食品中嘌呤的降低方法及低嘌呤產品研究進展

劉建林，孫學穎，辛曉琦，杜梅，王倩，趙麗華，靳燁

（內蒙古農業大學食品科學與工程學院，內蒙古呼和浩特010020）

嘌呤（C5H4N4）是含有兩個相鄰碳氮環的雜環芳香化合物，是生物體內核酸的重要組成成分，是存在于所有人體細胞和多數食物中的一種天然的活性生物堿[1]。嘌呤類物質對人體內部的能量供應、代謝調節及輔酶合成等方面都起著十分重要的作用[2]。嘌呤類物質主要包括腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、次黃嘌呤（H）和黃嘌呤（X），其中腺嘌呤（A）和鳥嘌呤（G）是所有生物體內DNA、RNA 組成的最小單元之一，也是在人體中以結合態存在最多的兩種嘌呤物質，廣泛參與人體的多種生命活動，比如遺傳、代謝等；次黃嘌呤（H）、黃嘌呤（X）是嘌呤合成和分解代謝的中間體、是尿酸（uric acid，UA）形成的必須前提物質。尿酸則是嘌呤堿基的最終代謝產物，是人體內所特有的一種可防止活性氧侵害的天然水溶性抗氧化劑，對維護機體免疫力、促進傷口愈合、維持血壓等具有重要的作用[3-4]。

人體內的嘌呤類物質來源分為內源性和外源性兩部分，體內的合成代謝及人體組織中核酸的分解導致內源性嘌呤代謝，每天約600 mg，占整體嘌呤代謝水平80%；動物和植物來源的食物攝入導致體內外源性嘌呤形成，約占整體嘌呤水平20%[5]。人體從食物中獲得的嘌呤類物質極少會被機體直接或間接利用，幾乎全部轉化成尿酸，進而通過腎臟等器官排出體外。但如果體內嘌呤代謝發生紊亂、尿酸的排出與生成失衡，則會引起機體內血清尿酸濃度升高，當血清尿酸濃度＞68 mg/L 則會導致一些代謝疾病的發生，如高尿酸血癥、心腦血管疾病及胰島素抵抗等[6-8]。據研究表明食物中嘌呤含量＞150 mg/100 g 即為高嘌呤食品，但一般認為導致病發的直接原因并不是高嘌呤飲食，而是間接誘發相關疾病發作和加重的原因，如果短時間內大量攝入高嘌呤食物則可導致體內血尿酸水平迅速升高，進而誘發痛風性關節炎等疾病的發作[9-10]。目前對于高尿酸血癥及其并發癥的治療主要是通過藥物治療以及嚴格控制病人的高嘌呤飲食，盡可能減少病人的外源性嘌呤類物質攝入，但是限制這些食物中嘌呤成分的攝入是極其困難的，因為動植物細胞、食物調味劑中均含有嘌呤類成分[11]；毛玉濤等提出通過嘌呤降解酶酶促反應或者微生物等方法可降低食物中嘌呤含量從而控制血清中的尿酸水平。因此，通過安全有效的方法研發低嘌呤食物不但對高尿酸血癥及其并發癥病人有利，同時也促進了當代社會綠色飲食的發展[2]。

目前關于嘌呤的綜述，多集中于嘌呤的前處理以及對比檢測方法不同方面，對于降低嘌呤的相關方法綜述較少。基于此，本文擬綜述的內容是目前常見降低食品中嘌呤的方法以及目前研究出的低嘌呤產品。

1 降低嘌呤物質的方法

隨著社會科學技術的不斷發展，學者們發現的嘌呤及其衍生物種類越來越多。但是針對于高嘌呤食品，人們對其嘌呤降低方法的要求越來越高，既要保證有較高的去除率又要保證食品的安全性。嘌呤類物質的降低方法，根據不同的去除對象，降低方法也不盡相同。目前國內外研究的去除方法有吸附法、鹽析-吸附法、外加酶法、超聲波處理法和微生態法。

1.1 吸附法

吸附法是一種后處理方法，是通過采用合適粒度和吸附性能的吸附劑從而直接降低食品中的嘌呤類物質[12]，是降嘌呤研究中應用面最廣的一種方法。目前常應用于食品中的吸附劑有：殼聚糖、硅藻土、硅膠、活性炭和人造沸石等。根據王海榮等[13]試驗得出殼聚糖、活性炭和人造沸石對嘌呤的吸附效果更優于其他種類吸附劑，不同吸附劑的具體操作方法和條件見表1。

表1 嘌呤吸附劑Table 1 Purine adsorbent

由表1 可知，對比殼聚糖、人造沸石和活性炭3 種常見吸附劑的吸附效率發現，活性炭粉的吸附效率較低于其他兩種；但同時對比5 種不同種類活性炭對樣品的吸附率發現，200 目活性炭的吸附效率達到最高92.1%。由于活性炭的性價比優于殼聚糖和人造沸石，故常應用于食品中。

