大豆異黃酮在食品中應(yīng)用的專利技術(shù)綜述

◎ 孔 倩

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心，醫(yī)藥發(fā)明審查部，北京 100160）

大豆異黃酮（Soybean isoflavones，SI）是一類主要存在于大豆子葉、胚軸以及多種植物中的多酚類次生代謝產(chǎn)物，屬于一種天然的雌激素，在自然界中多以結(jié)合型糖苷和游離型糖苷配基即苷元兩種形式存在。目前從大豆中分離出的大豆異黃酮有12種，其中苷元3種，糖苷9種。苷元有黃豆苷元、染料木苷元、大豆苷元，糖苷有黃豆苷、染料木苷、大豆苷、丙二酰黃豆苷、丙二酰染料木苷、丙二酰大豆苷、乙酰黃豆苷、乙酰染料木苷和乙酰大豆苷[1]。人類在進(jìn)食大豆異黃酮后，大豆異黃酮中游離型苷元可直接被小腸吸收，結(jié)合型糖苷則主要在結(jié)腸經(jīng)腸道β-葡萄糖苷酶水解，釋放生物活性苷元并被進(jìn)一步吸收代謝。染料木黃酮和大豆苷元是游離型苷元中最主要的2種成分。對比染料木黃酮、大豆苷元和17-β-雌二醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)式可發(fā)現(xiàn)，三者的結(jié)構(gòu)式類似，這也是大豆異黃酮發(fā)揮生物學(xué)作用的主要原理[2]。大豆異黃酮具有多種生理活性，如抗氧化、預(yù)防心腦血管疾病、預(yù)防骨質(zhì)疏松、抗癌和緩解更年期癥狀等[3]。由于大豆異黃酮的生理活性，所以其廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、飼料等領(lǐng)域。本文將從專利技術(shù)的角度對大豆異黃酮在食品中的應(yīng)用進(jìn)行分析，旨在為大豆異黃酮的技術(shù)發(fā)展和企業(yè)的研發(fā)方向提供科學(xué)指引。

1 大豆異黃酮國內(nèi)專利整體情況

1.1 分析方法

在CNABS、incoPat數(shù)據(jù)庫中以大豆異黃酮、黃豆異黃酮、大豆苷元、黃豆苷元、黃豆黃素、大豆黃素、大豆苷、黃豆苷、染料木苷、染料木素及染料木黃酮等為關(guān)鍵詞，輔以A23L、A21D、A23C、A23J、C12G、A23G、A23F、C11B、A23D、C12J、C11C 和A61K等相關(guān)IPC分類號，再經(jīng)過進(jìn)一步篩選整理，截止到2021年2月28日，共獲得與食品應(yīng)用相關(guān)的大豆異黃酮中國專利文獻(xiàn)共378篇。

1.2 專利申請量

如圖1所示，2000年之前，國內(nèi)沒有大豆異黃酮應(yīng)用于食品中的相關(guān)專利申請，說明人們對大豆異黃酮的生理活性未深入研究，而且提升食品保健功效的意識不強。2000年以后，隨著人們生活水平的日益提高，對食品的營養(yǎng)和保健功效也有了更高的追求，大豆異黃酮在國內(nèi)食品中的應(yīng)用開始逐漸得到關(guān)注，總體申請趨勢持續(xù)增高，2018年達(dá)到頂峰，說明國內(nèi)對大豆異黃酮的研究活躍，熱度不減（2020年前后由于很多申請暫未公開，所以不用于數(shù)據(jù)分析）。

1.3 申請人類型分析

產(chǎn)業(yè)成熟度越高，市場化程度越高，企業(yè)投入的熱情也越高。如圖2對大豆異黃酮專利申請的申請人類型分析顯示，企業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新的主體，占比56.99%，說明大豆異黃酮具有較高的市場化程度，技術(shù)創(chuàng)新能夠帶來可觀的經(jīng)濟利益，而且也反映出企業(yè)更注重知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)。除企業(yè)之外，個人申請次之，原因可能在于大豆異黃酮的技術(shù)創(chuàng)新難度不大，需要的資金和人力投入相對較少，會吸引個人申請相關(guān)專利。雖然大專院校的專利申請總量少于個人申請，但上述創(chuàng)新主體卻是具有較強的研發(fā)實力、研發(fā)資金的群體，可見，將上述創(chuàng)新主體的科研成果加以專利保護(hù)，并實施轉(zhuǎn)化是未來需要推動實施的方向。

