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摘要：大豆皂苷是豆科植物特別是大豆的主要活性成分之一，目前已經(jīng)應(yīng)用到食品、化妝品及藥品各個(gè)領(lǐng)域。目前根據(jù)其苷元結(jié)構(gòu)類(lèi)型，以C-21，C-22及C-29的官能團(tuán)不同，把大豆皂苷歸納為三類(lèi)，分別為A型、B型及Sg-6型。為了便于分析和歸納，本文把大豆皂苷細(xì)分為大豆皂苷A、B、DDMP、E、H、I、J等。因大豆皂苷應(yīng)用廣泛，分離檢測(cè)手段也越來(lái)越多。根據(jù)大豆皂苷定量定性原則為基礎(chǔ)，將分析型檢測(cè)手段分為兩種，一種是分離型檢測(cè)型的定量手段：如包括薄層色譜（ThinLayerChromatography）、高效液相（HighPerformanceLiquidChromatography）、超高壓液相（UltraPerformanceLiquidChromatography）、氣相（GasChromatography）；另一種是基于不進(jìn)行分離的定性分析的檢測(cè)方法：核磁共振技術(shù)（NuclearMagneticResonance）、高速逆流色譜(High-speedCountercurrentChromatography)、質(zhì)譜（MassSpectrometry）、代謝組學(xué)指紋圖譜、免疫方法分析組成。值得注意的是質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)既是重要的定性手段也是常用的定量手段。本文對(duì)大豆皂苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)、檢測(cè)分析方法進(jìn)行了綜述研究，并對(duì)其未來(lái)的應(yīng)用做出了探討。

關(guān)鍵詞：大豆皂苷；化學(xué)結(jié)構(gòu)；檢測(cè)方法

大豆Glycinemax(Linn.)Merr.豆科植物大豆屬大豆。大豆原產(chǎn)地中國(guó)，主要食用大豆的果實(shí)，古代稱(chēng)菽，《詩(shī)經(jīng)》、《史記》、《本草綱目》等皆有記載。《延年秘錄》中記載：“服食大豆，令人長(zhǎng)肌膚、益顏色、填骨髓、加氣力、補(bǔ)虛能”。目前，大豆可以生產(chǎn)各類(lèi)型的加工產(chǎn)品，如豆?jié){、豆腐、豆粉、腐乳、納豆、豆油、飼料級(jí)生物燃料。據(jù)世界糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)大豆產(chǎn)量居世界第三，僅次于玉米和水稻。大豆（包括黑豆、青豆和黃豆）含有豐富的蛋白，油脂和膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也富含一系列的生物活性物質(zhì)，如異黃酮、大豆皂苷、菲汀和多酚等[1~3]。雖然大豆具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和顯著的生物活性，仍有很多人難以食用大豆。因皂苷、多酚和異黃酮等物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生苦澀感，不利于食用[2,4]。目前對(duì)大豆皂苷的藥理活性限于大豆皂苷混合物，很少有大豆皂苷具體結(jié)構(gòu)活性研究的報(bào)道。大豆皂苷粗品具有抗誘變[5]、抗衰老[6]、抗癌[7,8]、降血糖[9]、降血脂[10,11]、抗炎[12,13]、腎素抑制劑[14]、抗凝血[15]和抗病毒[16]等活性。雖大豆皂苷也已部分應(yīng)用于化妝品、食品及藥品行業(yè)，但因大豆皂苷在含量較低，對(duì)照品稀缺，結(jié)構(gòu)性質(zhì)不利于光譜檢測(cè)等因素，造成了無(wú)法工業(yè)化大豆皂苷單體，無(wú)法對(duì)大豆粗皂苷成分進(jìn)行準(zhǔn)確定性與定量分析，無(wú)法明確大豆皂苷結(jié)構(gòu)與其活性之間的關(guān)系等難題，限制了大豆皂苷的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。雖然相關(guān)期刊發(fā)表大豆皂苷的相關(guān)結(jié)構(gòu)及藥理活性的綜述；但存在以下幾點(diǎn)不足之處：1.發(fā)表時(shí)間較早，缺少近期發(fā)現(xiàn)的新型皂苷；2.對(duì)皂苷的具體結(jié)構(gòu)描述較少，無(wú)法判斷皂苷的具體結(jié)構(gòu)；3.尚未對(duì)大豆皂苷的檢測(cè)方法進(jìn)行綜述，無(wú)法為大豆皂苷的定量定性提供參考；4.藥理活性多為大豆粗皂苷，沒(méi)有準(zhǔn)確標(biāo)定大豆各類(lèi)型皂苷結(jié)構(gòu)及含量，無(wú)法闡述其物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，本文對(duì)大豆皂苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)及分析方法進(jìn)行綜述研究，為大豆加工應(yīng)用和皂苷的檢測(cè)提供理論支持；特別是為大豆皂苷的檢測(cè)鑒定提供技術(shù)性參考。

