纳豆的研究现状及展望

石晓丹，王家林，马骏

青岛科技大学海洋科学与生物工程学院（青岛 266000）

纳豆最早应该起源于中国古代，唐朝的和尚鉴真东渡日本，将中国的“纳豆”——豆豉的做法带去日本许多佛教寺院，后来民间才渐渐流行，发展成今天的纳豆[1]。日本民众极为重视对纳豆的食用，纳豆也一度被外界视为日本人长寿的“秘方”。纳豆风味比较独特，表面具有白色的拉丝黏性物质，1987年日本的一位学者从中首次发现纳豆激酶[2]，并证实纳豆激酶有良好的溶栓功能后，纳豆受到关注，在许多研究中，纳豆激酶被发现除了能溶解血栓外，纳豆的活性成分还表现出许多其他独特的营养价值和生理特性，成为一种公认的药食同源保健品。

1 纳豆发酵工艺

纳豆是由煮熟的大豆等原料接种枯草芽孢杆菌（纳豆菌）后发酵而成的一种微生物发酵食品，其制作工艺一般分为传统方法和工业制法，因地方特色和配方的不同传统发酵法各有差别，工业法发酵在全国比较统一，工业生产具体流程如下：

优质大豆→清洗→浸泡→蒸煮→冷却→接种（纳豆菌）→发酵→后熟→成熟纳豆

1.1 固体发酵

纳豆固体发酵工艺指的是将纳豆菌在不溶性固体基质上接种发酵，原料大豆煮熟后接种纳豆菌，在一定条件下进行发酵，得到纳豆产品。固体发酵原料简便易得，设备较为精简，具有低成本、产酶活力高等优点。纳豆发酵过程中各环节的工艺参数都对最终成品纳豆质量的控制起着至关重要的作用，许多学者都对固体发酵的工艺参数进行优化试验，从而得到高酶活的纳豆产品。明飞平等[3]在对纳豆的固体浅盘发酵工艺研究中，从不同的接种量、发酵温度、发酵时间等角度入手对产纳豆激酶的影响进行初步研究，优化的酶活可达2200 U/g。郭海勇等[4]对起始物料的含水量、物料的厚度、碳源的含量等条件进行优化，使纳豆激酶的活性保持在2250 IU/g。此外，还有学者通过在固态发酵过程中添加海藻酸钠和氯化钙提高纳豆激酶活性，酶活达1895.05 U/g，同时改善了纳豆的风味[5]。

1.2 液体发酵

纳豆液体发酵是指菌种在发酵醪呈液态时进行的发酵，液态发酵有控制简单、原料使用率高、发酵速度快、生产周期短、后期纯化处理便利等优点。因此，对于生产纳豆的液体发酵研究，主要集中于纳豆激酶的生产，常用于大规模的工厂生产。张琳等[6]通过对装液量、接种量、摇床转速等条件进行考察，结果发现其中的产酶规律，并确定产酶的最佳条件，优化后的纳豆激酶的活力可达1004 U/mL。Kwon等[7]采用高密度的分批补料方法使酶活力提高到14500 U/mL。许强等[8]优化培养基液体组分，结果发现最佳碳、氮源分别是淀粉、酵母粉，并确定了最优比例，优化后产酶可达720.70 U/mL。

1.3 发酵工艺的改良

纳豆的液体发酵和固体发酵各有优劣，针对于发酵工艺的优化更多集中在提高纳豆激酶酶活的基础上，但都不能很好地解决纳豆不良的氨味，这导致纳豆在中国不能被大众广泛接受。进一步提高纳豆激酶的纤溶性、降低纳豆氨味，成为纳豆研究的大方向。众多学者开始对发酵工艺进行改良，主要从发酵菌种和发酵底物入手。Takemura等[9]通过敲除特定基因来培育低臭的纳豆菌种。近几年，混菌发酵也成为研究的热点，杨野等[10]采用纳豆发酵粉与乳酸菌粉混合发酵的方法，使氨臭味明显减少。孙军德等[11]利用沼泽红假单胞菌与纳豆芽孢杆菌混合，改善不良风味，提高酶活性。Koguchi等[12]通过试验证实，改变底物组成可以达到降低不良风味的效果。于江淼等[13]以优质的黑豆为原料对黑纳豆的发酵工艺进行了优化，优化后的黑纳豆没有不愉快的氨味，纳豆激酶活力达6116.67 U/mg。吴雪娇等[14]通过将白糖加入原料大豆中发酵，后熟加酸奶改良纳豆的风味。Dong等[15]首次开发纳豆板栗发酵食品，优化板栗发酵参数，纳豆板栗的纤溶性为6479 IU/g，抗氧化性得到提高。

2 纳豆的营养与功能

2.1 纳豆的营养价值

纳豆营养全面，价值极高，其营养成分与蒸煮过的大豆、鸡蛋、牛肉（以100 g计）相比较如表1[16]所示。

表1 纳豆的营养成分

大豆接种纳豆菌发酵后，营养价值显著提高，除水分和维生素B1外，每百克纳豆的营养价值均比蒸煮过的大豆高。与含蛋白质丰富的鸡蛋和牛肉相比，100 g的纳豆蛋白含量也相当高，但纳豆还含有其他食品中没有的纳豆菌、蛋白酶、淀粉酶等。

