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发酵大豆制品的药理作用研究进展

2020-03-03吴易武吴小刚蒋先志白冠辉张志勇余邦伟

广东药科大学学报 2020年5期
关键词:豆豉抗癌自由基

吴易武,吴小刚,蒋先志,白冠辉,张志勇,余邦伟

(1.广东药科大学新药研发中心,国家中医药管理局中药制剂实验室(三级),广东省教育厅现代中药重点实验室,广东 广州 510006; 2.广东正当年生物科技有限公司,广东 广州 511453)

大豆是一种营养非常丰富的天然农作物,含有30%~46%的蛋白质和8种人体必需氨基酸,因此人们常把大豆当作动物性蛋白的替代品。此外,大豆还具有许多植物化学成分。但是大豆制品中存在的某些物质很难被人体摄入吸收,如:难消化的蛋白质、碳水化合物、凝集素、过敏原等。而将大豆进行发酵能很好地解决这些问题,减少上述抗营养因素的负面影响,便于人体吸收。

使用发酵以增强食品的可口性、营养价值、防腐性和药用特性是一种古老的食物加工做法。发酵食品的营养价值和功能特性增强,可能是由于食物在发酵过程中分子发生转化,形成具有生物活性或可生物利用的终产物所致。发酵大豆制品不仅在品质上优于原材料、具有独特风味,更重要的是产生了许多原材料本身不具备的生物活性。本文对近年来发酵大豆制品药理活性的研究进展作一简要综述,为发酵大豆制品的药理作用研究和进一步开发利用夯实基础、提供理论参考。

1 抗氧化作用

抗氧化作用是指抵抗机体氧化反应(如呼吸作用)或环境影响所产生的不稳定物质——自由基的氧化攻击作用。过量的自由基堆积会导致人体衰老、癌症或其他相关疾病的产生,且人体自由基的产生是不可避免的。为了维持平衡、保护机体,机体在产生自由基的同时也会产生一些抗氧化物质,抗氧化物质可以由机体自我合成,也可以从食物中摄取。相关研究表明:许多天然食物中都含有抗氧化物质,发酵大豆制品含有的有效成分如抗氧化肽、类黑精、异黄酮化合物及其酚类化合物均具有抗氧化作用[1],因此发酵大豆制品可以作为天然的抗氧化食品。He等[2]对熟大豆和发酵大豆的甲醇提取物研究表明,枯草芽孢杆菌对大豆的发酵作用增强了大豆的自由基清除活性、还原活性和亚铁离子螯合能力,且发酵大豆的抗氧化活性随着发酵时间和甲醇提取物质量浓度的增加而增加,微生物发酵能显著增强大豆的抗氧化活性。Ahmad等[3]将豆豉与未发酵的大豆相比,发现豆豉具有较高的β-分泌酶抑制、自由基清除能力和亚铁离子螯合能力,豆豉中富含的异黄酮具有较好的抗氧化作用,可用于预防和治疗阿尔兹海默病。Suo等[4]研究了乳杆菌发酵的豆奶(FSM-FLZ)对过氧化氢(H2O2)诱导的猪肾近端小管LLC-PK1细胞氧化损伤的体外自由基清除活性及保护作用,发现FSM-FLZ显著提高了LLC-PK1细胞的活力,减少了H2O2诱导的氧化损伤。此外,FSM-FLZ降低了细胞内活性氧(ROS)水平和脂质过氧化,增加了内源性过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性和mRNA表达。因此,结果表明FSM-FLZ是一种自由基清除剂,通过降低细胞内ROS水平、抑制脂质过氧化、增加抗氧化酶活性,起到抗氧化作用。

