馬桂芝，王清泉，姜 妍，王 浩，王紹東**

（1.黑河市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，黑龍江 黑河 164300；2.黑龍江省森工總局多種經(jīng)營局農(nóng)業(yè)辦，哈爾濱 150008；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)大豆研究所/大豆生物學(xué)教育部重點(diǎn)實驗室，哈爾濱 150030；4.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，哈爾濱 150030）

眾所周知，大豆起源于中國，古稱菽，作為五谷之一，因其營養(yǎng)均衡全面，是農(nóng)耕民族最重要的蛋白攝取源、中華民族繁衍生息、文明發(fā)展的伴生作物，為全人類的營養(yǎng)健康做出了重要貢獻(xiàn)。但是，隨著我國改革開放的不斷深入，一些不健康的西方飲食文化正逐漸改變著我國年輕一代的生活飲食習(xí)慣，曾幾何時，營養(yǎng)健康的大豆飲食文化漸漸淡出年輕人的視野，過去在青少年人身上鮮見的肥胖癥、糖尿病、高血壓等的生活習(xí)慣病與之俱來，成為影響中華民族健康素質(zhì)提高無法逾越的障礙。

如何改變這種現(xiàn)狀，有必要重新審視大豆種子所含各種成分對人類健康的重要性?，F(xiàn)階段，廣大消費(fèi)者對大豆富含蛋白及脂肪的認(rèn)知程度較高，但是對大豆種子所含的各類維生素、礦物質(zhì)等生理活性物質(zhì)，異黃酮、皂甙等配糖體成分，膳食纖維，7S球蛋白、11S球蛋白、露那辛、含硫氨基酸等蛋白組分，油酸、亞油酸等脂肪酸組分對人體健康的功效，廣大消費(fèi)者的認(rèn)知度還普遍較低。為了提高廣大消費(fèi)者對“大豆種子營養(yǎng)成分對人類健康重要性的認(rèn)知度”，曾出版專著及在各種學(xué)術(shù)會議提出“增強(qiáng)廣大消費(fèi)者的大豆健康功能性認(rèn)知度”問題[1]，效果不佳?，F(xiàn)今借《大豆科技》期刊欄目再次論及此問題，以期引起消費(fèi)者對大豆飲食健康的重視，為增強(qiáng)國民素質(zhì)，促進(jìn)我國大豆全產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展，盡大豆科研工作者綿薄之力。

在這期將首先圍繞“大豆種子維生素與人類健康的關(guān)系”做如下介紹。

1 維生素分類及特征

1.1 維生素分類

維生素是生物生長和代謝所必需的微量有機(jī)物。根據(jù)其溶解特點(diǎn)，可將其分為脂溶性維生素和水溶性維生素2大類。

（1）脂溶性維生素：主要包括Vitamin E（簡稱VE）、類胡蘿卜素（Carotenoids）及Vitamin K（VK1和VK2）3類。大豆與其他禾谷類作物相比較，普通黃大豆種子中，Vitamin E（簡稱VE）的含量較高；Vitamin K（VK）在大豆發(fā)酵食品如納豆中含量較高；在綠子葉大豆或青食毛豆中，Vitamin A（VA）的前體—β-胡蘿卜素（β-Carotene），葉黃素（Lu?tein）等含量較高。

（2）水溶性維生素：主要包括維生素B、C和D 3類。在大豆種子中VB1和VB2含量較高，VD和VC含量很低，但在菜用大豆（毛豆）及大豆芽中VC含量較高，不含有VB12。

1.2 大豆維生素的含量特征

大豆維生素的含量與小麥、玉米等禾谷類作物相比，如表1所示，無論是VA、VE、VK，還是VB的含量，均較禾谷類作物維生素含量高，并且數(shù)倍于禾谷類作物的含量。特別是大豆種子中的VE含量，最高可達(dá)禾谷類作物的20倍以上，堪稱為維生素E的首選供給源。如表2所示，大豆與小豆、毛豆、豌豆、蠶豆等豆科作物相比，維生素含量沒有顯著差異，只是大豆中VA的含量少于豌豆，VK的含量不如小豆和毛豆，VE含量比豌豆、蠶豆高出3倍多，與小豆、毛豆含量相當(dāng)[1]。

