大豆种子成分与人类健康（一）——大豆种子维生素与人类健康*

马桂芝，王清泉，姜 妍，王 浩，王绍东**

（1.黑河市农业技术推广总站，黑龙江 黑河 164300；2.黑龙江省森工总局多种经营局农业办，哈尔滨 150008；3.东北农业大学大豆研究所/大豆生物学教育部重点实验室，哈尔滨 150030；4.东北农业大学生命科学学院，哈尔滨 150030）

众所周知，大豆起源于中国，古称菽，作为五谷之一，因其营养均衡全面，是农耕民族最重要的蛋白摄取源、中华民族繁衍生息、文明发展的伴生作物，为全人类的营养健康做出了重要贡献。但是，随着我国改革开放的不断深入，一些不健康的西方饮食文化正逐渐改变着我国年轻一代的生活饮食习惯，曾几何时，营养健康的大豆饮食文化渐渐淡出年轻人的视野，过去在青少年人身上鲜见的肥胖症、糖尿病、高血压等的生活习惯病与之俱来，成为影响中华民族健康素质提高无法逾越的障碍。

如何改变这种现状，有必要重新审视大豆种子所含各种成分对人类健康的重要性。现阶段，广大消费者对大豆富含蛋白及脂肪的认知程度较高，但是对大豆种子所含的各类维生素、矿物质等生理活性物质，异黄酮、皂甙等配糖体成分，膳食纤维，7S球蛋白、11S球蛋白、露那辛、含硫氨基酸等蛋白组分，油酸、亚油酸等脂肪酸组分对人体健康的功效，广大消费者的认知度还普遍较低。为了提高广大消费者对“大豆种子营养成分对人类健康重要性的认知度”，曾出版专著及在各种学术会议提出“增强广大消费者的大豆健康功能性认知度”问题[1]，效果不佳。现今借《大豆科技》期刊栏目再次论及此问题，以期引起消费者对大豆饮食健康的重视，为增强国民素质，促进我国大豆全产业链的健康发展，尽大豆科研工作者绵薄之力。

在这期将首先围绕“大豆种子维生素与人类健康的关系”做如下介绍。

1 维生素分类及特征

1.1 维生素分类

维生素是生物生长和代谢所必需的微量有机物。根据其溶解特点，可将其分为脂溶性维生素和水溶性维生素2大类。

（1）脂溶性维生素：主要包括Vitamin E（简称VE）、类胡萝卜素（Carotenoids）及Vitamin K（VK1和VK2）3类。大豆与其他禾谷类作物相比较，普通黄大豆种子中，Vitamin E（简称VE）的含量较高；Vitamin K（VK）在大豆发酵食品如纳豆中含量较高；在绿子叶大豆或青食毛豆中，Vitamin A（VA）的前体—β-胡萝卜素（β-Carotene），叶黄素（Lu⁃tein）等含量较高。

（2）水溶性维生素：主要包括维生素B、C和D 3类。在大豆种子中VB1和VB2含量较高，VD和VC含量很低，但在菜用大豆（毛豆）及大豆芽中VC含量较高，不含有VB12。

1.2 大豆维生素的含量特征

大豆维生素的含量与小麦、玉米等禾谷类作物相比，如表1所示，无论是VA、VE、VK，还是VB的含量，均较禾谷类作物维生素含量高，并且数倍于禾谷类作物的含量。特别是大豆种子中的VE含量，最高可达禾谷类作物的20倍以上，堪称为维生素E的首选供给源。如表2所示，大豆与小豆、毛豆、豌豆、蚕豆等豆科作物相比，维生素含量没有显著差异，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、蚕豆高出3倍多，与小豆、毛豆含量相当[1]。

2 大豆主要维生素生理活性与功能

2.1 维生素E（VE）生理活性与功能

2.1.1 VE组分构成与活性分布

VE，学名生育酚（Tocopherol）。VE活性的高低，于其分子结构与官能团的位置数量密切相关，由α-、β-、γ-、δ-生育酚4种同分异构体构成。根据甲基官能团在芳香环上的位置和数量不同，其生物活性亦呈现明显的差异。其中，α-生育酚的生物活性最高，以α-生育酚的活性为100%计算，β-生育酚活性为30%～50%，γ-生育酚为10%、δ-生育酚仅为2%以下[2]。在抗氧化活性方面，VE可以有效抑制机体内外的不饱和脂肪酸的氧化，抗氧化效果以δ-生育酚最高，抗氧化顺序依次为：δ-生育酚＞γ-生育酚＞β-生育酚＞α-生育酚[2]。