1皂苷構(gòu)型

皂苷多數(shù)可溶于水，因其水溶液震蕩及搖晃后能產(chǎn)生大量持久性肥皂樣泡沫故稱(chēng)之為皂苷，且絕大部分皂苷具有苦澀味。大豆中皂苷含量為0.6%~6.5%，野生大豆含量為2.1%~6.9%，隨著種子萌發(fā)其皂苷含量增加2倍[17,18]。大豆籽粒中不同的部位皂苷含量也有所差異，胚中的含量為1.7%~8.3%，子葉的含量略低于胚為5.0%~6.1%[19]。大豆皂苷為五環(huán)三萜類(lèi)齊墩果烷型皂苷，根據(jù)其苷元結(jié)構(gòu)及連接糖苷結(jié)構(gòu)的不同，大豆皂苷種類(lèi)已過(guò)百種[19~25]。目前根據(jù)其苷元結(jié)構(gòu)類(lèi)型，把大豆皂苷分為A、B、DDMP、E、H、I、J等七類(lèi)。以C-21結(jié)合C-22及C-29的連接官能團(tuán)的類(lèi)型為基礎(chǔ)，可以把上述七類(lèi)皂苷歸納為三類(lèi)，分別為A、B及Sg-6。如圖1所示，大豆皂苷中的糖苷結(jié)構(gòu)有一定的規(guī)律性主要由β-D-半乳糖（Galactose，Gal）、β-D-葡萄糖（Glucose，Glc）、β-D-木糖（Xylose，Xyl）、α-L-鼠李糖（rhamnosemonohydrate，Rha）、α-L-阿拉伯糖（Arabinose，Ara）、β-D-葡萄糖醛酸（Glucuronicacid，GlcUA）及與特定酸形成的糖脂類(lèi)等組成。

1.1大豆皂苷A型

A型大豆皂苷是以大豆皂醇A（3β，21β，22β，24-四羥基-齊墩果烷-12-烯）為母核結(jié)構(gòu)，C-3和C-22同時(shí)結(jié)合糖苷的雙糖鏈型皂苷。目前A型皂苷根據(jù)C-22糖苷的不同分為：Aa系列（Aa，Au，Ae，Ax，Ay及Ag），Ab（Ab，Ac，Af，Ad，Az及Ah）和A0系列（A0-αg，A0-βg，A0-γg，A0-αa，A0-βa，A0-γa）。上述系列的大豆皂苷配基C-22糖苷分別結(jié)合-阿拉伯糖-2,3,4-三乙酰化基-木糖（-Ara-acetylXyl）；-阿拉伯糖-2,3,4-三乙酰化基-葡萄糖及-阿拉伯糖（-Ara）[20]。有學(xué)者從野生大豆分離出三種新型的A型大豆皂苷，由C-29結(jié)合羥甲基取代一個(gè)氫原子形成Hab-αg；由Aa（Ab或A0-αg）C-22位糖苷水解成羥基形成的A-αg；及A-αg的C-29發(fā)生酯化反應(yīng)形成乙酰基取代的KA-αg[24,25]。

1.2大豆皂苷B型

B型大豆皂苷是以大豆皂醇B（3β，22β，24-三羥基-齊墩果烷-12-烯）為母核結(jié)構(gòu)，C-3結(jié)合糖苷的單糖鏈型皂苷。目前根據(jù)C-22的官能團(tuán)的不同主要分為：DDMP型（αg，βg，γg，αa，βa，γa），B型（Ba，Bb，Bb’，Bx，Bc，Bc’），和E型皂苷（Bd，Be，Be’，Bf，Bg，Bg’）。DDMP型大豆皂苷較為特殊，是在大豆皂醇B配基上，C-22結(jié)合一個(gè)DDMP環(huán)（2,3-二氫-2,5-二羥基-6-甲基-4氫-吡喃-4-酮）；此外，C-22結(jié)合羥基為典型的B類(lèi)皂苷，羥基氧化成酮為E類(lèi)皂苷。DDMP型皂苷被認(rèn)為是大豆中皂苷的原始形態(tài)，對(duì)提取條件比較苛刻，在Fe3+存在的情況下，極易被氧化成B型或E型皂苷[26]。此外，大豆B型皂苷中還含有常見(jiàn)的大豆皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ。