2 大豆主要維生素生理活性與功能

2.1 維生素E（VE）生理活性與功能

2.1.1 VE組分構(gòu)成與活性分布

VE，學(xué)名生育酚（Tocopherol）。VE活性的高低，于其分子結(jié)構(gòu)與官能團(tuán)的位置數(shù)量密切相關(guān)，由α-、β-、γ-、δ-生育酚4種同分異構(gòu)體構(gòu)成。根據(jù)甲基官能團(tuán)在芳香環(huán)上的位置和數(shù)量不同，其生物活性亦呈現(xiàn)明顯的差異。其中，α-生育酚的生物活性最高，以α-生育酚的活性為100%計算，β-生育酚活性為30%～50%，γ-生育酚為10%、δ-生育酚僅為2%以下[2]。在抗氧化活性方面，VE可以有效抑制機(jī)體內(nèi)外的不飽和脂肪酸的氧化，抗氧化效果以δ-生育酚最高，抗氧化順序依次為：δ-生育酚＞γ-生育酚＞β-生育酚＞α-生育酚[2]。

在大豆葉片中，α-生育酚的含量能占到總生育酚含量的90%左右。而在成熟黃種皮大豆種子中，γ-生育酚的含量約占總VE的80%～90%。一般，大豆種子中總生育酚的含量在18～35 mg/100g DW。其中，α-生育酚的含量約為1～2 mg/100g DW，γ-生育酚的含量約為15～25 mg/100g DW，δ-生育酚的含量約為2～8 mg/100g DW，β-生育酚的含量很低，約占總VE含量的3%以下，在少量試樣檢測的情況下，幾乎檢測不到β-生育酚的存在。

表1 大豆與禾谷類作物種子維生素構(gòu)成比較[1]

表2 大豆與其他豆科作物種子維生素構(gòu)成比較[1]

表3 主要豆制品維生素含量構(gòu)成比較[1]

大豆種子中VE的含量，易受栽培環(huán)境的溫度、水分等變化的影響，據(jù)Britz和Kremer等在23℃水分充足與干旱和28℃水分充足與干旱栽培條件下的研究表明[3]，高溫和干旱均有利于總VE的積累，特別有利于α-生育酚的積累，而且同一品種在同時滿足高溫和干旱條件下，可使α-生育酚的含量增加2倍左右，可見通過適當(dāng)?shù)脑耘啻胧?，提高總VE特別是α-生育酚的含量是可能的。

2.1.2 VE生理功能

（1）具有清除活性氧自由基等抗氧化作用

活性氧自由基是具有高度化學(xué)活性的一類帶正電荷、負(fù)電荷或者不帶電荷的物質(zhì)，是機(jī)體氧化反應(yīng)中產(chǎn)生的有害化合物，具有強(qiáng)氧化性，可損害機(jī)體的組織和細(xì)胞，進(jìn)而引起慢性疾病及衰老效應(yīng)。清除自由基分為酶和非酶類2種方式，VE作為非酶類清除劑的一種，其抗氧化機(jī)制，主要體現(xiàn)在本身具有產(chǎn)生酚氧基的結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)先同單線態(tài)氧反應(yīng)、被超氧陰離子自由基和羥基自由基氧化等特性，可以阻止和避免自由基對組織細(xì)胞生物膜上多不飽和脂質(zhì)的損傷和攻擊，有效地保護(hù)核酸等生命大分子[3]。

（2）具有抗心、腦血管疾病作用

血液低密度脂蛋白水平高，被氧化的幾率增加，心腦血管疾病發(fā)生的危險性就增加，粥樣動脈硬化發(fā)生的可能性增大。另外，低密度脂蛋白還能破壞巨噬細(xì)胞，致其死亡，死亡的巨噬細(xì)胞，會對其周邊的上皮組織細(xì)胞釋放毒素，從而誘發(fā)心臟疾病[4]。適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充VE，可保護(hù)低密度脂蛋白不被過分氧化，避免血管內(nèi)皮層巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞（Foam cell），穩(wěn)定血管內(nèi)皮細(xì)胞膜，對減少血液中的脂質(zhì)沉積，起到預(yù)防動脈粥樣硬化發(fā)生與發(fā)展的積極作用。VE有很強(qiáng)的脂溶性，細(xì)胞通過其可產(chǎn)生抗氧化防御系統(tǒng)，控制氧源性自由基 ODFR（Oxygen derived freeradival）的水平，達(dá)到保護(hù)大腦血管免受其損傷的功效。

