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1、纳豆的功能性应用概述摘要：纳豆是一种类似于我国豆豉的发酵食品。它不仅营养丰富、风味独特，且含有许多功能性成分，使其具有溶血检、防治骨质疏松、杀菌、促进胃肠道健康、降血压和抗肿瘤等多种功能。本文简要介绍了纳豆的发展状况，发酵过程中的活性成分和抗营养因子，重点阐述了纳豆激酶溶栓通栓作用机理和纳豆的降血脂、抗氧化、抗肿瘤药理作用。关键字：纳豆 纳豆激酶 药理作用 前言纳豆是一种类似于我国豆豉发酵食品。从外观上看，纳豆带薄薄白霜的大豆颗粒状熟食发酵品，色泽灰黄、口感酥软，用筷子挑起时有很多长长的拉丝样黏液物质(主要成分为类似果聚糖的混合物：果糖和 Y 一多聚谷氨酸)1。纳豆和天培均源于我国的豆豉，且至
2、今与豆豉仍有异曲同工之处，然而两者的发展现状和在食品界的影响力已是青出于蓝。纳豆产量很高，已畅销日本全国，且辐射到周边地区，尤其是对其生理功能进行深入的研究后，其发展势头更是令人瞩目。历史起源 纳豆是大豆经纳豆芽孢杆菌发酵的日本传统食品，源于我国的豆豉，随我国佛教文化一同东渡日本后，经改造成为纳豆，至今已有千余年的历史2。古书记载有：“纳豆自中国秦汉以来开始制作。 ”由于豆豉在僧家寺院的纳所制造后放入瓮或桶中贮藏，所以日本人称其为“唐纳豆”或“咸纳豆” ，日本将其作为营养食品和调味品，中国人把豆豉用锅炒后或蒸后作为调味料。纳豆传入日本后，根据日本的风土发展了纳豆，而且由于系禅僧从中国传播到日本
3、寺庙，所以纳豆首先在寺庙得到发展。纳豆在日本有1000多年的历史。有书记载，以前是日本皇室、僧侣、贵族的营养美容品，明治维新以后才流入民间。纳豆是日本的“国宝” ，并将每年7月10日定为“纳豆节” 。目前，全世界，尤其是整个东南亚的人们对纳豆的作用高度认可，食用者众多。而纳豆制成的保健产品、生物制剂被人们广泛接受。制作方法日本传统的做法是把煮熟的大豆趁热装在用纳豆菌做成的稻草器皿里，利用稻草上附着的纳豆菌自然发酵而做成的。用这种方法做成的纳豆中，除了纳豆菌以外，还含有其他杂菌，不仅卫生不过关，而且质量也不好。1980年以后，日本纳豆生产由作坊式改为工厂化，纳豆品质的提高使功效更加明显。1983
4、年日本制订了纳豆的行业标准，纳豆菌的标准为1107个/克。1993年以后，日本逐渐出版了很多有关纳豆的专著。纳豆的发酵生产工艺流程：大豆一流水浸泡14h蒸煮(130，55min)一接种发酵一熟成(5，24h)食用方法 日本居民以吃鲜纳豆为主，在就餐或喝酒时食用。日本鲜纳豆产销有冷链跟随，货架期为2天或7天，因为时间一长，纳豆生理活性物质逐渐失活，纳豆菌活性越来越弱，功效逐渐降低，所以当地居民一般只买当天生产的鲜纳豆产品。他们主要食用咸纳豆与拉丝纳豆。由于纳豆还具有一种特殊的怪味，但吃的时候配以葱末、芥末、香油、酱油等作料，就会觉得怪昧不怪，美味可口，因此深受日本人的喜爱，被作为佐餐时必不可少的
5、风味食品。由于其营养价值被揭晓，食用者日益增多。如今由于食品加工技术越来越发达，纳豆也被制成许多不同的口味，个人可以根据口味和需要选择购买。纳豆被认为是日本人长寿的“秘方” 。营养价值 纳豆具有很高的营养价值，其蛋白质、纤维、钙、铁、维生素 PP、维生素E 的含量均高于煮熟的大豆，富含 维生素 K2、特别是维生素 B2 的量是蒸煮大豆的 6 倍，纤维、钙、铁等多种成分的含量超过鸡蛋，更重要的是发酵过程产生了多种生理活性物质，具有溶解体内纤维蛋白及其他调节生理机能的保健作用。经日本的医学家、生理学家研究得知，大豆的蛋白质具有不溶解性，而做成纳豆后，变得可溶并产生氨基酸， 而且原料中不存在的各种酵
