大豆蛋白的保健功能.doc
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1、大豆蛋白的保健功能 2007年6月7日 顾景范(军事医学科学院,天津,300050)1999年美国食品药品管理局(FDA)批准对大豆蛋白的健康声称(Health Claim)“每日25克大豆蛋白,作为低饱和脂肪与胆固醇膳食的一部分,可减少对心脏病的危险”。此后美国市场的大豆食品消费量急剧上升,如1980年为12亿美元,1996年为30亿美元,2000年升至277亿美元,2003年更达到40亿美元。其中占出售商品85的有五类:(1)餐用饮料和粉剂,(2)能量棒,(3)肉替代物,(4)豆奶,(5)豆腐。大豆蛋白质含量()为大豆38,脱脂豆粉50,大豆浓缩蛋白65,大豆分离蛋白(SPI)90,丹贝1
2、8,豆酱13,凝豆奶17,豆腐5。大豆蛋白的保健功能已有许多报告,比较肯定的有:1降血脂,2减肥,3防骨质疏松,4改善绝经后症状;正进行研究的有:5防癌,6降血糖,7减轻肾脏负担,8降血压;刚开始研究的有:9抗辐射,10改善记忆作用。大豆蛋白的保健功能主要由于其所含的大豆异黄酮(SI),水提物取时可保留SI,酒精提取时SI丢失。SI的化学结构与雌激素类似,故亦称植物雌激素(Phytoestrogen)。每人每日摄入40mg以上的SI可有明显的保健功效,大于80mg更好。含40mg SI的食物例如:456g豆奶、120g豆腐、20g豆粉。25g大豆蛋白约含50mg SI,亚洲人平均每日吃80mg
3、 SI,而美国人不到5mg。我国2002年全国营养调查显示:每标准人平均每日摄入干豆42g,豆制品118g,合计160g。未达到平衡膳食宝塔推荐的50g。日本2002年豆类摄入量为每人每日59g。(一)降血脂作用高血胆固醇患者(TC333mg,TG147mg)7名,吃两种膳食,一种是混合动物蛋白膳作对照,另一种是SPI膳,每种膳食吃7周,再交换。结果:SPI膳血浆TC、TG均小于动物蛋白膳(P005)。LDL-C显著小于动物蛋白膳(P0005),vLDL、HDL无差别。研究对象一组吃乳制品4周后换吃豆饮料4周,另一组先吃豆饮料,再吃乳制品,不论哪一组,吃豆饮料时TC明显降低,而吃乳制品时无变化
4、。研究对象21人,开始时TC220mg,实验组吃SPI 25g,对照组吃酪蛋白25g,结果SPI组TC比酪蛋白组明显降低(P005),LDL-C有降低趋势。Zhan(2005)综合23个SI降血脂作用的人体实验(1995-2002)实验对象包括血脂正常与增高者。结果是与对照组酪蛋白比,TC降022mmolL或降377%,LDL-C降022mmolL或降525%,TG降0109mmolL或降727%,HDL-C降004mmolL或降303%,对照Anderson1995年的报告,TC降93,LDL-C降129,TG降105,HDL-C升24,基本上一致。Mc Veigh(2006)在35名正常男
5、性青年的实验,观察到摄入含164mgd与617mgd大豆异黄酮(SI)的大豆分离蛋白(SPI)32g,经57天,血清TCHDL-C、LDL-CHDL-C、ApoBApoA-I均明显降低。另有喂SPI组的去卵巢小鼠比喂酪蛋白组的动脉硬化程度轻,喂无SI的SPI组比喂含SI的SPI组更轻,可见不含SI的SPI也有预防心血管病的作用。其主要作用成分是7S球蛋白。7S球蛋白是大豆中的主要储存蛋白质,也称伴大豆球蛋白(-conglycinin)或抗性蛋白,在体内能与胆酸结合,从粪中排出胆固醇,促进肝中胆酸合成增加,使血浆TC下降。(二)减肥作用肥胖高血TC患者吃SPI组成的1300kcal膳食,在1个月
6、内平均丢失体重7kg,而维持正氮平衡与正常的生化指标,血TC下降41。肥胖志愿者吃SPI为唯一蛋白质的低能膳800kcald,蛋白质水平15gkg理想体重,28天,丢失85kg体重而维持正氮平衡,与吃鸡肉蛋白膳相似。肥胖者服极低能量膳(375425kcald)6070天,加SPI和加酪蛋白比较,体重减轻、TC、TG下降更多。遗传活性肥胖小鼠喂SPI水解物与喂酪蛋白水解物比较,35蛋白质水平,60能量水平,2周体重减轻、肾围脂肪垫降低更多。(三)防骨质疏松骨质疏松症是由于雌激素缺乏与绝经引起骨转换率增高,造成骨吸收与骨形成的不平衡,而加速骨质丢失而发生的。激素替代疗法效果显著,但长期应用雌激素会
