大豆蛋白保健功能研究进展

杜振亚 陈复生

(河南工业大学粮油食品学院，河南郑州450001)

大豆蛋白是氨基酸平衡特性较好的植物性蛋白之一，富含8种人体必需氨基酸［1］，与世界粮农组织和世界卫生组织推荐的氨基酸组成基本相符，其特有的生理活性物质——大豆异黄酮还有着降低胆固醇的功效，且不含胆固醇［2］;大豆蛋白与动物蛋白相比，对肾脏具有保健作用，当以大豆蛋白代替动物蛋白时，可以减少泌尿系统中钙的排泄量。1999年美国食品与药物管理局(FDA)［3］认可了大豆蛋白可以降低胆固醇的说法。此外，大豆蛋白及其水解物的降血脂、降血压、降血糖等保健功能也得到了验证［3－8］。文章主要阐述近年来国内外有关大豆蛋白对肥胖、高胆固醇、骨质疏松、肾病等慢性疾病的缓解作用的研究进展。

1 大豆蛋白的组成

大豆蛋白主要分布在大豆的糊粉粒和蛋白体中，由于它能溶于pH≠pI的水及盐溶液中，所以其主要成分是球蛋白［9］。大豆蛋白在适当的条件下经过超离心处理后，根据蛋白质的沉降系数的不同，可以将其分为2S、7S、11S和15S。与其他三部分相比，2S具有更好的发泡性和乳化性［10］，约占大豆蛋白质的20%，主要含有蛋白酶抑制物、尿囊素酶细胞色素C、2S球蛋白等成分。由于7S和11S蛋白占大豆蛋白的70%左右，所以是研究最为广泛的大豆蛋白成分［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部分尚不明确［11］，组分占大豆蛋白的4.6%，主要是由多种蛋白质分子组成的聚合物。

2 大豆蛋白的保健功能

2.1 抑制肥胖功能

肥胖是指明显超重与脂肪层过厚，是体内脂肪尤其是甘油三酯积聚过多而导致的一种状态。在中国肥胖人群发生高血压、心脏病、中风和糖尿病的危险性分别是正常人群的5.2，1.7，2.0，4.0 倍。研究［12］表明超重或肥胖的成年人补充适量的大豆蛋白，对肥胖具有良好的抑制效果。

Hyun等［13］首先对小鼠脂肪细胞(3T3-L1细胞)采用油红O脂肪染色法染色，然后用显微镜观察其形态学特征。结果表明不添加黑大豆蛋白肽处理的3T3-L1细胞，其液泡数量和体积均增加，而添加的效果正好相反，最后用蛋白质测序仪测序后，确定了抑制3T3-L1细胞活性的功能成分为异亮氨酸—谷氨酰胺—天冬酰胺(Ile－Gln－Asn)三肽，究其主要原因是，Ile－Gln－Asn能够抑制脂肪形成的脂肪细胞标志物和转录因子的表达。Mingrou等［14］认为大豆分离蛋白及其水解物对肥胖小鼠体重的降低效果要好于乳清蛋白及其水解物，这种降低体重的作用是通过降低肾周围脂肪垫的重量和血浆浓度来实现的。

Gonzalez等［15］在体外验证了 4 种基因型(A2H，B2H，C2H，D2H)的大豆β-伴球蛋白α亚基和α'亚基水解物，对人体脂肪合成酶活性以及脂肪合成的影响。其中，以4-亚甲基-2-辛基-5-氧代四氢呋喃-3-羧酸作为对照，4种基因型的水解物对脂肪合成酶的活性抑制率依次为(23.4±0.3)%，(42.5±0.5)%，(46.9±1.4)%，(40.8±0.7)%，以肿瘤坏死因子-α作为阴性对照，对脂肪合成的抑制率依次为16.0%，15.6%，46.9%，19.7%。结果表明C2H基因型的大豆β-伴球蛋白α亚基和α'亚基水解物，是抑制脂肪合成酶活性和体外脂肪合成的活性肽的合适来源。在基因水平上研究大豆蛋白抑制肥胖的功能，并通过现代技术分离纯化后确定其有效功能成分，可以为开发减肥保健食品提供一定的理论依据。Hsuean等［16］将30名受试者随机均分成大豆蛋白组和对照组(2/3动物蛋白以及1/3植物蛋白为蛋白来源)两组，8周以后发现，试验组的体重和人体脂肪率变化为(－4.0±1.7)kg，(－2.2±0.9)%;对照组的依次为(－3.9±3.3)kg，(－1.4±2.2)%。这表明大豆蛋白具有良好的减肥效果，原因可能有两个:①大豆蛋白能够防止人体的蛋白质进一步分解，维护肥胖人群的氮平衡并减少体内脂肪的合成;②与大豆蛋白氨基酸的组成以及其他成分有关，例如大豆异黄酮、染料木素、大豆皂苷等。

