食用型酵素產(chǎn)品的研究進(jìn)展

敖梅英， 王 鑫， 范友隆， 傅國(guó)強(qiáng)， 陳廷濤* (.江西中醫(yī)藥大學(xué),江西南昌 330004；.南昌大學(xué),江西南昌 330004)

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食用型酵素產(chǎn)品的研究進(jìn)展

敖梅英1， 王 鑫2， 范友隆1， 傅國(guó)強(qiáng)1， 陳廷濤2*(1.江西中醫(yī)藥大學(xué),江西南昌 330004；2.南昌大學(xué),江西南昌 330004)

對(duì)酵素的本質(zhì)和功能進(jìn)行了歸納，對(duì)食用型酵素產(chǎn)品的安全性及保健功能進(jìn)行了綜述，對(duì)國(guó)內(nèi)外的酵素產(chǎn)品進(jìn)行了比較，為我國(guó)酵素業(yè)的發(fā)展提出了建議，期望為食用型酵素產(chǎn)品的研究與發(fā)展提供參考。

食用型酵素產(chǎn)品； 微生物； 食品安全；生產(chǎn)工藝

隨著生活水平的提高，健康問題越來越受到人們的關(guān)注，而“體內(nèi)酵素的性能和數(shù)量”是衡量健康的一項(xiàng)重要指標(biāo)。酵素是一類特殊的具有催化功能的復(fù)雜蛋白質(zhì)，部分由人體自身生成，部分由飲食補(bǔ)充。對(duì)機(jī)體健康而言，酵素扮演著不可或缺的角色，其數(shù)量減少或性能衰退會(huì)引發(fā)各種不適癥狀。因此，從膳食中攝取適量酵素非常重要，但是酵素在食物加工處理過程中容易被破壞，所以食用酵素產(chǎn)品的研究與開發(fā)一直被高度關(guān)注。

1 酵素的概念與功能

酵素也被稱作為酶，是生物體所產(chǎn)生的具有催化作用的活性大分子，催化完成各種生理生化反應(yīng)，其成分往往為蛋白質(zhì)或核酸，人體的新陳代謝、能量攝取、成長(zhǎng)和繁殖等生命現(xiàn)象都離不開酵素[1]。

酵素多重效用決定了其發(fā)展?jié)摿?，其功效可被概括?個(gè)方面：①抵抗外來病原菌感染。當(dāng)人體受到病原菌感染時(shí)，各種水解酵素對(duì)病原菌進(jìn)行分解以維持身體健康[2]。②促進(jìn)代謝和能量吸收。食物經(jīng)過胃和腸道時(shí)，多種酵素將食物分解成小分子物質(zhì)為機(jī)體提供必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。③凈化血液。酵素能分解并排除血液中因不當(dāng)飲食、環(huán)境污染、公害、藥害等所產(chǎn)生的毒素及有害成分以保持血管暢通與彈性，同時(shí)更能夠分解、排泄血液中的廢物以及炎癥所產(chǎn)生的病毒。④活化與修復(fù)細(xì)胞組織。受損細(xì)胞刺激相關(guān)酵素活性，激活細(xì)胞修復(fù)功能。目前酵素產(chǎn)業(yè)已悄然興起，可能滿足人類追求健康與提高壽命的愿望，帶來一場(chǎng)食品或保健食品行業(yè)的追捧熱潮。

2 食用型酵素產(chǎn)品的生成及其在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況

酵素根據(jù)功能可以分為3類：①代謝型酵素，即促進(jìn)機(jī)體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝的酵素，像幫助糖酵解的己糖激酶、丙酮酸激酶、6-磷酸果糖激酶等均屬于代謝型酵素。②消化型酵素，即分解或水解營(yíng)養(yǎng)素的酵素，例如催化淀粉水解為麥芽糖的唾液α-淀粉酵素和能將多肽鏈中賴氨酸和精氨酸殘基中的羧基側(cè)切斷的胰蛋白酵素均屬于消化型酵素。③食物型酵素，此類酵素有木瓜蛋白酵素、鳳梨酵素、蘆薈酵素及各種蔬果酵素等，均是對(duì)人體有益的可食用的酵素產(chǎn)品。