1.2 鹽析-吸附法

鹽析-吸附法是鹽析法和吸附法相結合進而降低嘌呤的一種方法。鹽析的原理一方面在于鹽可以降低體系的疏水作用，破壞了維持嘌呤親水膠的水膜，從而使得部分嘌呤物質沉淀；另一方面在于鹽的二價陽離子破壞了核酸與蛋白質之間的氫鍵使核蛋白解離[19]。謝俊旭[20]通過對大豆加工工藝中溫度和鹽濃度兩個變量進行控制。在 0.6 mol/L 的 NaCl 濃度，pH 6.5，80 ℃下攪拌10 min，從而使得大豆中的嘌呤去除率達到了78.5%，且大豆蛋白的回收率可以維持在84.7%。毛玉濤等[21]研究對比了6 種無機鹽對豆漿中的嘌呤及其衍生物的去除效果，結果表明，相比其它5 種無機鹽對豆漿中嘌呤類物質的去除效果，CaCl2的去除效果是最好。當CaCl2的添加濃度為0.6 mol/L、pH 值為6.0、于90 ℃下恒溫攪拌45 min 時，CaCl2對豆漿中嘌呤類物質的去除效果呈現最佳，去除率為45.33%。在鹽析的基礎上再結合使用吸附劑，則對嘌呤具有良好的吸附作用。李慧慧[19]則對比了吸附、鹽析、鹽析-吸附以及吸附-鹽析4 種方法對豆漿中嘌呤類物質的去除效果，結果研究表明，鹽析-吸附法相比其它3 種方法的嘌呤去除效果最好。當CaCl2的添加濃度為0.4 mol/L，pH 7.0，70 ℃恒溫攪拌 20 min，活性炭添加量為2.0 g/L，pH 6.0，60 ℃恒溫靜置60 min 時，豆漿中的嘌呤去除率最佳，為59.70%。鹽析-吸附法目前較多應用于豆漿中，未見推廣至其他食品中。

1.3 外加酶法

酶法是利用基因工程的手段將所需要的酶類生產開發出后加入到產品中，進而達到降低嘌呤的效果。日本三得利公司使用從選育的細菌和真菌菌株中生產的核酸酶，使的核酸酶分解降低了啤酒中的嘌呤含量[22]；李玉淼等[23]將開發得到的一種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，從而使得麥汁中的游離嘌呤堿基質量濃度增加，在后續發酵階段中酵母對游離嘌呤堿基的利用率提高，最終啤酒中的嘌呤質量濃度減少。利用外加酶的方法分解食品中的嘌呤類物質，既高效又快捷。有國外學者已經開發出降低食品中嘌呤濃度的酶系統-腺嘌呤脫氨酶、鳥嘌呤脫氨酶、黃嘌呤氧化還原酶和尿酸氧化酶4 種嘌呤降解酶組成。并有學者將此酶系統應用到食物中進行初步功能試驗，結果表明所有嘌呤濃度皆有降低趨勢[8，24-27]。使用外加酶法降解產品中的嘌呤類物質，既高效又快捷，但是王吉龍[28]認為外加酶屬于食品添加劑，而食品添加劑或多或少都會引起食品的安全問題，因此使用外加酶類是對低嘌呤食品安全性的一個挑戰。但是如果酶類使用得當，將其合理應用于食品加工過程中，未來也是一個可以研究的課題，但就目前為止此方法應用面還是較少。

1.4 超聲波處理法

超聲波是指在頻率20 kHz～1 MHz 下與媒介相互作用，從而對產品的細胞結構及組成成分產生一定破壞，增加細胞內溶物的滲出，通過降解高分子物質，提高對目標物的提取效率。劉少林[29]僅研究了超聲波溫度與超聲波時間對大豆中嘌呤類物質的脫除率影響，結果表明超聲波溫度和超聲波時間分別為40 ℃、30 min 時，嘌呤的脫除率達到65.02%。而徐琳[30]利用超聲波處理和吸附劑吸附法研制出高蛋白、低脂肪的低嘌呤脫脂大豆粉，并研究證明不同的超聲波條件可以對低嘌呤脫脂豆粉的功能特性和理化性質起到改善作用。但是超聲波處理法由于其特殊的空化作用，在大豆膳食纖維、大豆蛋白、海帶多糖、番茄紅素、花生蛋白、蕓豆蛋白等食品領域應用較為廣泛[31-33]，由于超聲波的熱作用、機械作用、空化作用，此方法可在研究低嘌呤產品方面實施推廣。

