纳豆菌代谢产物的开发与应用（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）納豆菌代謝產物的開發與應用蘇遠志國立台灣大學名譽教授前言納豆食品可以說是世界上最獨特的醱酵食品。它是利用枯草桿菌（Bacillussubtilis）的類緣菌「納豆菌」，對大豆原料進行醱酵而成。納豆除了具有獨特的氣味與黏性物質之外，經由科學研究發現也具有調節人類生理機能的功效。本文主要從科學的角度將具有血栓溶解作用的納豆激酶（nattokinase,NK）及納豆菌生產的生物可分解性高分子天然物質聚麩胺酸（γ-poly-glutamicacid,γ-PGA）的開發與應用現況加以說明，供讀者參考。一、大豆醱酵食品－納豆（Natto）1.納豆的起源日本人是現今世界上最長壽的民族而受注目，其可能原因之一是他們長期攝取了微生物醱酵釀造食品，例如：納豆、味噌、酒釀、米麵及其他醃漬類食品。在這許多醱酵釀造食品中，納豆被認為是維繫日本人健康長壽，深具民族特色的飲食文化之一。日本關於納豆的歷史相當久遠，據民間的傳說，在繩文時代的木期（約2300年前），大豆由中國大陸進入日本。他們將大豆煮熟後，使用稻草包起來（稱為苞），使其保持一定的溫度，由於稻草上生長的納豆菌起了作用，充分醱酵後便成為帶有黏性物質與獨特氣味的大豆醱酵食品。根據歷史文獻公元753年中國唐代高僧鑒真和尚東渡日本傳經時，在其「東征傳」一書裡記載著他攜帶甜鼓三十石到日本，這種甜鼓可能是日本納豆的前身。在日本有關納豆的紀錄是公元1286年藤原明衡在「新猿樂記」一書中提及納所（寺廟廚房的意思）之豆，第一次出現了「納豆」的名詞，在古代日本豆類是講究持戒時代僧侶們的主要蛋白質攝取來源，所以納豆也稱為「寺納豆」。而成為一般民眾的普及食品則始於公元1600年左右的江戶時代。納豆的工業製程如圖1所示，目前在日本的年銷售額已超過1,000億圓。圖1納豆食品的製程2.納豆的神奇功效納豆食品主要成分含有納豆菌，多種酵素，抗菌物質啶二羧酸（dipicolinicacid），皂角甘（saponin），卯磷脂（lecithin），異黃酮（isoflavone），豐富多樣的維生素（B1，B2，K2），黏蛋白（mucin,γ-PGA），胺基酸以及礦物質。早在日本江戶時代的「本朝食鑑」，中記載「納豆可以整腸、促進食慾，並可解毒」，因此，納豆是營養豐富並具抑菌功效的醱酵食品。經過科學研究結果，納豆食品目前在日本被認為在腸胃調整功能方面，具有治療痢疾、感染、腸胃發炎、脹氣、消化不良、便秘、殘便等功效。此外，在增強心臟與血管能力方面，納豆食品近年來最受矚目的話題是1980年須見洋行教授所發現的溶解血栓的功效。目前已知其溶解血栓的一種酵素名為納豆激酶（nattokinase）。日本人平均每日食用100公克（市售納豆2盒）的納豆食品，其中的納豆激酶含量及血栓溶解活性便相當於臨床上使用的尿激酶（urokinase,UK）16萬國際單位（IU）。因此，已有專業生技公司開發成含有高NK活性的血栓預防保健食品在市場上販售。此產品適合於不喜歡納豆食品獨特氣味的消費者。最近的研究報告更指出食用納豆食品亦具有下列保健功效：納豆含有天然的血管收縮素轉化酵素抑制劑（angiotensinconvertingenzymeinhibitors,ACELs），會阻止血管收縮素被活化，可預防高血壓，含有天然抗氧化成分具有防止老化、動脈硬化及保護肝臟的功效，含有高單位的維生素K2，可預防骨質疏鬆症等功效。由於這些神奇功效，納豆是深受日本人歡迎的長壽健康養生食品（圖2）。NATTOHEALTHYFOODS圖2.納豆的神奇功效3.納豆菌1905年東京大學的村教授從納豆中純粹分離出納豆菌，並將該菌株命名為BacillusnattoSawamura。此後於1946年經美國Smith等人的研究，認為納豆菌應屬於枯草桿菌（Bacillussubtilis）的類緣菌（亞種），因此在分類上從Bergey'sMannualofDeterminativeBacteriology笫6版起，將納豆菌歸屬於枯草桿菌中。但由於納豆菌的維生素要求性或以γ-PGA為主要成分的粘質物生產特性，以及噬菌體的感染特異性顯然與枯草桿菌不同，故在日本還是與枯草桿菌區別，使用納豆菌的名稱。納豆菌是不產生毒素和對人體沒有病源性的安全菌株（GRAS）。自從1934年北海道大學農學部的半洵教授首次成功的將純粹分離的納豆苗（BacillusnattoNo.1）使用於納豆的商業生產後，至今已知與納豆相關的主要菌種示於表1。目前納豆食品工廠已經使用機器人來操作，並以電腦做集中管理。使用分離菌株供應安全的生產納豆外，各研究機構也進行菌種改良，努力開發具有優良功效的納豆