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食品 与 发 酵 科 技 f o o d a nd f e r me nt a t i o n t e c h n olo gy 第 4 7卷 ( 第 1期) v o 1 4 7 ， n o j 纳豆的研究进展 高瑞萍 ， 刘辉 ， 刘嘉 ， 赵 国华 f 1 西南大学食品科学学 院，重庆4 0 0 7 1 5 ； 2 重庆市农产 品加工技术重点实验 室，重庆4 0 0 7 1 5 ) 摘 要： 纳豆是 日本传统 大豆发酵食品 ， 纳豆中含 有 多种营养因子 ， 研 究表 明纳豆有溶血栓 、 抗肿瘤、 降血压 、 促 凝血 等 生理功能而成 了天 然功能性食品的研 究热点。本文概 述 了纳豆 的基本营养价值及其 生物 活性物质 ， 并对纳豆的发 展 前 景 进 行 了展 望 。 关键词 ： 纳 豆； 营养价值 ； 生理功能 中 图分 类 号 ：t s 2 1 4 2 文 献标 识 码 ：a 文 章 编 号 ： 1 6 7 4 5 0 6 x( 2 0 1 1 ) 01 - 0 0 2 3 - 0 0 0 4 th e re s e a r c h de v e l o pm e nt s o n na t t o g ao ru i p i n g ， l i u hu i ， l i u j i a ， z hao gu o - hu a 2 “ c o l l e g e o f f o o d s c i e n c e ， s o u t h w e s t u n i v e r s i t y ， c h o n g q i n g 4 0 0 7 1 5 ； 2 c h o n g q i n g k e y l a b o r a t o r y o f a g r i c u l t u r a l p r o d u c t s pro c e s s i n g , c h o n g q i n g 4 0 0 7 1 5 1 ab s t r a c t ：n a t t o i s a t r a d i t i o n a l f o o d ( f e r m e n t e d s o y b e a n ) i n j a p a n i t p r o d u c e s ma n y k i n d s o f f u n c t i o n a l f a c t o r s i t c a n p r e v e n t b l o o d c l o t t i n g ，a n t i c a n c e r ，l o we r t h e b l o o d p r e s s u r e a n d s o o n ， t h i s p a p e r o u t l i n e s t h e b a s i c n u t r i t i o n a l v a l u e o f n a t t o a n d i t s b i o - a c t i v e s u b s t a n c e s ， a n d t h e d e v e l o p me n t p r o s p e c t o f n a t t o ke ywo r ds ：no t t o；n u t r i t i o n a l v a l u e； ph ys i o l o g i c a l f un c t i o n d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 6 7 4 5 0 6 x2 0 1 1 o 1 0 0 5 纳 豆 是 大豆 经 过纳 豆 芽孢 杆 菌发 酵后 制成 的 ， 是 13 本的传统保健食品。