6、素会由于纳豆菌及关联细菌产生，帮助肠胃消化吸收。作为植物性食品，粗蛋白、脂肪最丰富。纳豆系高蛋白滋养食品，纳豆中含有的植物醇素，可排除体内多余胆固醇、分解体内脂肪酸，使异常血压恢复正常(身体科学杂志1994年1月号，日本评论社出版，第4页)。 在日本，纳豆被誉为“蔬菜干酪” ，可与欧美的干酪媲美，而且，因其具有高蛋白和低价格的特点，人们义称其为“田野里的肉”1 纳豆中活性成分1.1纳豆激酶纳豆激酶是纳豆菌在发酵大豆时向胞外分泌的一种易溶于水的碱性蛋白质。自从1987年日本须见洋行首次从纳豆中分离提取到具有溶栓功能的纳豆激酶以来，对纳豆激酶的结构及酶学性质有了深刻认识。纳豆激酶(Fnattokt
7、nase NK)，分子量为28-35kDa 不等，序列为一条由275个氨基酸残基组的单链多肽。人们已经对纳豆激酶进行了广泛的研究，分离出了纯酶，测出了纳豆激酶的氨基酸顺序及其基因序列，对其生化特性有了详尽的了解。人们还进一步对纳豆激酶的药理进行了研究。纳豆激酶在 pH 值60120范围内具有很强的血纤维蛋白溶解能力，但在温度超过50时，酶活性急速下降。通过狗的溶栓模型试验证实，口服纳豆和 NK 能温和持续地提高血液纤溶活性，在体内不易引起出血。它不但能直接作用于纤维蛋白，而且还能激活体内的纤溶酶原。张淑梅等利用基因技术，从分泌纳豆激酶的枯草杆菌基因组中扩增得到了纳豆激酶的基因，利用基因重组技术
8、构建了纳豆激酶基因的表达载体，并在大肠杆菌中进行了表达。纳豆激酶的酶活力、热稳定性，并延长其半衰期。比如通过定点突变的方法，改变了纳豆激酶的氨基酸构成，并引入双硫键，使纳豆激酶的半衰期提高了23倍、热稳定性提高了4.5、催化效率提高了26倍。1.2大豆异黄酮研究表明，大豆异黄酮具有多种生理功能，不仅参与调节植物的生长活动，还能对人体发挥有益的生理调节作用。大豆异黄酮的植物雌激素作用，可以降低人体多种雌激素依赖型疾病的发病率；抗氧化作用，可用于预防和治疗心血管疾病；能抑制酪氨酸蛋白激酶活性，诱导癌细胞凋亡；还具有抗菌作用4-6 。对于大豆异黄酮，天然苷类的分子结构并不是其活性发挥的最佳状态，普遍
9、认为苷元才是活性发挥的最佳状态，因苷元更容易被人体吸收。大豆异黄酮糖苷不能通过小肠壁，而是通过结肠中微生物的葡糖苷酶而水解，水解产物进一步被细胞降解生成苷元7 。因此，如果能在体外有效地水解葡糖苷为苷元，就可以显著增强大豆异黄酮的生物活性。在以大豆为原料的食品或抗生素发酵过程中发现，大豆异黄酮糖苷在微生物产生的产生的 -葡糖苷酶作用下不断转化成具有生物活性的苷元形式。2 抗营养因子2.1 纳豆皂苷皂苷(saponins)又名皂素，是固醇或三萜类化合物的低聚配糖体总称，因其水溶液能形成持久泡沫，象肥皂一样而得名，其广泛存在于植物界及海洋生物中。 由于大豆皂苷在高浓度时能使动物红血球破裂，有溶血作
10、用，20世纪70年代主要研究大豆皂苷的抗营养作用及不良风味。80年代以来，许多学者发现大豆皂甙具有抗氧化，降低胆固醇等有益功效例.2.2 抗维生素因子一脂肪氧化酶抗维生素因子主要是脂肪氧化酶，能影响动物对该种维生素的利用或破坏某种维生素而降低其生物学活性的物质。目前已知的生大豆及大豆制品中的抗维生素因子主要有4种：抗维生素 A 因子、抗维生素 D 因子、抗维生素 E 因子和抗维生素 B12因子等8。2.3 植物红细胞凝集素(Phytohemagglutinin，rnA)凝集素是由一类与糖蛋白或碳水化合物结合能力极强的蛋白质组成，能与肠黏膜的刷状缘相互作用，束缚小肠表面的碳水化合物，引起肠壁破坏
11、，抑制消化；另外也增加大肠壁的通透性，对免疫系统有毒害作用。凝集素能被胃肠道酶消化，对热也不稳定，通过加热处理可以失活9。其他抗营养素因子如引起氨中毒的脲酶，影响人体对金属元素的吸收的植酸，可引起生长抑制和过敏反应的大豆抗原。3 纳豆药理作用纳豆具有溶血栓、抗肿瘤、降血压、抗氧化性、防止骨质疏松、促凝血等作用。另外纳豆的脂质主要成分亚油酸占全脂质的50，因为亚油酸能够降低血浆中的胆固醇含量，所以纳豆还有预防动脉硬化、心脏病和高血压的功效。3.1 溶血栓作用心脑血管疾病是危害中、老年人健康最严重而又常见的疾病之一。血栓症日渐成为死亡率占首位的病症。血栓的形成主要是通过纤维蛋白的逐渐堆积和(或)使
