微生物酵素的生物活性及毒理性概述

吳丹　張磊　王利剛　費云滟

酵素（enzyme）又稱作酶，多數是蛋白質大分子，主要功能是作為生物催化劑，加速化學反應但不改變自身性質，生物體內的各種生理生化反應都需要酵素的幫助才能很好地完成。酵素有三大特點：具有催化能力，具有高度的專一性，以及在其它離子和分子的存在下能夠很好地控制其催化功能。正因為以上特點，酵素在制藥、廢水處理、農業和食品生產等方面都得到了應用。

酵素，以一種或多種蔬菜、水果、菌菇等為原料，經多種益生發酵而成，含豐富營養物質的功能性微生物發酵產品。酵素很早就在食品中得到應用，國外首次報道酵素是在1894年，研究者發現米曲霉中能產生淀粉酶。微生物是酵素很好的來源，大多數微生物都很容易培育并能快速生長，且所需營養素不多，成本較低。

酵素的活性

近年來，酵素因富含多種對人體有益的活性物質，具有多種保健功能而在食品中受到廣泛關注，已盛行于美國、日本和一些歐洲國家。酵素的活性，關系到它自身生理生化反應發生的能力，活性越高，功效越好，因此對生物酵素活性的研究是十分重要的。

在特定的發酵工藝條件下，經多種微生物共同發酵，得到的酵素富含多種酶類，其中主要的功效酶類包括超氧化物歧化酶、蛋白酶、脂肪酶等。超氧化物歧化酶能催化超氧自由基發生歧化反應，因而能清除體內超氧自由基，從而保護機體不受超氧自由基的損害；蛋白酶是一類能夠催化蛋白質分解的酶，所以有去除皮膚表面、毛孔及汗腺中的污垢，分解人體內死亡細胞和去老化角質的功效；脂肪酶是可以水解油脂的酶類，可用在保健品、化妝品和減肥食品中。

酵素的抗氧化性。人類的衰老和某些病變都與活性氧和自由基相關，人體固有的抗氧化防御平衡體系能夠清除這些因人體正常代謝或其它因素產生的自由基。然而，當這些自由基的產生過量，平衡體系被打破時，就會導致細胞損傷和死亡，從而表現出衰老或疾病。

研究表明，酵素能有效清除體內超氧自由基，有很好的抗氧化活性。蔣增良等人在藍莓酵素抗氧化性能研究中表明，藍莓酵素產品具有優異的抗氧化性。賈麗麗等人研究的冬棗酵素，發現在發酵過程中還原力、羥自由基和SOD酶活力都不斷升高。郭艷萍等人提出，通過天然發酵制得的大麥酵素具有較強的抗氧化活性，對多種自由基具有較高的清除能力。

酵素的抑菌性。酵素的抑菌性也得到了很好的證實。董銀卯等人采用液體培養法，分別對膏狀酵素和粉狀酵素的抑菌功效進行了評價，結果表明，這兩種酵素對大腸桿菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌和三種痤瘡病原菌都有一定的抑制功效。

酵素之所以有抑菌作用，是因為原料發酵過程中產生抑菌物質。謝俊杰課題組在研究中發現紅茶菌液對革蘭氏陰性、陽性菌有明顯的抑制作用，并分析紅茶菌液中可能存在抑菌成份，從中提取蛋白類物質在酸性條件下能抑制細菌生長。張玉梅等人進一步研究了紅茶菌發酵液的抑菌作用，結果顯示，紅茶菌發酵液在酸性條件下對金黃色葡萄球菌和大腸埃希氏菌有抑制作用，而在堿性條件下無抑制作用。發酵過程中產生的蛋白質類物質是紅茶菌液中抑菌活性成分之一。

酵素的免疫性。酵素具有誘發和強化白血球的抗菌功能，能清除入侵的病菌和化膿物，對免疫功能有調節作用。李波清等人通過紅茶菌對小鼠免疫功能的研究，得出紅茶菌能提高NK細胞的殺傷活性，巨噬細胞的吞噬作用明顯增強，從而增強小鼠的免疫功能。

酵素的毒理性

雖然酵素的毒理性已經得到較多的研究，其結果表明酵素并沒有毒性，但實際生產和應用中的酵素發酵工藝更加復雜。當酵素作為食品或食品添加劑時，隨環境的改變，酵素是否仍然對人體安全無毒需要更深入和全面的研究和探索。

食品酵素作為直接入口的營養素，必須要保證其安全性，其中不能存在大腸桿菌、甲醇、雜醇油、重金屬元素等有害物質成分。酵素的提取要通過發酵和酶解兩個步驟來完成，傳統的家庭式發酵工藝很容易產生上述有害物質。相關部門應制定相應標準，在規范下采取先進酵控工藝技術，保證無毒、無副作用，對人體安全。

酵素以其營養豐富，且是純天然產品而受到關注和重視，具有抗氧化性、抑菌性和免疫性等功效，對延緩衰老、提高免疫力、預防和治療一些疾病有顯著的功效。然而，酵素在發酵過程中因受環境影響，很容易受到污染，可能產生有害的物質。因此，在研究酵素活性的同時，應開發先進酵控工藝技術，并對菌種種類、功能性成分、產品安全性進行全面和深入的探究，在對人體無毒、無副作用的條件下，使酵素充分發揮有益功效。

（作者單位：重慶市食品藥品檢驗檢測研究院）