食品中嘌呤的降低方法及低嘌呤产品研究进展

刘建林，孙学颖，辛晓琦，杜梅，王倩，赵丽华，靳烨

（内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古呼和浩特010020）

嘌呤（C5H4N4）是含有两个相邻碳氮环的杂环芳香化合物，是生物体内核酸的重要组成成分，是存在于所有人体细胞和多数食物中的一种天然的活性生物碱[1]。嘌呤类物质对人体内部的能量供应、代谢调节及辅酶合成等方面都起着十分重要的作用[2]。嘌呤类物质主要包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、次黄嘌呤（H）和黄嘌呤（X），其中腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G）是所有生物体内DNA、RNA 组成的最小单元之一，也是在人体中以结合态存在最多的两种嘌呤物质，广泛参与人体的多种生命活动，比如遗传、代谢等；次黄嘌呤（H）、黄嘌呤（X）是嘌呤合成和分解代谢的中间体、是尿酸（uric acid，UA）形成的必须前提物质。尿酸则是嘌呤碱基的最终代谢产物，是人体内所特有的一种可防止活性氧侵害的天然水溶性抗氧化剂，对维护机体免疫力、促进伤口愈合、维持血压等具有重要的作用[3-4]。

人体内的嘌呤类物质来源分为内源性和外源性两部分，体内的合成代谢及人体组织中核酸的分解导致内源性嘌呤代谢，每天约600 mg，占整体嘌呤代谢水平80%；动物和植物来源的食物摄入导致体内外源性嘌呤形成，约占整体嘌呤水平20%[5]。人体从食物中获得的嘌呤类物质极少会被机体直接或间接利用，几乎全部转化成尿酸，进而通过肾脏等器官排出体外。但如果体内嘌呤代谢发生紊乱、尿酸的排出与生成失衡，则会引起机体内血清尿酸浓度升高，当血清尿酸浓度＞68 mg/L 则会导致一些代谢疾病的发生，如高尿酸血症、心脑血管疾病及胰岛素抵抗等[6-8]。据研究表明食物中嘌呤含量＞150 mg/100 g 即为高嘌呤食品，但一般认为导致病发的直接原因并不是高嘌呤饮食，而是间接诱发相关疾病发作和加重的原因，如果短时间内大量摄入高嘌呤食物则可导致体内血尿酸水平迅速升高，进而诱发痛风性关节炎等疾病的发作[9-10]。目前对于高尿酸血症及其并发症的治疗主要是通过药物治疗以及严格控制病人的高嘌呤饮食，尽可能减少病人的外源性嘌呤类物质摄入，但是限制这些食物中嘌呤成分的摄入是极其困难的，因为动植物细胞、食物调味剂中均含有嘌呤类成分[11]；毛玉涛等提出通过嘌呤降解酶酶促反应或者微生物等方法可降低食物中嘌呤含量从而控制血清中的尿酸水平。因此，通过安全有效的方法研发低嘌呤食物不但对高尿酸血症及其并发症病人有利，同时也促进了当代社会绿色饮食的发展[2]。

目前关于嘌呤的综述，多集中于嘌呤的前处理以及对比检测方法不同方面，对于降低嘌呤的相关方法综述较少。基于此，本文拟综述的内容是目前常见降低食品中嘌呤的方法以及目前研究出的低嘌呤产品。

1 降低嘌呤物质的方法

随着社会科学技术的不断发展，学者们发现的嘌呤及其衍生物种类越来越多。但是针对于高嘌呤食品，人们对其嘌呤降低方法的要求越来越高，既要保证有较高的去除率又要保证食品的安全性。嘌呤类物质的降低方法，根据不同的去除对象，降低方法也不尽相同。目前国内外研究的去除方法有吸附法、盐析-吸附法、外加酶法、超声波处理法和微生态法。

1.1 吸附法

吸附法是一种后处理方法，是通过采用合适粒度和吸附性能的吸附剂从而直接降低食品中的嘌呤类物质[12]，是降嘌呤研究中应用面最广的一种方法。目前常应用于食品中的吸附剂有：壳聚糖、硅藻土、硅胶、活性炭和人造沸石等。根据王海荣等[13]试验得出壳聚糖、活性炭和人造沸石对嘌呤的吸附效果更优于其他种类吸附剂，不同吸附剂的具体操作方法和条件见表1。

表1 嘌呤吸附剂Table 1 Purine adsorbent

由表1 可知，对比壳聚糖、人造沸石和活性炭3 种常见吸附剂的吸附效率发现，活性炭粉的吸附效率较低于其他两种；但同时对比5 种不同种类活性炭对样品的吸附率发现，200 目活性炭的吸附效率达到最高92.1%。由于活性炭的性价比优于壳聚糖和人造沸石，故常应用于食品中。