在大豆叶片中，α-生育酚的含量能占到总生育酚含量的90%左右。而在成熟黄种皮大豆种子中，γ-生育酚的含量约占总VE的80%～90%。一般，大豆种子中总生育酚的含量在18～35 mg/100g DW。其中，α-生育酚的含量约为1～2 mg/100g DW，γ-生育酚的含量约为15～25 mg/100g DW，δ-生育酚的含量约为2～8 mg/100g DW，β-生育酚的含量很低，约占总VE含量的3%以下，在少量试样检测的情况下，几乎检测不到β-生育酚的存在。

表1 大豆与禾谷类作物种子维生素构成比较[1]

表2 大豆与其他豆科作物种子维生素构成比较[1]

表3 主要豆制品维生素含量构成比较[1]

大豆种子中VE的含量，易受栽培环境的温度、水分等变化的影响，据Britz和Kremer等在23℃水分充足与干旱和28℃水分充足与干旱栽培条件下的研究表明[3]，高温和干旱均有利于总VE的积累，特别有利于α-生育酚的积累，而且同一品种在同时满足高温和干旱条件下，可使α-生育酚的含量增加2倍左右，可见通过适当的栽培措施，提高总VE特别是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学活性的一类带正电荷、负电荷或者不带电荷的物质，是机体氧化反应中产生的有害化合物，具有强氧化性，可损害机体的组织和细胞，进而引起慢性疾病及衰老效应。清除自由基分为酶和非酶类2种方式，VE作为非酶类清除剂的一种，其抗氧化机制，主要体现在本身具有产生酚氧基的结构，具有优先同单线态氧反应、被超氧阴离子自由基和羟基自由基氧化等特性，可以阻止和避免自由基对组织细胞生物膜上多不饱和脂质的损伤和攻击，有效地保护核酸等生命大分子[3]。

（2）具有抗心、脑血管疾病作用

血液低密度脂蛋白水平高，被氧化的几率增加，心脑血管疾病发生的危险性就增加，粥样动脉硬化发生的可能性增大。另外，低密度脂蛋白还能破坏巨噬细胞，致其死亡，死亡的巨噬细胞，会对其周边的上皮组织细胞释放毒素，从而诱发心脏疾病[4]。适当地补充VE，可保护低密度脂蛋白不被过分氧化，避免血管内皮层巨噬细胞转化为泡沫细胞（Foam cell），稳定血管内皮细胞膜，对减少血液中的脂质沉积，起到预防动脉粥样硬化发生与发展的积极作用。VE有很强的脂溶性，细胞通过其可产生抗氧化防御系统，控制氧源性自由基 ODFR（Oxygen derived freeradival）的水平，达到保护大脑血管免受其损伤的功效。

（3）具有防癌、抗衰老作用

VE防癌、抗癌作用，虽然尚未得到广泛的证实，但多数研究认为，VE是一种存在于生物膜上的脂溶性强抗氧化剂，不但可以保护维生素A不受氧化破坏，并加强其功效的发挥，还与其他微量营养成分如VC、Se、Zn等共同构成脂质过氧化机体的防御系统，并通过多方面的免疫功能，阻断化学致癌物质的致癌作用，如其可以通过阻止亚硝酸胺的形成，来保护DNA分子，提高机体细胞的免疫和体液免疫水平，从而抑制某些癌基因的表达。VE的抗衰老作用，主要体现在可以消除脂褐素（Lipofuscin）在细胞中的沉积，消除或减少可诱发死亡的外部因素，改善细胞的正常功能，减慢组织细胞的衰老过程，达到延年益寿的目的。老年病学者认为，衰老的过程，实际上是自由基对核酸、蛋白质、脂质等生物大分子损伤的积累过程，即VE的抗衰老作用，一定程度上是通过其抗氧化作用实现的[1]。

（4）具有抗不孕不育作用

VE又名生育酚或产妊酚，即抗不育症是VE的重要生理功能之一。其可以维持生殖器官的正常机能，对机体的代谢有良好的影响，促进脑垂体前叶促性腺分泌细胞功能，提高卵巢的质量，促进卵泡的成熟，使黄体增大，并可抑制孕酮在体内的氧化，从而增强孕酮的作用，促进精子的形成并能增强其活力。缺乏VE易引起皮肤早衰多皱、胎动不安或流产后不易再怀孕等病症[1]。

2.2 维生素B（VB）生理活性与功能

2.2.1 B族维生素构成与活性分布

如图1所示，VB是一族作为辅酶参与体内糖、蛋白质和脂肪代谢的水溶性维生素[5]。其是所有人体组织必不可少的营养素，是食物释放能量的关键元素。目前，被一致公认的B族维生素有9种之多。如表1和表2所示，大豆种子中含有的B族维生素，除VB12不能在植物体内合成以外，其他B族维生素的含量均不亚于同科的豆类作物，以及其他禾谷类作物，堪称为B族维生素的优良供给源。据日本学者西場洋一等对日本国内20个大豆品种的VB1、VB2等含量的调查显示[6]，VB1的平均含量为0.71 mg/100g DW，变异系数（CV）为13.0%，VB2的平均含量为0.23 mg/100g DW，变异系数（CV）为10.3%，品种之间的差异仅为1.1～1.4倍，与VE含量相比较，变动幅度很小，说明品种间及品种内VB含量比较稳定，不易受栽培环境等的影响。

