納豆菌的研究和應(yīng)用

1、文章篇號(hào):1007-2764(2003增刊-0028-093納豆菌的研究和應(yīng)用王發(fā)祥 鐘青萍 鐘士清（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院 廣州510642）摘 要：主要介紹了近年來對(duì)納豆菌、納豆以及納豆激酶的一些研究進(jìn)展，并論述了研究和應(yīng)用開發(fā)納豆菌產(chǎn)品的前景和存在的問題。關(guān)鍵詞：納豆菌；納豆；納豆激酶；研究；應(yīng)用納豆菌是納豆的生產(chǎn)菌種，是一組人體有益菌群，在日本已經(jīng)使用了2000多年。納豆菌不僅具有分解蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪等大分子物質(zhì)的性能，使發(fā)酵產(chǎn)品中富含氨基酸、有機(jī)酸、寡聚糖等多種易被人體吸收的成分，而且在納豆中還發(fā)現(xiàn)一些生理活性物質(zhì)而使納豆具有多種保健功能，如溶血栓、抗腫瘤、降血壓、抗菌等作用，

2、還可預(yù)防骨質(zhì)疏松、提高蛋白質(zhì)的消化率、抗氧化等。納豆菌還能分泌各種酶和維生素，從而可促進(jìn)小腸黏膜細(xì)胞的增殖，保證腸功能的正常15。近年來，世界上許多國(guó)家掀起了研究納豆菌的熱潮。除了開發(fā)納豆等多種保健食品外，對(duì)其代謝產(chǎn)物納豆激酶的研究也已成為當(dāng)前一個(gè)重要的研究課題，下面就近年來的有關(guān)納豆菌的研究和應(yīng)用概述如下。 1 納豆菌1905年日本人將產(chǎn)生納豆粘性物質(zhì)的一類菌作為獨(dú)立的納豆菌提出。由于其生理生化等許多性質(zhì)與枯草桿菌相似，因此在bergey 的細(xì)菌學(xué)鑒定手冊(cè)第6版中將納豆菌歸在枯草桿菌中。但是由于用納豆菌以外的枯草桿菌接種蒸煮大豆不能產(chǎn)生納豆特有的粘性物質(zhì)，這是由于僅納豆菌對(duì)生物素具有專一的要

3、求性，因此在納豆菌制造領(lǐng)域仍廣泛使用納豆菌這一名稱。比較納豆菌和枯草桿菌的DNA 堿基組成和堿基排列，發(fā)現(xiàn)兩者之間發(fā)生了形質(zhì)轉(zhuǎn)換和形質(zhì)導(dǎo)入，采用DNA 雜交法也發(fā)現(xiàn)兩者的同源性非常高，說明納豆菌和枯草桿菌是同一種類6。納豆菌是對(duì)人體無病原性的安全菌株，經(jīng)過食用后在腸道生長(zhǎng)，能在腸道生長(zhǎng)幾周，分泌各種酶和維生素，促進(jìn)小腸黏膜細(xì)胞的增殖7。此外，納豆菌還能使腸道酸化而有利于鐵、鈣及維生素D 等的吸收。納豆菌可產(chǎn)生許多抗菌素，如桿菌肽、多粘菌素、2，6吡啶二羧酸等，有抑制沙門氏菌、傷寒菌和痢疾菌等致病菌效果，起到抗菌素的作用，納豆菌還可以清除葡萄球腸毒素。因此，常食納豆有壯體防病功效。在日本民間，納

4、豆已被長(zhǎng)期用于治療痢疾和傷寒等疾病，它對(duì)革蘭氏陰性菌有較大的拮抗性，特別對(duì)傷寒、副傷寒、痢疾等傳染病的作用較為明顯，能有效的抑制一些致病性大腸桿菌的生長(zhǎng)89。 2 納豆納豆是日本傳統(tǒng)的大豆發(fā)酵食品，由納豆菌在一定溫度、濕度下發(fā)酵蒸煮大豆制備而成，距今已有2000多年歷史，民間常以納豆藥食兩用，防治腹脹、腹瀉、水土不服、腸道感染等疾病8。生產(chǎn)納豆的工藝都是將大豆蒸煮后接種納豆菌發(fā)酵而制得，大豆經(jīng)發(fā)酵后，由于細(xì)菌分泌的蛋白酶、肽酶等的作用，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值大大提高。研究表明，每百克納豆中含蛋白質(zhì)31.2g 、脂肪19.9g 、碳水化合物22.8g 、鈣331mg 、鐵13.7mg 8。更為重要的是納豆還含

