納豆菌的神秘淶源

納豆菌是納豆枯草芽孢桿菌(B.subtilis natto)的簡(jiǎn)稱，產(chǎn)業(yè)上習(xí)慣使用納豆芽孢桿菌這一名稱。它是中國(guó)和日本傳統(tǒng)發(fā)酵食品--納豆的生產(chǎn)菌，已有2000多年的使用歷史了。納豆菌是好氧的革蘭氏陽(yáng)性菌，類似于枯草芽孢桿菌，細(xì)胞呈桿狀，產(chǎn)芽孢且芽孢為橢圓形，中生或偏中生，有鞭毛，能運(yùn)動(dòng)。它菌落多呈圓形，表面粗糙起皺，容易擴(kuò)散生長(zhǎng)。納豆最初的傳統(tǒng)制法是將蒸煮過的黃豆采用稻草包裹，然后再置于溫濕度較高的地方發(fā)酵1-2 d，直至黃豆表面出現(xiàn)白色的黏液狀物質(zhì)出現(xiàn)就表明納豆制作成功。到了二十世紀(jì)后期，由于高品質(zhì)稻草獲取不易，所以開始開發(fā)可直接將人工培養(yǎng)的純種納豆菌接入黃豆進(jìn)行發(fā)酵的生產(chǎn)工藝。其中，日本學(xué)者首次將納豆中篩選出的桿菌命名為納豆桿菌，隨后，又有日本學(xué)者成功分離出純種納豆菌。目前，并將其應(yīng)用于納豆產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，使用的純菌種主要有：Bacillus natto IFO3007、Bacillus natto Sawamura IFO 3339、Bacillus natto Sawamura06等。

納豆菌：極強(qiáng)逆境適應(yīng)特性

納豆芽孢桿菌在5℃~55℃的溫度下均能夠生長(zhǎng)，最適pH為 7.0~7.5，最適生長(zhǎng)溫度為37℃。納豆芽孢桿菌的芽孢有很強(qiáng)的耐受性，對(duì)高溫、電離輻射、干燥、甚至有毒物質(zhì)都有很強(qiáng)的抗性，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)用納豆芽孢桿菌喂養(yǎng)小鼠，小鼠糞便內(nèi)的芽孢量竟然多于接種量。由此可見納豆芽孢桿菌的芽孢對(duì)極端環(huán)境的適應(yīng)能力，在實(shí)際應(yīng)用中，芽孢的抗性有很大的優(yōu)勢(shì)，如存活率高、運(yùn)輸成本低、容易儲(chǔ)存、對(duì)加工環(huán)境要求低、對(duì)不良環(huán)境有極強(qiáng)的抵抗力，所以納豆芽孢桿菌現(xiàn)已成為研制微生態(tài)制劑的首選菌株之一。納豆芽孢桿菌的芽孢能在腸道內(nèi)萌發(fā)成營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，有研究表明，納豆芽孢桿菌能刺激淋巴細(xì)胞增殖，調(diào)節(jié)腸道菌群，其芽孢能夠直接與腸上皮細(xì)胞和免疫系統(tǒng)相互作用。這種相互作用可以阻止炎癥介質(zhì)的激活，包括白細(xì)胞介素 1(IL-1)、白細(xì)胞介素6、腫瘤壞死因子a（TNF-a)和白細(xì)胞介素8。

納豆菌食用安全性

2007年，歐盟正式提出了安全資格認(rèn)證(QPS)理念，旨在對(duì)添加到食品及飼料中的微生物實(shí)施上市前的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。該管理方式已經(jīng)應(yīng)用于納豆芽孢桿菌的菌種管理，可見其安全性。

納豆菌是“公認(rèn)安全”（GRAS）的益生菌，2002年衛(wèi)生部發(fā)布衛(wèi)法監(jiān)發(fā)【2002】308號(hào)文“衛(wèi)生部關(guān)于納豆作為普通食品管理的批復(fù)”中明確規(guī)定“納豆在我國(guó)已有一定的食用歷史。以枯草芽孢桿菌發(fā)酵生產(chǎn)的納豆應(yīng)按普通食品進(jìn)行管理”。

納豆菌中的抗菌肽

納豆芽孢桿菌可以分泌多種低分子量的抗菌肽和細(xì)菌素類的抗菌物質(zhì)，具有廣譜抗菌活性，主要可以抑制革蘭氏陽(yáng)性菌，同時(shí)也對(duì)對(duì)部分革蘭氏陰性菌、霉菌、酵母具有抑制作用。我國(guó)學(xué)者就從傳統(tǒng)食品-納豆中分離了一株納豆菌NT-6菌株，其發(fā)酵產(chǎn)物是抗菌脂肽類物質(zhì)，被命名為AMPNT-6。AMPNT-6的主要成分是表面活性素、芬薺素和伊枯草菌素三種抗菌脂肽同系物的混合物，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，納豆菌抗菌肽不僅可使副溶血性弧菌、金葡菌的細(xì)胞膜通透性增加，或還可以形成孔洞從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)一些物質(zhì)泄漏，使細(xì)胞生長(zhǎng)受到抑制，進(jìn)而導(dǎo)致死亡，還對(duì)副溶血性弧菌等海產(chǎn)品常見食源性病原菌及主要腐敗菌有顯著的抑制作用。而在毒理性研究方面，其LD50大于5000 mg / kg小鼠體重，說(shuō)明具有較高的食用安全性。

