納豆的研究現狀及展望

石曉丹，王家林，馬駿

青島科技大學海洋科學與生物工程學院（青島 266000）

納豆最早應該起源于中國古代，唐朝的和尚鑒真東渡日本，將中國的“納豆”——豆豉的做法帶去日本許多佛教寺院，后來民間才漸漸流行，發展成今天的納豆[1]。日本民眾極為重視對納豆的食用，納豆也一度被外界視為日本人長壽的“秘方”。納豆風味比較獨特，表面具有白色的拉絲黏性物質，1987年日本的一位學者從中首次發現納豆激酶[2]，并證實納豆激酶有良好的溶栓功能后，納豆受到關注，在許多研究中，納豆激酶被發現除了能溶解血栓外，納豆的活性成分還表現出許多其他獨特的營養價值和生理特性，成為一種公認的藥食同源保健品。

1 納豆發酵工藝

納豆是由煮熟的大豆等原料接種枯草芽孢桿菌（納豆菌）后發酵而成的一種微生物發酵食品，其制作工藝一般分為傳統方法和工業制法，因地方特色和配方的不同傳統發酵法各有差別，工業法發酵在全國比較統一，工業生產具體流程如下：

優質大豆→清洗→浸泡→蒸煮→冷卻→接種（納豆菌）→發酵→后熟→成熟納豆

1.1 固體發酵

納豆固體發酵工藝指的是將納豆菌在不溶性固體基質上接種發酵，原料大豆煮熟后接種納豆菌，在一定條件下進行發酵，得到納豆產品。固體發酵原料簡便易得，設備較為精簡，具有低成本、產酶活力高等優點。納豆發酵過程中各環節的工藝參數都對最終成品納豆質量的控制起著至關重要的作用，許多學者都對固體發酵的工藝參數進行優化試驗，從而得到高酶活的納豆產品。明飛平等[3]在對納豆的固體淺盤發酵工藝研究中，從不同的接種量、發酵溫度、發酵時間等角度入手對產納豆激酶的影響進行初步研究，優化的酶活可達2200 U/g。郭海勇等[4]對起始物料的含水量、物料的厚度、碳源的含量等條件進行優化，使納豆激酶的活性保持在2250 IU/g。此外，還有學者通過在固態發酵過程中添加海藻酸鈉和氯化鈣提高納豆激酶活性，酶活達1895.05 U/g，同時改善了納豆的風味[5]。

1.2 液體發酵

納豆液體發酵是指菌種在發酵醪呈液態時進行的發酵，液態發酵有控制簡單、原料使用率高、發酵速度快、生產周期短、后期純化處理便利等優點。因此，對于生產納豆的液體發酵研究，主要集中于納豆激酶的生產，常用于大規模的工廠生產。張琳等[6]通過對裝液量、接種量、搖床轉速等條件進行考察，結果發現其中的產酶規律，并確定產酶的最佳條件，優化后的納豆激酶的活力可達1004 U/mL。Kwon等[7]采用高密度的分批補料方法使酶活力提高到14500 U/mL。許強等[8]優化培養基液體組分，結果發現最佳碳、氮源分別是淀粉、酵母粉，并確定了最優比例，優化后產酶可達720.70 U/mL。

1.3 發酵工藝的改良

納豆的液體發酵和固體發酵各有優劣，針對于發酵工藝的優化更多集中在提高納豆激酶酶活的基礎上，但都不能很好地解決納豆不良的氨味，這導致納豆在中國不能被大眾廣泛接受。進一步提高納豆激酶的纖溶性、降低納豆氨味，成為納豆研究的大方向。眾多學者開始對發酵工藝進行改良，主要從發酵菌種和發酵底物入手。Takemura等[9]通過敲除特定基因來培育低臭的納豆菌種。近幾年，混菌發酵也成為研究的熱點，楊野等[10]采用納豆發酵粉與乳酸菌粉混合發酵的方法，使氨臭味明顯減少。孫軍德等[11]利用沼澤紅假單胞菌與納豆芽孢桿菌混合，改善不良風味，提高酶活性。Koguchi等[12]通過試驗證實，改變底物組成可以達到降低不良風味的效果。于江淼等[13]以優質的黑豆為原料對黑納豆的發酵工藝進行了優化，優化后的黑納豆沒有不愉快的氨味，納豆激酶活力達6116.67 U/mg。吳雪嬌等[14]通過將白糖加入原料大豆中發酵，后熟加酸奶改良納豆的風味。Dong等[15]首次開發納豆板栗發酵食品，優化板栗發酵參數，納豆板栗的纖溶性為6479 IU/g，抗氧化性得到提高。

2 納豆的營養與功能

2.1 納豆的營養價值

納豆營養全面，價值極高，其營養成分與蒸煮過的大豆、雞蛋、牛肉（以100 g計）相比較如表1[16]所示。

表1 納豆的營養成分

大豆接種納豆菌發酵后，營養價值顯著提高，除水分和維生素B1外，每百克納豆的營養價值均比蒸煮過的大豆高。與含蛋白質豐富的雞蛋和牛肉相比，100 g的納豆蛋白含量也相當高，但納豆還含有其他食品中沒有的納豆菌、蛋白酶、淀粉酶等。

