大豆异黄酮（Soybean isoflavone）是一类从大豆中分离提取出的具有多酚结构混合物的统称，主要是指以3-苯并吡喃酮为母核的化合物，是大豆生长过程中的一种次级代谢产物，主要分布于大豆种子的子叶和胚轴中。目前的研究表明，大豆异黄酮具有对血管的防护作用、类似女性雌激素作用以及抗激素作用、抑菌活性和预防骨质疏松症等。
随着对大豆中有效成分研究的不断深入，大豆异黄酮的功能日益引起学术界的关注。美国食品与药品管理局（FDA）1996年批准大豆异黄酮作为功能食品上市，用于预防妇女心血管疾病和改善骨质疏松。我国目前已批准的大豆异黄酮保健食品共涉及9项保健功能，其中主要是增加骨密度以及抗氧化/延缓衰老2项功能。研究发现，大豆异黄酮可以有效地预防和缓解更年期妇女出现的更年期综合征，大豆异黄酮可与骨细胞上的雌激素受体结合，减少骨质流失，同时增加机体对钙的吸收，增加骨密度，故具有明显预防骨质疏松症的作用本文对近年来国内外大豆异黄酮的生理功能的相关研究报道进行了分析整理，同时对大豆异黄酮的结构、代谢以及发展前景做了介绍。
前言
大豆异黄酮（Soybean Isoflavone，SI）是大豆中一类多酚化合物的总称，大豆异黄酮是结构与雌激素相似并具有雌激素样作用的天然活性物质，故又叫植物雌激素（phy-toestrogen），是一类具有广泛营养学价值和健康保护作用的非固醇类物质。
自然界中大豆异黄酮的资源十分有限，仅存在于豆科蝶形花亚科的极少数植物中，大豆是唯一在营养学上有意义的食物资源。
近年来，大豆异黄酮多样而突出的生物学活性引起了国内外研究人员的广泛关注。本文概括讨论了近年来国内外相关领域的研究进展，以期帮助了解大豆异黄酮的研究现状和发展前景。
1 化学组成
大豆异黄酮是大豆生长过程中形成的一类次生代谢产物。1931年，从大豆中首次分离提取出大豆异黄酮-染料木黄酮（genistein），随后又发现另外两种大豆异黄酮-黄豆苷原（daidzein）和大豆黄素（glycintein）。
2 代谢与吸收
大豆异黄酮在通常情况下为固体，熔点大都在100℃以上，常温下其性质稳定，呈黄白色，粉末状，无毒，有轻微苦涩味。在醇类、酯类和酮类溶剂中有一定溶解度，不溶于冷水，易溶于热水，难溶于石油醚、正己烷等。
大豆异黄酮主要在人体肠道内代谢和吸收。Setchell等首先研究了大豆异黄酮在人体内的药物代谢动力学，对大豆黄素、黄豆苷、染料木黄酮和染料木苷在人体内的生物利用度进行了评估。人体摄入异黄酮后，在肠道细菌作用下释放游离形式的异黄酮苷原，并在小肠上端被机体吸收或转变为比雌激素活性更高的代谢物，如雌马酚（equol）。人体试验表明大豆异黄酮吸收率约10% ～ 40%。吸收的异黄酮大部分与葡萄糖醛酸结合，少量与硫酸结合，结合型产物在结肠微生物产生的结合物酶作用下去结合，产生苷原再吸收入血。其它大部分将被肠腔内的微生物通过杂环裂解的方式降解和代谢，并最终由尿液排出。
3 大豆异黄酮的生理功能
大豆异黄酮与大豆制品（如豆浆）的苦涩味有关，因此长期以来被视为大豆中的不良成分而试图将其去除。有关大豆异黄酮生理特性的研究始于50年代，当时发现大豆异黄酮具有雌激素活性。其实，大豆异黄酮的雌激素活性十分微弱，仅为内原性雌激素一雌二醇活性的1/1 000 ～ 1/100 000。正是由于大豆异黄酮具有弱雌激素活性，可竞争性地与雌激素受体结合，从而具有抗雌激素的作用。
进一步的研究表明，大豆异黄酮的生理作用是多方面的，抗雌激素作用只是其中的一种。大豆异黄酮与妇女更年期综合症早在20世纪40年代，研究者注意到澳大利亚某牧场中的绵羊生殖能力强，研究发现牧场中特殊的三叶草植物富含的芒柄花素可在绵羊的胃中经酵解成为一种大豆异黄酮--黄豆苷元。进一步研究发现，大豆异黄酮与哺乳动物雌激素结构相似，并具有类雌激素活性（约为17羟β雌二醇的10-4 ~ 10-3），因而称为植物性雌激素，被认为是雌激素的天然替代品，引起了广泛关注。
