張凱淇,于 澤,孔祥佳,王 璇,趙文迪,任靜怡
(河北農業大學 理工學院,河北 滄州 061100)
納豆(Natto)是由大豆等豆類經納豆菌(Bacillus natto)發酵而成的一類豆制品[1],具有一定的黏性,有不良氣味,其擁有豆類物質的營養價值[2],能加快蛋白質類營養物質的消化吸收速率,不僅如此,在納豆發酵的過程中,能產生多種活性物質,具有調節生物身體機能的保健作用[3]。據史料記載,納豆自秦漢以來開始制作,可知納豆源于中國[4],盛行于日本,在中日兩國之間傳播迅速,目前已經歸入日本藥食同源保健品行列[5]。納豆從中國傳入日本后,根據日本的風土對納豆的制作方式進行了更改,用大醬代替了豆豉等,成為地方的有名特產。國人對于納豆的研究自1990年中后期開始,近年來,因為其特殊的保健功能,逐步成為研究的熱點,在保健品行業的應用越來越廣泛。
制作納豆的原材料為大豆,因此納豆富含大豆中的營養物質,如蛋白質、氨基酸、維生素、礦物質等[6]。大豆的蛋白質不易溶解,但是將大豆做成納豆之后,蛋白質則變成可溶性的氨基酸,在此過程中還能產生酵素,有助于機體腸胃消化吸收,其蛋白質含量可高達10%,不僅如此,納豆中還具有保健作用的功能活性因子、納豆激酶蛋白酶、納豆異黃酮、皂青素、維K2等,并能誘發干擾素的產生[7]。納豆中的皂青素有助于預防大腸癌,并且能軟化血管,異黃酮類物質通過氧化人機體內的酶類可達到清除致癌物質的目的,并且能延緩衰老。納豆在發酵過程中會產生黏性物質,被覆胃腸道黏膜表面上,因而可保護胃腸[8-9],并且在飲酒的過程中可緩解酒精的作用,不易喝醉。
納豆中含有大量的納豆激酶(Natokinase),此種酶為專一溶解纖維蛋白酶,既能激活人體血栓溶解系統,同時又可以改善血液的循環,預防腦血栓等疾病[11-12]。其溶解血栓可通過直接作用于血栓將血栓溶解,也可以通過激活機體的血栓溶解系統將血栓溶解[13]。Guo H Y等人[14]分離大鼠的右頸動脈,利用濾紙條誘導大腦中血栓的形成,注射納豆激酶后,經流量計測量后,發現血栓基本沒有形成,由此可知,納豆激酶基本阻止了血栓的形成。納豆激酶還可以通過抗氧化而防止血栓的形成。Wu H等人[15]發現納豆激酶可以通過打破炎癥、氧化應激和血栓形成之間的循環,從而發揮抗血栓的作用,此發現為納豆激酶防控血栓提供了新的見解。不僅如此,納豆激酶還可以改善血液循環,Hsia C H等人[16]研究證實了納豆激酶在體內有良好的溶血栓效果,并且纖維蛋白原和凝血因子在減少。謝嵩等人[17]已測定出納豆激酶的活性,發現納豆激酶凍干粉能顯著降低總的膽固醇水平,并且能降低血脂。
Song Yahui等人[19]將菲律賓蛤仔(Ruditapes philippinarum)接種到納豆芽孢桿菌中,通過發酵產生具有高ACE抑制活性的肽(RBPs),結果顯示RBPs治療8周后可顯著降低自發性高血壓大鼠的收縮壓和舒張壓,減輕腎臟、胸主動脈和心臟的損傷。同時,RBPs還能抑制RAS信號通路的表達,維持血管內皮細胞NO/ET-1的分泌平衡,抑制心臟TGF-β/Smad通路。最引人注目的是,RBPs還可以通過降低厚壁菌和擬桿菌之間的比例,提高某些屬的相對豐度來改善腸道菌群。
Lu Yaqian等人[20]通過試驗探究出納豆芽孢桿菌和紅曲霉發酵花生粕提取物對高脂飲食小鼠降血脂作用的可能性,納豆、紅曲霉發酵的花生粕提取物能有效改善高脂飲食引起的小鼠高脂血癥,通過調節瘦素和血脂水平,保護腸道黏膜屏障,為其抗高脂血癥作用提供依據,為產業化開發提供研究基礎。李秀涼等人[21]利用菜用大豆等外品作為原料,通過納豆枯草芽孢桿菌發酵來提高其中總黃酮的含量,為提高菜用大豆產品的附加值提供理論支持。結果表明,利用納豆芽孢桿菌發酵菜用大豆,能顯著提高其中的總黃酮含量。該黃酮提取物具有預防和緩解高脂飲食小鼠血脂升高的效果。
納豆中的異黃酮對人類機體具有抗氧化、抗腫瘤的作用。酮類物質中的酚羥基與多出來的自由基進行自由結合,這樣過氧化反應便不能發生,不僅如此,異黃酮物質能促進淋巴細胞進行增殖,并且與自由基結合的過程中清除了氧自由基,自由基的減少使人體機能抗氧化能力提高,并且免疫水平有所提升[22]。Uifalean A等人[23]經研究得出異黃酮可以通過調節葡萄糖的控制癌細胞的增殖或死亡。不僅如此,異黃酮還能通過結合雌激素受體來誘導癌細胞凋亡、抑制多種癌細胞增殖。Chou HsinYu等人[24]從納豆中分離出納豆冷凍干燥提取物(NFDE)和納豆水提取物(NWE)被評估為潛在的抗黑色素瘤劑。試驗顯示,NFDE和NWE具有明顯的抗黑色素瘤作用,且呈劑量依賴性,對正常皮膚細胞(包括Hs68、HaCaT和ADSCs)的影響較小。NFDE和NWE處理通過抑制AMP活化蛋白激酶(AMPK)增加癌細胞的氧化應激,引起細胞凋亡。