2.2 纳豆的功能特性

2.2.1 溶栓作用

纳豆中含有纤维蛋白分解酶——纳豆激酶，经证实纳豆激酶能溶解血栓，而且不降解纤维蛋白原，如果大量使用并不会导致出血，对心肌梗塞、脑血栓和脑梗塞等疾病可起到预防和辅助治疗的作用。与尿激酶相比，每克湿纳豆具有1600 IU尿激酶的效果[17]，而且纳豆激酶不易在人体胃部失活，与其他溶栓剂相比，还具有在体内作用时间长、无毒副作用等优势。同时，纳豆中含有的异黄酮能抑制血小板的凝集，与纳豆激酶协同可以更加充分地溶解血栓，有研究表明，每天吃100～200 g的鲜纳豆，可有效预防心脑血管疾病[18]。

2.2.2 预防骨质疏松症

纳豆中含有维生素K2和异黄酮，对预防骨质疏松有显著作用[19]。日本曾对6万名65岁以上的骨质疏松患者给予维生素K2，结果显示，维生素K2能有效减缓腰痛，增加骨重[20]。纳豆中含有较多的维生素K2，它能加速钙沉积，促进骨蛋白质的生成以增加骨密度，从而预防骨折。异黄酮能结合成骨细胞受体，使成骨细胞增加并促进其增殖分化，增强细胞活性，加速骨的形成。

2.2.3 预防高血压

纳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过氧化脂质的生成和沉积，起到防止动脉硬化的功效，同时还能降低胆固醇和甘油三脂，预防高血脂。纳豆卵磷脂能防止血管内壁附着胆固醇，保持血管弹性[21]。另外，纳豆中含有的醇素、钾元素等，能够使异常血压恢复正常。

2.2.4 抗菌、消毒

纳豆菌能产生杆菌肽、2,6-吡啶二羧酸、多黏菌素等抗菌物质，因此纳豆具有一定抗菌性，能有效地抑制一些致命性的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，并能使肠毒素、霍乱菌毒素和伤寒菌等功能丧失[22]。纳豆菌能在人的肠道生长，调节肠道的菌群平衡，使人的大肠环境保持在一定水平。

2.2.5 抗癌作用

纳豆中含有许多抗癌物质，如染料木素、染料木甙及硒元素等。染料木素、染料木苷有强烈的裂解作用，可抑制肿瘤细胞的增殖[23]。硒元素能明显降低女性乳腺癌的发病率。同时，纳豆菌自身也有抑制癌症的功能，它可杀死癌细胞并刺激免疫系统产生干扰素。此外，纳豆中的其他成分也具有一定的抗癌功能如异黄酮和皂角苷等。

2.2.6 其他方面

纳豆中的大豆异黄酮与雌激素受体相结合，对更年期妇女体内的激素水平有调节作用，在一定程度上可改善更年期症状，同时还可以延缓更年期的到来；纳豆含有超氧化物歧化酶、不饱和脂肪酸及维生素E等成分[24]，具有抗氧化功效，可以调节皮肤的水油平衡，有效改善皮肤弹性，从而起到延缓衰老的作用；纳豆含有丰富的膳食纤维，能充分促进肠道蠕动，排出身体毒素，有效地预防便秘；猪胰腺弹性蛋白酶是一种治疗高血糖的药物[25]，而纳豆中的高弹性蛋白酶也具有和猪胰腺的弹性蛋白酶相同的作用。

3 多样化纳豆产品的开发

为进一步改善纳豆风味、提高纳豆的接受度，纳豆发酵技术日益革新，在市面上的纳豆产品呈现出多元化的趋势。玄光善等[26]把从纳豆中提取的营养成分与酵素粉相结合，制成富含纳豆激酶的复方纳豆酵素粉，克服传统纳豆气味上的缺陷，食用方便且给人饱腹感，是一种良好的健康食品。谭香玉等[27]以纳豆粉、奶粉、鸡蛋、黄油等为原料制成纳豆酥性饼干，不仅酥脆香甜，而且还具有补钙等保健功效。韩瑞超等[28]以纳豆冻干粉为主要原料，结合现代压片工艺制作的纳豆压片糖果，保持纳豆原有的营养，口感良好，且携带便利，适合多个年龄段的人食用，市场前景广阔。复合饮料是近几年来流行的饮料类产品，纳豆的复合饮料也从中兴起。李延辉等[29]以纳豆为原料，用米汁调制出一款新型的纳豆复合健康饮品，使其口味有所改变，口感细腻，风味良好并且依旧保持纳豆原本的营养成分。杨柳等[30]以薏米、黑豆为主要原料，接种纳豆菌，研制成薏米黑豆复合发酵饮料，其口感滑润，风味独特，兼具黑豆营养成分及纳豆菌发酵的营养产物。

4 结语

伴随着中国国民经济的不断进步、生活质量水平的进一步提高，人民群众对生活质量和健康安全高度关注，健康、精细、绿色、环保逐渐成为群众追求的生活方式。纳豆及相关产品由于具有良好营养和保健作用，逐渐走进人们视线，受到越来越多关注，更多人开始对纳豆及其相关产品进行研究。为加速纳豆工业发展，应进一步深化产学研一体化，加强企业与高校和科研机构的交流，研发出符合中国人口味、功能效果更全面的纳豆产品，争取全面实现工业化生产，纳豆在中国保健食品行业必将拥有广阔的前景和未来。