加強(qiáng)納豆研發(fā) 做強(qiáng)納豆產(chǎn)業(yè)
原生物活性物質(zhì)與功能食品北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、原北京聯(lián)合大學(xué)應(yīng)用文理學(xué)院保健食品功能檢測中心常務(wù)副主任、中國保健協(xié)會健康產(chǎn)品監(jiān)督監(jiān)測分會會長、北京食品學(xué)會常務(wù)副理事長 徐 峰
編者按：本文從保健品功能的角度分析了納豆菌具有的相關(guān)特性、納豆激酶具有的相關(guān)特性、γ-聚谷氨酸具有的相關(guān)特性、維生素K具有的相關(guān)特性等相關(guān)問題。
納豆, 是以大豆為原料，經(jīng)納豆菌發(fā)酵制成的發(fā)酵豆制品。納豆在制作過程中,析出了原料大豆所含的氨基酸,比未經(jīng)發(fā)酵的大豆?fàn)I養(yǎng)功效好、價值高,經(jīng)過發(fā)酵，大豆蛋白質(zhì)分解, 納豆的消化率達(dá)到了85%，比蒸煮大豆還要高68%,因而營養(yǎng)更容易被吸收。在100 g食品的可食部分的營養(yǎng)中,納豆比蒸煮的大豆的蛋白質(zhì)高0 .5 g、纖維素高0 .2g、鈣高20 mg 、鐵高1 .3 mg、鈉高1mg、鉀高90 mg、維生素B2高0.47 mg。納豆不僅含有大豆的營養(yǎng)成分，通過發(fā)酵還產(chǎn)生了納豆激酶(絲氨酸蛋白酶)、多種維生素、γ—谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶、α—多種谷氨酸等多種生物活性物質(zhì)，所以納豆不僅營養(yǎng)豐富,而且具有多種保健功能，如保肝、保護(hù)心臟、血管健康、維持骨密度，對便秘、腹瀉等癥的緩解。此外,還具有保濕、美容的作用。
本世紀(jì)初，燕京啤酒集團(tuán)董事長李福成在日本考察期間，了解到納豆這一從中國傳入日本，而在日本發(fā)揚(yáng)光大的發(fā)酵豆制品是很好的健康食品。中國改革開放以來經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，居民的食譜發(fā)生了巨大的變化，大魚大肉、高油脂、高碳水占據(jù)了餐桌，給我們帶來的是三高等慢性疾病，這些慢性病如洪水般涌入我們的社會?？刂坡圆〉牧餍幸呀?jīng)是我國公共衛(wèi)生所面臨的重要而緊迫的任務(wù)。李福成作為燕京啤酒的掌門人，為人民生產(chǎn)健康產(chǎn)品已經(jīng)融化在了他的血液中，納豆的健康基因也深深地吸引著他，將納豆的制作引入中國，對國民的健康是一個非常有益的推動。于是，他臨時做出行程調(diào)整，將了解日本納豆生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)列入到考察內(nèi)容之中?；貒?，憑著他企業(yè)家的敏感性和對國民健康的責(zé)任感，果斷拍板從日本引入納豆生產(chǎn)線，為國人生產(chǎn)高品質(zhì)的健康食品---納豆。
納豆生產(chǎn)線引進(jìn)中國后，燕京啤酒集團(tuán)專門成立了公司----燕京中發(fā)生物技術(shù)有限公司，主要負(fù)責(zé)納豆的生產(chǎn)和后續(xù)研發(fā)工作，經(jīng)過十余年的不斷開發(fā)和努力經(jīng)營，推出了鮮納豆、納豆膠囊保健食品等系列產(chǎn)品。
納豆起源于我國江浙一帶，唐朝時期由僧人傳到日本，在日本已有了上千年的歷史,東京一帶曾家家都自制納豆。上世紀(jì)日本人從天然發(fā)酵的納豆中分離出了納豆菌---枯草芽孢桿菌,于是發(fā)明了流傳至今的接菌發(fā)酵的納豆制法。納豆具有豐富的生物活性物質(zhì)：
1 納豆菌具有的相關(guān)特性
納豆菌【枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)】是一種好氧型革蘭氏陽性益生菌,作為腸道益生菌其具有下列特性。