納豆中含有豐富的膳食纖維,能刺激腸道的蠕動,加快身體內毒素的排除,并且納豆中多種益生菌可以調節腸道菌群的平衡,預防便秘[25]。前人的研究顯示,皂苷會破壞斑馬魚類生物腸道黏膜的形態,Tian J等人[26]通過在飲食中添加丙氨酸谷氨酰促進碳水化合物的分解,減輕腸道損傷,從而達到改善腸道的效果。Zhou Lvqi等人[27]研究探討出了納豆中納豆激酶(Nattokinase,NK)對葡聚糖硫酸鈉(Dextran sulfate sodium,DSS)誘導的慢性結腸炎的保護作用及其機制。NK顯著減輕DSS誘導的慢性結腸炎的臨床癥狀和病理損害,NK還抑制DSS誘導的結腸組織促炎細胞因子的產生,黏膜完整性由NK維持。此外,納豆激酶通過降低厚壁菌數量和增加擬桿菌數量,逆轉DSS誘導的細菌群落多樣性下降和腸道微生物失衡。色氨酸(Tryptophan,Trp)代謝分析顯示,NK抑制慢性結腸炎患者Trp分解代謝尤其是Kynurenin(Kyn)通路。此外,NK顯著下調慢性結腸炎小鼠IDO-1蛋白表達??傊?,研究表明NK可通過調節腸道微生物素來減輕DSS誘導的慢性結腸炎,納豆酶不僅具有激活纖溶酶原的作用,而且具有穩定腸道溫度和pH值作用[28]。
皂苷類物質廣泛存在于豆科植物中,由疏水基團組成,通過酯糖苷鍵與親水性糖基進行連接。皂苷可以緩解肝細胞損傷,調節肝臟膽固醇等問題,Takeshi Y等人[29]利用虹鱒魚研究出皂苷對肝臟形態的影響,得出皂苷具有膽汁酸結合的能力的結論,能調節肝臟損傷。不僅如此,皂苷能抑制膽固醇的吸收,Vinarova L等人[30]研究發現,在膽固醇中添加皂苷的提取物,可降低膽固醇在水消化介質中的增溶作用。
在近期的研究中,劉東華等人[31]發現在納豆中含有與豬胰臟中相同的胰肽酶,此類胰肽酶已經用于高血糖的治療。因此,納豆在血糖控制方便也具有很高的開發潛力。蔡謀善等人[32]發現纖溶蛋白酶可用于阿爾茨海默癥的治療,能溶解淀粉樣蛋白。Chu J X等人[33]采用納豆芽孢桿菌發酵小米麩,研究其膳食纖維的結構、理化和功能特性的變化。結果表明,納豆發酵使可溶性膳食纖維(Dietary fibe,DF)含量由2.3%提高到13.2%,可溶性DF與不溶性DF比值由3.1%提高到19.9%。同樣,在發酵過程中,微生物發酵將蛋白水解為多肽和游離氨基酸等物質,極大地提高了蛋白質消化吸收率。
納豆作為百年歷史的食物,因為其擁有特殊的氨味而大眾接受程度較低,目前已經開發出一系列納豆類產品,包括納豆餅干、納豆調味品等,以及納豆復合飲料等納豆食品,這些產品以納豆為原料,添加其他輔料,既滿足了納豆自身的營養,同時也掩蓋了其特殊的味道,能滿足大眾口味。除此之外,納豆中含有納豆菌,在人體內能形成適宜有益菌生長的無菌環境[34],并且對常見的污染食品微生物具有拮抗作用,還可以作為天然食品防腐劑使用,起到抑制致病菌的作用,滅活葡萄球菌腸毒素;納豆菌還可以和其他多種菌種進行相互作用,從而調節水體中微生態平衡,將水體中的有機物和無機物分解,可以改良水質,給水生動物提供良好的養殖環境和充足的養料。
隨著我國經濟的快速發展,人民的生活水平在不斷提高,高血壓、糖尿病、血栓等病癥逐漸增多,預防和治療以上疾病的藥物有很大的市場需求,恰巧納豆兼具抗癌、降血壓、溶栓、抗氧化等保健功效,營養價值十分豐富,富含多種維生素、礦物質和酶等,可作為傳統的食品,有益于身心健康。另外,目前全球的新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫情肆虐,有關研究表明,重型患者的凝血功能發生異常,感染COVID-19后,導致血管內皮細胞發生損傷[35],并會慢性凝血,極易形成血栓,導致器官衰竭而危害生命,基于納豆所具有的溶栓效果,已將其作為重型患者的輔助治療方案,具有一定的臨床研究價值?;谝陨蟽烖c,納豆的研究與應用已較為成熟,相關公司應加強產品管理,改善風味,豐富自身價值;同時,增強其營養價值和功效,制定相關統一標準,使納豆市場更具高效化和規?;O嘈偶{豆會得到更多消費者的接受和認可,進一步促進大眾的健康水平。