1.3大豆皂苷Sg-6型

Sg-6型皂苷首次從野生大豆中分離，因此類(lèi)型皂苷形成與大豆植株內(nèi)的Sg-6基因表達(dá)有關(guān)，故稱(chēng)Sg-6型蛋白[27,28]。這類(lèi)皂苷的特點(diǎn)為C-22的直接成為酮，C-29具有明顯取代，29位碳甲基連接到20位碳；以C-20甲基被羥甲基（CH2OH-）、甲酸（-COOH）、丙二酸（-CH2OOCCOOH）取代形成H（H-αg，H-βg，H-γg，H-αa，H-βa，H-γa）、I(I-αg，I-βg，I-γg，I-αa，I-βa，I-γa)、J(J-αg，J-βg，J-γg，J-αa，J-βa，J-γa)型皂苷；也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)C-20位會(huì)被甲酯（CH3COO-）取代。Sg-6型皂苷含量很低，因?yàn)椴⒎撬械囊吧痛蠖苟己蠸g-6基因，研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)野生型大豆中有17.6%、韓國(guó)有10.0%、而日本僅有1.0%能夠檢測(cè)到大豆皂苷Sg-6存在[28]。

2檢測(cè)方法

根據(jù)大豆皂苷定量定性原則為基礎(chǔ)，將分析型檢測(cè)手段分為兩種。一種是分離型檢測(cè)型的定量手段：如包括薄層色譜（ThinLayerChromatography）、高效液相(HighPerformanceLiquidChromatography)、超高壓液相（UltraPerformanceLiquidChromatography），氣相（GasChromatography）；另一種是基于不進(jìn)行分離的定性分析的檢測(cè)方法：核磁共振技術(shù)（NuclearMagneticResonance）、高速逆流色譜(High-speedCountercurrentChromatography)、質(zhì)譜（MassSpectrometry）、代謝組學(xué)指紋圖譜、免疫方法分析組成。值得注意的是質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)即是重要的定性手段也是常用的定量手段。

2.1薄層色譜（TLC）

薄層色譜是基本的色譜技術(shù)，因其具有操作簡(jiǎn)便，通用性強(qiáng)，分離速度快及成本低廉等特點(diǎn)；至今仍是鑒別與快速分析的首要選擇，也是我國(guó)藥典一部中最常用的方法。早期關(guān)于大豆皂苷的分析分離鑒定都是利用薄層色譜法[19~22]。利用薄層色譜可判斷大豆醬在發(fā)酵過(guò)程中各類(lèi)皂苷的種類(lèi)及其含量變化，以判斷和發(fā)掘新的作物品種與皂苷類(lèi)型[28,29,30]。