2 降血压作用

血管紧张素转化酶(ACE)又称肽基二肽水解酶、激肽酶Ⅱ,是一种可以催化血管紧张素Ⅰ水解为血管紧张素Ⅱ的水解酶,血管紧张素Ⅱ可以使血管收缩,从而起到升高血压的作用;同时ACE还能催化具有降血压作用的缓激肽水解使其失去活性。ACE的这2种生理活性都可以使血压增高;因此,临床上将血管紧张素转化酶作为靶点,抑制其活性从而使血压降低,这是目前治疗高血压病的有效措施之一。近年来,研究者在多种发酵大豆制品中发现了具有抑制ACE活性的活性物质,表明发酵大豆制品具有降血压的药理作用。Wang等[5]研究了毛霉发酵豆豉的物质组成及血管紧张素转换酶抑制活性,结果表明,豆豉发酵过程中蛋白质、脂肪和可溶性多糖的营养价值得到了提高,且ACE抑制活性明显,其ACE抑制活性主要来源于蛋白质水解成分,成熟2周的豆豉ACE抑制活性最高。Wang等[6]采用纳豆芽孢杆菌将豆粕在适宜温度下进行固态发酵,加速蛋白质的水解。用超滤、凝胶层析、反相高效液相色谱等方法对含ACE抑制肽的粗提物进行分离纯化,得到了一种ACE抑制肽,其ACE抑制活性为84.1%,半数抑制浓度(IC50)值为0.022 mg/mL。结果表明,使用纳豆枯草芽孢杆菌固态发酵的豆粕具有良好的治疗和预防高血压的潜力。Li等[7]测定了22种国产酱油膏水提液中血管紧张素转换酶的抑制活性,结果显示所有酱油膏的水提液均表现出ACE抑制活性,其中来自中国北方的6个样品表现出了很强的ACE抑制活性,IC50值小于40.0 μg/mL。从ACE抑制活性最强的样品中分离纯化得到化合物C15H21NO7,它可能是在酱油膏生产过程中美拉德反应产生的苯丙氨酸和葡萄糖的共轭物,为美拉德反应产物对样品ACE抑制活性的贡献提供了支持。结果进一步表明,样品对ACE的抑制作用是多种生物活性物质共同作用的结果,酱油膏是具有降血压作用的功能性食品和ACE活性抑制剂的来源。

3 抗癌、抗肿瘤作用

大豆提取物中的异黄酮和皂苷均具有抗癌、抗肿瘤的药理作用,因此大豆是具有抗癌、抗肿瘤潜力的天然药物[8-10]。研究发现,发酵大豆制品的抗癌、抗肿瘤活性更强于原来的大豆制品。因此近年来不断被作为抗癌、抗肿瘤药物进行研究。Khan等[11]用从韩国泡菜中分离得到的植物乳杆菌DGK-17发酵的大豆提取物(FSE)处理人结肠癌HCT-116细胞,发现FSE能导致HCT-116细胞氨基末端激酶(JNK)活化,进而导致Bax(促进细胞凋亡的基因)活化,Bcl-2(抑制细胞凋亡的基因)下调,减弱线粒体膜电位,释放细胞色素C,进一步激活细胞凋亡蛋白酶使细胞凋亡。结果表明DGK -17发酵大豆种子提取物对人结肠癌HCT-116细胞有凋亡作用,说明DGK-17发酵的大豆种子粉具有抗癌作用。Li等[12]从羊肚菌发酵的豆粕中提取得到3种多糖组分MP-1、MP-3和MP-4,且评估了其对人肝癌细胞系(HepG-2)和人宫颈癌细胞(Hela)体外抗肿瘤活性的影响。结果显示:MP-1、MP-3和MP-4均能在G0/G1期阻断细胞周期进展,诱导HepG-2细胞和Hela细胞凋亡;从发酵豆粕中纯化的多糖可能是一种天然抗癌、抗肿瘤剂的新来源。赵欣等[13]对经过发酵的黄豆制品水豆豉进行理化试验和癌细胞体外试验,结果表明经过48 h发酵的水豆豉的MCF-7细胞的Bcl-2基因均比其他发酵时间的水豆豉的弱,而Bax,caspase3、9基因(促进细胞凋亡的基因)的表达则相反。说明经过48 h发酵的水豆豉对MCF-7细胞的生长具有最强的抑制作用,能起到很好的抗癌作用。