圖1 大豆異黃酮應(yīng)用于食品的中國專利申請量趨勢圖

圖2 專利申請人類型分布圖

1.4 主要申請人分析

專利申請的擁有量從一定程度上體現(xiàn)出了相關(guān)申請人在該領(lǐng)域或技術(shù)上的水平能力。由圖3可知，排名第1位的申請人是蘇州冉新生物技術(shù)有限公司，申請量為9件；山東理工大學(xué)位居第2，申請量為6件。從申請量前10名的申請人可以看出，企業(yè)和高校占比相同，分別占40%，可見企業(yè)和大專院校具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)創(chuàng)新能力，而排名第1位的蘇州冉新生物技術(shù)有限公司在大豆異黃酮的技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā)方面較為突出，值得國內(nèi)其他企業(yè)學(xué)習(xí)借鑒。

圖3 專利申請人排名（前10）圖

2 大豆異黃酮在食品中應(yīng)用的專利技術(shù)分析

2.1 食品類型分析

現(xiàn)代食品可分為如下幾類：糧食及制品、食用油、肉及其制品、消毒鮮乳、乳制品、水產(chǎn)類、罐頭、食糖、冷食、飲料、蒸餾酒/配制酒、發(fā)酵酒、調(diào)味品、豆制品、糕點、糖果蜜餞、醬腌菜、保健食品、新資源食品以及其他食品[4]。如圖4所示，大豆異黃酮目前絕大部分應(yīng)用在保健食品中，而且大豆異黃酮類保健食品的市場化程度高，已有多個品牌的大豆異黃酮保健食品在市場銷售，比如大豆異黃酮膠囊，這說明大豆異黃酮的研究技術(shù)成熟且市場應(yīng)用廣泛。除了保健食品，大豆異黃酮也在飲料、乳制品、豆制品等食品中有應(yīng)用，但申請量較少，這也反映出大豆異黃酮的應(yīng)用具有一定局限性，可以考慮進(jìn)一步拓展，擴大食品應(yīng)用類型。

圖4 大豆異黃酮應(yīng)用的食品類型分析圖

2.2 大豆異黃酮的功效應(yīng)用分析

大豆異黃酮具有抗氧化、抗癌、調(diào)節(jié)激素、緩解更年期癥狀等多種保健功效，尤其在女性保健中發(fā)揮著重要作用。從圖5可以看出，目前對大豆異黃酮的應(yīng)用研究主要集中在強健骨骼、緩解更年期癥狀、抗衰老、美容養(yǎng)顏和提高免疫等方面，而且主要受眾群體為女性。下面將具體分析大豆異黃酮的不同功效應(yīng)用。

2.2.1 強健骨骼

大豆異黃酮具有強健骨骼的保健功效，主要體現(xiàn)在預(yù)防骨質(zhì)疏松、促進(jìn)鈣吸收、防止骨關(guān)節(jié)炎等。比如CN102389117A[5]中將大豆異黃酮與葛根素和有機鈣搭配制作出一種補鈣復(fù)合粉，其中的大豆異黃酮由于與雌激素結(jié)構(gòu)相似，因而能與骨細(xì)胞上的雌激素受體結(jié)合，減少骨質(zhì)流失，增加機體對鈣的吸收，增加骨密度。CN101700071A[6]中將大豆異黃酮加入到牛奶飲料中，其能夠有效阻止骨質(zhì)流失，促進(jìn)骨生成。CN101347462A[7]將大豆異黃酮與蜂花粉制成預(yù)防骨質(zhì)疏松的保健組合物，充分發(fā)揮了大豆異黃酮增加骨密度的作用。CN101156630A[8]將氨基葡萄糖硫酸鹽、大豆異黃酮、肌酸、硫酸軟骨素和乳鐵蛋白5種營養(yǎng)因子加入到脫脂牛奶中，為防治骨關(guān)節(jié)疾病提供了一種有效手段。

2.2.2 緩解更年期癥狀

大豆異黃酮另一個重要的保健功效是緩解更年期癥狀。CN109511764A[9]公開了在巧克力制作過程中加入大豆異黃酮，用于改善婦女更年期綜合癥。CN106509890A[10]將大豆異黃酮、南極磷蝦油、姜黃油等成分進(jìn)行復(fù)配制成軟膠囊組合物產(chǎn)品，對緩解女性更年期綜合癥有顯著效果。CN104940241A[11]、CN103070940A[12]分別用大豆異黃酮與其他植物活性成分制成保健品用于防治女性更年期綜合征。