2.1 食用酵素產(chǎn)品的生成食用型酵素產(chǎn)品多數(shù)是以益生菌(包括乳酸菌、酵母菌、霉菌等[2-3])發(fā)酵谷物、中藥、果品、野草、樹葉、菇類、蔬菜等，催化一系列的復(fù)雜的生化反應(yīng)，最終生成富含某種或多種活性酶類(如脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶和超氧化物歧化酶等)和具有某些特殊功能的代謝物成分(如乳酸、醋酸和少量乙醇等)的發(fā)酵型液體或固體食品，少數(shù)為益生菌與某食材混合形成的混合型酵素食品。通過發(fā)酵生成食用型酵素產(chǎn)品的意義：首先可以避免發(fā)酵原食材的不良風(fēng)味而達(dá)到改善口感的目的；其次可以獲得一些于機(jī)體健康而言具備特殊功能的新成分而達(dá)到保健作用[4]。我國(guó)傳統(tǒng)的產(chǎn)品如酸奶、泡菜、豆瓣醬、納豆、豆腐乳、米醋、米酒等也可以稱為食用型酵素產(chǎn)品[1]。

2.2 國(guó)內(nèi)外食用型酵素產(chǎn)品的發(fā)展比較我國(guó)享用諸如醋、酒、醬等食用型酵素產(chǎn)品的歷史悠久，但對(duì)其進(jìn)行深入廣泛研究的起步較晚。近20年來，食用型酵素產(chǎn)品在我國(guó)取得了良好發(fā)展，但也存在許多問題，例如生產(chǎn)工藝不明確與產(chǎn)品質(zhì)量安全問題等。陳丹[5-6]報(bào)道，當(dāng)前國(guó)內(nèi)食用型酵素產(chǎn)品市場(chǎng)火熱，但其質(zhì)量管理方面跟不上，具備QS認(rèn)證或獲得批文的產(chǎn)品很少。但是日本在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)將酵素產(chǎn)品的生成作為技術(shù)來研究并進(jìn)入應(yīng)用階段，至今全世界僅有日本的島本覺也家族復(fù)合了24種有益菌用于生產(chǎn)酵素產(chǎn)品，其他復(fù)合菌產(chǎn)品均沒有超過10種的，所以說，島本覺也家族的酵素菌是目前國(guó)內(nèi)外工藝最復(fù)雜、技術(shù)最先進(jìn)、功能最強(qiáng)大的微生物制劑，其已在世界上30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)大量被引進(jìn)和應(yīng)用[7]。

相比較而言，國(guó)外酵素的應(yīng)用更為廣泛，并且發(fā)展程度較國(guó)內(nèi)水平更高，在食品、保健、美容、醫(yī)療等方面更具代表性。食品、保健方面以蘆薈為例，國(guó)內(nèi)外對(duì)蘆薈的應(yīng)用更為精細(xì)，出現(xiàn)了各種蘆薈發(fā)酵飲品和保健品，通過酵素發(fā)酵實(shí)現(xiàn)了蘆薈的最大效用，而國(guó)內(nèi)蘆薈的使用主要還是體現(xiàn)在原生態(tài)上；醫(yī)療保健方面，在國(guó)外，酵素已應(yīng)用于艾滋病、病毒疾病(流行性感冒、皰疹、C型B型肝炎等)、關(guān)節(jié)炎、腰痛、風(fēng)濕、肩膀酸痛、高血壓、高血脂、癌癥等的治療。國(guó)內(nèi)外大型酵素公司均呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)[8-9]，公司與產(chǎn)品見表1、2。