3.1 流行病学调查
日本25%的更年期妇女主诉有潮热、出汗等更年期症状，而在北美有此症状的更年期女性高达85%，这与日本人豆制品摄入量较高有关。Naga2ta对1 000 多名日本妇女做了为期6年的跟踪调查，发现大豆异黄酮可明显减轻由于更年期潮热而引起的不适应症状。澳大利亚科学家也发现，更年期妇女如果每天食用45g 大豆，其更年期综合症的发病率会降低40%。
3.2 实验研究
大豆异黄酮的结构类似雌二醇，能低亲和地结合雌激素受体，具有雌激素样作用。大豆异黄酮的类雌激素作用在体内表现为双向调节平衡功能：一方面，在高雌激素环境里（如绝经前妇女体内）大豆异黄酮显示抗雌激素作用，当与雌激素受体结合后，更具活性的体内雌激素不能再与之结合产生激素效应，避免了过多的雌激素对细胞的影响，对降低乳腺癌等与雌激素相关的肿瘤发病危害有一定作用；另一方面，在低雌激素环境里（如绝经后妇女体内）显示拟雌激素作用，与成骨细胞内的雌激素受体结合，加强骨细胞的活性，促进骨基质的产生、分泌和骨矿化过程，可以防治如骨质疏松、更年期综合症等与雌激素水平下降有关的疾病。例如，尹艳云等的研究也表明，雌鼠妊娠期间饲喂含400 mg·kg-1大豆异黄酮的饲料会显著影响其雌性后代的初情期、生殖器官的发育以及血清雌激素的含量等，而在非妊娠期饲喂含大豆异黄酮饲料对F1代无显著影响[7]。Makela等研究发现，对去卵巢小鼠，不补充雌激素时，大豆饮食可以增加小鼠子宫重量，但对雌激素替代组，大豆饮食反使小鼠子宫重量降低。许多实验证据都表明大豆异黄酮作为植物性雌激素可以在激素替代疗法中发挥重要作用，然而也有一些学者持保留意见。比如Mac Gregor等[8]在对72名预先诊断患有乳癌的更年期综合症患者进行12 d的随机双盲试验后发现，服用大豆异黄酮组患者与安慰剂组患者的病情打分没有显著性差异。可见，大豆异黄酮用于治疗更年期综合症的可行性和效果分析尚须进一步研究。
图
4 大豆异黄酮与癌症
最近还有研究证实它可能作为一种天然抗氧化剂，而多天然的抗氧化剂都具有抗肿瘤功效[9]。
4.1 流行病学调查
亚洲国家居民的乳腺癌、前列腺癌和结肠癌的发病率显著低于西方发达国家，过去一直认为这源于亚洲居民饮食中典型的总脂肪与饱和脂肪含量低、膳食纤维含量高的特点。然而近年来研究发现，大豆的高消费量是亚洲居民这类癌症低发的主要原因。亚洲人移居美国并接受西方饮食方式后，其乳腺癌和前列腺癌的发病率都明显升高。
4.2 实验研究
通过体外癌细胞培养证实，大豆异黄酮对乳腺癌、胃癌、肝癌、白血病及其它一些癌细胞系的生长、增殖具有抑制作用。杨镇洲等对国内建株的人乳腺癌细胞Bcap-37增殖研究发现，染料木黄酮（5,7,4-三羟基异黄酮）处理Bcap-37乳腺癌细胞3 ~ 4 d后，Bcap-37乳腺癌细胞的生长指数明显下降，细胞阻滞于G1期；而在相同条件下，二羟基异黄酮并无明显效果。刘颖等也发现染料木黄酮对人胃癌SGC-7901细胞生长有明显抑制作用，并能诱导细胞凋亡。
Farhan 等研究显示，高饮食摄入染料木黄酮可以降低人前列腺癌细胞菌株DU-145的25-D3-24-羟化酶（CYP24）活性。CYP24 与活性维生素D的代谢物 1,25-二羟基维生素D3的降解有直接关系，而后者被认为是在前列腺癌细胞中起抗细胞分裂的作用。Teruki Oki等研究表明三羟异黄酮（>10μmol/L）能抑制人前列腺癌细胞株DU2145增殖，使细胞停滞在G2/M期。大豆异黄酮抑制肿瘤细胞的浓度因肿瘤细胞种类不同而略有差异。总之，体外肿瘤细胞系及转化细胞系培养研究结果提示大豆异黄酮具有抗肿瘤作用。