2.2高效液相（HPLC）和超高壓液相方法（UPLC）

HPLC作為一種通用性分析儀器，常常配合不同的檢測(cè)器以完成檢測(cè)任務(wù)；這些檢測(cè)器包括紫外檢測(cè)器（UV）、二極管陣列檢測(cè)器（DAD）、蒸發(fā)光散檢測(cè)器（ELSD）、荷電氣溶膠檢測(cè)器（CAD）、脈沖安培檢測(cè)器（PAD）以及質(zhì)譜（MS）。因MS檢測(cè)器較為特殊，會(huì)單獨(dú)一節(jié)討論。UV和DAD檢測(cè)器由于其性?xún)r(jià)比較高，現(xiàn)已成為HPLC的標(biāo)配。由于大豆皂苷缺少發(fā)色團(tuán)，僅能夠末端吸收，大多數(shù)檢測(cè)波長(zhǎng)僅限201~205nm。在此波長(zhǎng)下極易產(chǎn)生噪音并造成基線(xiàn)的不穩(wěn)，因此大部分圖譜結(jié)果僅可用于定性和分離[20~22,31]。隨著HPLC系統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng)及分析柱填料的改進(jìn)，HPLC-UV檢測(cè)器也用于皂苷類(lèi)成分的檢測(cè)。Hubert利用HPLC-UV分析了不同材料大豆子葉和胚中B類(lèi)大豆皂苷含量[32]。DAD檢測(cè)器同時(shí)產(chǎn)生幾個(gè)波長(zhǎng)對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)分析，增加了分析結(jié)果的可靠性，但相對(duì)于單一波長(zhǎng)的UV靈敏度略有下降，主要組方中多種有效成分的含量測(cè)定[34]。ELSD主要用于非揮發(fā)性成分。因其克服了由于紫外檢測(cè)器對(duì)溶劑系統(tǒng)的吸收，即使是梯度洗脫，輸出的基線(xiàn)依然穩(wěn)定。Lin利用HPLC-ELSD，建立了檢測(cè)大豆中主要大豆皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ含量的提取方法和檢測(cè)條件[34]。通過(guò)利用HPLC-ELSD還可以測(cè)定大豆樣品中大豆皂苷的總量[35]。DAD也用于皂苷類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)。這種檢測(cè)器在對(duì)皂苷類(lèi)的檢測(cè)與分析展現(xiàn)出重要的應(yīng)用價(jià)值，如人參[36]。但在大豆皂苷的檢測(cè)中應(yīng)用較少。UPLC是HPLC系統(tǒng)的升級(jí)版，具備分析時(shí)間短，分離效果好的特點(diǎn)。往往用于樣品的快速檢測(cè)與分析。選用HPLC和UPLC兩種分析系統(tǒng)同時(shí)測(cè)定血栓通注射液中5種皂苷成分，UPLC分析過(guò)程僅需要15min，而HPLC則需要80min[37]。

2.3氣相色譜（GC）

氣相色譜法具有無(wú)有機(jī)溶劑、高分離效率和分析時(shí)間短等特點(diǎn)，皂苷水解后的苷元可以利用GC法進(jìn)行分析[38]。然而GC往往用于易揮發(fā)樣品的研究，這便限制了GC對(duì)皂苷類(lèi)化合物的應(yīng)用。

2.4質(zhì)譜（MS）

隨著聯(lián)用關(guān)鍵技術(shù)和質(zhì)譜檢測(cè)器的不斷發(fā)展，現(xiàn)已是各類(lèi)成分定性定量檢測(cè)分析的重要手段；MS直接針對(duì)分析物質(zhì)的荷質(zhì)比，具有目的性強(qiáng)，特別適應(yīng)對(duì)皂苷這種無(wú)特定紫外吸收、難揮發(fā)的物質(zhì)。MS主要作為一種檢測(cè)器多與HPLC、UPLC、GC等分離系統(tǒng)聯(lián)用聯(lián)用。質(zhì)譜與分離系統(tǒng)的聯(lián)用，便伴隨著溶劑祛除和分析物離子化的進(jìn)行。電子噴霧電離源（ESI）及電子轟擊電離源（EI）是常用離子源；三重四級(jí)桿(QtQ)，及飛行時(shí)間檢測(cè)器（TOF）是常用檢測(cè)器。多重串聯(lián)色譜（MS/MS、MSn）聯(lián)用技術(shù)也越來(lái)越多的應(yīng)用于檢測(cè)分析領(lǐng)域，串聯(lián)不同的類(lèi)型的MS，可獲得更詳細(xì)的離子峰信息。Krishnamurthy等人利用HPLC-ESI-MS(Q)發(fā)現(xiàn)發(fā)芽后野生大豆中的皂苷含量是發(fā)芽前含量的1.5倍，并可同時(shí)檢測(cè)出各類(lèi)型大豆皂苷的含量[28]。利用HPLC-ESI-MS/MS能夠準(zhǔn)確快速的提供糖苷類(lèi)化合物的分子量和糖苷部分的有益信息，可以探究出大豆皂苷的質(zhì)譜的裂解規(guī)律[38]。脫脂后的大豆可以采用乙醇提取，正丁醇萃取，乙酸乙酯沉淀的方法及大孔樹(shù)脂洗脫，獲得粗皂苷提取物，進(jìn)而利用HPLC-APCI-MS來(lái)鑒定粗皂苷類(lèi)型及含量[39,40]。TOF因具有高分辨率、測(cè)量范圍大等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)于對(duì)未知化合物的結(jié)構(gòu)鑒定也適應(yīng)于皂苷類(lèi)化合物的代謝研究。大豆皂苷在人體腸道細(xì)菌作用下會(huì)逐步水解糖鏈形成苷元[41]。Chitisankul利用HPLC-MS/MS探究了，在制備豆?jié){時(shí)，大豆中的DDMP類(lèi)皂苷會(huì)因大豆酚的作用而被降解[42]。關(guān)于大豆皂苷的生物轉(zhuǎn)化、水解作用等研究等會(huì)利用MS進(jìn)行分析檢測(cè)[43,44]。