1.2 盐析-吸附法

盐析-吸附法是盐析法和吸附法相结合进而降低嘌呤的一种方法。盐析的原理一方面在于盐可以降低体系的疏水作用，破坏了维持嘌呤亲水胶的水膜，从而使得部分嘌呤物质沉淀；另一方面在于盐的二价阳离子破坏了核酸与蛋白质之间的氢键使核蛋白解离[19]。谢俊旭[20]通过对大豆加工工艺中温度和盐浓度两个变量进行控制。在 0.6 mol/L 的 NaCl 浓度，pH 6.5，80 ℃下搅拌10 min，从而使得大豆中的嘌呤去除率达到了78.5%，且大豆蛋白的回收率可以维持在84.7%。毛玉涛等[21]研究对比了6 种无机盐对豆浆中的嘌呤及其衍生物的去除效果，结果表明，相比其它5 种无机盐对豆浆中嘌呤类物质的去除效果，CaCl2的去除效果是最好。当CaCl2的添加浓度为0.6 mol/L、pH 值为6.0、于90 ℃下恒温搅拌45 min 时，CaCl2对豆浆中嘌呤类物质的去除效果呈现最佳，去除率为45.33%。在盐析的基础上再结合使用吸附剂，则对嘌呤具有良好的吸附作用。李慧慧[19]则对比了吸附、盐析、盐析-吸附以及吸附-盐析4 种方法对豆浆中嘌呤类物质的去除效果，结果研究表明，盐析-吸附法相比其它3 种方法的嘌呤去除效果最好。当CaCl2的添加浓度为0.4 mol/L，pH 7.0，70 ℃恒温搅拌 20 min，活性炭添加量为2.0 g/L，pH 6.0，60 ℃恒温静置60 min 时，豆浆中的嘌呤去除率最佳，为59.70%。盐析-吸附法目前较多应用于豆浆中，未见推广至其他食品中。

1.3 外加酶法

酶法是利用基因工程的手段将所需要的酶类生产开发出后加入到产品中，进而达到降低嘌呤的效果。日本三得利公司使用从选育的细菌和真菌菌株中生产的核酸酶，使的核酸酶分解降低了啤酒中的嘌呤含量[22]；李玉淼等[23]将开发得到的一种具有水解核苷能力的嘌呤核苷磷酸化酶添加到制作啤酒的糖化醪液中，从而使得麦汁中的游离嘌呤碱基质量浓度增加，在后续发酵阶段中酵母对游离嘌呤碱基的利用率提高，最终啤酒中的嘌呤质量浓度减少。利用外加酶的方法分解食品中的嘌呤类物质，既高效又快捷。有国外学者已经开发出降低食品中嘌呤浓度的酶系统-腺嘌呤脱氨酶、鸟嘌呤脱氨酶、黄嘌呤氧化还原酶和尿酸氧化酶4 种嘌呤降解酶组成。并有学者将此酶系统应用到食物中进行初步功能试验，结果表明所有嘌呤浓度皆有降低趋势[8，24-27]。使用外加酶法降解产品中的嘌呤类物质，既高效又快捷，但是王吉龙[28]认为外加酶属于食品添加剂，而食品添加剂或多或少都会引起食品的安全问题，因此使用外加酶类是对低嘌呤食品安全性的一个挑战。但是如果酶类使用得当，将其合理应用于食品加工过程中，未来也是一个可以研究的课题，但就目前为止此方法应用面还是较少。

1.4 超声波处理法

超声波是指在频率20 kHz～1 MHz 下与媒介相互作用，从而对产品的细胞结构及组成成分产生一定破坏，增加细胞内溶物的渗出，通过降解高分子物质，提高对目标物的提取效率。刘少林[29]仅研究了超声波温度与超声波时间对大豆中嘌呤类物质的脱除率影响，结果表明超声波温度和超声波时间分别为40 ℃、30 min 时，嘌呤的脱除率达到65.02%。而徐琳[30]利用超声波处理和吸附剂吸附法研制出高蛋白、低脂肪的低嘌呤脱脂大豆粉，并研究证明不同的超声波条件可以对低嘌呤脱脂豆粉的功能特性和理化性质起到改善作用。但是超声波处理法由于其特殊的空化作用，在大豆膳食纤维、大豆蛋白、海带多糖、番茄红素、花生蛋白、芸豆蛋白等食品领域应用较为广泛[31-33]，由于超声波的热作用、机械作用、空化作用，此方法可在研究低嘌呤产品方面实施推广。

