豆制品中大豆異黃酮的轉化與富集研究進展

摘 要：豆制品是日常生活中極為常見的食品，它們富含大豆異黃酮。這種物質進入人體后會轉化為游離型大豆異黃酮苷元，具有預防骨質疏松、緩解女性更年期綜合征、抗氧化與抗癌等積極效果，因此在食品保健領域具有極為廣闊的應用前景。本文總結了豆制品中大豆異黃酮的轉化與富集方法的研究進展，旨在為大豆異黃酮在食品保健領域中的創新與應用提供堅實的理論參考和技術支持。

關鍵詞：豆制品；大豆異黃酮；轉化；富集

Progress of Transformation and Enrichment of Soybean Isoflavones in Soy Products

GUO Xu， XU Bingchao

（Tianjin Shanhaiguan Bean Products Co.， Ltd.， Tianjin 300380， China）

Abstract： Soy products are extremely common foods in daily life， rich in soy isoflavones. After entering the human body， this substance will be converted into free soy isoflavone glycosides， which have positive effects such as preventing osteoporosis， relieving menopausal syndrome in women， antioxidation， and anti-cancer. Therefore， it has extremely broad application prospects in the field of food and health care. This article summarizes the research progress on the transformation and enrichment methods of soy isoflavones in soy products， aiming to provide solid theoretical reference and technical support for the innovation and application of soy isoflavones in the field of food and health.

Keywords： soy products; soy isoflavones; transformation; enrichment

大豆異黃酮是一種從植物中提取的類雌激素化合物，其結構以3-苯并吡喃為母核，與雌二醇極為相似，能夠激發人體多種機能的活性。目前常見的大豆異黃酮物質主要有兩種形式，分別是結合型大豆異黃酮糖苷與游離型大豆異黃酮苷元。相關研究指出，大豆異黃酮在經由人體消化道時，受腸道內菌群作用會釋放游離型大豆異黃酮苷元，并被小腸上端組織吸收，進而轉化生成雌馬酚等物質。這些物質對于預防骨質疏松與女性更年期綜合征具有顯著效果。此外，它們在一定程度上還具有抗癌作用。豆制品是我國日常飲食中的重要組成部分，其中含有一定量的大豆異黃酮。然而，在傳統豆制品加工過程中，由于受加工工序等因素的影響，可能會導致大豆原料中的大豆異黃酮營養成分出現一定程度的流失。近年來，一些學者研究如何在豆制品加工過程中減少大豆異黃酮的損失，以及提升大豆異黃酮的轉化和富集效率。基于此，本文通過深入分析豆制品中大豆異黃酮轉化和富集方法的相關研究進展，旨在為大豆異黃酮豆制品的創新與發展提供理論參考。

1 豆制品中大豆異黃酮的轉化方法研究進展

1.1 真菌轉化法

真菌轉化法進行大豆異黃酮轉化的原理在于利用真菌的生物轉化作用，將大豆異黃酮轉化成其他的物質。轉化后的產物通常富含多種活性成分，且這些物質的生物活性更高。在轉化過程中，真菌利用其自身的酶系統對大豆異黃酮進行降解和改造，從而產生具有特定生理功能的新化合物。例如，奚佳玉等[1]在研究中重點探討了利用真菌生物發酵轉化大豆異黃酮的可行性。研究人員以豆粕作為基礎實驗材料，并從湖南當地不同茶廠采購的茯茶樣品中分離純化出若干株“金花”菌，經統一編號保存后用于后續研究。實驗結果表明，該方法具有比較出色的大豆異黃酮轉化效率。在實際應用中，該方法對于發酵條件有著比較細致的要求。以豆粕等為代表的發酵底物，添加物以12%最為合適；發酵用金花菌菌株的接種量以8%為最佳；發酵環境溫度以30 ℃為最佳；發酵時間應控制在72 h左右。豆粕屬于食用油加工過程中的副產品，雖然它不能直接作為食用油使用，但豆粕基礎原料與豆制品的基礎原料相同。基于此，該方法在豆制品的大豆異黃酮轉化中也能夠發揮積極效果，對此有待之后研究作具體探討。

