納豆的研究現(xiàn)狀及展望

石曉丹，王家林，馬駿

青島科技大學(xué)海洋科學(xué)與生物工程學(xué)院（青島 266000）

納豆最早應(yīng)該起源于中國古代，唐朝的和尚鑒真東渡日本，將中國的“納豆”——豆豉的做法帶去日本許多佛教寺院，后來民間才漸漸流行，發(fā)展成今天的納豆[1]。日本民眾極為重視對(duì)納豆的食用，納豆也一度被外界視為日本人長(zhǎng)壽的“秘方”。納豆風(fēng)味比較獨(dú)特，表面具有白色的拉絲黏性物質(zhì)，1987年日本的一位學(xué)者從中首次發(fā)現(xiàn)納豆激酶[2]，并證實(shí)納豆激酶有良好的溶栓功能后，納豆受到關(guān)注，在許多研究中，納豆激酶被發(fā)現(xiàn)除了能溶解血栓外，納豆的活性成分還表現(xiàn)出許多其他獨(dú)特的營養(yǎng)價(jià)值和生理特性，成為一種公認(rèn)的藥食同源保健品。

1 納豆發(fā)酵工藝

納豆是由煮熟的大豆等原料接種枯草芽孢桿菌（納豆菌）后發(fā)酵而成的一種微生物發(fā)酵食品，其制作工藝一般分為傳統(tǒng)方法和工業(yè)制法，因地方特色和配方的不同傳統(tǒng)發(fā)酵法各有差別，工業(yè)法發(fā)酵在全國比較統(tǒng)一，工業(yè)生產(chǎn)具體流程如下：

優(yōu)質(zhì)大豆→清洗→浸泡→蒸煮→冷卻→接種（納豆菌）→發(fā)酵→后熟→成熟納豆

1.1 固體發(fā)酵

納豆固體發(fā)酵工藝指的是將納豆菌在不溶性固體基質(zhì)上接種發(fā)酵，原料大豆煮熟后接種納豆菌，在一定條件下進(jìn)行發(fā)酵，得到納豆產(chǎn)品。固體發(fā)酵原料簡(jiǎn)便易得，設(shè)備較為精簡(jiǎn)，具有低成本、產(chǎn)酶活力高等優(yōu)點(diǎn)。納豆發(fā)酵過程中各環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)都對(duì)最終成品納豆質(zhì)量的控制起著至關(guān)重要的作用，許多學(xué)者都對(duì)固體發(fā)酵的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，從而得到高酶活的納豆產(chǎn)品。明飛平等[3]在對(duì)納豆的固體淺盤發(fā)酵工藝研究中，從不同的接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間等角度入手對(duì)產(chǎn)納豆激酶的影響進(jìn)行初步研究，優(yōu)化的酶活可達(dá)2200 U/g。郭海勇等[4]對(duì)起始物料的含水量、物料的厚度、碳源的含量等條件進(jìn)行優(yōu)化，使納豆激酶的活性保持在2250 IU/g。此外，還有學(xué)者通過在固態(tài)發(fā)酵過程中添加海藻酸鈉和氯化鈣提高納豆激酶活性，酶活達(dá)1895.05 U/g，同時(shí)改善了納豆的風(fēng)味[5]。

1.2 液體發(fā)酵

納豆液體發(fā)酵是指菌種在發(fā)酵醪呈液態(tài)時(shí)進(jìn)行的發(fā)酵，液態(tài)發(fā)酵有控制簡(jiǎn)單、原料使用率高、發(fā)酵速度快、生產(chǎn)周期短、后期純化處理便利等優(yōu)點(diǎn)。因此，對(duì)于生產(chǎn)納豆的液體發(fā)酵研究，主要集中于納豆激酶的生產(chǎn)，常用于大規(guī)模的工廠生產(chǎn)。張琳等[6]通過對(duì)裝液量、接種量、搖床轉(zhuǎn)速等條件進(jìn)行考察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中的產(chǎn)酶規(guī)律，并確定產(chǎn)酶的最佳條件，優(yōu)化后的納豆激酶的活力可達(dá)1004 U/mL。Kwon等[7]采用高密度的分批補(bǔ)料方法使酶活力提高到14500 U/mL。許強(qiáng)等[8]優(yōu)化培養(yǎng)基液體組分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)最佳碳、氮源分別是淀粉、酵母粉，并確定了最優(yōu)比例，優(yōu)化后產(chǎn)酶可達(dá)720.70 U/mL。

