杀菌釜处理对大豆异黄酮和皂苷生物活性转化的影响研究

《Journal of Food Measurement and Characterization》：Effect of retort processing on the conversion of soybean isoflavones and Soyasaponins in flexible pouches

本研究针对大豆食品加工中生物活性成分生物利用度低的问题，系统探讨了杀菌釜处理对大豆异黄酮和皂苷结构转化的影响。研究发现，121.1℃杀菌釜处理显著促进丙二酰异黄酮苷向异黄酮苷（daidzin、genistin、glycitin）以及DDMP结合型皂苷向B组皂苷（soyasaponin I、II、III）的转化（p<0.05），为开发高功能性大豆制品提供了理论依据。

　　

在全球植物基食品浪潮的推动下，大豆（Glycine max (L.) Merr.）作为优质植物蛋白和功能性成分的重要来源，其深加工技术备受关注。然而，大豆中丰富的生物活性成分——异黄酮（isoflavones）和皂苷（soyasaponins）多以难被人体直接吸收的结合形式存在，如丙二酰异黄酮苷（malonyl-isoflavone glycosides）和DDMP结合型皂苷（DDMP-conjugated soyasaponins）。这些成分需经转化才能发挥其抗癌、抗氧化等生理功能。热加工是促进此类转化的关键手段，但传统加工方式对成分转化的系统性研究尚不充分。特别是商用杀菌釜（retort processing）这一确保食品商业无菌的高温高压处理技术，其对大豆生物活性成分转化的影响机制仍有待阐明。

为此，发表于《Journal of Food Measurement and Characterization》的研究通过精准控制杀菌釜工艺，揭示了高温高压处理对大豆异黄酮和皂苷转化的规律。该研究不仅阐明了关键成分的转化路径，更为高生物利用度大豆制品的开发提供了工艺优化依据。

研究采用高效液相色谱-三重四极杆质谱（HPLC-QqQ-MS/MS）技术，对四种处理样品（浸泡大豆SS、杀菌釜处理浸泡大豆RSS、浸泡煮沸大豆SBS、杀菌釜处理浸泡煮沸大豆RSBS）中的异黄酮（包括苷元aglycones和苷类glycosides）及B组皂苷进行定量分析。通过水浸式杀菌釜（ImmersaFlow?）在121.1℃下处理至达到F₀值（标准杀菌强度）为6分钟的灭菌要求，并利用热渗透监测系统（CALsoft? 6）实时记录温度变化，确保工艺可重复性与数据可靠性。

Retort processing time in soybean samples

研究发现，预煮处理可显著缩短杀菌时间。浸泡后煮沸的豆样（RSBS）仅需7分钟即可达到商业无菌要求，较未预煮豆样（RSS）的11分钟缩短36%。这源于煮沸过程促使豆体水分重新分布，提升热传导效率，为减少热敏营养素损失提供了工艺优化方向。

Isoflavone content in soybean samples by retort processing

杀菌釜处理显著促进异黄酮苷的积累。在RSS组中，genistin含量从88.85 μg/g跃升至181.77 μg/g（增幅104.6%），daidzin与glycitin分别增长89.3%和62.8%。类似趋势在RSBS组中得以验证，且genistin转化率仍居首位（55.5%）。这一现象归因于高温高压下丙二酰基团脱落，使丙二酰异黄酮苷转化为更易吸收的异黄酮苷。

然而，异黄酮苷元（如genistein、daidzein）含量未显著增加，甚至因高温高湿环境下的水解反应而略有下降。这表明杀菌釜处理虽能有效生成苷类中间体，但不足以完全裂解糖苷键生成苷元，后续仍需依赖肠道微生物的降解作用提升生物利用度。

Soyasaponin content in soybean samples by retort processing

皂苷转化研究呈现类似规律。RSS组中soyasaponin I含量提升57.2%（从1160.19 μg/g至1823.76 μg/g），soyasaponin II与III增幅均超78%。RSBS组的转化效率进一步放大，soyasaponin I含量激增174.8%，证实预煮与杀菌釜处理的协同效应。该结果印证了DDMP结合型皂苷通过热解转化为B组皂苷（soyasaponin I、II、III）的路径。

值得注意的是，皂苷元soyasapogenol B在所有组别中均处于痕量水平，说明杀菌釜处理未能有效切断皂苷糖基，其最终转化仍需依赖肠道菌群的deglycosylation（去糖基化）作用。

本研究通过精准解析杀菌釜处理对大豆生物活性成分的转化效应，证实该工艺可高效促进异黄酮和皂苷向生物可利用中间体的转化。尽管未能直接生成苷元，但中间体（异黄酮苷与B组皂苷）的生物可及性（bioaccessibility）显著高于其前体物质，为开发高功能性大豆制品奠定了理论基础。未来研究需结合体外消化模型与动物实验，进一步验证这些中间体在体内的实际吸收效率，以推动大豆食品从“营养源”向“功能载体”的升级。