肠道大豆异黄酮降解菌研究进展
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张 逊, 姚 文, 朱伟云
大豆异黄酮;肠道细菌;降解,张逊,姚文,朱伟云,通讯作者:,摘要,关键词:,0,引言,1.2已经,发现的生理作用,6,参考文献
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张逊, 姚文, 朱伟云,南京农业大学动物科技学院消化道微生物研究室 江苏省南京市 210095
国家重点基础研究发展973项目资助课题, No. 2004CB117500-4
通讯作者: 姚文, 210095, 江苏省南京市, 南京农业大学动物科技学院消化道微生物研究室. yaowen67jp@yahoo.com
电话: 025-84395523
收稿日期: 2005-12-01 接受日期: 2005-12-31
摘要
大豆及其加工制品不仅是人类植物性蛋白食品的主要来源, 更是畜禽饲料蛋白质的首要来源. 目前, 一方面我国是饲料蛋白资源严重短缺的国家, 年大豆需求量的60%以上依赖于进口; 另一方面大豆中的一些抗营养因子和活性物质的存在方式(如以糖甙形式存在的大豆异黄酮)却不利于动物的消化吸收, 难以发挥其调节宿主生理功能的作用. 因此, 对这些抗营养因子进行转化从而提高大豆及其加工制品的营养价值已经成为共识, 尤其是分离筛选针对不同抗营养因子的特异降解细菌日渐受到研究者的关注. 本文综述了大豆异黄酮的种类、化学结构及其在动物生理中的特殊作用, 尤其是肠道细菌在大豆异黄酮代谢中的关键作用以及目前降解大豆异黄酮细菌菌株的分离筛选情况.
关键词: 大豆异黄酮; 肠道细菌; 降解
张逊, 姚文, 朱伟云. 肠道大豆异黄酮降解菌研究进展. 世界华人消化杂志 2006;14(10):973-978
0 引言
哺乳动物的食物中有很多天然成分不能被动物自身消化酶降解, 但却能被其消化道中的微生物利用. 这些成分不仅可以刺激其降解菌的生长, 使其降解菌成为肠道中的优势菌群, 而且其代谢产物还具有多种生物活性, 对哺乳动物的健康和生长有良好的促进作用. 大豆异黄酮就是这类天然活性物质中的一种. 目前, 在人类健康食谱中, 豆制品是不可或缺的组成部分; 而在动物生产上, 大豆及其加工制品是蛋白质饲料的主要来源. 因此研究哺乳动物肠道细菌对大豆异黄酮的降解机制, 筛选高效的大豆异黄酮降解菌, 可以充分发挥大豆中天然大豆异黄酮的保健和促生长功能, 从而提升大豆及大豆制品的经济附加值.
1 大豆异黄酮
1.1 大豆异黄酮的种类和化学结构 大豆异黄酮是大豆及其加工制品中存在的一类异黄酮类植物雌激素(soybean isoflavones)(图1, 表1), 其中含量占优势的是大豆黄酮和染料木素两种. 这些异黄酮类化合物在天然大豆中的主要存在方式为结合了糖基的糖苷大豆异黄酮, 即糖苷大豆黄酮(daidzin)和糖苷染料木素(genistin).
表1 大豆异黄酮的种类和结构
图1 大豆异黄酮苷元和大豆异黄酮糖苷结构式. A: 大豆异黄酮苷元; B: 大豆异黄酮糖苷.
1.2 已经发现的生理作用 在植物中, 糖苷大豆异黄酮是植物吸引固氮菌的信号传递分子[1]. 在哺乳动物体内, 糖苷形式的大豆异黄酮没有生理活性, 而去除糖基配体后形成的大豆黄酮苷元(daidzein)和染料木素苷元(genistein)及其代谢产物均是弱雌激素样活性物质(图2), 当体内雌激素水平较低时他们可以直接与细胞膜上的雌激素受体结合表现出弱雌激素活性, 而当体内雌激素水平较高时则又可以与内源雌激素竞争受体表现出抗雌激素活性[2].
图2 大豆黄酮和17-β雌二醇的结构比较. A: 大豆黄酮; B: 17-β雌二醇.
大豆异黄酮具有多种生物学功能, 从1980年起, 大量医学研究表明, 大豆异黄酮除与雌激素受体结合, 从而有效地预防骨质疏松、乳腺癌、子宫内膜癌外, 还能与雄激素受体结合减少前列腺癌的发生, 并具有抗氧化活性、抗溶血活性和抗真菌活性等[3-5]. 在动物生产上, 国内外大量研究表明大豆异黄酮可以促进雄性动物生长, 增强机体免疫, 改善动物产品品质, 提高生产性能[6-12].
2 大豆异黄酮在哺乳动物体内的代谢
摄入哺乳动物体内的糖苷形式的大豆异黄酮, 不能直接经小肠壁吸收. 有少量的糖苷形式的大豆异黄酮可在小肠中被水解去除糖基, 游离苷元可被小肠吸收. 未吸收的大豆异黄酮可被肠道细菌降解, 高压液相色谱分析结果表明, 极少数的大豆黄酮苷元可以直接被胃肠黏膜吸收, 约5%-20%大豆黄酮苷元受微生物作用开环形成O-脱甲基安哥拉紫檀素(O-demethylangolensin, O-DMA); 约70%的大豆黄酮苷元被微生物还原为双氢大豆黄酮苷元(dihydrodaidzein, DHD), 最后形成稳定的雌马酚(equol)被胃肠黏膜吸收[13-20] ......
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