表1 國(guó)外酵素公司及相關(guān)產(chǎn)品

表2 國(guó)內(nèi)酵素公司及相關(guān)產(chǎn)品

3 食用型酵素產(chǎn)品的保健功能

3.1 改善腸胃功能食用型酵素產(chǎn)品富含活性酶或活性益生菌成分，可以在較短時(shí)間內(nèi)將各種有機(jī)物分解成氨基酸、葡萄糖等小分子無機(jī)物，更加容易被腸胃吸收，提供必需且均衡的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；并且，酵素能夠改善腸胃功能，保護(hù)腸道微生物，增強(qiáng)腸胃的自我修復(fù)能力，抑制病原菌，維持腸道內(nèi)微生態(tài)平衡。趙金鳳等[10]的研究表明，酵素能夠明顯促進(jìn)便秘小鼠的小腸推進(jìn)運(yùn)動(dòng)，縮短便秘小鼠首次排便時(shí)間，并增加排糞重量和排便粒數(shù)，因此酵素具有顯著的潤(rùn)腸通便功能。在馬偉立等[11]的研究中，應(yīng)用微生物酵素在一定程度上能夠減輕他克莫司(FK506)引起的腸黏膜上皮損害，保護(hù)腸黏膜機(jī)械屏障功能，降低腸黏膜通透性，減少腸道細(xì)菌易位的發(fā)生，保護(hù)了腸道功能。宋陽等[12]的研究也指出，微生物酵素對(duì)門靜脈阻斷下小腸屏障功能有一定的改善作用，能減少腸源性感染。

3.2 維持體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)平衡食用型酵素產(chǎn)品既有有機(jī)物，又有無機(jī)物，還有微量元素及有益菌，營(yíng)養(yǎng)全面，完全能滿足對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求。酵素營(yíng)養(yǎng)學(xué)理論最早由世界酵素之父、美國(guó)醫(yī)學(xué)博士愛德華·豪威爾教授于1985年提出。其在《酵素營(yíng)養(yǎng)學(xué)的原理》一書中說：“人類壽命與有機(jī)物潛在酵素的消耗度成正比?！斌w內(nèi)酵素量多，壽命長(zhǎng)，體內(nèi)酵素量少，壽命短。補(bǔ)充酵素，可提高自身免疫力，延緩衰老，延長(zhǎng)壽命。緊接著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人的一生中制造出的潛在酵素量是一定的，當(dāng)大量消耗“消化酵素”時(shí)，為了制造大量的消化酵素，代謝酵素的制造量會(huì)減少。由于代謝酵素量減少，人的代謝功能失調(diào)，會(huì)發(fā)生各種疾病。 酵素的發(fā)現(xiàn)被公認(rèn)為是人類生命科學(xué)領(lǐng)域的重大里程碑。美國(guó)前希波克拉底健康機(jī)構(gòu)主任史帝芬·布勞爾說：“人類營(yíng)養(yǎng)學(xué)中的‘食物酵素概念’確實(shí)是一項(xiàng)前所未有的重大發(fā)現(xiàn)，即便在這個(gè)科技及檢驗(yàn)方法都日新月異的時(shí)代，仍舊經(jīng)得起考驗(yàn)。豪威爾醫(yī)師對(duì)酵素及生食深入的研究代表了營(yíng)養(yǎng)科學(xué)的一大躍進(jìn)，足以媲美維生素及礦物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)”[13]。

3.3 預(yù)防疾病許多食用型酵素產(chǎn)品具有抗氧化和脂肪分解能力，酵素對(duì)現(xiàn)在許多與脂肪過剩相關(guān)的疾病，如高血壓、高血脂、血栓、脂肪肝和肥胖癥等典型的疾病，都能起到一定的緩解和治療作用。王領(lǐng)等[14]的研究表明，火龍果酵素對(duì)超氧陰離子自由基和DPPH自由基具有很強(qiáng)的清除作用，并對(duì)氫自由基也有一定的清除作用，這表明火龍果酵素能夠清除體內(nèi)多余自由基，具有抗氧化、抗衰老、增強(qiáng)免疫力、預(yù)防各種疾病的功效。而且火龍果酵素內(nèi)超氧化物歧化酶酶活性也很高，具有很好的保健和美容功效，也有一定的淀粉酶活力，具有助消化的功能。戴凌燕等[15]利用糙研究表明，糙米酵素提取物具有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能的作用，對(duì)食源性脂肪肝有較好的預(yù)防作用。