1.1枯草芽孢桿菌對特殊菌體進(jìn)行促芽孢和微膠囊包被處理，在芽孢狀態(tài)下穩(wěn)定性好，能耐氧化;耐擠壓;耐高溫，能長期耐60°C高溫，在120°C溫度下能存活20分鐘;耐酸堿，在酸性胃的環(huán)境中能保持活性;可以耐唾液和膽汁的攻擊，是微生物中可100%直達(dá)大小腸的活菌?？梢哉{(diào)節(jié)腸道菌群的平衡，抑制有害菌的繁殖，維持大腸內(nèi)的正常環(huán)境，預(yù)防便秘的發(fā)生。
1.2枯草芽孢桿菌菌體生長過程中產(chǎn)生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短桿菌肽等活性物質(zhì)，對致病菌或內(nèi)源性感染的條件致病菌有明顯的抑制作用，減低細(xì)菌性腹瀉。
1.3枯草芽孢桿菌迅速消耗腸道中的游離氧，造成腸道低氧，促進(jìn)有益厭氧菌生長，間接抑制其它致病菌生長,促進(jìn)雙歧桿菌、乳酸桿菌和梭菌等厭氧菌的生長,調(diào)節(jié)微生態(tài)平衡。
1.4枯草芽孢桿菌菌體自身合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等酶類，在消化道中與動物體(人體)內(nèi)的消化酶類一同發(fā)揮作用。
1.5日本科研人員通過在白鼠的左右足皮下移植癌細(xì)胞2-3d后, 在右足部注入納豆菌，11d后觀察,其右足沒有癌生成,而左足有癌細(xì)胞生長。后通過體外細(xì)胞培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步揭示了納豆中含有的抗癌活性物質(zhì)是一個直鏈飽和烴,含30-32個碳的烴,其中三十一磷烴在納豆中含量最多,活性也最高。試驗(yàn)證明納豆菌可以抑制癌細(xì)胞。同時也發(fā)現(xiàn), 用納豆制成的食物和水一起喝下去，既能防治過敏性皮炎,又能防止衰老。
1.6枯草桿菌產(chǎn)生的枯草桿菌蛋白酶Nat(Nattokinase)抑制了血管緊張素I轉(zhuǎn)換酶(ACE)，。分析發(fā)現(xiàn)，枯草桿菌蛋白酶的抑制作用不是由蛋白酶的酶作用引起的，而是由枯草桿菌蛋白酶中的有效ACE抑制肽如Ly和Fy、氨基酸序列引起的，經(jīng)過120℃熱處理15分鐘后，枯草桿菌蛋白酶對ACE的抑制明顯增強(qiáng)。熱滅活枯草桿菌蛋白酶的高效液相色譜-質(zhì)譜分析證實(shí)，酶的破碎釋放了Ly和Fy。枯草桿菌蛋白酶及其降解肽(如Ly和Fy)對ACE的抑制可能參與通過攝入納豆來抑制血壓升高。
1.7 能合成多種水溶性維生素、納豆激酶、聚谷氨酸等生物活性物質(zhì)。
2 納豆激酶具有的相關(guān)特性
納豆激酶(NK)是納豆菌發(fā)酵分泌到細(xì)胞外的一種具有溶纖維蛋白活性的蛋白酶，日本的須見洋行教授等人于1987年發(fā)現(xiàn)并命名。它是由275 個氨基酸組成的單鏈多肽的絲氨酸蛋白酶，其酶活穩(wěn)定性隨著溫度的升高而逐漸降低，NK應(yīng)該在40℃以下進(jìn)行儲存以及應(yīng)用，在pH為中性時，能保持較高的活性。
2.1 NK具有顯著的溶解血栓的能力，其溶解血凝塊的能力為血纖溶酶的4倍。它能夠?qū)Ｒ蝗芙庋? 對纖維蛋白原沒有降解活性,大量使用不會引起出血,可以預(yù)防和輔助治療腦血栓、腦梗塞、心肌梗塞、血栓后遺癥、血栓靜脈炎、脈管炎等。NK進(jìn)入血液循環(huán)直接作用于血栓,還可以誘導(dǎo)肝臟或血管內(nèi)皮產(chǎn)生TPA,使生物體自身纖溶酶系統(tǒng)活化,從而溫和、持續(xù)地提高血液的溶解活性,與其它纖溶酶相比,其安全性最高。
2.2NK可以升高環(huán)腺苷酸含量、抑制細(xì)胞內(nèi)鈣釋放產(chǎn)生抗血小板活化，而發(fā)揮腦保護(hù)作用。
2.3NK可能通過誘導(dǎo)酪氨酸激酶1mRNA 高度表達(dá)，發(fā)揮其抗凋亡作用，通過降低信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄活化子1mRNA表達(dá)而減輕其誘導(dǎo)神經(jīng)元的凋亡作用，從而保護(hù)缺血神經(jīng)元的損傷。
2.4 NK提高機(jī)體清除自由基的能力，降低脂質(zhì)過氧化物的含量而抗自由基損傷。