1.2 乳酸菌轉化法

乳酸菌轉化法在大豆異黃酮轉化中應用的原理是利用乳酸菌中的β-葡萄糖苷酶來截斷大豆異黃酮分子中的糖苷鍵，從而釋放出游離態的大豆異黃酮苷元。這一過程涉及乳酸菌中的酶對大豆異黃酮結構的特定作用，由此提高轉化生成物質的生物活性。在有關乳酸菌在大豆異黃酮轉化中的應用的現有研究成果中，特別提到了雙歧桿菌與乳酸桿菌。①在有關雙歧桿菌轉化大豆異黃酮的研究中，唐輝等[2]對雙歧桿菌屬的8個不同菌種進行了研究，發現其中的鏈狀雙歧桿菌在生長早期階段就顯示出最高的酶活性，并且在培養7 d后，對大豆苷的水解率能夠達到100%，從而大幅度提升接種底物中的苷元含量。此外，其他學者的研究中還提到，動物雙歧桿菌與長雙歧桿菌能夠促進異黃酮中的丙二酰基、乙酰基與β-葡萄糖苷發生水解，轉化為苷元，從而大幅度提高菌種接種底物中苷元的含量，并將底物中的大量大豆異黃酮轉化為雌馬酚等物質。②在有關乳酸桿菌轉化大豆異黃酮的研究中，董超等[3]研究對比了4種不同的乳酸桿菌與雙歧桿菌對豆奶樣本中異黃酮水解效果的影響。結果顯示，所有菌種都能夠引發大豆異黃酮的顯著水解。其中，乳酸桿菌BB-12在轉化異黃酮方面的效果顯著優于其他菌種。在37 ℃溫度條件下，經過18 h的發酵培養，該菌種樣本中的β-葡萄糖苷酶活性是其他乳酸菌實驗樣本的287倍，酶活性達到20.1 U·mg-1。何繼紅等[4]在研究中發現，使用解淀粉乳桿菌菌株對豆腐黃漿水進行發酵處理，在發酵時間達到36 h時，樣本中的苷元含量可達到37%，染料木素含量也有顯著提升，達到樣本發酵前的35.3倍。并且該研究中還發現，植物乳桿菌相較于其他類型的乳桿菌具有更強的大豆異黃酮轉化能力，而其他學者對此進行的實驗研究結果也進一步驗證了該觀點。此外，部分研究中還提到了其他可應用于大豆異黃酮轉化的乳酸菌種。例如，乳酸乳球菌乳脂亞種、鼠李糖乳桿菌CRL981、植物乳桿菌00144和德氏乳桿菌乳酸亞種等，這些菌種在實驗中也表現出比較理想的大豆異黃酮轉化效果。

1.3 霉菌轉化法

霉菌轉化法在大豆異黃酮轉化中的應用原理是利用霉菌分泌的酶將大豆異黃酮糖苷水解成苷元，然后再進一步代謝成多種具有生物學活性的產物。相關研究探討了霉菌在大豆異黃酮轉化中的應用，重點提及了黑曲霉與米曲霉。關于黑曲霉轉化大豆異黃酮，李參參等[5]的研究中以黑曲霉為發酵菌種進行豆粕發酵實驗，實驗結果顯示，在最理想的狀態下，實驗用豆粕中的大豆苷與染料木苷的轉化率分別能夠達到811.8%與83.6%。在進一步的研究中，研究團隊對黑曲霉β-葡萄糖苷酶水解豆漿的情況進行了觀察研究。結果顯示，加酶量0.005 6 U·mL-1、反應時間1.64 h、反應環境溫度53.8 ℃為最佳的水解條件。在這一條件下，實驗用豆漿中的大豆苷、大豆黃素與染料木素的測定濃度分別達到（39.4±1.4）μg·mL-1、（4.6±0.5）μg·mL-1、（45.8±2.1）μg·mL-1，反映出黑曲霉β-葡萄糖苷酶在引導大豆異黃酮水解方面的積極效果。杜龍[6]的研究具體探討了米曲霉發酵轉化大豆異黃酮的效果。該研究以米曲霉3042作為發酵菌種，實驗結果顯示，在酶活力最高的情況下，大豆異黃酮的轉化率達到90%，而使用米曲霉O3進行大豆異黃酮轉化合成糖苷酶的實驗發現，其酶活性能夠達到388.6 U·mL-1，水平極高。此外，一些學者還使用其他菌種進行實驗研究，實驗中使用的菌種包括犁頭霉、總狀毛霉、少孢根霉等，而研究結果顯示，這些菌種在大豆異黃酮轉化中均展現出比較出色的性能。