纳豆富含氨基酸、 有机酸、 寡聚糖等多种易被人体吸收的营养成分 ，同时还含 有多种 生理 活性物 质 ，如纳 豆激 酶 、超 氧化 物歧 化 酶 、 异黄 酮 、 皂 苷素 、 生育 酚 、 维 生素 等 。 自古 以来 ， 纳 豆在 民间一直作 为药食兼 用 食 品 。大量研 究 表 明纳 豆具有 多种药理 保健 功 能 ，经常食 用 可起 到 强身健 体 、 预防疾 病 的作用 j j 。 纳豆具有独特的风味和粘性 ，与我 国的传统食 品豆 豉相似 ，但 纳豆 是 由纯菌 种发 酵 而成 ，时 间较 短 ， 便于控制， 其保健功能也远远高于豆豉。纳豆菌 是在本世纪中期被发现并分离出来 的，它不仅具有 分解蛋白质 、碳水化合物 、脂肪等大分子物质的性 能， 使发酵产品中富含氨基酸 、 有机酸 、 寡 聚糖等多 种易被人体吸收的成分 ，而且在纳豆中还发现一些 生理活性物质而使纳豆具有多种保健功能。纳豆作 为一种功能性食品在 13本一直深受欢迎 ，其产值一 年就将近 2 0 0 0亿 日元圈 ， 而且有不断增加的趋势 ， 它 在美 国、 韩 国等 发达 国家 也很受 欢 迎 。 随着社 会 的进 步 和科学 的发 展 ，人们 逐渐 把此 功 能性食 品作 为 每 13三餐的必备菜肴p 1 。 1 纳 豆 的起源 纳 豆是 13本 一种历史悠久 的传统 大豆发酵食 品 ，它 被认 为 是 日本 人 长 寿 的 “ 秘 方 ” ，已食 用 了 1 0 0 0年 以上 。纳豆起源于中国， 唐代鉴真和 尚东渡 日本传经 ， 带去了中国的纳豆， 开始在 13本 的寺院里 传播 ，后来才慢慢在民间掀起 。纳豆是将大豆煮熟 后， 接入纳豆菌经繁殖发酵后而形成的发酵食品。纳 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 0 1 2 基金项 目： 重庆市 自然科学基金项 目( c s t c 2 0 0 7 b b 1 3 9 3 ) 作者简介 ： 高瑞萍( 1 9 8 7 一 ) ， 女 ， 硕士研究生 ， 研究方向为食 品化学 与营养学 。 通讯作者 ：赵国华 ( 1 9 7 1 - ) ， 男 ， 教授 ， 博士 ， 研究 方向： 食 品化学与营养学。e m a i h z h a o g u o h u a 1 9 7 1 1 6 3 c o n 食 品 与 发 酵 科 技 2 0 1 1年第 1 期 豆的制作工艺分传统法和工业法两种 ，传统法依地 区和配方不 同而 各有差 异 ， 工业 法全 国比较统一 _4 j 。 s a w a mu r a是第一个将纳豆 中筛选 出的杆菌命 名 纳豆 杆菌 的研 究 学者 ， mu t o 后 来研 究 发现 纳 豆杆 菌属 于枯草芽孢 杆菌属 ， 为需 氧型革 兰氏阳性菌 。 自 从 1 9 3 4年北海 道大学农学部 半询教授首次 成功地将 分离的纯种纳豆苗 ( b a c i l l u s n a t t o n o 1 ) 使用于纳豆 的工业化生产后， 至今已知与纳豆生产相关的主要纯 菌种5 1 包 括 ： b a c i l l u s s u b t i l s i f o 3 0 0 7 、 b a c i l l u s n a t t o s a w a m u r a 0 6 、 b a c i l l u s n a t t o s a w a m u r a i f o 3 3 3 9等 。 2 纳豆制 作的基 本工 艺流程 及简要 说 明 日本称豆豉为纳豆。藤原明衡著 新猿乐记 ( 公 元 1 4 8 6年) 中称为唐纳豆。“ 唐” 字包含来 自唐朝的 意思 。 我 国盛唐 文化对 13 本 影响很 大 ， 许 多来 自唐朝 的东西都冠仪唐字。