1.5 微生態法

目前微生態法主要是通過將篩選出的具有特定生理活性的益生菌制成各種微生態制劑，從而使人服用后以實現其有效的生理作用[34]。益生菌是指“一種可以改善宿主腸道內微生態平衡從而對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）和雙歧桿菌是最為常用的是一群能產生乳酸的細菌。LAB 是指一群能利用可發酵碳水化合物并產生大量乳酸的一類無芽孢、革蘭式染色陽性球菌或桿菌的統稱[28]。目前對于將微生物應用到食品中從而達到降低食物中的嘌呤含量的目的研究較少。但是已經有相關研究表明部分菌株可在體外吸收利用嘌呤，使得嘌呤含量降低。國外學者[36-38]研究發現加氏乳桿菌PA-3 是一株具有強烈降解嘌呤核苷能力的細菌菌株，在體外實驗中PA-3 可顯出比沒有嘌呤時更大的增殖量；在進行大鼠實驗后證明，PA-3 菌株可減少大鼠食物中嘌呤的吸收，從而降低體內血清尿酸濃度。研究人員[39]使用含有PA-3 乳酸菌的酸奶對25 名痛風和高尿酸血癥患者進行治療，研究結果表明患者在食用了含有PA-3 菌株的酸奶后，患者體內的血清尿酸濃度得到了明顯的遏制效果。而且在進行將PA-3 菌株放入含有嘌呤的培養皿中進行試驗時，研究人員也確認了這種乳酸菌能夠將嘌呤吸收到菌體內為己用。楊殿斌[34]通過定向篩選，從55 株供試乳酸菌中篩選出一株DM9218 菌株，它在體外對核苷具有最高的降解能力，研究者進一步做動物實驗后表明：Wistar 大鼠在食用了DM9218 菌株后，對其高尿酸血癥具有了一定防治的作用。Jen-Tao Chen 等[40]從食用安全的202 株菌落里篩選出了7 株米曲（根）霉，將其活化三代后接種到香菇提取液、豆奶以及啤酒中進行培養后測定，研究結果顯示以嘌呤類物質及尿酸為碳源的7 株菌株中只有部分菌株對嘌呤類物質的去除率可達100%；金方等[11]從30 株實驗益生菌株中首次篩選到一株具有降解核苷酸與核苷能力且降解速率較高的干酪乳桿菌ZM15，并利用高尿酸血癥模型大鼠驗證其具有降血尿酸的作用。康富帥等[41]采用ARTP 法誘變選育出了低嘌呤釀酒酵母菌株B-4 啤酒酵母，其制得發酵啤酒的總嘌呤含量最低降到76.26 mg/L，且與正常發酵啤酒品質相同。

乳酸菌是人體的有益菌。今后將益生菌應用到食品加工過程中降低嘌呤類物質的含量從而造福痛風及相關疾病患者是一個發展趨勢，可進一步進行研究。

2 低嘌呤產品

目前國內外學者研究的低嘌呤產品種類較少，主要是集中在液體類較多。低嘌呤產品屬于保健功能產品類，是針對于痛風及其并發癥患者研發的一種功能性產品。低嘌呤食品的研發不但使病人從單一進食轉化到多樣進食，并且可以使正常人預防高尿酸血癥的發生，從而降低高尿酸血癥及其并發癥的發病率。目前國內外研究的低嘌呤產品主要有低嘌呤啤酒和低嘌呤豆制品等。

2.1 低嘌呤啤酒

低嘌呤啤酒是目前學者最為普遍的一類研究對象。研究方向主要是通過在啤酒釀造過程中原輔料的選擇、糖化配比以及優化工藝等方面進行或者是通過物理吸附等方法從而降低啤酒中嘌呤類物質的含量，并通過相應方法對嘌呤含量進行檢測，如高效液相色譜法等。林先軍[14]研究表明當成品啤酒中總嘌呤含量降低的同時，其苦味質和色度也有一定程度的降低，但是成品啤酒的風味卻沒有較大的變化，是能夠被消費者接受的。王吉龍[28]也初步研究形成了低嘌呤啤酒的生產工藝。王晟楠[16]對其研發的低嘌呤啤酒進行風味品評，結果顯示，啤酒的泡沫細膩持久、色澤淺黃、口味純正且有明顯的酒花香氣。李慧萍等[17]通過對比不同原輔料及后處理工藝，從而研制出一種低嘌呤啤酒，其嘌呤去除率達65%。李雅文等[42]將其公司研發的低嘌呤啤酒與已在市場上熱銷的一款低嘌呤啤酒進行研究對比，結果表明其嘌呤含量要低于市售低嘌呤啤酒；同時對這款低嘌呤啤酒與兩款普通啤酒皆進行隨機口感測試，結果表明其公司研發的低嘌呤啤酒比普通啤酒更受消費者喜愛。