5、有其他食品所不含有的納豆菌和各種生物酶，如蛋白酶、淀粉酶、脂酶、纖維素酶和脲酶等。因此，將大豆加工成納豆后其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值倍增10。此外，納豆還具有一定的保健功效，有關(guān)納豆?fàn)I養(yǎng)保健功能的研究很多，主要可以概括以下幾個(gè)方面：溶解血栓，防治心腦血管栓塞12，在日本民間，納豆是治療心腦血管疾病的良藥8；抗菌及降解毒素的作用312；防癌、抗癌、阻止動(dòng)脈粥樣硬化3,10,12；助消化、維持胃腸道健康3；防治骨質(zhì)疏松癥312；清除體內(nèi)放射性元素3；降血壓作用3等。納豆的制作工藝分傳統(tǒng)法和工業(yè)法兩種，傳統(tǒng)法依地區(qū)和配方不同而各有差異，工業(yè)法比較統(tǒng)一，鞠洪榮10 對(duì)其主要的4種傳統(tǒng)生產(chǎn)方法及工業(yè)法做了綜述和比較，并

6、對(duì)我國(guó)發(fā)展納豆這項(xiàng)事業(yè)提出了自己93的觀點(diǎn)和展望。 3 納豆激酶納豆激酶（Nattokinase ，NK ）是日本須見洋行于1987年首次從日本傳統(tǒng)大豆發(fā)酵食品納豆中發(fā)現(xiàn)并提取到的一種具有強(qiáng)烈溶栓作用的絲氨酸蛋白酶13，實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)該酶不僅易于提取，溶栓效果好，成本低廉，而且由于它來源于食品，無任何毒副作用14，較目前已開發(fā)研制的一些溶栓藥物（如尿激酶，蚓激酶，t-PA 等）具有獨(dú)特的優(yōu)越性，因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為它極有可能成為新一代抗栓藥物。納豆激酶是類似枯草桿菌蛋白酶的絲氨酸蛋白酶，它是由275個(gè)氨基酸組成的單鏈多肽，不含二硫鍵，分子量依測(cè)定方法不同在2730035000道爾頓不等，根據(jù)氨基酸

7、序列計(jì)算準(zhǔn)確的分子量為27728 6。有關(guān)納豆激酶生化性質(zhì)的研究報(bào)道，在日本已有很多，國(guó)內(nèi)有關(guān)納豆的研究報(bào)道也80以上集中在對(duì)納豆激酶的研究。其成果主要有：培養(yǎng)條件和發(fā)酵工藝優(yōu)化1517，目前報(bào)道的最高產(chǎn)酶量可達(dá)1314.48IU/ml16；分離純化及其酶學(xué)特性等生化性質(zhì)18-20；活性測(cè)定方法，納豆激酶的測(cè)定方法多樣，各有優(yōu)缺點(diǎn)，目前主要有纖維蛋白平板法、纖維蛋白溶解時(shí)間法（CLT ）、四肽底物法、血清板法、酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA ），其中仍然以前兩種最為經(jīng)典21；分子生物學(xué)特性，包括NK 基因的序列、克隆及表達(dá)，NK 分子的結(jié)構(gòu)功能和改造，NK 的生產(chǎn)調(diào)控機(jī)制，NK 與其它枯草桿菌蛋白