3 γ-聚谷氨酸具有的相關(guān)特性
γ-聚谷氨酸(γ-PGA)最早發(fā)現(xiàn)于日本的納豆中, 日本已將其列入促進(jìn)礦物質(zhì)吸收的保健成分表。γ-PGA除保健功效外, 同時在食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、化工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
3.1 γ-PGA是由谷氨酸單體通過γ-酰胺鍵聚合而成的多肽分子，相對分子量在5～200萬之間;γ-PGA的基本骨架是由γ-酰胺鍵連接而成的直鏈纖維分子,主鏈含有大量肽鍵，可在特定環(huán)境下降解成短肽、小分子或氨基酸單體，因此γ-PGA具有極佳的生物降解性;γ-PGA的分子鏈上含有大量的羧基, 因此γ-PGA也具有羧酸性質(zhì)，具有超強(qiáng)的保濕和吸水性、極強(qiáng)的金屬離子吸附和螯合性以及一定程度的抗逆和絮凝特性。
3.2 γ-PGA在醫(yī)學(xué)上是一種新型的理想載體,具有藥物緩釋性、靶向性,提高藥物水溶性,降低藥物不良反應(yīng),提高藥物療效等特性。例如阿霉素,是一種廣譜化療藥物,其心臟毒性和腫瘤耐藥性是當(dāng)前急需解決的主要問題,但是通過化學(xué)鍵將阿霉素連接到γ-PGA的主鏈上,可以有效改善原藥的溶解性,增強(qiáng)靶向性,降低毒性。
3.3 γ-PGA可以促進(jìn)人體免疫應(yīng)答機(jī)能,免疫效率顯著增強(qiáng),機(jī)體免疫力有所提高。
3.4 γ-PGA可以延緩和減少人體內(nèi)磷酸鈣的形成,還可以與體內(nèi)游離的Ca2+形成可溶性螯合物,有利于增加小腸中Ca的溶解性, 促進(jìn)Ca的吸收,維持機(jī)體中的Ca平衡,保證機(jī)體正常的生理代謝。同時,可以增加骨骼密度,促進(jìn)骨骼發(fā)育,還能減少中老年體內(nèi)的Ca流失,預(yù)防骨質(zhì)疏松的發(fā)生。
4 維生素K具有的相關(guān)特性
維生素K(VK)最早于1929年，由丹麥化學(xué)家達(dá)姆從動物肝和麻子油中發(fā)現(xiàn)并提取。VK是黃色晶體，熔點(diǎn)為52℃-54℃，通常呈油狀液體或固體，不溶于水，能溶于油脂及醚等有機(jī)溶劑。所有維生素K的化學(xué)性質(zhì)都比較穩(wěn)定，能耐酸、耐熱，正常烹調(diào)中只有很少損失，但對光敏感，也易被堿和紫外線分解。
維生素K的結(jié)構(gòu)式
4.1 日本的學(xué)者藤原浩研究了日本老年男性從發(fā)酵大豆中攝取維生素K、納豆和骨密度之間的關(guān)系。通過對1662名，65歲以上有骨質(zhì)疏松癥，而沒有疾病或藥物影響骨代謝的日本男性人群，攝入納豆【含VK1(20μg/pack)和K2(380μg/pack)】，發(fā)現(xiàn)了VK攝入量的生物標(biāo)志物-羧化骨鈣素(ucoc)與骨礦物質(zhì)密度(BMD)之間的關(guān)系：血清UCOC水平較低時，攝入納豆的多少，對全髖和股骨頸BMD的高低有顯著的影響;而當(dāng)血清UCOC水平達(dá)到一定水平時，這一影響就不顯著了。習(xí)慣性攝入納豆對老年男性骨骼健康有益，這種相關(guān)性主要取決于納豆的VK含量。一些研究相繼報(bào)道，骨質(zhì)疏松癥和脊椎骨折與血液中維生素K濃度降低有一定的聯(lián)系。絕經(jīng)后婦女每天補(bǔ)充10 毫克維生素K 以引起血清中成骨指標(biāo)濃度升高，骨吸收指標(biāo)濃度下降。Orimo 等(1992)報(bào)道，650名患有日本骨質(zhì)疏松癥的婦女，在補(bǔ)充維生素K兩年期間，如預(yù)期一樣減少了骨質(zhì)流失。
4.2 凝血作用，維生素K 能促進(jìn)肝臟合成凝血酶原，調(diào)節(jié)和控制另外3 種凝血因子的合成。一般認(rèn)為維生素K 的作用是使凝血酶原中某些谷氨酸殘基羥化成r- 羥基谷氨酸殘基。當(dāng)維生素K 缺乏時，血中凝血因子均減少，因而凝血時間延長，常常發(fā)生皮下、肌肉及胃腸道出血，且血液流出后很難凝固。