3.4 保健和美容功能食用型酵素產(chǎn)品富含蛋白質(zhì)、維生素、多糖、核酸、未知生長(zhǎng)因子等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生命活性物質(zhì)，這些物質(zhì)均具有保健功能和美容作用。任清等[16]的研究證明，添加膏狀酵素和粉狀酵素凝膠均有美白作用，且膏狀酵素美白作用優(yōu)于粉狀酵素?？寡趸囼?yàn)證明，膏狀酵素有好的抗氧化能力，皮膚紋理度試驗(yàn)說明二者都有一定的抗衰老能力。曲佳樂等[17]研究表明，植物酵素的解酒效果良好。姜忠麗等[18]研究發(fā)現(xiàn)，糙米酵素紅曲酒對(duì)氧自由基有一定的清除能力，清除率最高可達(dá)12.69%，具有一定的抗疲勞作用。

3.5 其他應(yīng)用價(jià)值食用型酵素產(chǎn)品的功效多種多樣，如抗菌、消炎作用，酵素能分解發(fā)炎所產(chǎn)生的物質(zhì)，再分解病菌發(fā)炎所形成的廢物；酵素能促使細(xì)胞活力的功用及解毒能力，排出化成廢物的病毒；也可以凈化血液，分解并排除血液中因不當(dāng)飲食、環(huán)境污染、公害、藥害等所產(chǎn)生的毒素及有害成分；并能保持血管暢通，恢復(fù)血管彈性并促進(jìn)血液循環(huán)，更能夠分解、排泄血液中的廢物以及炎癥所產(chǎn)生的病毒；同時(shí)能促進(jìn)細(xì)胞活化與修復(fù)，當(dāng)細(xì)胞損傷時(shí)，會(huì)刺激相關(guān)酵素的活性，激活細(xì)胞修復(fù)功能，并且參與細(xì)胞的修復(fù)。

4 食用型酵素產(chǎn)品的安全性

4.1 毒性檢測(cè)酵素菌是由細(xì)菌、酵母菌和放線菌組成的有益微生物群體，它們能夠產(chǎn)生活性很強(qiáng)的各種酶(如淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、氧化還原酶等幾十種)[19]，所以菌種必須安全可靠，對(duì)人體無毒害作用?，F(xiàn)今對(duì)酵素產(chǎn)品工藝的規(guī)范越來越嚴(yán)格，對(duì)其安全性要求和控制也越來越嚴(yán)格。趙金鳳等[20]對(duì)植物酵素急性毒性與亞慢性毒性的研究表明，植物酵素1 d內(nèi)給小鼠大量灌胃，無急性毒性反應(yīng)和亞慢性毒性。姜忠麗等[21]對(duì)糙米酵素紅曲酒的小鼠口服毒理學(xué)安全性評(píng)價(jià)的研究表明，糙米酵素紅曲酒屬實(shí)際無毒物質(zhì)，未顯示有遺傳毒性，初步估計(jì)其未觀察到損害作用的劑量(NOAEL)為20 g/kg體重。同樣，日本厚生省分析中心的分析數(shù)值證實(shí)了糙米酵素的絕對(duì)安全[22]。

