中国豆豉与日本纳豆功能成分的比较

一 资 源 与 生 卢 中国豆豉与日本纳豆功能成分的比较 宋永生 张炳文 济南大学 济南 250002 豆豉始创于中国，原名“幽菽”。古时称大豆为“菽”， 据 中国化学史 解释，“幽菽”是大豆煮熟后，经过 幽闭发酵而成的意思，后更名为豆豉。据汉刘熙《释名、 释饮食 中说：“豉，嗜也，五味调和，须之而成，乃 可甘嗜，故齐人谓豆豉，声同豆豉也”。豆豉在我国有 着十分悠久的历史，且经久不衰，在唐代外传日本，据 日本真人元开撰写的 唐大和尚东征传 叙述鉴真和尚 东渡所备物资日 “备办海粮。红绿米、苓脂一百石，甜 豉三十石⋯⋯”。 现如今在 日本风行的健康食品纳豆就是从我国传人 的豆豉的孪生姐妹，严格说是我国细菌型豆豉的孪生姐 Tos-Surp制品 (含低聚半乳糖)；美国的Nutraflora制 品 (含低聚果糖)；日本的Panoruo制品 (含低聚异麦芽 糖)等等。功能性低聚糖作为药品辅料、食品添加剂被 广泛地应用到药剂、饮料、酸奶、面包、果酱、香肠、餐 用糖、巧克力等中，在调节制剂的甜度、粘稠度，改善 制品口感，调节制品持水性，控制食品热处理的褐变，增 加食品的保健功能等方面发挥着非常好的作用，功能性 低聚糖的开拓应用显示了非常广阔的空间。 在我国，获得卫生部颁发的保健食品证书的食品中， 含功能性低聚糖的代表食品有娃哈哈AD钙奶饮料 (含低 聚果糖)、天元甘露液 (含低聚果糖)、立健 (含低聚异麦 芽糖)、乐百氏健肠型AD钙奶饮料 (含低聚异麦芽糖)、 豆王神口服液 (含大豆低聚糖)等。功能性低聚糖开发应 用的新品种、新领域也已呈现出了蓬勃向上的势头。 五、功能性低聚糖的开发前景 我国低聚糖开发起步较晚，从20世纪90年代初期 低聚异麦芽糖开始研制以来，现在大豆低聚糖、低聚果 糖、低聚异麦芽糖已有较成熟的商品化生产基地，含功 能性低聚糖的食品、保健品、药品也已琳琅满目。但是， —■l ⋯： l 妹，因为，我国的豆豉可分为霉菌型豆豉和细菌型豆豉 两大类。霉菌型豆豉中有根霉型豆豉、米曲霉型豆豉及 毛霉型豆豉。细菌型豆豉是利用枯草杆菌 (Bacillus subtilis)在较高温度下，繁殖于蒸熟大豆上，借助其较 强的蛋白酶生产出风味独特、具有特异功能的食品，其 最大特点是产生粘性物质，并可拉丝。用于制作纳豆的 纳豆菌也是枯草杆菌属。1905年，尺村发现纳豆上所繁 殖拉丝的枯草杆菌有其特性，提出单独作为一 “种”，命 名为纳豆芽孢杆菌 (B acillus nattosawamura)。但 Smith等研究纳豆芽孢杆菌的生理生化特征后，认为其 生理学性质及其它性质与枯草杆菌相同，伯捷第6 国内原料品种与国外相比还较少。如：同人母乳中的双 歧因子有相似作用的乳酮糖；安全性很高、极少摄入量 即可增加体内双歧杆菌的低聚木椿 具有抗肿瘤作用的 低聚氨基葡萄糖等都还未大批量商品化供应。另外，原 料产品的质量还有待提高，有些产品如蔗糖、糊精等副 产物含量较高，直接影响下游制剂产品的质量、生理活 性和保健功能。 目前，我国功能性低聚糖的制成品与 日本等发达国 家比较数量还较少、品种较单一、涉及的面还不广泛。 从卫生部已批准公布的保健食品来看 ，主要分布在奶 粉、酸奶饮料、口服液等方面。