◎ 高 洋,孫 艷
(漯河食品職業(yè)學(xué)院,河南 漯河 462300)
豆豉是一種常見的大豆發(fā)酵制品。大豆中除含有優(yōu)質(zhì)的植物蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)外,還含有一定的生理活性物質(zhì),如大豆異黃酮、大豆低聚糖、大豆皂苷及大豆磷脂等。經(jīng)過發(fā)酵制備的豆豉,其蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)(鈣、鐵)、維生素(B2、PP、E)、纖維素含量均有明顯的提高[1]。在發(fā)酵過程中會產(chǎn)出一種活性較高的酶,稱為豆豉纖溶酶,這種酶不但具有較強的溶解能力,而且安全,對人體無毒害作用,不會引起內(nèi)出血,可以有效預(yù)防血栓的形成[2],這對于血栓病保健食品的開發(fā),具有重要意義。
為了探究豆豉纖溶酶是否具有體外溶栓作用,李江偉等[3]用豆豉纖溶酶、尿激酶進行體外試驗。在相同試驗條件下,比較兩種物質(zhì)對血塊的溶解速率,發(fā)現(xiàn)作用2 h后,豆豉纖溶酶血塊溶解率大于50%,尿激酶血塊溶解率為45%;作用6 h后,豆豉纖溶酶血塊溶解率為100%,尿激酶血塊溶解率為75%。由此可見,在體外豆豉纖溶酶比尿激酶的溶栓效果更好。
為了驗證將豆豉纖溶酶作用于體內(nèi)是否也具有較好的溶栓效果,劉宇峰[4]以家兔為對象,分別用豆豉纖溶酶、尿激酶和蚯蚓激酶進行體內(nèi)試,結(jié)果表明:尿激酶對家兔體內(nèi)的動脈血栓無任何作用;蚯蚓激酶劑量為150 mg/kg時,對家兔體內(nèi)的動脈血栓亦無抑栓、溶栓作用;而豆豉纖溶酶劑量為150~300 mg/kg時,具有明顯的抑制動脈血栓形成及溶解血栓作用。同時,他還對豆豉纖溶酶的安全性進行了試驗,研究發(fā)現(xiàn),對多組家兔灌胃0.05~0.8 g/mL的豆豉纖溶酶時,均無明顯毒性表現(xiàn),說明了豆豉纖溶酶的安全性。
人體內(nèi)的氧化離不開人體和食物中的氧自由基和其他種類的氧原子。這些自由基可以和人體組織、細胞中的氧化活性分子發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致氧化損傷。豆豉中存在較多的抗氧化物質(zhì),這些物質(zhì)的抗氧化活性顯著高于未經(jīng)發(fā)酵的大豆。段智變等[5]從納豆中得到一些粗提物,并進行試驗。研究發(fā)現(xiàn),這些粗提物可以降低機體血清中低密度脂蛋白膽固醇的含量,提高抗氧化酶SOD的活性,從而增強機體的抗氧化作用,減少細胞的氧化損傷。
血液中的脂類主要有膽固醇、甘油三酯、磷脂、游離脂肪酸等,其中膽固醇、甘油三酯為疏水性物質(zhì),不能在體內(nèi)直接轉(zhuǎn)運,也不能被組織細胞直接作用,必須與特殊的蛋白和極性類脂(如磷脂)形成親水性的脂蛋白,才能在機體內(nèi)運輸,并進入細胞,在正常情況下,人體血脂的合成、分解處于動態(tài)平衡之中。血脂過多,會沉積在血管壁上阻塞血管,引發(fā)血栓、動脈粥樣硬化等疾病。而在脂蛋白的代謝中,有兩種非常重要的蛋白質(zhì)——低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL),分別有促進、減緩脂蛋白合成的作用,所以控制高血脂癥的關(guān)鍵在于促進機體HDL的生成。為了研究豆豉纖溶酶與降血脂之間的關(guān)系,袁淑云[6]對正常小鼠進行試驗,將小鼠分為正常組和對照組,試驗組喂食納豆激酶粗提液,在相同條件下,觀察小鼠血脂的變化情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn),8%的納豆激酶比正常對照組,使小鼠血清中膽固醇減少了0.54 mg/mL,因此,納豆激酶粗提液在高脂飲食誘發(fā)的小鼠高脂血癥過程中有阻止膽固醇升高的作用。
豆豉纖溶酶的制備包括發(fā)酵菌種的篩選、發(fā)酵、分離純化3個關(guān)鍵工藝。