4.3傳遞氫和電子，近幾年發(fā)現(xiàn)維生素K 可能在氧化磷酸化過程中作為電子傳遞系統(tǒng)的一個組成成分在呼吸鏈上發(fā)揮作用。因此當(dāng)維生素K 缺乏時，肌肉中的ATP及磷酸肌酸含量以及ATP酶的活性都明顯降低。
4.4維生素K還能促進(jìn)臨近死亡的肝細(xì)胞活力，加速組織細(xì)胞恢復(fù)，可協(xié)助降低肝炎病人升高的血轉(zhuǎn)氨酶，使黃疸消退。
4.5 近年的研究發(fā)現(xiàn)，維生素K在治療其它疾病方面又有新的進(jìn)展，而且較傳統(tǒng)的藥物作用快，療效確切，毒副作用小。
5 納豆的其它功能
5.1孕期母親的飲食可能會影響嬰兒濕疹的發(fā)展。每日攝入納豆使嬰兒濕疹的發(fā)生率明顯低于每周2-3次或更少(P=0.020)。結(jié)論：懷孕期間頻繁攝入納豆可能會降低6個月大的兒童濕疹的發(fā)生率。
5.2 降脂、降糖作用。日式餐中的天然和粘性蔬菜能抑制餐后葡萄糖和胰島素反應(yīng)，試驗(yàn)結(jié)果顯明，11位試者食用試驗(yàn)餐【200 g煮熟的白米和粘性粉(50 g Natto、60 g日本山藥和40 g Okras)】，試驗(yàn)餐后血糖和胰島素峰值(6.0 mmol/L和262 pmol/L)明顯低于對照餐后(6.8 mmol/L和360 pmol/L)。與對照組(28%和27%)相比，試驗(yàn)餐后0-120分鐘葡萄糖和胰島素曲線下的增量區(qū)域也顯著減少。食用含白米的天然粘性蔬菜可降低急性血糖和胰島素血癥。這種實(shí)用的飲食組合將確保依從性，并有利于改變糖尿病和心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn);納豆里所含的皂角苷可以降低膽固醇、甘油三脂，預(yù)防高血脂癥，納豆卵磷脂還可以防止膽固醇沉著于血管壁，保持血管的彈性。
綜上所述，發(fā)酵豆制品---納豆是以大豆為原料，具有資源豐富、價格便宜、成本低廉、安全、功能性好等特點(diǎn), 是兼具美味、營養(yǎng)、保健于一身的健康食品，同時具有非常高的研究和開發(fā)價值。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，人的生存壽命越來越長，世界不可避免地要進(jìn)入到老齡社會。除了醫(yī)療藥品保證人類健康外，營養(yǎng)保健必將是人類的鋼需。2016年10月黨中央、國務(wù)院印發(fā)了《健康中國2030規(guī)劃綱要》(以下簡稱“《綱要》”)?！毒V要》指出：“深入開展食物(農(nóng)產(chǎn)品、食品)營養(yǎng)功能評價研究，全面普及膳食營養(yǎng)知識，發(fā)布適合不同人群特點(diǎn)的膳食指南，引導(dǎo)居民形成科學(xué)的膳食習(xí)慣，推進(jìn)健康飲食文化建設(shè)。建立健全居民營養(yǎng)監(jiān)測制度，對重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)人群實(shí)施營養(yǎng)干預(yù)，重點(diǎn)解決微量營養(yǎng)素缺乏、部分人群油脂等高熱能食物攝入過多等問題，逐步解決居民營養(yǎng)不足與過剩并存問題。”《綱要》把健康飲食提到了健康飲食文化建設(shè)這個高度，足以說明健康飲食的重要性。
我國以燕京啤酒集團(tuán)為首的納豆產(chǎn)業(yè)，在《綱要》的指導(dǎo)下，在全民健康的大潮中，在推廣好鮮食納豆的前提下，大力開展納豆生物活性物質(zhì)的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究，開發(fā)出功能因子明確、量效關(guān)系清楚、功能指向清晰的營養(yǎng)與保健食品。大力開發(fā)視覺、口感新穎的納豆休閑食品和用品。燕京啤酒集團(tuán)的這一善舉，為我們的健康食品產(chǎn)業(yè)又增添了一抹亮麗的風(fēng)景。納豆，將在祖國的大地上發(fā)揚(yáng)光大。
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