而日本等国添加低聚糖 的食品已达数百种，应用范围包括乳制品：牛奶饮料、 酸奶、奶粉、乳酸菌饮料等；饮料：咖啡、豆奶、茶饮 料、清凉饮料、酒类等；糖果糕点：糖果、布丁、果冻、 糕点、快餐、中西点心等；面包：普通面包、点心面包、 菜肴面包等；其他：保健食品、肉食加工品、水产加工 品、豆制品、饲料工业、酿酒行业等。 所以，我国功能性低聚糖开发应用的市场潜力还很 大，有待于广大科研人员广开思路，并结合本地区实际 开发出更多、更好的、适合人们口味的含功能性低聚糖 的产品。◇ 维普资讯 http://www.cqvip.com 版也将纳豆菌包括于枯草杆菌属内。目前，在国际上还 未把纳豆菌列为独立的菌种，但习惯上仍称之为纳豆杆 菌。日本对纳豆的拉丝物质、酶、噬菌体、遗传学性质 等均进行了深入研究与开发。 一 、 日本纳豆活性成分及保健价值 纳豆的传统制作方法是将精选的黄豆浸泡煮熟，然 后用稻草包扎起来，维持一定的温湿度，培养1～2d。发 酵过程中，豆粒会被一种粘稠状的聚合物所覆盖，这种 粘稠状的物质能拉成细长丝。现已发展成为纯培养接 种、以现代工艺为基础的生产方法。 纳豆的发酵生产一般工艺为：精选的大豆流水 浸泡14h一浸泡大豆蒸煮 (130~c、55min)一蒸煮大豆接 种发酵 (38~c、llh，湿度85％)一发酵纳豆保熟 (5℃、 1d)一成熟纳豆。 (一)纳豆的传统保健价值 日本早在江户时代，纳豆就是一种有名的健康食 品，可用来治疗风邪、醒酒，同时也用来预防和治疗心 脑血管疾病。据 18世纪 日本 本朝食鉴 所载，纳豆可 调整肠胃、促进食欲、解毒。日本全国纳豆协同组织联 合会编 纳豆沿革史 所载的传统的药效传述很多，归 纳起来主要有治感冒、防恶醉、解疲劳、改善肝脏机能， 保健心脏及血管、治泻肚等。20世纪 30年代的研究发 现，纳豆还可以治疗白癣，并应用于霍乱、伤寒、赤痢 等的预防和治疗。 (二)纳豆激酶的溶栓作用 日本须见洋行等首先发现纳豆中存在一种具有强烈 纤溶潘陛的酶一 纳豆激酶 (Nattokinase简称NK)。在 纤维蛋白平板上滴加酶提取液，短时间内 (17～18h)即 可有清楚的溶圈出现。通过动物血栓模型研究NK的溶栓 活性发现，NK不仅抑制血栓的形成，同时还有很强的溶 栓作用，并在一定范围内呈量效关系。酶活性越大，溶解 圈越大。在小鼠颈总动脉中注射醋酸引起血栓，分别静脉 注射纳豆激酶、纤溶酶和弹性蛋白酶，在同等浓度下，颈 总动脉恢复率分别为 (62±5．3)％、(15．8±0．7)％、 0％。纳豆激酶的溶栓效果远远大于纤溶酶和弹性蛋白 酶。该酶能显著溶解体内外血栓，明显缩短血球蛋白的溶 解时间，并能激活静脉内皮细胞产生纤维蛋白的溶酶原激 活剂 (TPA)，从而也间接地表现其溶纤维活性。 目前已应用的大多溶血栓药物如尿激酶、链激酶等 资 源 与 生 产 l 均只能由静脉给药，无法口服。由于纳豆激酶具有抗胰 酶水解的能力，所以，纳豆激酶不仅可以静脉注射，而 且口服效果也好。当前，通过口服药物促使栓塞溶解的 疗法受限于纤溶酶的稳定性及其成本，在临床上使用的 血栓溶解酶都不能达到预想的溶栓水平，需大量长期使 用。