大豆异黄酮抗肿瘤作用的动物实验研究国内外报道很多，结果显示，用含大豆的饲料喂养动物，可降低肿瘤的发生率，延长潜伏期，减少肿瘤的发生数目。Schleicher等研究发现，与对照组相比，经染料木黄酮治疗后的大鼠前列腺癌得到明显的抑制，并且较少发展为侵袭性肿瘤或淋巴结转移、肺转移。
Pollard 等发现，用含大豆异黄酮的饲料喂养可使甲基亚硝基脲（MNU）诱导的Wistar鼠的癌变灶数量下降。Wei等研究表明大豆异黄酮能有效抑制紫外线诱导的裸鼠皮肤癌的发生。Amy等用含0.6%大豆提取物（约含染料木黄酮 750ppm）的饲料喂养经注入F3 Ⅱ乳腺癌细胞的雌性大鼠，结果显示，干预组大鼠的肿瘤重量相比对照组降低了90%。进一步的研究还发现，单一喂饲750ppm 的商品染料木黄酮的大鼠肿瘤重量只比对照组降低了40%。
目前，大豆异黄酮抗肿瘤作用的主要机制包括以下几个方面：（1）类雌激素和抗激素作用；（2）抗氧化作用；（3）调节细胞周期及诱导细胞凋亡；（4）抑制酪氨酸蛋白激酶的活性；（5）抑制拓扑异构酶的活性；（6）抑制肿瘤新生血管的生成。
5 大豆异黄酮与骨质疏松症
更年期综合征是指更年期女性由于雌激素水平下降而引起的一系列症状，比如月经不调、面色潮红、心悸、失眠、多汗、乏力、情绪不稳定等。而且女性处于更年期会有很多并发症，尤其是骨质疏松严重影响更年期女性的生活质量和生命健康[10]。目前，治疗的主要方法是激素替代疗法（HRT）。然而高雌激素水平可能增加癌症的发生危害，该方法一直未能普及。大豆异黄酮的弱雌激素样作用使药学家看到了曙光。目前有研究报道[11]，大豆异黄酮作为雌激素替代物具防治绝经后骨质疏松症的作用。
5.1 流行病学调查
大豆异黄酮的类雌激素样作用早在1962年就有报道，但是对其预防骨质疏松的效果只是近年来才开展了一些工作。1995年，WHO以夏威夷岛的70岁以上日本妇女为对象，进行了大豆异黄酮的排泄量和骨密度关系的病因学调查研究。结果显示，骨密度高的群体其尿中的异黄酮排泄量也较多，而尿中异黄酮排泄量又与大豆异黄酮的摄取量成正相关，说明大豆异黄酮的摄取量与骨密度有一定的关系。Ho 等研究了454例健康绝经后中国妇女骨质密度（BMD）与大豆异黄酮摄入量的关系，发现在绝经开始的4年内，股骨转子、髋骨的BMD的增加与大豆异黄酮的摄入量有剂量依赖效应。
5.2 实验研究
许多动物实验证实了大豆异黄酮预防骨质疏松的作用。Ishimi等对摘除卵巢白鼠皮下投予染料木黄酮，发现股骨海绵骨的骨量减少得到抑制，并且该法对子宫以及子宫内膜细胞几乎没有影响。那晓琳等研究发现，对去卵巢的骨质疏松症模型大鼠补充大豆异黄酮，可以增加其股骨骨密度，改善骨的生物力学性能。在 Morabito等的随机双盲试验中，60个早期绝经妇女分为三组，一组每天服用 56mg染料木黄酮，一组为HRT组（每天服用1mgβ-雌二醇和炔诺酮的混合物），另一组为对照。12个月后检测结果发现，染料木黄酮组和HRT组与对照组相比，脊椎、股骨颈的BMD均明显增加，两者生物学效应相似。
可以认为，在预防骨丢失方面，染料木黄酮和HRT具有相同的生物学作用。进一步研究发现，在三组中常规生化、肝功能、血液学指标均无显著差异。HRT组在12月中有乳腺压痛和阴道出血的发生--这正是HRT接受者担心的，但在染料木黄酮组的发生率极低。
loeden等对染料木黄酮制剂的安全性和药物动力学评价进一步支持了染料木黄酮在妇女骨质疏松防治中的应用。药物动力学试验结果表明，健康绝经后妇女多次大量摄入单剂量纯的染料木黄酮，不会导致在体内蓄积，临床毒性极小。
6 大豆异黄酮与动脉硬化症
6.1 流行病学调查
流行病学资料表明，在以大豆为主食的东方人群的心血管疾病患病率明显低于西方人群。Berglehole流行病学调查显示：在美国，40 ～ 69岁女性冠心病的死亡率是日本同龄女性的8倍。同期的饮食调查则发现，日本摄入大豆异黄酮的量比西方国家高出许多。这说明可能大豆异黄酮对心血管疾病有预防作用。Sirtori 等人通过流行病学调查发现，长期摄入大豆制品能延缓动脉粥样硬化的发生，能有效预防心血管疾病。