研究表明[43-44]啤酒是痛風發作的一個相關獨立因素。因此低嘌呤啤酒的研制，既滿足了喜愛飲酒但患有痛風的病人的需求；又一定程度上解決了酒類高嘌呤的問題。

2.2 低嘌呤豆制品

據研究表明大豆中嘌呤含量為180 mg/100 g 左右，屬高嘌呤食品，患有痛風病的患者不宜長期食用[45]。為了解決豆制品中嘌呤過高的問題，則有學者研究豆及其制品中嘌呤的去除，但是相比啤酒較少。目前存在的低嘌呤豆制品有低嘌呤大豆粉、低嘌呤脫脂豆腐及豆腐粉、低嘌呤豆漿及其速溶粉、低嘌呤脫脂內酯豆腐。但是由于實際生產等原因，低嘌呤豆制品鮮有推廣到市場上的。

劉少林[29]初步降低了大豆粉中的嘌呤含量，但對低嘌呤大豆粉的開發利用卻未作進一步的研究。謝微[46]制得的低嘌呤脫脂豆腐粉中嘌呤含量為123.5 mg/100 g，蛋白質含量為56.2%、總糖含量為28.4%、脂肪含量0，符合高營養、脫脂的要求。其色澤、外觀、氣味與滋味、雜質等也都感官符合標準。也確定了低嘌呤脫脂豆漿的最佳煮漿條件為煮漿溫度95 ℃，煮漿時間為10 min。崔素萍等[47]采用超聲波處理低嘌呤脫脂豆腐粉，改善了蛋白質的營養功能，從而提高了小鼠對低嘌呤豆粉的蛋白質消化率。許琳[30]研制出了符合高蛋白、低脂肪、低嘌呤要求的低嘌呤脫脂大豆粉，其總嘌呤、蛋白質、總糖、脂肪含量分別為145.00 mg/100 g、54.30%、29.31%、1.32%。李慧慧[19]研發的低嘌呤豆漿中蛋白質、總糖、脂肪含量分別為2.9%、0.1%、0.31%；低嘌呤豆漿粉中蛋白質、總糖、脂肪含量分別為28.75%、1.48%、2.96%，經試驗表明二者皆具有豆香味、營養、安全，可以進一步推廣到市場上；毛玉濤等[45]以低嘌呤豆漿為原料采用噴霧干燥法制得蛋白質、總糖及總嘌呤含量分別為24.62%、45%、100.34 mg/100 g 的低嘌呤豆漿速溶粉，其為患有消化性潰瘍和痛風病患者提供了一種含有多種維生素和礦物質的營養食物。

大豆及其制品是深入大眾日常生活中的一類普遍食品，其不但含有豐富的植物蛋白，而且還具有人體內不能合成需要通過食物補充的8 種必需氨基酸。但是大豆及其制品皆屬于高嘌呤食物，因此低嘌呤豆制品的研發，對于痛風患者的飲食治療是有益處的。

綜上所述，食品中嘌呤降低的方法各不相同，并且每種方法可能針對的食品也不一樣，各有其各自的優缺點，因此建議研究人員應根據具體情況選擇降低方法以達到對高嘌呤食品中嘌呤降低的目標。與此同時，應增大研究的樣本量，根據合適的降嘌呤方法進而研究出多樣的低嘌呤產品。

3 展望

隨著高尿酸血癥及其并發癥的發病率逐年上升，人們對飲食的營養和選擇也開始有了新的要求，在控制高嘌呤食物攝入的條下，低嘌呤食物成為人們新的選擇和向往，低嘌呤食物的出現，既解決了高嘌呤飲食的弊端，又為痛風患者解決了由于限制魚、肉等高嘌呤飲食而導致身體缺乏營養的問題。但是目前低嘌呤食物種類稀少，因此研究出安全可靠的降嘌呤方法，進而應用到食品的實際生產過程中以達到對嘌呤合理有效的去除。例如嘌呤含量較高的發酵肉制品，可以微生態法降低其嘌呤含量，因為發酵肉制品本以不同菌株做為發酵劑進行生產，可以考慮通過篩選誘變得到具有降嘌呤能力的菌株從而應用到生產過程中，以達到降嘌呤效果。另外，大多數水產品都屬于高嘌呤食品，據研究表明[48]食品中嘌呤的總含量：水產品＞畜禽肉類＞植物性食品。因此可以考慮在加工過程中對制作工藝進行優化或者篩選誘變適于水產品類的有益菌株，從而達到降嘌呤的效果。總之，隨著社會科學技術的發展以及學者對嘌呤的不斷研究，低嘌呤飲食的開發也需要進一步的深入探討研究。