渾身是寶的納豆菌

納豆菌的發(fā)酵代謝產(chǎn)物：在納豆菌生長(zhǎng)繁殖過程中，納豆菌不僅可以將人體所需的三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（糖、脂肪、蛋白質(zhì)）水解為可供人體消化吸收的小分子物質(zhì)，還能夠通過自身代謝系統(tǒng)分泌納豆激酶、γ-多聚谷氨酸、血管緊張轉(zhuǎn)化肽、皂苷素、異黃酮、維生素 K2、生育酚等生理活性成分，而這些豐富的代謝產(chǎn)物可以賦予了納豆產(chǎn)品各種各樣的保健功效并對(duì)人體健康產(chǎn)生巨大的益處。

納豆菌，不止于發(fā)酵：納豆菌的活菌體本身具有調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡的作用。有研究表明，食用納豆菌類產(chǎn)品后，納豆菌可抵抗消化液等不利環(huán)境進(jìn)入腸道，其芽孢可以在腸道內(nèi)增殖并萌發(fā)，消耗腸道氧氣，降低腸內(nèi)氧濃度，在改善雙歧桿菌、乳桿菌和梭菌等厭氧菌生長(zhǎng)環(huán)境的同時(shí)也使得腸道中腸桿菌、腸球菌、致病菌等需氧菌的生長(zhǎng)因缺氧而受到抑制。

食品營(yíng)養(yǎng)中的納豆菌異彩

納豆菌的發(fā)酵：納豆芽孢桿菌在生長(zhǎng)和繁殖的過程中，能將大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分解成易被人體吸收的小分子，并能產(chǎn)生納豆激酶、血管緊張肽轉(zhuǎn)化酶(ACE)、大豆異黃酮、皂甙、維生素K2、納豆膠、維生素E等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。納豆芽孢桿菌作為食品添加劑增強(qiáng)食物對(duì)胃酸的抵御能力，最主要的是能夠分泌多種胞外酶，包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、谷氨酸轉(zhuǎn)肽酶( GTP)、果聚糖蔗糖酶和植酸酶，并且納豆菌分泌的酶比其他枯草芽孢桿菌分泌同樣活性的酶高幾十倍。

提高食品加工副產(chǎn)物附加值：納豆芽孢桿菌在生長(zhǎng)過程中能夠分泌多種酶, 如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等, 應(yīng)用于食品加工副產(chǎn)物中, 可以大大提高副產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能, 為食品加工副產(chǎn)物的加工提供新的開發(fā)途徑。例如，有學(xué)者利用米糠作為發(fā)酵納豆芽孢桿菌的主要培養(yǎng)基原料, 采用酶水解工藝把米糠中的淀粉和蛋白質(zhì)水解出來(lái), 作為納豆芽孢桿菌液態(tài)發(fā)酵的碳源和氮源, 制備出一種納豆芽孢桿菌微生態(tài)制劑, 納豆芽孢桿菌活菌數(shù)可達(dá) 4.05×1010 cfu/g、芽孢數(shù)為1.81×1010 cfu/g。

納豆芽孢桿菌功能性食品開發(fā)：有機(jī)構(gòu)以納豆凍干粉為主要原料, 添加奶粉, 甘露醇等, 采用現(xiàn)代制藥壓片技術(shù), 研制出納豆咀嚼片和納豆奶咀嚼片, 不僅改善了納豆的外觀和口感, 還增加了產(chǎn)品的保質(zhì)期, 而且食用方便。也有機(jī)構(gòu)以大豆為原料進(jìn)行發(fā)酵并以其發(fā)酵液為主體，添加檸檬酸、白砂糖、β-環(huán)糊精調(diào)配生產(chǎn)出納豆發(fā)酵型飲料, 該飲料呈乳黃色、光澤度好、富含納豆激酶, 風(fēng)味獨(dú)特。還有機(jī)構(gòu)以保健紅曲和納豆凍干粉為原料制成保健食品納豆紅曲膠囊, 對(duì)納豆紅曲膠囊進(jìn)行安全性功能性評(píng)價(jià),功能性評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，納豆紅曲膠囊具有輔助降血脂的作用。

納豆芽孢桿菌制成的微生物飼料有著對(duì)腸道內(nèi)有害微生物產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用、自身代謝產(chǎn)物增加腸道內(nèi)的酸度、產(chǎn)生多種氨基酸、消化酶提高飼料的吸收、增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體免疫等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)作為飼用益生菌越來(lái)越多的應(yīng)用到畜禽生產(chǎn)中，例如 有學(xué)者發(fā)現(xiàn)將納豆芽孢桿菌的發(fā)酵產(chǎn)物或培養(yǎng)液與高產(chǎn)荷斯坦奶牛的瘤胃液混合，就可以改變某些功能性細(xì)菌在瘤胃中的相對(duì)表達(dá)，這表明納豆芽孢桿菌可作為益生菌應(yīng)用到奶牛日糧中。

作者：Kevin.Fang，主要從事功能性食品研發(fā)，尤其擅長(zhǎng)于糖尿病、痛風(fēng)、體重管理等領(lǐng)域的產(chǎn)品產(chǎn)品開發(fā)