目前肥胖已成为威胁中国人民健康的又一大杀手，而市场上的减肥产品鱼龙混杂，大部分是激素类物质，使用过程中会对人体造成难以估量的伤害。大豆蛋白本身就是食品的范畴，安全性比较高，且具有良好的减肥效果，因此，在减肥方面其应用前景比较广阔。

2.2 降低胆固醇功能

血浆总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇含量升高是诱发冠心病的主要因素［17］，胆固醇主要是在肝脏中转变成胆汁酸后从肠道排出的，而胆汁酸是胆固醇的最终代谢产物，并随胆汁进入肠道后，又被重新吸收。用酪蛋白、脱磷酸酪蛋白和大豆蛋白进行胆汁酸的体外吸收试验，研究发现大豆蛋白和脱磷酸酪蛋白溶液沉淀中的胆汁酸含量明显高于酪蛋白溶液沉淀中的含量，这表明在体外大豆蛋白具有良好的降低胆固醇效果［18］。

Alessandro等［19］首先对大豆7S球蛋白的基因进行改造并用野生型毕赤酵母进行发酵，得到大豆7S球蛋白α'亚基片段和全链α'亚基，然后与斯伐他汀(降低胆固醇的药物)比较对肝癌细胞株(Hep G2)细胞胆固醇和甘油三酯的控制效果。结果表明大豆7S球蛋白α'亚基链相对于α'亚基全链效果明显，且浓度为8 μmol/L的α'亚基链与1 μmol/L的斯伐他汀的效果相似，对胆固醇的摄取192%、降解172%。原因可能是α'亚基链对Hep G2细胞低密度脂蛋白受体基因的表达以及胆固醇的合成与分解，具有良好的调节作用。应用基因工程对大豆7S球蛋白特定基因进行改造，进而得到降低胆固醇的大豆蛋白制品。这表明基因工程可能成为以后开发大豆蛋白保健食品的研究热点，然而转基因产品应用于人体，其效果以及安全性有待于进一步的研究。

Kyoichi等［20］研究表明食用大豆蛋白一组的小鼠胆固醇有所降低，原因可能是氧化型胆固醇对胆固醇和脂蛋白的干扰以及大豆蛋白能够调节小鼠荷尔蒙、脂蛋白分解代谢，并提高小鼠粪便中氧化型胆固醇的含量。Mingrou［14］等认为经过蛋白酶处理的大豆蛋白，可以形成不溶性的高分子质量和可溶性低分子量的两种水解物。用不溶性的蛋白水解物来饲喂小鼠时，发现小鼠的粪便中胆固醇含量增加，相应降低了血液中的胆固醇含量。尽管动物试验表明，大豆蛋白及其水解物对降低胆固醇具有良好的效果。但是应用于人体的研究还比较少，并且其效果及作用机理仍需要进一步的研究和探索。

2.3 缓解骨质疏松症功能

骨质疏松症由多种因素引起的骨强度降低和骨骼组织退化，主要表现为骨骼多孔，脆性增加，容易断裂［3］。研究［14］表明食用大豆制品较多的日本妇女骨折率是美国妇女的一半，也有研究［21］比较了去卵巢的小鼠分别饲喂20%的大豆蛋白和鱼油(5%)以及20%的酪蛋白和鱼油(5%)对左股骨末端骨密度的影响，4个月后发现这两组左股骨末端骨密度的降低依次为4%，10%。

Arjmahdi等［22］将32只SD小鼠随机均分成假手术、卵巢切除、卵巢切除＆大豆蛋白以及卵巢切除＆17-β雌二醇4组，验证了大豆蛋白对去卵巢骨质疏松症模型小鼠的骨质流失的影响。结果表明卵巢切除和卵巢切除＆大豆蛋白两组小鼠血清碱性磷酸酶和酸性磷酸酶浓度，比假手术与卵巢切除＆17-β雌二醇两组小鼠的要高，这表明大豆蛋白对去卵巢骨质疏松症模型小鼠的骨质流失具有良好的效果。程建军等［23］研究发现大豆分离蛋白冰淇淋可以提高骨质疏松小鼠的骨重、骨长、骨横径，抑制骨吸收，增加小鼠的骨无机质及有机质含量，而相同条件下饲喂普通冰淇淋一组的小鼠，则没有预防骨质疏松的效果，这说明主要有效成分为大豆分离蛋白。目前很多研究主要集中在动物个体、组织等水平上，来验证大豆蛋白缓解骨质疏松的效果，并且对大豆蛋白缓解骨质疏松的作用机理的研究还不是很透彻，未来研究的热点应该深入到动物细胞内部。

