白和4 g植物甾醇，12周以后與標(biāo)準(zhǔn)化治療相比，絕經(jīng)后婦女心血管疾病危險(xiǎn)因素得到了顯著的改善。陳紀(jì)春等［33］應(yīng)用隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照的臨床干預(yù)試驗(yàn)，并觀察補(bǔ)充大豆蛋白對(duì)血壓處于正常高限或第Ⅰ期高血壓者的降壓效果。試驗(yàn)結(jié)果表明:補(bǔ)充大豆蛋白能夠降低血壓在正常高限或第Ⅰ期高血壓(SBP 1.733×104～2.12 ×104Pa和/或 DBP 1.066 ×104～1.253 ×104Pa)的成年人的血壓。Hsin等［34］以40只16周齡的Wistar大鼠為對(duì)象，研究發(fā)現(xiàn)大豆蛋白水解物具有緩解高血壓的功能，究其原因是大豆蛋白水解物通過抑制Wistar大鼠血管緊張素轉(zhuǎn)化酶的活性，進(jìn)而防止血管內(nèi)皮功能紊亂對(duì)心血管系統(tǒng)的損傷。

3 問題與展望

隨著大豆蛋白的各種保健功能被證實(shí)，這可能成為大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展的增長點(diǎn)。因此，國家應(yīng)該出臺(tái)一系列的政策鼓勵(lì)支持大豆蛋白產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和發(fā)展，在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加大對(duì)大豆蛋白產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)力度，研發(fā)出更多預(yù)防、緩解慢性疾病的大豆蛋白產(chǎn)品，針對(duì)不同的人群特點(diǎn)，開發(fā)出不同的產(chǎn)品。

但就目前而言對(duì)大豆蛋白的開發(fā)力度還不夠深入，究其原因主要有:①限于開發(fā)設(shè)備落后和技術(shù)的不成熟;②大豆蛋白保健功能還沒有被大眾所接受和認(rèn)可。未來大豆蛋白產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向可能有3個(gè):①應(yīng)用于飼料加工、豆制品以及作為配料添加到其他產(chǎn)品中，這依然是未來發(fā)展的主流;②直接或者經(jīng)過改性后添加到人們常食用的面制品、肉制品、乳制品等食品中;③單純的開發(fā)出緩解某一種或某一類慢性疾病的保健食品。

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