4.2 工藝安全性分析酵素技術(shù)仍可能存在的危害有生物性危害、化學(xué)性危害和物理性危害。生物性危害包括產(chǎn)毒雜菌的污染、發(fā)酵菌株變異和其他細(xì)菌毒素的侵入；化學(xué)性危害包括殘留化學(xué)試劑、殘留的農(nóng)藥和重金屬離子等；物理性毒害包括砂石、毛發(fā)、鐵質(zhì)銹跡殘留等。其中主要危害還是生物和化學(xué)方面危害。酵素發(fā)酵食品在發(fā)酵過程中，菌株的選擇是需要嚴(yán)格控制的，但目前國(guó)內(nèi)在安全菌株選育方面仍相對(duì)落后于國(guó)外。在工業(yè)生產(chǎn)中，常用的菌株一般是酵母菌、乳酸菌和一些益生菌，這些菌株在發(fā)酵食品行業(yè)采用極廣，安全性高。針對(duì)病原菌的感染，在酵素發(fā)酵過程中，是要控制嚴(yán)格無菌的，并且在發(fā)酵過程中，發(fā)酵菌株為優(yōu)勢(shì)菌，對(duì)外來菌種具有一定的抗定殘殖能力，一定程度上，可避免外來細(xì)菌的侵染。菌株如果長(zhǎng)期使用有可能會(huì)發(fā)生突變，或突變成產(chǎn)生毒素的菌株，或降低發(fā)酵產(chǎn)量，生產(chǎn)上會(huì)定期對(duì)菌株進(jìn)行復(fù)壯，保證菌株的安全性。在很多發(fā)酵產(chǎn)品的原材料中，不可避免地殘留部分化學(xué)物質(zhì)，如殘留農(nóng)藥、化學(xué)試劑等，菌株在發(fā)酵過程中，發(fā)酵菌株對(duì)這些有毒物質(zhì)會(huì)有一定的分解能力，相比于一般食品生產(chǎn)，酵素發(fā)酵食品在安全性上更加讓人無憂。

5 展望與建議

作為未來的食品新星，食用型酵素產(chǎn)品的發(fā)展前景遠(yuǎn)大，市場(chǎng)價(jià)值較高。尤其是現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因食品安全問題頗受爭(zhēng)議，酵素的出現(xiàn)極大地刺激了食品行業(yè)的發(fā)展，酵素食品有望成為今后保健食品的主流。

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的當(dāng)代，我國(guó)若想把握食用型酵素產(chǎn)品發(fā)展機(jī)遇，建議如下：①人們對(duì)食用型酵素產(chǎn)品的需求已悄然跨過單一酵素進(jìn)入復(fù)合酵素、螯合酵素、植物酵素、消化性酵素等新型酵素層面，其中復(fù)合酵素工藝和螯合酵素成為食用型酵素產(chǎn)品研發(fā)方向與主流的可能性較大，因?yàn)闄C(jī)體本為一個(gè)系統(tǒng)，各種酵素通過相互影響發(fā)揮協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)酵素功能幾倍甚至幾十、上百倍的增強(qiáng)。②國(guó)內(nèi)酵素菌類型相對(duì)較少、復(fù)合技術(shù)相對(duì)欠缺，所以未來在開發(fā)酵素菌的新品種與優(yōu)化組合方面得下功夫，強(qiáng)化酵素產(chǎn)品的功能。③國(guó)內(nèi)食用型酵素產(chǎn)品多而不精，故加強(qiáng)質(zhì)量管理，提高生產(chǎn)工藝安全，保障食用型酵素產(chǎn)品質(zhì)量，方可實(shí)現(xiàn)持續(xù)化地良性發(fā)展。

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Research Progress of Edible Enzyme Products

AO Mei-ying1, WANG Xin2, FAN You-long1, CHEN Ting-tao2*et al (1.Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanchang, Jiangxi 330004; 2.Nanchang University, Nanchang, Jiangxi 330004)

The nature and function of enzyme was summarized, safety and health care function of edible enzyme products were reviewed.Enzyme products at home and abroad were compared, suggestions for enzyme industry development in China were proposed, in order to provide reference for research and development of edible enzyme products.

Edible enzyme products; Microorganisms; Food safety; Production process

敖梅英(1982- )，女，江西新余人，講師，在讀博士，從事生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究。*通訊作者，副教授，從事微生物研究。

2016-08-31

TS 201.3

A

0517-6611(2016)30-0064-03