4 降血糖、血脂作用

随着人民生活水平的提高,糖尿病、高脂血症等慢性疾病的发病率也越来越高,不健康的饮食习惯就是导致慢性疾病的主要原因之一。要想预防高血脂、糖尿病等慢性疾病的发生,除了要养成良好的饮食习惯,还需要摄入一些具有预防和治疗慢性疾病作用的食品,而发酵大豆制品就具有很好的降血糖、血脂作用。杜逸枚等[14]通过试验发现大豆发酵制品唐可肽能显著降低Ⅱ型糖尿病大鼠的血糖水平、改善高脂血症,对大鼠的肾脏有一定的保护作用。Chen等[15]从发酵大豆中分离得到一种生物活性成分6-羟基大豆苷元(6-HD),它能促进脂肪细胞的分化、改善胰岛素敏感性、增强葡萄糖摄取,具有治疗糖尿病的潜力。Lee等[16]研究了非发酵豆腐渣和丛毛红曲霉菌发酵的豆腐渣对高脂饲养诱导肥胖小鼠的降脂和抗氧化作用,结果显示:丛毛红曲霉菌发酵的豆腐渣不仅具有抑制腹部脂肪堆积的作用,还可以通过降低血清中胆固醇、肝脏脂质含量来治疗和预防动脉粥样硬化。

5 预防胃损伤

大豆含有丰富的蛋白质、异黄酮、皂苷和磷脂等活性成分,通过发酵能产生更多的活性成分。经常食用含有大豆异黄酮的发酵大豆制品可以明显降低胃部损伤的发生率[17],大豆中的皂苷活性成分也可以有效预防内脏损伤的发生。机体产生胃损伤后通常会出现炎症现象,而大豆蛋白和大豆多肽能显著抑制炎症[18];因此,发酵大豆制品是天然的预防胃损伤的功能性食品。Suo等[19]研究了在不同容器中发酵的水豆豉对盐酸/乙醇诱导的小鼠胃黏膜损伤的治疗效果,发现用玻璃容器发酵的水豆豉处理的胃黏膜损伤小鼠的胃液分泌量和pH值,与雷尼替丁处理的小鼠、正常小鼠接近,胃黏膜损伤明显减轻。Liu等[20]研究了乳酸菌发酵脱脂豆奶对胃黏膜损伤模型大鼠黏膜完整性的影响,发现乳酸菌发酵的脱脂豆奶降低了胃黏膜的损伤指数,可以防止胃损伤。

6 其他药理作用

除上述药理活性外,发酵大豆制品还具有较好的免疫调节作用。大豆制品含有许多具有刺激免疫活性的物质,发酵后因这些活性成分的改变,其免疫调节作用得以增强。Cho等[21]研究了韩国的发酵豆制品,发现清麴酱中的多糖对巨噬细胞RAW264.7具有免疫刺激活性,且清麴酱能显著提高NO和免疫刺激细胞因子(IL-6、IL-12)的水平,显著恢复环磷酰胺诱导的免疫抑制小鼠模型中淋巴细胞增殖下降、自然杀伤细胞活性下降和白细胞计数下降,因此可以作为一种有效的免疫刺激剂。

发酵大豆制品的抗菌作用明显。关于发酵大豆制品抗菌活性的研究有很多,但其抗菌活性成分尚无定论,多数研究认为是其菌株或生物活性肽在发挥作用。Cheng等[22]研究发现,枯草芽孢杆菌E20发酵豆粕产生的抗菌肽(AMPs)对溶藻弧菌和副溶血性弧菌均有较强的抗菌活性。Xu等[23]研究发现,从中国传统发酵大豆制品纳豆中分离得到的枯草芽孢杆菌NT-6,可分泌一种抗菌肽AMPNT-6,对副溶血性弧菌有明显的抑制作用。

7 总结与展望

综上所述,发酵大豆制品不仅风味独特、营养价值丰富,还具有很好的临床应用价值。其抗氧化药理活性能减轻老年人的更年期症状,起到很好的抗衰老作用;降血压、降血糖和降血脂功能,在治疗和预防心血管疾病方面有很好的应用潜力;抗癌、抗肿瘤活性更是当前研究热点,大大开拓了发酵大豆制品的研究前景;此外,预防胃损伤、调节免疫和抗菌作用也十分明显。

发酵大豆制品作为天然的功能性食品,根据发酵条件和发酵菌株的不同,其生物活性成分还有待进一步研究,具有巨大的发展前景。

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