唐天宝 l 3年( 公元 7 5 4年) 高僧 鉴真东渡 日本时 ， 带去了豆豉和豆豉制作技术 ， 最初 在纳所( 寺庙中的厨房) 制作 ， 故称为纳豆。13本纳豆 有米曲霉菌型和细菌型 2类 ，以细菌型豆豉为最常 见 ， 制作方法和我国基本相同16 。 纳 豆 制作 工 艺 流 程 ：精 选 的 大 豆一 洗 净一 浸 泡一煮大豆一摊凉一接种发酵一放置后熟一成熟纳 豆 。 大豆处理 ： 精选 的大豆无虫咬 、 无霉烂 、 然后须 搓洗 干净 ， 细孔 中无 沙 子等杂质 ； 浸泡 ： 大 豆 与水 的 比例 为 1 ： 3 ， 浸泡 时 间最 好 是 l 0 时为 1 8 h - 2 0 h ， 夏天一 般为 l o h ； 蒸煮 ： 在高温灭菌锅中 1 2 1 o c， 3 0 mi n ； 发酵 ： 发 酵参 数如 下 后熟 ： 5 下 2 4 h保存。 3 纳豆 的营 养价值 纳豆具有很 高的营养价值 ， 其蛋 白质 、 纤维素 、 钙 、 铁 、 维 生 素 b 、 维 生素 p p 、 维 生 素 e 的含 量 均高 于蒸煮 大豆 ，特别是 维生 素 b的含量 比蒸煮 大豆高 6倍以上。纳豆 中含有蛋 白酶 、 多种维生素 、 一 谷氨 酰基 转肽 酶 、 一 多聚谷 氨酸 等多种 物质 ， 同时也 含有 较 高 的活性 物质 ， 如纳 豆激 酶 、 异黄 酮 、 大 豆磷脂 、 糖 化酶 、 超氧化物歧化酶( s o d ) 、 皂甙素 、 生育酚、 吡啶 二羧酸 、 维生素 k 等i 8 i 。 表 1纳豆与豆豉工艺参数 比较 t a b 1 co mp a r i s o n o f p r o c e s s b e t we e n n a tt o a n d l o b s t e r s a u c e 项目 纳豆 豆豉 原料 黄豆、 黑大豆 黄豆、 黑大豆 前处理 清洗、 浸渍、 沥干 清洗、 浸渍、 沥干 浸泡 室温 6 - 1 8 h 室温 3 1 0 h 蒸煮0 1 5 m p a ， 3 0 4 0 m i n 冰 分 6 4 左右4 5 m i n ， 水分5 5 一 5 6 菌种 纳豆芽孢杆菌 毛霉、 曲霉、 细菌( 枯草芽孢杆菌) 接种 纯种接种 自然接种 发酵 纯种发酵 自然发酵 时t l ( h ) 0 8 发酵参数 9 1 2 1 3 1 6 1 7 2 4 后处理 温度( ) 3 7 4 0 5 o 5 2 2 4 冷藏 湿度( ) 8 o 毛霉： 2 8 3 5 0 c， 制曲 1 5 2 1 d ， 2 0 0 c ， 后酵 6个月以上 曲霉： 2 8 3 2 0 c ， 制曲5 7 d ， 3 o 一 7 5 3 5 0 c ，后酵 4 0 d 5 5 干燥或杀菌 表 2 l o o g纳 豆 与 蒸 煮 大 豆 中营 养 成 分 的 比较 【g 1 ta b 2 co mp a r i s o n o f n u t r it io n a l c o n p o n e n t s b e t we e n n a t t o a n d s t e a me d s o y b e a n( 1 o o g ) 纳 豆 1 8 4 3 1 6 1 6 2 4 1 0 2 4 蒸 煮大豆 1 5 9 3 2 9 l 5 - 3 8 0 1 6 5 由表 2可见 ， 每 1 0 0 g纳豆 中还原 糖 和核黄 素均 高于蒸煮大豆 ，特别是发酵后纳豆的核黄素含量提 高了 6倍以上。 众所周知 ， 核黄素是参于生物氧化的 重要 物质 ， 若缺 乏会 引起多 种病 变 ， 如唇炎 、 口角炎 、 眼 睑炎 、 脂 溢性皮 炎 、 阴囊 炎 、 角膜血 管增 生 ， 并 能影 响夜 间视力 。