1.5 微生态法

目前微生态法主要是通过将筛选出的具有特定生理活性的益生菌制成各种微生态制剂，从而使人服用后以实现其有效的生理作用[34]。益生菌是指“一种可以改善宿主肠道内微生态平衡从而对宿主有正面效益的微生物添加物”[35]。而在益生菌中，乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）和双歧杆菌是最为常用的是一群能产生乳酸的细菌。LAB 是指一群能利用可发酵碳水化合物并产生大量乳酸的一类无芽孢、革兰式染色阳性球菌或杆菌的统称[28]。目前对于将微生物应用到食品中从而达到降低食物中的嘌呤含量的目的研究较少。但是已经有相关研究表明部分菌株可在体外吸收利用嘌呤，使得嘌呤含量降低。国外学者[36-38]研究发现加氏乳杆菌PA-3 是一株具有强烈降解嘌呤核苷能力的细菌菌株，在体外实验中PA-3 可显出比没有嘌呤时更大的增殖量；在进行大鼠实验后证明，PA-3 菌株可减少大鼠食物中嘌呤的吸收，从而降低体内血清尿酸浓度。研究人员[39]使用含有PA-3 乳酸菌的酸奶对25 名痛风和高尿酸血症患者进行治疗，研究结果表明患者在食用了含有PA-3 菌株的酸奶后，患者体内的血清尿酸浓度得到了明显的遏制效果。而且在进行将PA-3 菌株放入含有嘌呤的培养皿中进行试验时，研究人员也确认了这种乳酸菌能够将嘌呤吸收到菌体内为己用。杨殿斌[34]通过定向筛选，从55 株供试乳酸菌中筛选出一株DM9218 菌株，它在体外对核苷具有最高的降解能力，研究者进一步做动物实验后表明：Wistar 大鼠在食用了DM9218 菌株后，对其高尿酸血症具有了一定防治的作用。Jen-Tao Chen 等[40]从食用安全的202 株菌落里筛选出了7 株米曲（根）霉，将其活化三代后接种到香菇提取液、豆奶以及啤酒中进行培养后测定，研究结果显示以嘌呤类物质及尿酸为碳源的7 株菌株中只有部分菌株对嘌呤类物质的去除率可达100%；金方等[11]从30 株实验益生菌株中首次筛选到一株具有降解核苷酸与核苷能力且降解速率较高的干酪乳杆菌ZM15，并利用高尿酸血症模型大鼠验证其具有降血尿酸的作用。康富帅等[41]采用ARTP 法诱变选育出了低嘌呤酿酒酵母菌株B-4 啤酒酵母，其制得发酵啤酒的总嘌呤含量最低降到76.26 mg/L，且与正常发酵啤酒品质相同。

乳酸菌是人体的有益菌。今后将益生菌应用到食品加工过程中降低嘌呤类物质的含量从而造福痛风及相关疾病患者是一个发展趋势，可进一步进行研究。

2 低嘌呤产品

目前国内外学者研究的低嘌呤产品种类较少，主要是集中在液体类较多。低嘌呤产品属于保健功能产品类，是针对于痛风及其并发症患者研发的一种功能性产品。低嘌呤食品的研发不但使病人从单一进食转化到多样进食，并且可以使正常人预防高尿酸血症的发生，从而降低高尿酸血症及其并发症的发病率。目前国内外研究的低嘌呤产品主要有低嘌呤啤酒和低嘌呤豆制品等。

2.1 低嘌呤啤酒

低嘌呤啤酒是目前学者最为普遍的一类研究对象。研究方向主要是通过在啤酒酿造过程中原辅料的选择、糖化配比以及优化工艺等方面进行或者是通过物理吸附等方法从而降低啤酒中嘌呤类物质的含量，并通过相应方法对嘌呤含量进行检测，如高效液相色谱法等。林先军[14]研究表明当成品啤酒中总嘌呤含量降低的同时，其苦味质和色度也有一定程度的降低，但是成品啤酒的风味却没有较大的变化，是能够被消费者接受的。王吉龙[28]也初步研究形成了低嘌呤啤酒的生产工艺。王晟楠[16]对其研发的低嘌呤啤酒进行风味品评，结果显示，啤酒的泡沫细腻持久、色泽浅黄、口味纯正且有明显的酒花香气。李慧萍等[17]通过对比不同原辅料及后处理工艺，从而研制出一种低嘌呤啤酒，其嘌呤去除率达65%。李雅文等[42]将其公司研发的低嘌呤啤酒与已在市场上热销的一款低嘌呤啤酒进行研究对比，结果表明其嘌呤含量要低于市售低嘌呤啤酒；同时对这款低嘌呤啤酒与两款普通啤酒皆进行随机口感测试，结果表明其公司研发的低嘌呤啤酒比普通啤酒更受消费者喜爱。