原因有三：一是这些酶的半衰期短 (小于20min)， 投用后不久在肾和肝脏内就被降解或完全消失；二是经 基因操作或化学修饰的酶会引入导致免疫反应的外来蛋 白；三是有些酶当大量投用后不久就会出现反跳作用。 这些都从根本上限制了外来酶的大量使用。而口服纳豆 激酶不但可以经肠道吸收进入血液循环来直接作用血 栓，还可以诱导肝脏或血管内皮产生TPA，使生物体自 身纤溶酶系统活化，从而温和、持续地提高血液的纤溶 活性。而TPA正是目前各大企业竞相利用生物技术开 发的第二代血栓溶解药物。由于纳豆激酶是由纳豆菌发 酵得到的，可以大规模生产；纳豆激酶稳定、易于纯化 且价 纳豆长期食用的安全性等因素都将使纳豆激酶 成为一种理想的预防和治疗栓塞的生化药物。昕以，纳 豆激酶作为一种很有潜力的新溶栓药物，在 日本已得到 广泛深入的研究。 纳豆的粘稠物是纳豆菌作用大豆后产生的类似果聚 糖的混合物：果糖和T一多聚谷氨酸 (PGA)，其中PGA 是粘性物质的主要成分。PGA是由谷氨酸构成的单一 氨基酸的聚合物，其中D一谷氨酸占多数。用纤维蛋白 平板测定NK活性，结果显示每克湿重纳豆约相当于 1600IU单位尿激酶或者40CU单位纤溶酶。 以前认为 NK是枯草杆菌中唯一具有纤溶活性 的蛋 白酶 ，但最近 Kim等研究发现，韩国发酵食品 Changkookjang的工程菌Bacillus spstrain CK1 14也 能分泌出一种具有强纤溶活性的蛋白酶 CK，其纤溶活 性比枯草杆菌素 Carlsberg的纤溶活性要高8倍，其 N 端的 1 4个氨基酸组成与 NK 不同，但与枯草杆菌素 Carlsberg的纤溶酶相同。 (三)降血压作用 关于纳豆对降血压影响的研究是用遗传高血压症的 SHR鼠所进行的动物试验，分为含纳豆28％饲料试验 组及用蒸熟大豆为饲料的对照组进行血压的比较。其结 果发现，对照组的血压逐步上升，达到250mmHg附近， 而纳豆饲料组的血压在试验开始后稍下降，以后的上升 只达到200mmHg，降血压的效果很明显，认为这是由 于肾素、血管紧张素及前列腺素物质所致，其作用因子 2604年第4 ．一 ． 维普资讯 http://www.cqvip.com 一 资 源 与 生 户 存在于纳豆的乙醇可溶部分。 (四)防治糖尿病作用 日本医生在研究中发现纳豆不仅能减缓小肠对糖分 的吸收，而且还能防止食后血糖迅速上升。纳豆中含有 氨基酸诱导体的有效成分能使小肠中的d一葡萄糖苷 酶的活力下降，从而使人体食入的淀粉和蔗糖由消化 酶生成的单糖减少，所以只能吸收单糖的小肠无法快 速吸收糖分，从而起到防治糖尿病的作用。 二、中国豆豉中营养与活性成分 中国传统大豆制品一豆豉在中医药学上是一味巾 药，也是一种传统的发酵大豆食品，被我国卫牛部定为 第一批药食兼用品种，如中成药银翘解毒片、羚翘解毒 片中均含有豆豉。豆豉以其特殊的风味、丰富的品种、 独特的营养保健作用，在国际市场上曾具有极高的声 誉。但是，随着科学的进步，人类对食品消费观念的改 变，许多品种由于高盐、口味、产品档次较低等原因， 造成国际市场竞争力弱。并且，虽然我国人民在长期的 实践经验中发现豆豉等产品具有良好的保健作用，但是 缺乏理论依据。因此，利用现代生命科学技术开展对中 国豆豉保健与医疗功能的研究具有重要的现实意义。 (一)豆豉的传统保健价值 李时珍在 ((本草纲目》中说：豆豉有开胃增食、消 食化滞、发汗解表、除烦平喘、驱风散寒、治水土不眼、 解山岚瘴气等疗效。并对豆豉与其它药物配伍作用有详 尽介绍。“黑豆性平，作豉则温，故能升能散，得葱发 汗，得盐能吐，得酒则治风，得薤则治痢，得蒜则止血， 炒熟又能止汗”。 (二)豆豉的加工提高了大豆营养物质的消化利用率 1．豆豉中营养素的消化吸收性提高 大豆中的胰 蛋白酶抑制物，可以抑制小肠中胰蛋白酶的活力，因而 会妨碍蛋白质的消化、吸收和利用。大豆含有5％的纤 维素，这些纤维素形成细胞膜包围着蛋白质，使蛋白喷 不易与消化酶接触，消化率较低。整粒大豆食用时，其 蛋白质消化率仅为60％。在豆豉发酵过程中破坏了胰蛋 白酶抑制物，纤维素酶使纤维素水解生成单糖。 豆豉在发酵过程中，微生物中的蛋白酶使原料久豆 的蛋白质部分水解，故发酵成熟时，可使水溶性氮的含 量提高，并使大豆的硬度下降。蛋白酶更容易与蛋白喷 接触水解产生一系列的中间产物，如胨、多肽、氨基酸 ■■—■ 锻 _ 等，这些低分子量的蛋白食入后，可以不再经过消化直 接为肠粘膜吸收，这对消化力减退和患有消化功能障碍 的病人是十分有利的。 2．豆豉可提高大豆矿物质的利用率 大豆的矿物 质含量丰富，但是大都以植酸盐的形式存在，植酸盐是 肌醇磷酸酯的钾、钙、镁复盐。大豆中70％～80％的磷 不易为人体利用，约有60％被排出体外；钙与植酸结合 形成不溶性钙，约有70％～80％不被人体吸收而残留在 粪便中；铁与植酸盐结合形成不溶性铁，使大豆中铁的 吸收率仅为7％；植酸还能与锌结合形成不溶性盐而使 利用率下降。在豆豉加工过程中，由于微生物分泌的活 性植酸酶能使植酸水解生成肌醇和磷酸盐，植酸可减少 l5％～20％，因而矿物质的可溶性可增加2～3倍，利用 率可增加30％～50％。 3．糖苷型异黄酮在p一葡萄糖苷酶的作用下水解 为游离型异黄酮 在豆豉的加工过程中，有许多自然菌 种参加发酵过程，有的菌种在发酵过程中会产生一定量 的 p一葡萄糖苷酶。糖苷型异黄酮是由游离型异黄酮与 一 分子的葡萄糖以7～位氧苷键结合的产物， 一葡萄 糖苷酶可作用于糖苷型异黄酮分子中的氧苷键，使其葡 萄糖基团脱掉，供微生物代谢利用，从而使糖苷型异黄 酮转化为游离型异黄酮，即使苷转化为苷元的形式。 4．维生素B，、B，含量明显提高 豆豉与原料熟黑 豆相比，其维生素B，、B 的含量有明显提高；维生素A、 E的含量基本不变。 三、结束语 中国细菌型豆豉从生产原料、生产菌株到生产工艺 都与日本纳豆极其相似，但是当前对其功能成分的研究 甚少。大豆加工成豆豉对于提高大豆的自身营养与活 性成分，是一种十分有效的工艺技术条件。所以，豆 豉不应仅仅作为传统的营养调味食品，更应该开发为 新的保健 (功能)食品，如增强抗病力、抗衰老、预防 癌症、降低血脂等方面。为了使豆豉这一优质保健原 料更好的造福于人类，目前，我们正积极与我国有关 豆豉生产企业紧密合作，在豆豉激酶的溶栓方面、豆 豉功能性新食品的开发方面、豆豉大豆异黄酮的转化 等方面进行研究。开展此方面的研究，对提高我国传 统发酵大豆食品的质量、档次与国际市场竞争力，具 有重要的实用价值。◇ 维普资讯 http://www.cqvip.com