8、酶的同源性比較等22。對(duì)納豆激酶的研究時(shí)間尚只有十多年，對(duì)其了解還不是很深入，但隨著人們對(duì)它研究的深入和加強(qiáng)，隨著NK 分子生物學(xué)研究的不斷發(fā)展，基因工程技術(shù)也會(huì)為納豆激酶的研究和工業(yè)化生產(chǎn)提供前所未有的手段和可能，納豆激酶的研究勢(shì)必為開發(fā)新型溶血栓藥物提供一條嶄新的途徑。 4 相關(guān)產(chǎn)品由于納豆菌本身的保健功能和菌株特點(diǎn)，以及納豆對(duì)身體的營(yíng)養(yǎng)保健功效愈來愈得到科學(xué)的證實(shí)，利用納豆菌進(jìn)行相關(guān)的產(chǎn)品開發(fā)已是世界各國(guó)研究的一個(gè)熱點(diǎn)和新課題。納豆作為食品以其豐富的營(yíng)養(yǎng)、多樣的生理調(diào)節(jié)機(jī)能以及神秘的藥效而聞名于世。納豆一直是日本國(guó)民食物構(gòu)成的重要組成部分，據(jù)統(tǒng)計(jì)，自二戰(zhàn)結(jié)束后，日本納豆的消費(fèi)量逐年上升，

9、用于制作納豆的大豆到1998年達(dá)12萬噸。對(duì)納豆進(jìn)行系統(tǒng)研究的部門和科技工作者也在不斷增加，新產(chǎn)品的開94發(fā)和新的成果不斷投向市場(chǎng)10。我國(guó)為大豆的故鄉(xiāng)，而且也已經(jīng)對(duì)納豆進(jìn)行了大量的研究，而且類似納豆的生產(chǎn)技術(shù)流傳各地，但納豆產(chǎn)品尚不多見，所以我們應(yīng)加快納豆在我國(guó)商品化生產(chǎn)的步伐。目前，心血管疾病正日益嚴(yán)重地危害著人們的健康，已成為人類死亡的主要原因之一。因此研制具有溶栓功能的保健食品及新型口服溶栓制劑已成為當(dāng)務(wù)之急。納豆激酶的發(fā)現(xiàn)和研究為解決這一現(xiàn)實(shí)問題提供了新的途徑，而納豆激酶的很多優(yōu)點(diǎn)20也是其成為治療血栓的藥品的前景十分廣闊。微生物酶制劑已是今后酶制劑的方向，目前，我國(guó)一種納豆激酶制劑

10、恩開膠囊的生產(chǎn)已進(jìn)入中試階段23。由于納豆菌具有芽孢，因而能耐鹽耐堿、耐高溫及耐擠壓，在加工過程及通過酸性胃環(huán)境中均能保持高度的穩(wěn)定性。因此納豆菌是微生態(tài)制劑的理想生產(chǎn)菌株。但利用納豆菌生產(chǎn)微生態(tài)制劑，國(guó)內(nèi)已有單位著手研究，但尚未見相關(guān)報(bào)道，而國(guó)外也僅在日本有相關(guān)的研究報(bào)道。胡景柱等人24有把納豆加工成凍干粉的研究，這也是納豆菌產(chǎn)品開發(fā)的新思路。目前，納豆菌在日本已被批準(zhǔn)為健胃藥品上市7。 5 結(jié)束語隨著各國(guó)對(duì)納豆菌研究的不斷深入，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，使對(duì)納豆菌及其納豆激酶等產(chǎn)物的分子改造、修飾以及生產(chǎn)調(diào)控成為可能，相關(guān)的研究和產(chǎn)品也會(huì)不斷出現(xiàn)?？梢韵嘈?，在我國(guó)乃至整個(gè)世界，功能性食品納豆及

11、其納豆菌相關(guān)產(chǎn)品的研究和開發(fā)，市場(chǎng)前景，方興未艾。參考文獻(xiàn)1Sumi H., Hamada H., Tsushima H, et al. A novel fibrinolytic enzyme (nattokinase in the vegetable cheese natto:a typical and popular soybean food in the Japanese diet. Exerientia. 1987,43 (10:1110 2 3 4 5Esaki H., Onozaki H.,Osawa T. Antioxidative activity of fer- mented

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