我 国规定成人每 日核黄素供给量 为 1 2 m g - 2 1 mg ， 少年 为 1 3 mg - 1 5 m g 。 由于纳 豆的 即食 方 式使核 黄素不 会损 失 ， 因此 ， 食用 纳豆 不失 为人体 摄 入核黄 素 的重要途 径 。而且 更 为重要 的是 纳豆还 含有 其他 食 品所 不 含有 的纳 豆菌 和各 种 生物 酶 ， 如 蛋 白酶 、 淀粉酶和纤维素酶等。因此 ， 将大豆加工成 纳豆后其营养价值和保健功能倍增。 从 表 3可 以看 出 ，纳豆 中含有 1 8种氨基 酸 ， 其 中有 8 种 是人 体必需 的氨 基酸 。 经过 发酵 的纳豆 ， 不 仅可以保持大豆必需氨基酸含量 ，而且可使大豆的 消化率提高。据报道 ， 纳豆芽孢杆菌发酵大豆后 ， 在 蛋 白酶的作用下 ，促进了蛋 白质的水解。有 5 0 - 6 0 的大豆蛋白转化为肽和氨基酸。在人体中， 任何 一 种必需氨基酸含量不足都会影响其它氨基酸的充 分 利用 。 按 照人体 的需要 ， 比例 关 系相 对不 足 的氨 基 酸为 限制性 氨基酸 ，在食 物 中最 主要 的限制 性氨 基 酸 是蛋 氨酸 和赖氨 酸 ，而纳 豆 中这两种 氨基 酸 的含 量 分 别 占总 氨基 酸 的 1 3 5 和 6 3 4 。氨 基酸 除 了 第 4 7卷( 是第 1 6 1明 ) 高瑞萍等 ： 纳豆的研究 进展 表 3 纳豆中各种氨基酸的含量 o l t a b 3 ami n o a c id c o n t e n t in n a t t d1 q 具 有营养功能外还具有呈 味和增加 纳豆特色 的作 用 。 其 中纳豆 中的谷 氨酸有 3 2 7 mg g ， 占氨基 酸总 量 的 2 0 1 4 。纳豆中的谷氨酸经聚合后生成纳豆所特 有 的粘丝中最主要的的成分 一 多聚谷氨酸i 1 ” 。 4 纳 豆的生理 功 能 4 1 溶 血 栓 1 9 8 7年 日本 富崎 医科 大 学 须 见 洋 行 等 首 先 发 现纳豆激酶( n a t t o k i n a s e ， n k ) ， 随之将提取 出的纳豆 激 酶应用 于狗 的血栓 作用 ，证 明是 一 种有纤 溶 活性 的 酶制剂 ， 所 以定 名为纳豆激 酶 3 1 。n k是一种 丝氨 酸蛋 白酶， 能显著溶解体内外血栓 ， 明显缩短优球蛋 白的溶解时间( e l t ) ， 并能刺激静脉内皮细胞产生纤 溶酶原激活剂( 1 一 p a ) ， 从而更有效地发挥溶栓效果。 纳豆激酶做溶血栓药物具有以下优点： 纳豆菌被 f d a认证 为食 品工业 的安全性的 细菌 ； 纳豆激酶分子量小 ， 更易为人体吸收； 可以有消化道吸收，因此可以成为第一个 口 服性溶血栓药物； 直接作用于纤维蛋 白， 且作用迅速 ； 可以利用细菌发酵生产，因此造价低廉有望 开发为一种安全的食用血栓预防剂。 4 2 抗 肿 瘤 纳豆 中含有 染料 木 素和 染料 木甙 ，类 似枯 草溶 血素的脂肽， 还含有丰富的植物雌激素和一种叫 i n f r a b i n的类黄酮色素形成成分 ， 这些物质有强烈 的裂 解功能， 抑制肿瘤细胞的增殖。 有人在纳豆菌的培养 液 中发现 了大量 的有 细胞 裂解 性 能 的物质 ， 经分 析 ， 其 中一种能被碳吸收 ， 分子量小 ， 类似枯草溶血素的 脂肽。纳豆 中的植物雌激素和类黄酮色素形成成分 可 以预防 和治疗 前列 腺癌 。纳 豆 菌 自身也 可 以有效 破 坏或 杀死 癌细胞 ，还可 以刺 激免 疫 系统诱 发 干扰 素产生 达到 抗癌 的 目的 。 4 3 降 血 压 纳豆周 围的黏性物质 中有血管紧张肽转化酶抑 制剂 ( a c e i n h i b i t o r ) ，1 9 7 7年预防高血压帝国女子 大 学 营养 学 教 授林 右 市 的研 究 小 组 在 2 0年前 就 进 行 了纳豆预防高血压的实验，他们使有遗传性高血 压老鼠摄入纳豆 ， 与摄入等量大豆的老鼠作为对照。 