7、增加乳腺癌、子宫内膜的危险因素,故不常使用。SI可刺激骨质细胞生成,抑制骨吸收,减轻因绝经而引起的骨质疏松而无激素替代疗法的副作用。以去卵巢的老年鼠做实验,84天每日摄入SI(0,20,40,80mgkg bw)可逆转骨质减少的现象,减少脱氧吡啶啉(骨吸收指标)的排出。给骨质缺少的大鼠模型,喂正常SI含量的SPI(23mgg)比喂缺乏SI的SPI(01mgg)对股骨胰岛素样生长因子IGF-1mRNA的表达作用更大,表明SI促进骨骼IGF-1的合成,而刺激骨质生成细胞的活性。围绝经期妇女每日服40g含SI 56或90mg的大豆蛋白膳六个月,结果:90mg SI组与酪蛋白对照组比,骨碱性磷酸酶水平
8、增加,腰椎的BMD(骨矿密度)与BMC(骨矿含量)分别比对照组高56与101。(四)改善绝经综合征症状大豆蛋白因含SI而具有雌激素样的作用。绝经期症状潮热(Hot Flushes)发生率在欧洲为7080,在马来西亚为57,而中国只有18,其原因就是中国人摄入大豆较欧洲人与马来西亚人多。51名绝经妇女每日口服40g大豆蛋白(含SI)12周,较53名吃40g酪蛋白的发生潮热较少。(五)抗癌作用从流行病学研究,吃大量大豆食品与减少几种癌症的危险性有关,包括乳腺癌、子宫内膜癌、前列腺癌、结肠癌、肺癌、胃癌等。根据WHO提供42个国家19851989五年内,年龄4574岁的资料,得出前列腺癌死亡率与谷类
9、、坚果、油籽、鱼类、大豆的摄入量呈负相关,而大豆的负相关最大。注射肺癌细胞B16BL6的大鼠食用含SPI的饲料(10%,15%,20%)后肿瘤数与对照组比显著减少(10万分之22,14,13 vs 79),肿瘤面积与体积均缩小一半,与剂量不成比。同样处理的大鼠食用含SI的饲料(113,225,450,500molkg)后肿瘤数与对照组比减少,仅最高剂量组最显著,肿瘤面积与体积,后三组均缩小,最高剂量组最显著。Thiagrajan(1998)在人体观察服用SPI一年后对结肠黏膜活检中隐窝上皮细胞增殖指标(Labeling index,Proliferation zone)有明显减少,而服用酪蛋白
10、者无变化。动物试验将SPI经蛋白酶处理制备的一种不溶的高分子量蛋白成分(HMF)喂动物,可抑制氧化偶氮甲烷(azoxymethane)与去氧胆树碱(DCA)诱导的结肠和肝脏肿瘤。(六)降糖作用大豆的降糖作用的动物实验为多。将豆粉(712)加至全麦饲料中,喂四氧嘧啶致糖尿病的大鼠,可降低高血糖高血脂(Taha & Wasif1996)。给易发生型糖尿病的大鼠,喂含SPI的饲料与喂含动植物混合饲料的比较,型糖尿病发生率减少,发病时间推迟。(Atkinson, 1996)78周龄大鼠分肥胖型与瘦小型两大组,每大组再分2组,一组给20酪蛋白,另一组给20酪蛋白加05SI,每组8头,喂20周后,SI组的
11、空腹血糖均低于对照组。喂SPI的大鼠与喂酪蛋白的大鼠比较,胰岛素敏感性增加,血浆葡糖与胰岛素更低(Hurley,1995)。在遗传性肥胖小鼠,喂35蛋白质水解物4周,能量喂60水平,SPI水解物与酪蛋白水解物比较,SPI水解物降血糖更低(Aoyama, 2000)。在型糖尿病人,用大豆蛋白(50gd)联合SI(150mgd)与膳食纤维20gd,与酪蛋白加膳食纤维比较,可减低LDL-C,载脂蛋白B 100,TG,但对葡萄糖代谢无作用,糖基血红蛋白无变化(Hermansen, 2001)。故还需要更多的临床实验观察单独使用大豆蛋白是否有降糖作用。(七)减轻肾脏负担长期摄入大豆蛋白代替动物蛋白可降低
12、肾脏血流,降低肾小球滤过率和部分廓清白蛋白,尿蛋白减少。因此,大豆蛋白代替动物蛋白可减少慢性肾小球肾病的蛋白尿。同理可预防糖尿病人合并肾病的发生。肾病患者20人实验第一期8周吃普通膳(蛋白质122gkg bw,大部分动物蛋白),第二期8周吃大豆膳(蛋白质071gkg bw,无动物蛋白),第三期8周又吃普通膳。结果:大豆膳期间,血清TC降25,LDL降30,ApoB降17,尿蛋白从59gd降至41gd,第三期又升至50gd。尿中尿素氮从366 mmold降至228mmold,第三期恢复至起始。肌酐廓清从795mlmin,降至654mlmin。大豆膳期间体重下降1kg,第三期又上升1kg。(DAm