1.4 酵母菌轉化法

酵母菌轉化法的原理是利用酵母菌中的酶將大豆異黃酮中的前體物質轉化成生物活性更強的形式。在這一轉化過程中，酵母菌中的酶對大豆異黃酮中的葡萄糖苷進行水解是關鍵步驟。目前在大豆異黃酮轉化相關的研究中，很少有學者對酵母菌轉化大豆異黃酮的效果進行研究。然而，根據現有的大豆異黃酮轉化研究結果不難發現，發酵是大豆異黃酮轉化中不可或缺的一道程序，而酵母菌作為發酵反應中常用的微生物，理論上能夠起到促進大豆異黃酮轉化的效果。基于此，相關學者對酵母菌在大豆異黃酮轉化中的應用效果進行了實驗研究。例如，劉李婷等[7]通過酵母菌轉化大豆異黃酮的實驗發現，在采用前發酵形式進行豆豉中大豆異黃酮發酵轉化時，當發酵環境溫度為52 ℃，氨基酸態氮質量分數在0.79 g/100 g左右，發酵時間為10 d時，豆豉中大豆異黃酮的轉化效果最佳，轉化生成的游離狀態大豆異黃酮含量可達到684.9 μg·g-1，而采用后發酵的形式也能夠達到相似的效果。因此，酵母菌在促進大豆異黃酮轉化方面具有突出的效果。然而，目前相關的實驗研究成果還相對有限，對這一觀點還需要在之后的研究中進一步分析驗證。

1.5 其他方法

目前，有關豆制品中大豆異黃酮轉化方法的研究中，除上述方法以外，一些學者還提出了其他轉化方法。例如，高溫高壓轉化法。這種方法通過對各種豆制品進行高溫與高壓處理，以促進大豆異黃酮轉化。相關實驗表明，在高溫條件下，豆制品中的大豆異黃酮會發生顯著的轉化；而在高壓環境中，這種轉化現象并不明顯。此外，不同豆制品在高溫與高壓環境下的大豆異黃酮轉化表現有較明顯的差異，其研究結果的特異性較為突出。因此，需要在未來對此進行更加深入和全面的研究，以獲得到真正廣泛認同的研究結果。

2 豆制品中大豆異黃酮富集方法研究進展

2.1 凝固劑富集法

凝固劑富集法是通過凝固劑引發豆制品中蛋白質的變性作用，形成蛋白凝膠，從而防止豆制品中大豆異黃酮的流失。不同的凝固劑凝固機理存在差異，因此會影響到大豆異黃酮的富集效果。在凝固劑富集大豆異黃酮的研究中，張日光等[8]觀察了不同凝固劑應用下豆制品中大豆異黃酮的富集效果。結果顯示，使用葡萄糖酸-δ-內酯凝固劑生產的豆腐中大豆異黃酮含量最高，可達到3.04 mg·g-1；而使用石膏鹵水作為凝固劑加工所得的豆腐中大豆異黃酮含量最少，為1.84 mg·g-1。一些學者在研究中對多種鈣鹽、鎂鹽以及葡萄糖酸-δ-內酯等物質在保留大豆中大豆異黃酮的能力進行了對比研究，結果顯示，使用CaSO4作為凝固劑時，大豆制品中的大豆異黃酮含量要遠高于其他兩種實驗中使用的凝固劑。此外，一些學者還在研究中對單一類型凝固劑與多種凝固劑復合使用的效果進行了對比，結果顯示，在多種凝固劑復合使用下的豆制品中，大豆異黃酮的保有量顯著高于使用單一凝固劑制得的豆制品。這說明多種凝固劑的復合使用能夠進一步提升豆制品中大豆異黃酮的富集效果。