其结果是， 食用大豆的鼠血压逐渐升高， 4个月内平 均 波 动达 到 0 0 3 3 mp a ； 而食 用 纳 豆 的 鼠血 压 4个 月 内波动最 高值 达到 0 0 2 7 mp a 。 4 4 防止 骨质 疏松 和促凝 血【 q 纳豆含有丰富的维生素 ， 包括维生素 b 、 维生素 b 、 维生素 b z 、 维生素 e以及维生素 k。在纳豆中维 生素 k分为维生素 k 。 和维生素 k ： 两种 ，其中维生 素 k - 包含在纳豆本身 ， 不溶于水 ； 而维生素 k 存在 于纳 豆外 面 的黏 性物 质 中 ， 溶 于水 。 纳豆 周 围含 有许 多 的 黏性 物 质 ， 其 主 要 成 分 是 y p g a， 它 可 在 维 生 素 k的参与下与 c a 离子偶合 ，提高人体对钙的吸 收 。 4 5 抗 菌 消毒 纳豆可产生许多抗菌素 ， 如杆菌肽 、 多黏 菌素 、 2 ， 6 一 吡啶二羧酸 ， 这些物质对痢疾杆菌 、 原发性大肠 杆 菌 o 一 1 5 7 、 0 1 1 1 、 0 1 4 4 、 伤 寒菌 、 沙 门氏菌 等 ， 都 有强烈的抑制作用 。钟青萍等 刀 人研究 了纳豆菌对 常见 的污 染食 品微 生物 的拮 抗作 用 ，结 果表 明纳 豆 菌具 有广 谱抗 菌作 用 ， 对 细 菌 、 酵 母菌 和 霉菌都 有拮 抗作 用 ， 同时纳 豆菌 对大肠 杆菌 也 同样有效 。 4 6 提 高蛋 白质 的消化 率【博 枯草杆菌不产生毒素，是对人体没有致病原的 安全菌株 ， 它能分泌很多酶类 ， 如淀粉酶、 蛋 白酶等。 利用它发酵大豆不仅 可保持大豆几乎不含胆 固醇 、 必需氨基酸含量高、 营养平衡好 的优点 ， 而且可使大 豆的消化率提高 。据报道 ， 枯草杆菌发酵大豆后 ， 在 食 品 与 友 酵 科 技 2 0 1 1年第 1期 蛋白酶的作用下，促进了大豆组织的分解和蛋白质 的水解 ，蛋白质的消化吸收率可以从原来的 5 0 增 加到 9 0 以上 。有 5 0 - 6 0 的大豆蛋白质转化为 肽和氨基酸 ，其 中 1 0 是氨基酸 ，特别是谷氨酸较 多 ， 因此纳豆非常鲜 。转化的同时还会产生独特的风 味物 质 ， 如丁酸 、 丙 酸和丁二 酸等酸类 。 纸上层析法 检 查了纳豆香气的主要成分是双乙酰； 小管等从纳豆中 分离 出 了四甲基 吡嗪 ， 也是纳 豆的香气成分 之一 。 4 7 调整 肠功 能【 9 1 大豆中约有 2 8 碳水化合物 ，其中 2 3是半纤 维素、 纤维素和木质素等食物纤维 ， 这些食物纤维在 食用 后可 防止便 秘 、 预防 大肠癌 和直 肠癌 ， 还可 起 到 防止 甘油 三酯 的增加 和 降低 m清胆 固醇 等效果 。另 外 ， 食用纳豆后 ， 纳豆菌在肠中发芽增殖 ， 作为营养 物质能在肠 内生活几周 ，分泌各种酶和维生素类物 质 可 以与 寡糖偶 合 ， 从 而促 进双 歧杆 菌增 殖 ， 对 肠道 菌群 的微生 态平 衡起 重 要调 节作 用 ， 保 证 肠功 能 的 正 常 。 4 8 其他 功能 因纳 豆含有 丰富 的亚 油酸 、亚麻 酸 、植物 雌激 素、 异黄酮 、 卵磷脂等还具有美容护肤 、 健脑、 提高记 忆力 、 减肥 等保健 功能 。 纳 豆菌产 生 的吡啶二 羟酸结 合金属的能力很强， 能够清除体 内的放射性元素， 常 吃纳 豆可 减少患 白血 病 的几率 。纳 豆在 发酵过 程 中 产生 的菌 丝黏液 物质 ， 其成 分 为类果 聚糖 的混合 物 ； 果糖 和? 一 多聚谷 氨酸 ， 它被 覆在 黏膜 的表 层上 ， 可保 护肠 胃 ， 防止 醉酒 。