13、ico, 1992)(八)降血压作用45694名4070岁健康妇女,无高血压、糖尿病、心脏病史,3年内每天摄入25g大豆蛋白的比每天摄入25g大豆蛋白的,平均SBP降低19mm Hg、DBP降低09mmHg,随年龄的增加,负相关更显著。超过60岁的妇女,SBP降低49mmHg,DBP降低22mmHg。(Yang, 2005)302名3564岁中国成人,期高血压患者(1301598099mmHg),实验组(139人)每日吃40g SPI(含764mg SI),对照组(137人)每日吃40g复杂碳水化合物。12周后,与对照组比,实验组中高血压患者SBPDBP下降788577mmHg(He,2005
14、)。40名期高血压患者(140-17990-109mmHg),实验组每日吃两次500ml豆奶(含SI 143mg),对照组同样吃牛奶。3个月后,豆奶组SBPDBP下降184159mmHg,牛奶组下降1437mmHg,DBP下降与尿中SI排出量呈负相关。(Rivas, 2000)大豆蛋白中精氨酸含量高,精氨酸是血管舒张因子一氧化氮的前体,故与降血压有关。另外,大豆蛋白促进尿中钠的排出,也有助于降血压。SI的抗氧化作用也有关。(九)抗辐射作用小鼠分为对照组、模型组(灌胃05%羧甲基纤维素钠)、SI高、中、低剂量组(灌喂333、167、83mgkg bw),30天后,除对照组外,给予15Gy 60C
15、o射线全身一次性照射。照后第4天,SI组较模型组增高的MDA显著降低,下降的SOD、GSH-Px活性显著增高,SI组较模型组MDA显著降低,肝、脾、肾、血的DNA损伤(彗星实验)显著降低。(舒亚,2006)小鼠90只,分为正常组,对照组,05%SI组,喂养2w,经40Gy -射线(137Cs辐射源)一次照射,2周后胸腺明显萎缩,胸腺细胞凋亡率和G0G1期细胞百分率明显增加,G2-M期和S期百分比及胸腺细胞增值指数明显降低,补充SI可使上述指标恢复正常水平。(刘丽,2006)(十)改善记忆作用小鼠分为4组,正常对照组,高脂对照组,高脂SI低剂量组(50mgkg bw),高脂SI高剂量组(100m
16、gkg bw),连续灌胃SI 30d后,高脂组小鼠记忆能力(避暗法)明显降低,血脂明显升高,血清SOD活力明显下降,血液及海马中AChE活力明显升高;但SI组与高脂组比,记忆能力显著提高,血脂显著下降,SOD活力显著增加,AChE活力显著降低。(辛天蓉,2005)小鼠分为对照组,铝中毒组(ip氯化铝),铝中毒SI组(60mgkg bw),实验60d后铝中毒使小鼠记忆能力明显降低,血清SOD活力下降,大脑皮质和海马中Glu与Asp含量下降,血液、大脑皮质、海马中AChE活性及海马中Gly含量增加。SI能改善铝中毒小鼠的记忆,提高机体抗氧化能力,调节中枢胆碱能与氨基酸类神经递质代谢至正常。(辛天蓉
17、,2006)(十一)大豆多肽的生物效用大豆蛋白经酶解可生成多肽,大豆多肽消化吸收更好,适用于婴儿、老人、术后、过度疲劳等肠胃功能降低时的肠内营养;能与金属离子螯合,促进矿物质在肠道的吸收;能促进乳酸菌、双歧杆菌等益生菌在肠道的繁殖;能抑制血管紧张素转换酶活性,具有抗高血压的作用,但对血压正常者不降低;能激活褐色脂肪,加速脂肪代谢,显著降低高血脂者的血清和肝脏胆固醇,但对血脂正常者不降低;降低过敏原性,减少过敏反应。结语大豆蛋白因其保健功效为美国FDA认同,故除其优良的蛋白质营养价值外,将在膳食中发挥更大作用。但我国人均大豆摄入量一直处于低水平,未能得到充分利用。鉴于目前已能生产蛋白质含量较高的