12、人体不能有效地将丝状纤维蛋白分解为其产物。自然存在的溶血栓酶产生于血管内的内皮细胞。随着年龄的增长，这些酶的生成速度减慢，血液趋于凝结，这样导致凝块产生。3.11 纳豆激酶的溶栓机理研究表明，纳豆激酶能直接溶解纤维蛋白和作用于血纤维蛋白溶酶间接溶栓。在凝块溶解过程中，纳豆激酶催化尿激酶原转变成尿激酶，同时催化了纤维蛋白降解为其他产物，并将血纤维蛋白溶酶原（血浆酶原）转化为血纤维蛋白溶酶。纳豆激酶也增加了血纤维蛋白溶酶组织中的活性物质，进一步促进纤维蛋白的溶解和凝块的缩小，通过减少血栓的形成降低血小板沉积速度，是动脉硬化有所改善。3.12 纳豆激酶的溶栓效果实验证实纳豆激酶除了在体外具有明显的溶
13、解效果外，纳豆激酶可使血栓模型实验狗组栓塞的血管在5h 内再通，血液循环完全畅通，对兔血栓模型也有明显溶栓效果10。健康人口服纳豆激酶后，ELT(优球蛋白溶解时间)明显缩短，EDP(纤维蛋白原降解物)，TPA(组织型纤溶酶原激活剂)提高，说明口服纳豆激酶可提高血浆的溶纤活性11。Okamoto 等人的体内试验报道指出，纳豆中存在抗高血压物质12，这一结论被 Murayama 和 Sumi 再次验证13.，动物试验已经证明，纳豆激酶是完全安全无毒的14-15。纳豆激酶对脑血栓、冠心病、心肌梗塞等有疗效，日本已有用于临床的 NK 胶囊产品。3.13 纳豆激酶与其它溶栓药物相比目前我们使用的溶栓制剂
14、主要为蚓激酶、尿激酶和 TPA(组织型纤溶酶原激活剂)，它们均在一定程度上存在副作用且价格较贵。这些药物均为激活血液中的血纤溶酶原，从而降解纤维蛋白而间接地起作用。在实际应用上，它们都是注射用药物，有可能引起病人产生全身性内出血，且体内半衰期短、生产成本高，纳豆激酶分子量小，更易为人体吸收16，可以由消化道吸收，因此可以成为第一个口服性溶血栓药物；直接作用于纤维蛋白，且作用迅速；可以利用细菌发酵生产，因此造价低廉，有望开发为一种安全的食用血栓预防剂。研究证实，一包纳豆(100g)所具有的酶活性与相同酶活性的尿激酶相比，其成本只是尿激酶的115000，相当低廉。此外，尿激酶注射后，其纤溶活性只持
15、续420min，而纳豆激酶活性持续达412h。综上所述，作为溶血栓药物具有以下几个优点：（1）来源于食品，安全性能好；（2）分子量小，是一个单链蛋白质，可能更易被人体消化吸收；（3）可由消化道吸收，因此有成为口服性药物的可能；（4）NK 对纤维蛋白的作用机制不同于等现用于临床的药物，它同纤溶酶一样直接作用于纤维蛋白，同时可以激活体内的；（5）NK 可以用细菌进行液体发酵生产，造价低廉。毒性试验表明，极大剂量的纳豆激酶对小鼠也没有致死作用。针对于纳豆激酶酸性条件下酶活力有损失的特点，各国纷纷推出纳豆激酶胶囊制剂，主要目的是保护纳豆激酶的成分，防止胃酸腐蚀。另外一个重要因素是调查证明肠内吸收主要是
16、分子量33000Da 以下的物质(包括尿激酶)，纳豆激酶的功效发挥更加充分。目前，日本、朝鲜、韩国、台湾等国家和地区都已相继推出以纳豆激酶为主要功能性成分的复合型保健产品16183.2 抗肿瘤大豆中本身含有异黄酮、皂苷和抗肿瘤多肽等多种抗肿瘤物质咖。纳豆经19发酵异黄酮抗肿瘤活性显著增加，纳豆还含有染料木素和染料木甙。据报道，日本人每人每天摄入的染料木素和染料木甙为 1.5-4.1mg 和6.3-8.3mg，其中染料木素是抗癌的主要活性成分；而欧美国家每人每天摄入的黄酮总量仅为几毫克。调查表明，日本人乳腺癌、肠癌的发病率远远低于欧美国家，因此认为常食用含染料木素高的纳豆可有效降低癌症的发病率。体外细胞培养的实验，进一步揭示了纳豆中含有的抗癌活性物质是一个直链饱和烃，含个碳的烃，其中三十一碳烃在纳豆中含量最多，活性也最高， 。有人在纳豆菌的培养液中发现了大量的有细胞裂解性能的物质，经分析，其中一种能被碳吸收，