如表2和表3所示，VB1在经加热制成的豆制品中显示出极易被分解的特性，VB2和VB5在带有纳豆菌菌丝的纳豆中，显示出成倍增加的趋势。B族维生素的生物学活性主要体现为：能够起到共同调节新陈代谢，维持皮肤和肌肉的健康，增强免疫系统和神经系统的功能，促进细胞生长和分裂，促进红血球的产生，预防贫血症的发生等功效[1]。

图1 B组维生素参与人体内新陈代谢过程

2.2.2 大豆中主要B族维生素的生理功能

VB1（硫胺素）：VB1亦称抗神经炎素，有辅酶功能，有助于改善脚气病和带状疱疹；VB1还可以帮助碳水化合物的消化，人体摄入热量越多，需要的VB1越多，以提供人体活动足够的能量。

VB2（核黄素）：VB2可以帮助消除口腔、唇、舌的炎症；促进毛发、皮肤、指甲正常生长；与VB6一起还有助于缓解疲劳及提神醒脑。

VB3（烟酸）：VB3有助于提高消化系统功能，改善肠胃功能障碍和腹泻症状；对降低血液中胆固醇和甘油三酯水平、改善口腔炎、减轻口臭有一定帮助。

VB5（泛酸）：VB5也叫抗压维生素，因为有助于肾上腺素的产生，从而有效缓解压力和疲劳。VB5与VC一起食用，还有助于保持肌肤活力，加快愈合伤口。

VB6（吡哆素）：VB6在蛋白质的代谢过程中起调控作用，有助于能量的产生，让人感觉精力充沛，被称为提神营养素。VB6缺乏往往与其他B族维生素缺乏相伴随，其症状与VB2缺乏相似，儿童缺乏常表现为烦躁、肌肉抽搐、惊厥等症状。

VB9（叶酸）：VB9是一种重要的维生素，与VB12一起有利于血红细胞形成，减少贫血。孕妇缺乏VB9会导致胎儿的脊柱裂和无脑畸形。此外，VB9还有助于减少心脏病的发生。

VB12：促进血红细胞形成和再生，减少恶性贫血；可以消除烦躁，帮助集中注意力和增强记忆力；有助于儿童生长发育，增进食欲。

2.3 维生素K（VK）

天然维生素K，是一组具有抗出血活性的脂溶性化合物，又称凝血维生素。常见VK分为VK1、VK2和VK33种，VK1是由苜蓿、菠菜等绿色植物合成的，VK2是由微生物合成的，人体肠道细菌也可合成维生素K2，VK3与前两者不同，是由人工合成的水溶性维生素。在大豆种子中，虽然VK含量较低（18 μg/100g DW），但也远高于其他禾谷类作物，尤其是在大豆的发酵品—纳豆中，VK含量会显著增加至600 μg/100g以上（增加30倍）。日本学者Tsukamoto等研究发现，用改良纳豆菌发酵的纳豆VK含量，可增加至1 719 μg/100g[7]。

2.3.1 VK生理功能

（1）VK能促进血液凝固，亦称凝血维生素。VK是凝血因子γ-羧化酶的辅酶。而其他凝血因子7、9、10的合成也依赖于VK。若人体缺少，凝血时间延长，严重者会流血不止，甚至死亡。对女性来说可减少生理期大量出血，还可防止内出血及痔疮。经常流鼻血的人，可以考虑多从食物中摄取VK[8]。

（2）VK还参与骨骼代谢，VK参与合成血清骨钙素（BGP，VK依赖蛋白质），BGP能调节骨骼中磷酸钙的合成。特别对老年人来说，他们的骨密度和维生素K呈正相关。经常摄入大量含维生素K的绿色蔬菜的妇女能有效降低骨折的危险性。

2.4 β-胡萝卜素（β-Carotene）与叶黄素（Lutein）生理活性与功能

2.4.1 β-胡萝卜素与叶黄素活性

β-胡萝卜素，作为维生素A（VA）前体，1分子的β-胡萝卜素可转化为2分子的VA，VA具有维持人体正常视觉、保持上皮细胞健全和提高人体免疫力等功能。在植物和藻类中，β-胡萝卜素常与叶绿素、叶黄素一起存在，与α-胡萝卜素、γ-胡萝卜素等统称为类胡萝卜素（Carotenoids），可将吸收的光能传递给特殊状态的叶绿素A，供其转化为光能，与叶黄素等被称为“天线色素”。在成熟的黄子叶黄种皮大豆中的含量极低，主要存在于大豆绿色叶片、黑种皮绿子叶的野生大豆、黑种皮绿子叶的双青豆、绿种皮绿子叶的单青豆以及青食为主的菜用大豆（毛豆）中，其含量因品种而异。普通的黄子叶黄种皮大豆叶黄素含量约为0.2～0.6 μg/100mg DW，黑种皮绿子叶野生大豆含量最高可达3.5 μg/100mg DW，黑种皮绿子叶的双青豆、绿种皮绿子叶的单青豆以及青食为主的菜用大豆的叶黄素含量也可达到2.5 μg/100mg DW以上。