18、大豆分离蛋白,其中含有异黄酮,因此可为新型大豆食品提供营养与保健功能都很高的原料,为丰富食品市场,预防慢性疾病,增加健康体质作出贡献!参考文献1Zhan S and Ho SAm J Clin Nutr, 2005,81:397-4082Anderson JW, et al:New Engl J Med, 1995,333:276-2823Berkow SE, et al Nutr Rev, 2005,63:1-84Adetayo OO and Rotimi E Nutr Rev,2005,63:272-2835Yang G, et al Am J Clin nutr, 2005,81:101
19、2-10176Bhathena SJ & Velasgnez MT Am J Clin Nutr,2002,76:1191-12017Rivas M, et al J Nutr, 2002,132:1900-19028Potter SM Nutrition Today,2000,35:53-609Azuma N, et al J Nutr Sci Vitaminol, 2000,46:23-2910舒亚等 营养学报,2006,28:30731011刘丽等 营养学报,2006,28:31131312辛天蓉 营养学报,2005,27:12612913辛天蓉 营养学报,2006,28:303306传
20、统大豆食品的保健价值及发酵大豆食品抗氧化性研究 2007年6月7日 李里特(中国农业大学教授,北京,100083)一、世界营养学界关注大豆保健功能大豆本身的保健功能已经成为世界医学、食品营养学界关注的热点,世界公认大豆原产中国,中国人食用大豆有五千年以上的历史,而目前世界上生产大豆最多的国家却是美国,可是他们开始大规模种植大豆是1920年前后;大豆产量第二位是巴西,第三位是阿根廷。这两个国家都是在六十年代,联合国为了解决发展中的国家蛋白质营养不足的问题,号召种大豆后才开始试种大豆的。世界大豆种植如此发展迅猛,说明它已经成为全世界最关注的食物。只所以这么多国家对大豆如此重视,主要是对大豆的营养,
21、科学家有了许多新的发现。过去曾经认为大豆蛋白和植物蛋白一样,缺乏某些必须氨基酸,如蛋氨酸等含硫氨基酸,所以氨基酸组成不平衡。所以,长期以来人们低估了大豆蛋白的营养价值。上午顾教授也讲了这个问题,我就不多讲了。总而言之,上个世纪80年代学者按照更科学的营养评价方法对大豆蛋白进行了重新评估。重新评估发现,过去对大豆营养的评估误差主要是过分依赖大鼠的饲喂试验结果,忽视了大鼠对各种氨基酸的需求和人有所差别。1985年科学家发现耗子对蛋氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的需求量要比人类高出50,主要是皮毛和人不同。也就是,哺乳动物中,人类体毛比老鼠等其它动物要少得多,而体毛多的动物,为了经常生长大量体毛的需要,
22、要求食物蛋白的氨基酸组成中含硫氨基酸多一些,过去以此评价大豆的氨基酸组成比例,得出植物蛋白不如动物蛋白的错误结论。后来科学家就采用更科学的方法评价食物蛋白营养,即:用更确切的人体试验来评估蛋白质营养,也就是采用较新的消化率校正后的氨基酸得分(protein digestibility corrected amino acid score,简称PDCAAS)进行评价。结果表明:对于年龄大于一岁的人,大豆蛋白可完全满足人体对各种氨基酸的需求。1985年,世界卫生组织正式认可大豆蛋白质和动物蛋白质的营养价值相同。结论是大豆蛋白如果作为人体唯一蛋白质来源,每日每公斤体重需06g即可满足营养需要。二、大
23、豆营养价值新发现美国1977年Sirtori等研究发现大豆蛋白有降低血液中的胆固醇含量效果。从此大豆蛋白与胆固醇的关系成为研究大豆营养的热点,后来大量研究成果证明了这个结果。1995年科学家Anderson综合分析了38个有关研究,在美国营养学权威杂志发表了综合分析结论。结论就是食用大豆蛋白可以降血脂。Anderson的结论就是坚持食用大豆蛋白可以有效降低血液胆固醇和低密度的脂蛋白。试验证明要发挥这样的保健功能,必须满足每日最低有效摄取量,即所谓阈值,也就是每天每人至少食用25克大豆蛋白,才有以上功效。其实许多人虽然知道了大豆蛋白保健的信息,但没有注意到这个阈值要求,也就是至少食用25克,而且
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