1.3 發(fā)酵工藝的改良

納豆的液體發(fā)酵和固體發(fā)酵各有優(yōu)劣，針對(duì)于發(fā)酵工藝的優(yōu)化更多集中在提高納豆激酶酶活的基礎(chǔ)上，但都不能很好地解決納豆不良的氨味，這導(dǎo)致納豆在中國不能被大眾廣泛接受。進(jìn)一步提高納豆激酶的纖溶性、降低納豆氨味，成為納豆研究的大方向。眾多學(xué)者開始對(duì)發(fā)酵工藝進(jìn)行改良，主要從發(fā)酵菌種和發(fā)酵底物入手。Takemura等[9]通過敲除特定基因來培育低臭的納豆菌種。近幾年，混菌發(fā)酵也成為研究的熱點(diǎn)，楊野等[10]采用納豆發(fā)酵粉與乳酸菌粉混合發(fā)酵的方法，使氨臭味明顯減少。孫軍德等[11]利用沼澤紅假單胞菌與納豆芽孢桿菌混合，改善不良風(fēng)味，提高酶活性。Koguchi等[12]通過試驗(yàn)證實(shí)，改變底物組成可以達(dá)到降低不良風(fēng)味的效果。于江淼等[13]以優(yōu)質(zhì)的黑豆為原料對(duì)黑納豆的發(fā)酵工藝進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后的黑納豆沒有不愉快的氨味，納豆激酶活力達(dá)6116.67 U/mg。吳雪嬌等[14]通過將白糖加入原料大豆中發(fā)酵，后熟加酸奶改良納豆的風(fēng)味。Dong等[15]首次開發(fā)納豆板栗發(fā)酵食品，優(yōu)化板栗發(fā)酵參數(shù)，納豆板栗的纖溶性為6479 IU/g，抗氧化性得到提高。

2 納豆的營養(yǎng)與功能

2.1 納豆的營養(yǎng)價(jià)值

納豆?fàn)I養(yǎng)全面，價(jià)值極高，其營養(yǎng)成分與蒸煮過的大豆、雞蛋、牛肉（以100 g計(jì)）相比較如表1[16]所示。

表1 納豆的營養(yǎng)成分

大豆接種納豆菌發(fā)酵后，營養(yǎng)價(jià)值顯著提高，除水分和維生素B1外，每百克納豆的營養(yǎng)價(jià)值均比蒸煮過的大豆高。與含蛋白質(zhì)豐富的雞蛋和牛肉相比，100 g的納豆蛋白含量也相當(dāng)高，但納豆還含有其他食品中沒有的納豆菌、蛋白酶、淀粉酶等。

2.2 納豆的功能特性

2.2.1 溶栓作用

納豆中含有纖維蛋白分解酶——納豆激酶，經(jīng)證實(shí)納豆激酶能溶解血栓，而且不降解纖維蛋白原，如果大量使用并不會(huì)導(dǎo)致出血，對(duì)心肌梗塞、腦血栓和腦梗塞等疾病可起到預(yù)防和輔助治療的作用。與尿激酶相比，每克濕納豆具有1600 IU尿激酶的效果[17]，而且納豆激酶不易在人體胃部失活，與其他溶栓劑相比，還具有在體內(nèi)作用時(shí)間長(zhǎng)、無毒副作用等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，納豆中含有的異黃酮能抑制血小板的凝集，與納豆激酶協(xié)同可以更加充分地溶解血栓，有研究表明，每天吃100～200 g的鮮納豆，可有效預(yù)防心腦血管疾病[18]。

2.2.2 預(yù)防骨質(zhì)疏松癥

納豆中含有維生素K2和異黃酮，對(duì)預(yù)防骨質(zhì)疏松有顯著作用[19]。日本曾對(duì)6萬名65歲以上的骨質(zhì)疏松患者給予維生素K2，結(jié)果顯示，維生素K2能有效減緩腰痛，增加骨重[20]。納豆中含有較多的維生素K2，它能加速鈣沉積，促進(jìn)骨蛋白質(zhì)的生成以增加骨密度，從而預(yù)防骨折。異黃酮能結(jié)合成骨細(xì)胞受體，使成骨細(xì)胞增加并促進(jìn)其增殖分化，增強(qiáng)細(xì)胞活性，加速骨的形成。

2.2.3 預(yù)防高血壓

納豆粗提物中皂角苷和卵磷脂的含量很高。皂角苷能有效地抑制過氧化脂質(zhì)的生成和沉積，起到防止動(dòng)脈硬化的功效，同時(shí)還能降低膽固醇和甘油三脂，預(yù)防高血脂。納豆卵磷脂能防止血管內(nèi)壁附著膽固醇，保持血管彈性[21]。另外，納豆中含有的醇素、鉀元素等，能夠使異常血壓恢復(fù)正常。