2.2 納豆的功能特性

2.2.1 溶栓作用

納豆中含有纖維蛋白分解酶——納豆激酶，經證實納豆激酶能溶解血栓，而且不降解纖維蛋白原，如果大量使用并不會導致出血，對心肌梗塞、腦血栓和腦梗塞等疾病可起到預防和輔助治療的作用。與尿激酶相比，每克濕納豆具有1600 IU尿激酶的效果[17]，而且納豆激酶不易在人體胃部失活，與其他溶栓劑相比，還具有在體內作用時間長、無毒副作用等優勢。同時，納豆中含有的異黃酮能抑制血小板的凝集，與納豆激酶協同可以更加充分地溶解血栓，有研究表明，每天吃100～200 g的鮮納豆，可有效預防心腦血管疾病[18]。

2.2.2 預防骨質疏松癥

納豆中含有維生素K2和異黃酮，對預防骨質疏松有顯著作用[19]。日本曾對6萬名65歲以上的骨質疏松患者給予維生素K2，結果顯示，維生素K2能有效減緩腰痛，增加骨重[20]。納豆中含有較多的維生素K2，它能加速鈣沉積，促進骨蛋白質的生成以增加骨密度，從而預防骨折。異黃酮能結合成骨細胞受體，使成骨細胞增加并促進其增殖分化，增強細胞活性，加速骨的形成。

2.2.3 預防高血壓

納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過氧化脂質的生成和沉積，起到防止動脈硬化的功效，同時還能降低膽固醇和甘油三脂，預防高血脂。納豆卵磷脂能防止血管內壁附著膽固醇，保持血管彈性[21]。另外，納豆中含有的醇素、鉀元素等，能夠使異常血壓恢復正常。

2.2.4 抗菌、消毒

納豆菌能產生桿菌肽、2,6-吡啶二羧酸、多黏菌素等抗菌物質，因此納豆具有一定抗菌性，能有效地抑制一些致命性的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌，并能使腸毒素、霍亂菌毒素和傷寒菌等功能喪失[22]。納豆菌能在人的腸道生長，調節腸道的菌群平衡，使人的大腸環境保持在一定水平。

2.2.5 抗癌作用

納豆中含有許多抗癌物質，如染料木素、染料木甙及硒元素等。染料木素、染料木苷有強烈的裂解作用，可抑制腫瘤細胞的增殖[23]。硒元素能明顯降低女性乳腺癌的發病率。同時，納豆菌自身也有抑制癌癥的功能，它可殺死癌細胞并刺激免疫系統產生干擾素。此外，納豆中的其他成分也具有一定的抗癌功能如異黃酮和皂角苷等。

2.2.6 其他方面

納豆中的大豆異黃酮與雌激素受體相結合，對更年期婦女體內的激素水平有調節作用，在一定程度上可改善更年期癥狀，同時還可以延緩更年期的到來；納豆含有超氧化物歧化酶、不飽和脂肪酸及維生素E等成分[24]，具有抗氧化功效，可以調節皮膚的水油平衡，有效改善皮膚彈性，從而起到延緩衰老的作用；納豆含有豐富的膳食纖維，能充分促進腸道蠕動，排出身體毒素，有效地預防便秘；豬胰腺彈性蛋白酶是一種治療高血糖的藥物[25]，而納豆中的高彈性蛋白酶也具有和豬胰腺的彈性蛋白酶相同的作用。

3 多樣化納豆產品的開發

為進一步改善納豆風味、提高納豆的接受度，納豆發酵技術日益革新，在市面上的納豆產品呈現出多元化的趨勢。玄光善等[26]把從納豆中提取的營養成分與酵素粉相結合，制成富含納豆激酶的復方納豆酵素粉，克服傳統納豆氣味上的缺陷，食用方便且給人飽腹感，是一種良好的健康食品。譚香玉等[27]以納豆粉、奶粉、雞蛋、黃油等為原料制成納豆酥性餅干，不僅酥脆香甜，而且還具有補鈣等保健功效。韓瑞超等[28]以納豆凍干粉為主要原料，結合現代壓片工藝制作的納豆壓片糖果，保持納豆原有的營養，口感良好，且攜帶便利，適合多個年齡段的人食用，市場前景廣闊。復合飲料是近幾年來流行的飲料類產品，納豆的復合飲料也從中興起。李延輝等[29]以納豆為原料，用米汁調制出一款新型的納豆復合健康飲品，使其口味有所改變，口感細膩，風味良好并且依舊保持納豆原本的營養成分。楊柳等[30]以薏米、黑豆為主要原料，接種納豆菌，研制成薏米黑豆復合發酵飲料，其口感滑潤，風味獨特，兼具黑豆營養成分及納豆菌發酵的營養產物。

4 結語

伴隨著中國國民經濟的不斷進步、生活質量水平的進一步提高，人民群眾對生活質量和健康安全高度關注，健康、精細、綠色、環保逐漸成為群眾追求的生活方式。納豆及相關產品由于具有良好營養和保健作用，逐漸走進人們視線，受到越來越多關注，更多人開始對納豆及其相關產品進行研究。為加速納豆工業發展，應進一步深化產學研一體化，加強企業與高校和科研機構的交流，研發出符合中國人口味、功能效果更全面的納豆產品，爭取全面實現工業化生產，納豆在中國保健食品行業必將擁有廣闊的前景和未來。