2.4.2 β-胡萝卜素生理功能

β-胡萝卜素是体内维生素A的主要来源[9]，同时还具有抗氧化、免疫调节、抗癌、延缓衰老等功效。其生理功能具体如下：

（1）抗氧化功能，利用其分子结构的共轭双键，能有效抵御生物生命代谢过程中产生的自由基对人体蛋白质、脂质及核酸等的伤害。还能增加歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的含量，达到机体自身抗氧化能力。

（2）免疫调节功能，通过增强免疫系统中B细胞、CD4细胞的活力，增加免疫细胞嗜中性白细胞的数目，提升机体免疫防御能力。体外实验结果表明，可以增加自然杀伤细胞NK的数目，刺激吞噬细胞的吞噬作用，起到消灭癌细胞、预防癌症的功效。

（3）延缓衰老和抗癌功能，人体的衰老进程与抗氧化、免疫调节等息息相关，上述的抗氧化与免疫调节功能，对延缓人体细胞和机体衰老起重要作用，同时对癌细胞产生、启动、促进和发展，具有很好的抑制作用和抵抗正常细胞突变致癌的作用。

（4）预防心脑血管疾病和美容保健功效，有轻微而持续发汗的作用，可刺激皮肤的新陈代谢，增进血液循环，从而使皮肤细嫩光滑，肤色红润，对美容健肤有独到的作用。

2.4.3 叶黄素的生理功能

叶黄素具有强抗氧化和具有最大的蓝光吸收能力[10]，使其具备以下功效：

（1）保护视力功能，视神经不可再生，叶黄素作为抗氧化剂和光保护作用，可促进视网膜细胞中视紫质（Rhodopsin）的再生，可预防重度近视及视网膜剥离，并可增进视力、保护视力作用。

（2）抗氧化作用，与β-胡萝卜素具有同样的抗氧化作用，通过物理或化学的淬灭作用，灭活单线态氧，防止癌症、动脉硬化及加龄性黄斑变性症等慢性病的发生。

（3）降低白内障的发生率，太阳光中的紫外线及蓝光进入眼睛会产生大量自由基，导致白内障，黄斑区退化，甚至癌症。紫外线一般能被眼角膜及晶状体过滤掉，但蓝光却可穿透眼球直达视网膜及黄斑，黄斑中的叶黄素则能过滤掉蓝光，避免蓝光对眼睛的损害。

（4）抗癌作用，多项研究表明叶黄素对乳腺癌、直肠癌、前列腺癌、皮肤癌等多种癌症具有抑制作用，推测这种作用可能与其具有抗氧化和调节人体免疫作用密切相关。

[1]王绍东,夏正俊.大豆品质生物学与遗传改良[M].北京:科学出版社,2014.

[2]Bramley P M,Elmadfa I,Kafatos A,et al.Vitamin E[J].J.Sci.Food Agric.,2000,80:913-938.

[3]Britz S J,Kremer D F.Warm temperatures or drought during seed maturation increase freeα-tocopherol in seeds of soybean(Gly⁃cine max[L.]Merr.)[J].J.Agric.Food Chem.,2002,50:6058-6063.

[4]李晓东.功能性大豆食品[M].北京:化学工业出版社,2006:93-99.

[5]Anon.B族维生素的生理功能[EB/OL].[2017-11-18].http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3NTk4OTEyOA%3D%3D&idx=5&mid=2651015454&scene=0&sn=7cb-bef76239e6987acae698a50 81a582.

[6]西場洋一,須田郁夫,沖智之,等.国内産大豆のイソフラボン,チアミン,リボフラビン及びトコフェロール含量の変動[J].日本食品科学工学会誌,2007,54:295-303.

[7]Tsukamoto Y,Kasai M,Kakuda H.Construction of a Bacillussub⁃tilis(natto)with high productivity of vitamin K2(menaquinone-7)by analog resistance[J].Biosci.Biotechnol.Biochem.,2001,65:2007-2015.

[8]陈辉.现代营养学[M].北京:化学工业出版社,2005.

[9]Anon.胡萝卜素[EB/OL].[2017-11-22].https://baike.so.com/doc/5411072-5649169.html.

[10]赵治国,周玲.叶黄素的生理功能及应用前景[J].河南预防医学杂志,2008,19(1):70-71.