2.2.4 抗菌、消毒

納豆菌能產(chǎn)生桿菌肽、2,6-吡啶二羧酸、多黏菌素等抗菌物質(zhì)，因此納豆具有一定抗菌性，能有效地抑制一些致命性的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌，并能使腸毒素、霍亂菌毒素和傷寒菌等功能喪失[22]。納豆菌能在人的腸道生長(zhǎng)，調(diào)節(jié)腸道的菌群平衡，使人的大腸環(huán)境保持在一定水平。

2.2.5 抗癌作用

納豆中含有許多抗癌物質(zhì)，如染料木素、染料木甙及硒元素等。染料木素、染料木苷有強(qiáng)烈的裂解作用，可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖[23]。硒元素能明顯降低女性乳腺癌的發(fā)病率。同時(shí)，納豆菌自身也有抑制癌癥的功能，它可殺死癌細(xì)胞并刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生干擾素。此外，納豆中的其他成分也具有一定的抗癌功能如異黃酮和皂角苷等。

2.2.6 其他方面

納豆中的大豆異黃酮與雌激素受體相結(jié)合，對(duì)更年期婦女體內(nèi)的激素水平有調(diào)節(jié)作用，在一定程度上可改善更年期癥狀，同時(shí)還可以延緩更年期的到來；納豆含有超氧化物歧化酶、不飽和脂肪酸及維生素E等成分[24]，具有抗氧化功效，可以調(diào)節(jié)皮膚的水油平衡，有效改善皮膚彈性，從而起到延緩衰老的作用；納豆含有豐富的膳食纖維，能充分促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，排出身體毒素，有效地預(yù)防便秘；豬胰腺彈性蛋白酶是一種治療高血糖的藥物[25]，而納豆中的高彈性蛋白酶也具有和豬胰腺的彈性蛋白酶相同的作用。

3 多樣化納豆產(chǎn)品的開發(fā)

為進(jìn)一步改善納豆風(fēng)味、提高納豆的接受度，納豆發(fā)酵技術(shù)日益革新，在市面上的納豆產(chǎn)品呈現(xiàn)出多元化的趨勢(shì)。玄光善等[26]把從納豆中提取的營養(yǎng)成分與酵素粉相結(jié)合，制成富含納豆激酶的復(fù)方納豆酵素粉，克服傳統(tǒng)納豆氣味上的缺陷，食用方便且給人飽腹感，是一種良好的健康食品。譚香玉等[27]以納豆粉、奶粉、雞蛋、黃油等為原料制成納豆酥性餅干，不僅酥脆香甜，而且還具有補(bǔ)鈣等保健功效。韓瑞超等[28]以納豆凍干粉為主要原料，結(jié)合現(xiàn)代壓片工藝制作的納豆壓片糖果，保持納豆原有的營養(yǎng)，口感良好，且攜帶便利，適合多個(gè)年齡段的人食用，市場(chǎng)前景廣闊。復(fù)合飲料是近幾年來流行的飲料類產(chǎn)品，納豆的復(fù)合飲料也從中興起。李延輝等[29]以納豆為原料，用米汁調(diào)制出一款新型的納豆復(fù)合健康飲品，使其口味有所改變，口感細(xì)膩，風(fēng)味良好并且依舊保持納豆原本的營養(yǎng)成分。楊柳等[30]以薏米、黑豆為主要原料，接種納豆菌，研制成薏米黑豆復(fù)合發(fā)酵飲料，其口感滑潤(rùn)，風(fēng)味獨(dú)特，兼具黑豆?fàn)I養(yǎng)成分及納豆菌發(fā)酵的營養(yǎng)產(chǎn)物。

4 結(jié)語

伴隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步、生活質(zhì)量水平的進(jìn)一步提高，人民群眾對(duì)生活質(zhì)量和健康安全高度關(guān)注，健康、精細(xì)、綠色、環(huán)保逐漸成為群眾追求的生活方式。納豆及相關(guān)產(chǎn)品由于具有良好營養(yǎng)和保健作用，逐漸走進(jìn)人們視線，受到越來越多關(guān)注，更多人開始對(duì)納豆及其相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行研究。為加速納豆工業(yè)發(fā)展，應(yīng)進(jìn)一步深化產(chǎn)學(xué)研一體化，加強(qiáng)企業(yè)與高校和科研機(jī)構(gòu)的交流，研發(fā)出符合中國人口味、功能效果更全面的納豆產(chǎn)品，爭(zhēng)取全面實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，納豆在中國保健食品行業(yè)必將擁有廣闊的前景和未來。