（3）具有防癌、抗衰老作用

VE防癌、抗癌作用，雖然尚未得到廣泛的證實，但多數(shù)研究認(rèn)為，VE是一種存在于生物膜上的脂溶性強(qiáng)抗氧化劑，不但可以保護(hù)維生素A不受氧化破壞，并加強(qiáng)其功效的發(fā)揮，還與其他微量營養(yǎng)成分如VC、Se、Zn等共同構(gòu)成脂質(zhì)過氧化機(jī)體的防御系統(tǒng)，并通過多方面的免疫功能，阻斷化學(xué)致癌物質(zhì)的致癌作用，如其可以通過阻止亞硝酸胺的形成，來保護(hù)DNA分子，提高機(jī)體細(xì)胞的免疫和體液免疫水平，從而抑制某些癌基因的表達(dá)。VE的抗衰老作用，主要體現(xiàn)在可以消除脂褐素（Lipofuscin）在細(xì)胞中的沉積，消除或減少可誘發(fā)死亡的外部因素，改善細(xì)胞的正常功能，減慢組織細(xì)胞的衰老過程，達(dá)到延年益壽的目的。老年病學(xué)者認(rèn)為，衰老的過程，實際上是自由基對核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等生物大分子損傷的積累過程，即VE的抗衰老作用，一定程度上是通過其抗氧化作用實現(xiàn)的[1]。

（4）具有抗不孕不育作用

VE又名生育酚或產(chǎn)妊酚，即抗不育癥是VE的重要生理功能之一。其可以維持生殖器官的正常機(jī)能，對機(jī)體的代謝有良好的影響，促進(jìn)腦垂體前葉促性腺分泌細(xì)胞功能，提高卵巢的質(zhì)量，促進(jìn)卵泡的成熟，使黃體增大，并可抑制孕酮在體內(nèi)的氧化，從而增強(qiáng)孕酮的作用，促進(jìn)精子的形成并能增強(qiáng)其活力。缺乏VE易引起皮膚早衰多皺、胎動不安或流產(chǎn)后不易再懷孕等病癥[1]。

2.2 維生素B（VB）生理活性與功能

2.2.1 B族維生素構(gòu)成與活性分布

如圖1所示，VB是一族作為輔酶參與體內(nèi)糖、蛋白質(zhì)和脂肪代謝的水溶性維生素[5]。其是所有人體組織必不可少的營養(yǎng)素，是食物釋放能量的關(guān)鍵元素。目前，被一致公認(rèn)的B族維生素有9種之多。如表1和表2所示，大豆種子中含有的B族維生素，除VB12不能在植物體內(nèi)合成以外，其他B族維生素的含量均不亞于同科的豆類作物，以及其他禾谷類作物，堪稱為B族維生素的優(yōu)良供給源。據(jù)日本學(xué)者西場洋一等對日本國內(nèi)20個大豆品種的VB1、VB2等含量的調(diào)查顯示[6]，VB1的平均含量為0.71 mg/100g DW，變異系數(shù)（CV）為13.0%，VB2的平均含量為0.23 mg/100g DW，變異系數(shù)（CV）為10.3%，品種之間的差異僅為1.1～1.4倍，與VE含量相比較，變動幅度很小，說明品種間及品種內(nèi)VB含量比較穩(wěn)定，不易受栽培環(huán)境等的影響。

如表2和表3所示，VB1在經(jīng)加熱制成的豆制品中顯示出極易被分解的特性，VB2和VB5在帶有納豆菌菌絲的納豆中，顯示出成倍增加的趨勢。B族維生素的生物學(xué)活性主要體現(xiàn)為：能夠起到共同調(diào)節(jié)新陳代謝，維持皮膚和肌肉的健康，增強(qiáng)免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的功能，促進(jìn)細(xì)胞生長和分裂，促進(jìn)紅血球的產(chǎn)生，預(yù)防貧血癥的發(fā)生等功效[1]。