有 些研 究还 认 为 ， 大 豆制 品 中的 某些 蛋 白质可促 进 甲状腺 激素 分泌 ，从 而促进 糖 和 脂肪 的分解代谢 ， 提高和保持精力。捌 1 。 5 展 望 纳 豆 作 为 一 种 功 能 性 食 品在 日本 一 直 深 受 欢 迎 ， 纳豆有 溶 血栓 、 抗 肿瘤 、 降 血压 、 促凝 血等 生理 功 能 ，但是 纳豆 有一股 特殊 的氨臭 味而不 易被 人们 接 受 ， 这也 致使 纳豆在 其他 国家 不受 欢迎 ， 对纳 豆 中特 殊氨臭味的处理成为研究 的热点 ， 我们有理由相信 ， 随着研究的深入 ， 通过现代加工工艺手段的处理能 够使 纳 豆更容 易被人 们能 接受 。 参 考文 献 ： 【 1 齐风兰， 奚锐华， 陈有容 纳豆 中营养与活性成分 的分析研 究【 j 】 食 品工业 2 0 0 4 ，2 ： 3 3 3 5 【 2 】 陆兆 新值 得开发 的保 健食 品纳 豆 i n 】 中国食 品报， 2 0 00 1 】 1 【 3 】 郭军 纳 豆的制作 及保健 功 能【 j j 中药 材， 2 0 0 2 ， 1 ( 2 5 ) ： 6 1 64 4 】 1 w a i k ， n a k a y a n ， k a w a s a k i y ， e t a 1 a n t i o x i d a t i v e f u n c t i o n s o f na t t o ， a ki nd o f f e r me n t e d s o y b e a n s ： e f f e c t o n l dl o x i da t i o n a n d l i p i d m e t a b o l i s m i n c h o l e s t e r o l - f e d r a t s l j 1 j a c f o o d c h e m ， 2 0 0 2 ， 5 ( 1 2 ) ： 3 5 9 7 3 6 0 1 5 】 蒋立文， 周传云， 黄香华 纳豆菌 的研究现状和应用进展【 j j 中国食物与营养 2 0 0 7 ， 6 ： 2 4 2 6 【 6 】 y o s h i h i r o o ， f u m i o y ， k a t s u mi y ， e t a 1 e ffic i e n t p r o d u c t i o n 0 f 一 p o l y g l u t a mi c a i c d b y b a c i l l u s s u b i u l i s( n a t t o )i n j a r f e r me n t e r s bi o s c i b i o t e c h b i o c h e m， 1 9 9 7 ， 6 l ( 6 ) ： 1 6 8 4 -1 6 8 7 【 7 】 谭周进，周传云等原料 对纳豆品质的影响食品科学， 2 00 3，1 ： 1 3 41 3 6 【 8 】 王署文， 马毓霞 等 纳 豆酱 的研制 l j 1 中 国调味品 2 0 0 8 ， 3 ： 57 -5 8 【 9 童军锋， 郑 晓冬 不同蒸煮方式和发酵时 间下纳豆 的性质 比较 j i 食 品工业科技， 2 0 0 3 ， 2 4 ( 2 ) ： 3 6 3 8 【 l 0 】 陈丽花， 陈有容， 齐风兰 功能性食 品纳豆 的研制 f j 上海水产大学学报 2 0 0 1 ， 1 0 ( 2 ) ： 1 8 7 1 8 9 1 1 】 j i n hd ， c h a n g h n ， l e e s y ， e t a 1 e ffic i e n t r e c o v e r y o f ， 一 p o l y ( g l u t a m i c a c i d )f