2.5高速逆流色譜（HCCC）

HCCC是一種液-液色譜分離技術(shù)，具有無(wú)可逆吸附，無(wú)樣品損失、無(wú)試劑污染、可快速和大制備量分離等優(yōu)點(diǎn)，常常用于標(biāo)準(zhǔn)品的制備。黃等采用高速逆流色譜結(jié)合制備型高效液相色譜法分離制備了大量的大豆皂苷單體[45]。

2.6核磁（NMR）

核磁共振技術(shù)（NuclearMagneticResonance，NMR）在最終鑒定人參皂苷單體強(qiáng)有力的定性分析工具，所有皂苷化合物結(jié)構(gòu)的鑒定基本都應(yīng)用到NMR技術(shù)。但是需要樣品純度較高，使用氘代試劑溶劑，目前僅在大豆皂苷結(jié)構(gòu)鑒定中使用[45,46]。

2.7其他檢測(cè)技術(shù)

毛細(xì)管電泳（Capillaryelectrophores）及免疫分析（Immunoassay）也會(huì)用于皂苷類(lèi)化合物的分析。毛細(xì)管電泳技術(shù)是基于物質(zhì)荷質(zhì)比，在毛細(xì)管電解質(zhì)中的移動(dòng)速度不同來(lái)實(shí)現(xiàn)分離的。皂苷類(lèi)物質(zhì)屬中性，不帶電需要特殊場(chǎng)來(lái)完成對(duì)皂苷的分析，如毛細(xì)管膠束電動(dòng)色譜(MEKC)、微乳毛細(xì)管電泳色譜(MEEKC)。免疫分析法是一種可專(zhuān)一結(jié)合目標(biāo)物質(zhì)的定性和定量檢測(cè)方法，目前使用的技術(shù)為酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（ELISA）、免疫印跡法、免疫熒光法。但是此兩種方法在測(cè)定大豆皂苷方面應(yīng)用較少，曾在其他皂苷類(lèi)化合物的檢測(cè)中使用。王等通過(guò)反轉(zhuǎn)遷移膠束來(lái)實(shí)現(xiàn)皂苷的分離和富集，與傳統(tǒng)HPLC相比具有分析時(shí)間段、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)[47]。免疫法可以研究皂苷對(duì)人體作用通路及在植株各部位的分布[48,49]。

3總結(jié)

大豆皂苷是豆科植物特別是大豆中的主要活性成分之一，具有顯著的生物活性，雖有一定的不適口感，仍廣泛應(yīng)用到食品添加劑、保健食品、減肥食品及化妝品等。如要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用大豆皂苷，仍需要解決幾點(diǎn)問(wèn)題：1.大豆皂苷在大豆中的含量較低，目前缺少大豆皂苷相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，如果獲取或制備大豆皂苷則需要培育大豆皂苷含量高的專(zhuān)用品種，以及進(jìn)一步研究大豆皂苷提取，純化技術(shù)；2.目前大豆皂苷的檢測(cè)方法主要利用HPLC-MS聯(lián)用為主，但此儀器價(jià)格較為昂貴不利于推廣，可適當(dāng)選擇HPLC-ELSD手段進(jìn)行分析；3.大豆皂苷的檢測(cè)技術(shù)較為完善，但是在UPLC、免疫分析法的應(yīng)用較少，可對(duì)其分析方法進(jìn)行研究；因此首要任務(wù)是大豆皂苷的制備，及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)品的制備。加大高含量皂苷品種的培育以及大豆廢渣利用，或利用其他豆科植物獲取都是解決此問(wèn)題的途徑。

作者：薛鵬1，趙雷1，鄭星1，張豐香1，任貴興2 單位：1.濰坊醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生與管理學(xué)院，2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所