2.2 增稠劑富集法

在豆制品加工中，使用增稠劑可以將豆制品中的水分轉化為水凝膠，從而使豆制品內部保留更多的水分。這一方面可以使豆制品具有更加鮮嫩的口感，同時也能夠有效減少豆制品加工過程中營養成分的流失，從而保留更多的大豆異黃酮。在關于使用增稠劑提升豆制品中大豆異黃酮富集效果的研究中，李潔等[9]發現在豆制品加工生產中同步使用復合型的凝固劑與增稠劑能夠讓豆腐中保留更多的水分。研究團隊使用的復合型凝固劑中以葡萄糖酸-δ-內酯為主，增稠劑的主要成分包括海藻酸鈉與明膠。基于這種凝固劑與增稠劑的使用方案，研究中豆腐的產出效率與豆腐中測得的大豆異黃酮含量都明顯高于實驗中對照組制作的樣品。此外，還有學者在研究中通過在豆制品制作中加入不同的食用膠，發現向原料中加入1.25%的卡拉膠能夠大幅提升豆制品的生產效率與豆制品成品中的大豆異黃酮保有量。在確定了卡拉膠的最佳使用比例之后，這些學者在豆制品制作中加入不同量的蛋白酶制劑，觀察到隨著蛋白酶制劑用量的增加，豆制品中的大豆異黃酮含量逐漸降低。基于此，在豆制品加工中可以考慮適當減少蛋白酶制劑的用量。

2.3 乳化凝固劑富集法

乳化凝固劑是一種在豆制品加工中應用的一種新型凝固劑。在實際應用中，該凝固劑通過對鹽類凝固劑溶液進行乳化，形成油包水微粒，從而避免凝固劑在豆制品內部的快速釋放。這種方法有助于提升豆制品中的水分含量，進而提高豆制品中大豆異黃酮的含量。關于乳化凝固劑的作用機理，學者們的認知尚不統一。李秀等[10]的研究中發現，在豆制品內部與外部水相滲透壓不均衡的情況下，豆制品內部的水溶性分子可以穿過水油界面膜進行傳遞，導致水油界面膜膨脹。隨著豆制品內部水溶性物質的持續傳遞，水油界面膜同步膨脹，最終超出臨界值而破裂，膜內物質通過裂口進行釋放，以延緩豆制品中蛋白質的凝固速度。而其他學者的研究則認為，乳化凝固劑中的乳液緩釋機理主要在于其擴散與滲透機制。相關的實驗研究結果顯示，隨時間變化，多重乳液水滴的粒徑與濃度會發生同步變化。基于這一原理，將以油包水乳液、內水相、油相和外水相組成的多重乳液包埋無機鹽MgCl2制作的乳化凝固劑應用于豆制品加工中，制得的豆制品中大豆異黃酮的含量較使用常規凝固劑制得的豆制品有明顯提升。這不僅論證了乳化凝固劑的作用原理，也進一步證實了其大豆異黃酮富集方面的效果。

3 結語

本文全面總結了豆制品加工中大豆異黃酮轉化與富集方法的研究成果。這些具有代表性的研究成果，不僅可以實際指導豆制品加工生產，為提升豆制品的保健效果提供實質性的技術支持，也可以為未來相關課題研究提供更加系統、全面的理論參考，為更科學和先進的研究成果的出現奠定堅實的基礎。

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