大量的研究表明,產(chǎn)出豆豉纖溶酶的菌種為枯草芽孢桿菌。董明盛[7]等從豆豉中分離得到豆豉纖溶酶,產(chǎn)酶菌株為枯草芽孢桿菌,其產(chǎn)酶活力達到683.3 U/mL。中國科學(xué)院的韓潤林[8]從豆豉中分離得到1株高產(chǎn)纖溶酶的枯草芽孢桿菌菌株,純酶的比活力達到9800 U/mg,活性回收率為63.8%。東北林業(yè)大學(xué)的王開敏[9]從豆豉中分離到1株有纖溶酶活性的菌種,經(jīng)鑒定為枯草芽孢桿菌,并對該菌株的產(chǎn)纖溶酶基因進行克隆表達,得到了能發(fā)酵產(chǎn)胞外纖溶酶的重組體。
傳統(tǒng)的豆豉纖溶酶發(fā)酵工藝可分為固體發(fā)酵和液體發(fā)酵兩大類。固體發(fā)酵是先將大豆煮熟,接種上相應(yīng)的菌種,培養(yǎng)后即可得到豆豉纖溶酶,此種方法操作簡單、周期短、生產(chǎn)成本低。而液體發(fā)酵則是在液體培養(yǎng)基的環(huán)境下,接上菌種進行發(fā)酵的方法。液體發(fā)酵的條件更易控制,適合工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn),是目前生產(chǎn)豆豉纖溶酶的主要發(fā)酵方法。
近年來,又發(fā)現(xiàn)了一種新的發(fā)酵技術(shù)——雙水相發(fā)酵,其中菌體底物為一相,產(chǎn)物為一相,該種方法能將發(fā)酵過程中的生物轉(zhuǎn)化與分離相結(jié)合,與傳統(tǒng)的發(fā)酵手段相比,更快速、簡便,而且還能解除發(fā)酵產(chǎn)物中的反饋抑制現(xiàn)象,生成的物質(zhì)穩(wěn)定、成本更為低廉,適合工業(yè)上的連續(xù)生產(chǎn)。
同時,也能利用生物克隆技術(shù)獲得豆豉纖溶酶。張少平等[10]利用生物克隆技術(shù)將原豆豉纖溶酶的DNA片段復(fù)制克隆到載體pET32a中,并將這樣的重組體轉(zhuǎn)入到大腸桿菌中,以此在大腸桿菌內(nèi)獲得豆豉纖溶酶蛋白酶。Liang等[11]利用Lactococcus lactis菌株,將NK的片段基因?qū)肫渲?,從而成功獲得了豆豉纖溶酶的受體菌株。
豆豉纖溶酶進行分離純化的關(guān)鍵是保證酶的活性、純度及得率,同時,由于纖溶酶的熱敏感性,導(dǎo)致極易發(fā)生自溶現(xiàn)象[12],其在進行分離純化時,整個過程通常會處于低溫狀態(tài)下。此外,由于微生物可以分解豆豉纖溶酶,其整個分離純化過程還應(yīng)注意其他菌種的污染,避免造成分離后的豆豉纖溶酶活力不穩(wěn)定[13]。
目前,豆豉纖溶酶的分離純化方法主要有硫酸銨沉淀法、超濾、凝膠過濾、層析等。王金英等[14]人利用硫酸銨沉淀法實現(xiàn)了豆豉纖溶酶的分離純化,其前處理為將豆豉加入到一定比例的生理鹽水中,放置于10 ℃的環(huán)境下不斷攪拌10 h,之后使用離心機進行離心,將離心后的上清液裝入特定的容器中,再加入硫酸銨至飽和度60%,使用攪拌器將改溶液攪拌均勻,在2~8 ℃的環(huán)境下放置10 h。之后進行離心,將離心后的底部沉淀,過透析脫鹽,再對溶液進行離心,所得上清液就是豆豉纖溶酶的粗酶液。
李江偉等[15]利用層析方法對豆豉纖溶酶進行分離純化,其前處理為將豆豉制備成凍干品,之后使用磷酸鹽緩沖液進行酸堿調(diào)節(jié)使溶液中的pH為7.4,再過Sephadex G-100層析柱,并使用該磷酸鹽緩沖液對層析部分進行沖洗280 nm處,并進行收集。以此來獲得豆豉纖溶酶的粗酶液。
韓潤林等利用超濾對豆豉纖溶酶進行了分離純化。其前處理為先將豆豉發(fā)酵液進行去除雜菌,再加入無水CaCl2,維持pH為6.6,之后進行離心處理,獲取上清液。將所得的上清液進行超濾脫鹽處理得到濃縮液,并對其進行層析分離。之后再對活性部分進行沉淀、離心、層析處理,獲取其活性部分,即為溶栓酶。對其進行酶活力的測定,發(fā)現(xiàn)其均有較高的酶活。
目前,功能性食品作為新興產(chǎn)業(yè),其自身的功能作用越來越受到大眾的關(guān)注,并且隨著現(xiàn)代人保健意識的提高,對于食療好于藥療的觀念在逐漸增強,這些功能性食品也逐漸走進普通大眾的生活,深的人們喜愛。同時腦栓作為危害人類的十大疾病,給人們的生活帶來極大困擾。因此,利用豆豉纖溶酶極好的溶栓效果,來開發(fā)對于的功能性食品,對人類的生活乃至生存都具有及其重要的意義。