圖5 大豆異黃酮的功效分析圖

2.2.3 抗衰老和美容養(yǎng)顏

大豆異黃酮由于具有與雌激素相似的結(jié)構(gòu)以及自身的抗氧化作用，使得其能夠延緩衰老、美容養(yǎng)顏。CN101590087A[13]在延緩衰老的組合物中加入了大豆異黃酮，由于其具有抗氧化作用，能夠延緩皮膚衰老，還能通過抑制酪氨酸蛋白激酶活性和雌激素樣作用等多條途徑發(fā)揮抗皮膚衰老的作用。CN101537079A[14]將大豆異黃酮與刺五加、枸杞、遠(yuǎn)志、黃芪等中藥提取物制成了具有延緩衰老功效的保健品。CN1718100A[15]將大豆異黃酮作為重要的抗衰老成分，與銀杏總黃酮、氨基酸等活性成分制成抗衰老保健品。另外，CN102599516A[16]以大豆異黃酮作為主要功效成分，與蜂膠粉等原料制成養(yǎng)顏保健補品，能夠由內(nèi)而外改善皮膚光澤、使皮膚水嫩潤滑。CN1876178A[17]也將大豆異黃酮作為具有美容保健作用的顆粒劑的功能成分之一。

2.2.4 提高免疫

除了對女性的保健功效之外，大豆異黃酮還能夠提高機體免疫力。CN106138478A[18]利用了大豆異黃酮提高免疫力的功效，將其制成了增強免疫力的保健品。CN102150841A[19]也將大豆異黃酮與其他常規(guī)的具有提高免疫功效的活性成分如人參、黃芪等共同制備保健沖劑。CN1439310A[20]還將大豆異黃酮制成保健飲料，用于提高身體免疫機能。

2.2.5 抗癌、抗腫瘤

大豆異黃酮具有抗癌、抗腫瘤功效。CN1475213A[21]將大豆異黃酮制成軟膠囊，用于防治乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌、前列腺和直腸腫瘤等。CN101053347A[22]同樣利用了大豆異黃酮的抗腫瘤功效并將其制成功能性乳制品。

2.2.6 防治心腦血管疾病

CN1454487A[23]在奶粉中加入大豆異黃酮，飲用后能起到降低心臟病發(fā)病率的作用。CN102697044A[24]將大豆異黃酮與精胺酸、維他命、葡萄籽等原料組合制成營養(yǎng)保健品，來改善冠狀動脈粥樣硬化導(dǎo)致的供血問題，增加冠狀動脈及末梢循環(huán)血流量，緩解心肌缺血的狀況，降低心絞痛、缺血性發(fā)作，對冠心病的預(yù)防和治療有良好的效果。

2.2.7 其他保健功效

當(dāng)然，還有人關(guān)注了大豆異黃酮的降三高、改善睡眠、預(yù)防老年癡呆、防輻射等其他保健功效。例如，CN107373272A[25]制備出了大豆異黃酮泡騰片，利用其抗氧化和清除自由基的作用來有效預(yù)防高血壓、高血脂。CN105011144A[26]在降糖食品中加入了大豆異黃酮，利用大豆異黃酮可影響胰島素分泌的特性，使其發(fā)揮出降血糖的功效。此外，CN101703663A[27]和CN1830314A[28]均以大豆異黃酮為主要活性成分，與其他原料復(fù)配來改善睡眠。CN103039611A[29]利用大豆異黃酮通過激活雌激素受體減少神經(jīng)細(xì)胞凋亡來防治老年癡呆癥。值得注意的是，有些研究者并不局限于大豆異黃酮被廣泛關(guān)注的功效，而是開發(fā)出了大豆異黃酮新的功能應(yīng)用，比如CN1695607A[30]研究發(fā)現(xiàn)大豆異黃酮具有抗輻射作用并將其用食品中，可有效預(yù)防電離輻射對機體的損傷。

3 結(jié)語

大豆異黃酮由于具有多種生理活性，在食品中有很高的應(yīng)用價值。隨著人們對食品營養(yǎng)和保健功效的追求日益提高，大豆異黃酮擁有越來越廣闊的應(yīng)用前景，市場潛力巨大。迄今為止，對大豆異黃酮的保健功效主要集中在強健骨骼、緩解更年期癥狀、抗衰老、美容養(yǎng)顏等方面，而且主要針對女性群體開發(fā)相應(yīng)產(chǎn)品。對于今后的發(fā)展，首先可以考慮在大豆異黃酮已知功效的基礎(chǔ)上，擴展應(yīng)用到更多的食品類型中，使其更加貼近人們的生活；其次，除了豐富食品類型，也可以拓寬應(yīng)用人群，比如針對大豆異黃酮的抗癌、降三高功效，可開發(fā)出廣泛適用于中老年人群的產(chǎn)品。除此之外，對大豆異黃酮的功效研究也應(yīng)當(dāng)更加深入，比如探索新的功效用途，或者對化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性、衍生，進(jìn)一步拓寬思路，開發(fā)出更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。同時也不能忽視專利的保護(hù)作用，新的研究成果應(yīng)當(dāng)積極主動應(yīng)用專利制度，將科技成果轉(zhuǎn)化為專利。希望通過本文分析，為后續(xù)大豆異黃酮的技術(shù)發(fā)展和企業(yè)研發(fā)提供一定的借鑒。