圖1 B組維生素參與人體內(nèi)新陳代謝過程

2.2.2 大豆中主要B族維生素的生理功能

VB1（硫胺素）：VB1亦稱抗神經(jīng)炎素，有輔酶功能，有助于改善腳氣病和帶狀皰疹；VB1還可以幫助碳水化合物的消化，人體攝入熱量越多，需要的VB1越多，以提供人體活動足夠的能量。

VB2（核黃素）：VB2可以幫助消除口腔、唇、舌的炎癥；促進(jìn)毛發(fā)、皮膚、指甲正常生長；與VB6一起還有助于緩解疲勞及提神醒腦。

VB3（煙酸）：VB3有助于提高消化系統(tǒng)功能，改善腸胃功能障礙和腹瀉癥狀；對降低血液中膽固醇和甘油三酯水平、改善口腔炎、減輕口臭有一定幫助。

VB5（泛酸）：VB5也叫抗壓維生素，因為有助于腎上腺素的產(chǎn)生，從而有效緩解壓力和疲勞。VB5與VC一起食用，還有助于保持肌膚活力，加快愈合傷口。

VB6（吡哆素）：VB6在蛋白質(zhì)的代謝過程中起調(diào)控作用，有助于能量的產(chǎn)生，讓人感覺精力充沛，被稱為提神營養(yǎng)素。VB6缺乏往往與其他B族維生素缺乏相伴隨，其癥狀與VB2缺乏相似，兒童缺乏常表現(xiàn)為煩躁、肌肉抽搐、驚厥等癥狀。

VB9（葉酸）：VB9是一種重要的維生素，與VB12一起有利于血紅細(xì)胞形成，減少貧血。孕婦缺乏VB9會導(dǎo)致胎兒的脊柱裂和無腦畸形。此外，VB9還有助于減少心臟病的發(fā)生。

VB12：促進(jìn)血紅細(xì)胞形成和再生，減少惡性貧血；可以消除煩躁，幫助集中注意力和增強(qiáng)記憶力；有助于兒童生長發(fā)育，增進(jìn)食欲。

2.3 維生素K（VK）

天然維生素K，是一組具有抗出血活性的脂溶性化合物，又稱凝血維生素。常見VK分為VK1、VK2和VK33種，VK1是由苜蓿、菠菜等綠色植物合成的，VK2是由微生物合成的，人體腸道細(xì)菌也可合成維生素K2，VK3與前兩者不同，是由人工合成的水溶性維生素。在大豆種子中，雖然VK含量較低（18 μg/100g DW），但也遠(yuǎn)高于其他禾谷類作物，尤其是在大豆的發(fā)酵品—納豆中，VK含量會顯著增加至600 μg/100g以上（增加30倍）。日本學(xué)者Tsukamoto等研究發(fā)現(xiàn)，用改良納豆菌發(fā)酵的納豆VK含量，可增加至1 719 μg/100g[7]。

2.3.1 VK生理功能

（1）VK能促進(jìn)血液凝固，亦稱凝血維生素。VK是凝血因子γ-羧化酶的輔酶。而其他凝血因子7、9、10的合成也依賴于VK。若人體缺少，凝血時間延長，嚴(yán)重者會流血不止，甚至死亡。對女性來說可減少生理期大量出血，還可防止內(nèi)出血及痔瘡。經(jīng)常流鼻血的人，可以考慮多從食物中攝取VK[8]。

（2）VK還參與骨骼代謝，VK參與合成血清骨鈣素（BGP，VK依賴蛋白質(zhì)），BGP能調(diào)節(jié)骨骼中磷酸鈣的合成。特別對老年人來說，他們的骨密度和維生素K呈正相關(guān)。經(jīng)常攝入大量含維生素K的綠色蔬菜的婦女能有效降低骨折的危險性。