6.2 实验研究
Mary通过乙醇洗脱，使大豆分离蛋白的异黄酮含量从9.41 mg/kg降低到 0.97 mg/kg，喂饲青春期猕猴，并和未经洗脱的大豆分离蛋白比较，证实了异黄酮的降血脂作用：总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白（LDL）+极低密度脂蛋白（VLDL）及载脂蛋白B（apo B）等促动脉硬化成分显著下降，而高密度脂蛋白（HDL）和载脂蛋白A（apo A）等抗动脉硬化成分显著提高。但如将洗脱下的异黄酮加到洗脱过的大豆分离蛋白中去，则两组的血脂水平无显著性差异。许多关于猕猴的实验也得出类似的结果：与不含异黄酮的大豆蛋白相比，食用含异黄酮的大豆蛋白，可使动脉粥样硬化斑块明显减小。
逢晓云等的研究结果显示，大豆异黄酮能部分逆转高胆固醇血症大鼠红细胞及肝脏SOD活力降低和肝脏MDA水平的增高。刘锦等发现，染料木黄酮能有效抑制ox-LDL诱导的人脐静脉内皮细胞株 ECV304 原癌基因c-myc的mRNA表达，阻止动脉粥样硬化斑块的形成。大豆异黄酮组和联合给药组于脑缺血前预先给予大豆异黄酮（60 mg/kg）30 d。大鼠用10%水合氯醛（300 mg/kg，ip）麻醉，建立大鼠大脑中动脉缺血再灌注模型[12]表明大豆异黄酮抗脑缺血氧化损伤，近年来，研究者对大豆异黄酮在预防心血管疾病中的作用机制进行了大量研究，目前比较成熟的机制有以下几种：（1）大豆异黄酮可使LDL受体发生正向调节，从而促进胆固醇的清除；（2）防止LDL 过度氧化，染料木黄酮对脂质过氧化体系中的脂质自由基有显著的清除作用；（3）抑制血管平滑肌细胞的增殖；（4）抗血栓生成，染料木黄酮可以通过对酪氨酸激酶的抑制作用来抑制血小板激活和凝聚。
7 其他生理功能
File等研究表明，短期的大豆干预能提高男性和女性学生的记忆能力。大豆异黄酮抗氧化、抗辐射的研究近年也屡见报道，并在化妆品行业得到了应用。近年来的研究已发现天然食材来源的黄酮类化合物包括槲皮素、木犀草素、大豆异黄酮等都是优良的自由基清除剂和良好的天然抗氧化剂[14]。另外，大豆异黄酮还有抗菌消炎及提高机体免疫力作用，张响英等[15]试验发现大豆黄酮提高仔公猪T淋巴细胞ANAE阳性率，杨建英等[16]报道，在泌乳晚期奶牛摄入20 mg/kg大豆黄酮，乳和血中免疫球蛋白A（Ig A）含量分别提高了60%和33.4%；还对生殖有一定影响，黄金明等[17]报道，3 mg/kg大豆苷元可使急性热应激条件下岭南黄公鸡的曲精细管直径增加31.94%。近年来对大豆异黄酮生理功能的另一个研究热点是其在神经保护和抗神经退行性疾病方面的作用。例如White等研究了中年人豆腐摄入与脑老化及智力损伤的关系，证明长期食用豆腐是一个保护老年人智力，减轻脑萎缩的独立因素。
8 结论和展望
大豆异黄酮具有重要的生物学活性，在类雌激素，抗肿瘤，预防骨质疏松和心血管疾病等方面有确切作用。但是对于大豆异黄酮的作用除需人体试验来证实外，对其机制仍需进行深入地研究。对大豆异黄酮的研究表明，大豆食品对食用者的健康具有不可低估的作用。因此近年美国等西方国家不但对传统大豆食品刮目相看，而且已研制出大豆异黄酮保健产品。充分了解大豆异黄酮的理化特性，改进传统大豆食品的加工工艺，避免大豆异黄酮的流失，进一步提高大豆食品的保健价值是我国食品科技工作者需要解决的研究课题。因此，研究开发大豆异黄酮产品具有广阔的应用前景。
参考文献：
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