Shenoy等［24］将60名绝经后的骨质疏松妇女随机分成3组;大豆分离蛋白组，大豆＆运动组，对照组试验。试验12周后发现大豆分离蛋白组和大豆＆运动组的骨骼和肌肉力量均有所增长，而大豆＆运动组增长更为明显，这表明大豆分离蛋白可以在一定程度上缓解骨质疏松，如果适量的运动效果会更好一点。人体骨代谢包括骨形成和骨吸收(破骨细胞的破骨过程)两个过程。于晓等［25］研究发现，骨质疏松患者服用大豆蛋白的骨形成未增加，但可以缓解骨吸收并且服用规定剂量大豆蛋白的过程中均无明显不良反应;未服用大豆蛋白的患者骨吸收增加，而骨形成没有明显变化。也有研究［3］表明大豆蛋白替代动物蛋白时，可以减少泌尿系统中钙的排泄量，从而降低钙的需求量，降低膳食中钙的需求量可能会降低患骨质疏松症的危险。然而应用于人体，只是在宏观方面表现出缓解骨质疏松的效果，并且深入到分子水平的研究还比较少。此外，大豆蛋白在人体内与其他物质的相互作用以及其组成及结构的变化仍需进一步的研究。

2.4 对其他疾病的调节功能

此外，也有研究表明大豆蛋白对于肾病、糖尿病、心血管疾病、高血压等其他慢性疾病也具有一定的缓解作用。

Anderson等［26］指出大豆蛋白替代动物蛋白，可以减少肾小球的高过滤和高代谢，预防糖尿病引起的肾脏疾病，并且具有一定降低蛋白尿的疗效。也有学者［27］以注射嘌呤霉素氨基核苷的Wister大鼠来建立肾病综合征模型，分别喂养20%(占饮食总量的百分比，下同)酪蛋白和20%大豆蛋白。相同条件下饲喂9周以后与酪蛋白组相比，大豆蛋白组的小鼠的血清肌酐和尿素氮明显下降，蛋白尿减少，高血脂症减轻，肾小球硬化的发病率降低。朱志媚等［28］选取慢性肾功能衰竭患者70例，随机分成试验组(低大豆蛋白饮食组)和对照组(低动物蛋白组)。结果发现，低大豆蛋白饮食能改善慢性肾功能衰竭患者的肾功能，延缓肾功能衰竭，对营养状况无不良影响。此外，试验组的耐受性和顺应性要好于对照组。

Danijela等［29］研究发现每天给予47个Ⅱ型糖尿病病人富含15 g大豆蛋白的D-LeciVita，将患者按血糖浓度不同分为第一组(≤7.8 mmol/L)和第二组(＞7.8 mmol/L)两组。其中两组起始血糖浓度为7.15 ±0.45，10.37 ±2.47，临床试验12 周后变为 6.62 ±1.07，9.44 ±2.81。这表明富含大豆蛋白的D-LeciVita对Ⅱ型糖尿病病人具有良好的降血糖作用，其中对血糖高于7.8 mmol/L的病人降血糖效果要好一些。李季芳等［30］研究发现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减少胰岛素分泌，增加胰高血糖素分泌，使胰岛素/胰高血糖素比率下降，从而达到抑制脂质生成的效果。Yukako等［31］发现男性Ⅱ型糖尿病人摄入大豆产品时，能够避免产生空腹感和餐后高血糖，病人并表现出较高的身体指数，然而这一结果仍需要进一步的研究。

Lukaczer等［32］研究发现绝经后妇女在每天膳食计划中摄入30 g大豆蛋白和4 g植物甾醇，12周以后与标准化治疗相比，绝经后妇女心血管疾病危险因素得到了显著的改善。陈纪春等［33］应用随机双盲安慰剂对照的临床干预试验，并观察补充大豆蛋白对血压处于正常高限或第Ⅰ期高血压者的降压效果。试验结果表明:补充大豆蛋白能够降低血压在正常高限或第Ⅰ期高血压(SBP 1.733×104～2.12 ×104Pa和/或 DBP 1.066 ×104～1.253 ×104Pa)的成年人的血压。Hsin等［34］以40只16周龄的Wistar大鼠为对象，研究发现大豆蛋白水解物具有缓解高血压的功能，究其原因是大豆蛋白水解物通过抑制Wistar大鼠血管紧张素转化酶的活性，进而防止血管内皮功能紊乱对心血管系统的损伤。

3 问题与展望

随着大豆蛋白的各种保健功能被证实，这可能成为大豆产业发展的增长点。因此，国家应该出台一系列的政策鼓励支持大豆蛋白产业结构的调整和发展，在原有的基础上进一步加大对大豆蛋白产品的技术开发力度，研发出更多预防、缓解慢性疾病的大豆蛋白产品，针对不同的人群特点，开发出不同的产品。

但就目前而言对大豆蛋白的开发力度还不够深入，究其原因主要有:①限于开发设备落后和技术的不成熟;②大豆蛋白保健功能还没有被大众所接受和认可。未来大豆蛋白产业的发展方向可能有3个:①应用于饲料加工、豆制品以及作为配料添加到其他产品中，这依然是未来发展的主流;②直接或者经过改性后添加到人们常食用的面制品、肉制品、乳制品等食品中;③单纯的开发出缓解某一种或某一类慢性疾病的保健食品。

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