2.4 β-胡蘿卜素（β-Carotene）與葉黃素（Lutein）生理活性與功能

2.4.1 β-胡蘿卜素與葉黃素活性

β-胡蘿卜素，作為維生素A（VA）前體，1分子的β-胡蘿卜素可轉(zhuǎn)化為2分子的VA，VA具有維持人體正常視覺、保持上皮細(xì)胞健全和提高人體免疫力等功能。在植物和藻類中，β-胡蘿卜素常與葉綠素、葉黃素一起存在，與α-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素等統(tǒng)稱為類胡蘿卜素（Carotenoids），可將吸收的光能傳遞給特殊狀態(tài)的葉綠素A，供其轉(zhuǎn)化為光能，與葉黃素等被稱為“天線色素”。在成熟的黃子葉黃種皮大豆中的含量極低，主要存在于大豆綠色葉片、黑種皮綠子葉的野生大豆、黑種皮綠子葉的雙青豆、綠種皮綠子葉的單青豆以及青食為主的菜用大豆（毛豆）中，其含量因品種而異。普通的黃子葉黃種皮大豆葉黃素含量約為0.2～0.6 μg/100mg DW，黑種皮綠子葉野生大豆含量最高可達(dá)3.5 μg/100mg DW，黑種皮綠子葉的雙青豆、綠種皮綠子葉的單青豆以及青食為主的菜用大豆的葉黃素含量也可達(dá)到2.5 μg/100mg DW以上。

2.4.2 β-胡蘿卜素生理功能

β-胡蘿卜素是體內(nèi)維生素A的主要來源[9]，同時還具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗癌、延緩衰老等功效。其生理功能具體如下：

（1）抗氧化功能，利用其分子結(jié)構(gòu)的共軛雙鍵，能有效抵御生物生命代謝過程中產(chǎn)生的自由基對人體蛋白質(zhì)、脂質(zhì)及核酸等的傷害。還能增加歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶的含量，達(dá)到機(jī)體自身抗氧化能力。

（2）免疫調(diào)節(jié)功能，通過增強(qiáng)免疫系統(tǒng)中B細(xì)胞、CD4細(xì)胞的活力，增加免疫細(xì)胞嗜中性白細(xì)胞的數(shù)目，提升機(jī)體免疫防御能力。體外實驗結(jié)果表明，可以增加自然殺傷細(xì)胞NK的數(shù)目，刺激吞噬細(xì)胞的吞噬作用，起到消滅癌細(xì)胞、預(yù)防癌癥的功效。

（3）延緩衰老和抗癌功能，人體的衰老進(jìn)程與抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等息息相關(guān)，上述的抗氧化與免疫調(diào)節(jié)功能，對延緩人體細(xì)胞和機(jī)體衰老起重要作用，同時對癌細(xì)胞產(chǎn)生、啟動、促進(jìn)和發(fā)展，具有很好的抑制作用和抵抗正常細(xì)胞突變致癌的作用。

（4）預(yù)防心腦血管疾病和美容保健功效，有輕微而持續(xù)發(fā)汗的作用，可刺激皮膚的新陳代謝，增進(jìn)血液循環(huán)，從而使皮膚細(xì)嫩光滑，膚色紅潤，對美容健膚有獨(dú)到的作用。

2.4.3 葉黃素的生理功能

葉黃素具有強(qiáng)抗氧化和具有最大的藍(lán)光吸收能力[10]，使其具備以下功效：

（1）保護(hù)視力功能，視神經(jīng)不可再生，葉黃素作為抗氧化劑和光保護(hù)作用，可促進(jìn)視網(wǎng)膜細(xì)胞中視紫質(zhì)（Rhodopsin）的再生，可預(yù)防重度近視及視網(wǎng)膜剝離，并可增進(jìn)視力、保護(hù)視力作用。

（2）抗氧化作用，與β-胡蘿卜素具有同樣的抗氧化作用，通過物理或化學(xué)的淬滅作用，滅活單線態(tài)氧，防止癌癥、動脈硬化及加齡性黃斑變性癥等慢性病的發(fā)生。

（3）降低白內(nèi)障的發(fā)生率，太陽光中的紫外線及藍(lán)光進(jìn)入眼睛會產(chǎn)生大量自由基，導(dǎo)致白內(nèi)障，黃斑區(qū)退化，甚至癌癥。紫外線一般能被眼角膜及晶狀體過濾掉，但藍(lán)光卻可穿透眼球直達(dá)視網(wǎng)膜及黃斑，黃斑中的葉黃素則能過濾掉藍(lán)光，避免藍(lán)光對眼睛的損害。

（4）抗癌作用，多項研究表明葉黃素對乳腺癌、直腸癌、前列腺癌、皮膚癌等多種癌癥具有抑制作用，推測這種作用可能與其具有抗氧化和調(diào)節(jié)人體免疫作用密切相關(guān)。

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