研究表明[43-44]啤酒是痛风发作的一个相关独立因素。因此低嘌呤啤酒的研制，既满足了喜爱饮酒但患有痛风的病人的需求；又一定程度上解决了酒类高嘌呤的问题。

2.2 低嘌呤豆制品

据研究表明大豆中嘌呤含量为180 mg/100 g 左右，属高嘌呤食品，患有痛风病的患者不宜长期食用[45]。为了解决豆制品中嘌呤过高的问题，则有学者研究豆及其制品中嘌呤的去除，但是相比啤酒较少。目前存在的低嘌呤豆制品有低嘌呤大豆粉、低嘌呤脱脂豆腐及豆腐粉、低嘌呤豆浆及其速溶粉、低嘌呤脱脂内酯豆腐。但是由于实际生产等原因，低嘌呤豆制品鲜有推广到市场上的。

刘少林[29]初步降低了大豆粉中的嘌呤含量，但对低嘌呤大豆粉的开发利用却未作进一步的研究。谢微[46]制得的低嘌呤脱脂豆腐粉中嘌呤含量为123.5 mg/100 g，蛋白质含量为56.2%、总糖含量为28.4%、脂肪含量0，符合高营养、脱脂的要求。其色泽、外观、气味与滋味、杂质等也都感官符合标准。也确定了低嘌呤脱脂豆浆的最佳煮浆条件为煮浆温度95 ℃，煮浆时间为10 min。崔素萍等[47]采用超声波处理低嘌呤脱脂豆腐粉，改善了蛋白质的营养功能，从而提高了小鼠对低嘌呤豆粉的蛋白质消化率。许琳[30]研制出了符合高蛋白、低脂肪、低嘌呤要求的低嘌呤脱脂大豆粉，其总嘌呤、蛋白质、总糖、脂肪含量分别为145.00 mg/100 g、54.30%、29.31%、1.32%。李慧慧[19]研发的低嘌呤豆浆中蛋白质、总糖、脂肪含量分别为2.9%、0.1%、0.31%；低嘌呤豆浆粉中蛋白质、总糖、脂肪含量分别为28.75%、1.48%、2.96%，经试验表明二者皆具有豆香味、营养、安全，可以进一步推广到市场上；毛玉涛等[45]以低嘌呤豆浆为原料采用喷雾干燥法制得蛋白质、总糖及总嘌呤含量分别为24.62%、45%、100.34 mg/100 g 的低嘌呤豆浆速溶粉，其为患有消化性溃疡和痛风病患者提供了一种含有多种维生素和矿物质的营养食物。

大豆及其制品是深入大众日常生活中的一类普遍食品，其不但含有丰富的植物蛋白，而且还具有人体内不能合成需要通过食物补充的8 种必需氨基酸。但是大豆及其制品皆属于高嘌呤食物，因此低嘌呤豆制品的研发，对于痛风患者的饮食治疗是有益处的。

综上所述，食品中嘌呤降低的方法各不相同，并且每种方法可能针对的食品也不一样，各有其各自的优缺点，因此建议研究人员应根据具体情况选择降低方法以达到对高嘌呤食品中嘌呤降低的目标。与此同时，应增大研究的样本量，根据合适的降嘌呤方法进而研究出多样的低嘌呤产品。

3 展望

随着高尿酸血症及其并发症的发病率逐年上升，人们对饮食的营养和选择也开始有了新的要求，在控制高嘌呤食物摄入的条下，低嘌呤食物成为人们新的选择和向往，低嘌呤食物的出现，既解决了高嘌呤饮食的弊端，又为痛风患者解决了由于限制鱼、肉等高嘌呤饮食而导致身体缺乏营养的问题。但是目前低嘌呤食物种类稀少，因此研究出安全可靠的降嘌呤方法，进而应用到食品的实际生产过程中以达到对嘌呤合理有效的去除。例如嘌呤含量较高的发酵肉制品，可以微生态法降低其嘌呤含量，因为发酵肉制品本以不同菌株做为发酵剂进行生产，可以考虑通过筛选诱变得到具有降嘌呤能力的菌株从而应用到生产过程中，以达到降嘌呤效果。另外，大多数水产品都属于高嘌呤食品，据研究表明[48]食品中嘌呤的总含量：水产品＞畜禽肉类＞植物性食品。因此可以考虑在加工过程中对制作工艺进行优化或者筛选诱变适于水产品类的有益菌株，从而达到降嘌呤的效果。总之，随着社会科学技术的发展以及学者对嘌呤的不断研究，低嘌呤饮食的开发也需要进一步的深入探讨研究。