食用型酵素產品的研究進展

敖梅英， 王 鑫， 范友隆， 傅國強， 陳廷濤* (.江西中醫藥大學,江西南昌 330004；.南昌大學,江西南昌 330004)

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食用型酵素產品的研究進展

敖梅英1， 王 鑫2， 范友隆1， 傅國強1， 陳廷濤2*(1.江西中醫藥大學,江西南昌 330004；2.南昌大學,江西南昌 330004)

對酵素的本質和功能進行了歸納，對食用型酵素產品的安全性及保健功能進行了綜述，對國內外的酵素產品進行了比較，為我國酵素業的發展提出了建議，期望為食用型酵素產品的研究與發展提供參考。

食用型酵素產品； 微生物； 食品安全；生產工藝

隨著生活水平的提高，健康問題越來越受到人們的關注，而“體內酵素的性能和數量”是衡量健康的一項重要指標。酵素是一類特殊的具有催化功能的復雜蛋白質，部分由人體自身生成，部分由飲食補充。對機體健康而言，酵素扮演著不可或缺的角色，其數量減少或性能衰退會引發各種不適癥狀。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，所以食用酵素產品的研究與開發一直被高度關注。

1 酵素的概念與功能

酵素也被稱作為酶，是生物體所產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，其成分往往為蛋白質或核酸，人體的新陳代謝、能量攝取、成長和繁殖等生命現象都離不開酵素[1]。

酵素多重效用決定了其發展潛力，其功效可被概括為4個方面：①抵抗外來病原菌感染。當人體受到病原菌感染時，各種水解酵素對病原菌進行分解以維持身體健康[2]。②促進代謝和能量吸收。食物經過胃和腸道時，多種酵素將食物分解成小分子物質為機體提供必需營養物質。③凈化血液。酵素能分解并排除血液中因不當飲食、環境污染、公害、藥害等所產生的毒素及有害成分以保持血管暢通與彈性，同時更能夠分解、排泄血液中的廢物以及炎癥所產生的病毒。④活化與修復細胞組織。受損細胞刺激相關酵素活性，激活細胞修復功能。目前酵素產業已悄然興起，可能滿足人類追求健康與提高壽命的愿望，帶來一場食品或保健食品行業的追捧熱潮。

2 食用型酵素產品的生成及其在國內外的發展概況

酵素根據功能可以分為3類：①代謝型酵素，即促進機體營養物質代謝的酵素，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，即分解或水解營養素的酵素，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，均是對人體有益的可食用的酵素產品。

2.1 食用酵素產品的生成食用型酵素產品多數是以益生菌(包括乳酸菌、酵母菌、霉菌等[2-3])發酵谷物、中藥、果品、野草、樹葉、菇類、蔬菜等，催化一系列的復雜的生化反應，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)的發酵型液體或固體食品，少數為益生菌與某食材混合形成的混合型酵素食品。通過發酵生成食用型酵素產品的意義：首先可以避免發酵原食材的不良風味而達到改善口感的目的；其次可以獲得一些于機體健康而言具備特殊功能的新成分而達到保健作用[4]。我國傳統的產品如酸奶、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品[1]。

2.2 國內外食用型酵素產品的發展比較我國享用諸如醋、酒、醬等食用型酵素產品的歷史悠久，但對其進行深入廣泛研究的起步較晚。近20年來，食用型酵素產品在我國取得了良好發展，但也存在許多問題，例如生產工藝不明確與產品質量安全問題等。陳丹[5-6]報道，當前國內食用型酵素產品市場火熱，但其質量管理方面跟不上，具備QS認證或獲得批文的產品很少。但是日本在20世紀80年代就已經將酵素產品的生成作為技術來研究并進入應用階段，至今全世界僅有日本的島本覺也家族復合了24種有益菌用于生產酵素產品，其他復合菌產品均沒有超過10種的，所以說，島本覺也家族的酵素菌是目前國內外工藝最復雜、技術最先進、功能最強大的微生物制劑，其已在世界上30多個國家和地區大量被引進和應用[7]。

相比較而言，國外酵素的應用更為廣泛，并且發展程度較國內水平更高，在食品、保健、美容、醫療等方面更具代表性。食品、保健方面以蘆薈為例，國內外對蘆薈的應用更為精細，出現了各種蘆薈發酵飲品和保健品，通過酵素發酵實現了蘆薈的最大效用，而國內蘆薈的使用主要還是體現在原生態上；醫療保健方面，在國外，酵素已應用于艾滋病、病毒疾病(流行性感冒、皰疹、C型B型肝炎等)、關節炎、腰痛、風濕、肩膀酸痛、高血壓、高血脂、癌癥等的治療。國內外大型酵素公司均呈現蓬勃發展的趨勢[8-9]，公司與產品見表1、2。

表1 國外酵素公司及相關產品

表2 國內酵素公司及相關產品

3 食用型酵素產品的保健功能

3.1 改善腸胃功能食用型酵素產品富含活性酶或活性益生菌成分，可以在較短時間內將各種有機物分解成氨基酸、葡萄糖等小分子無機物，更加容易被腸胃吸收，提供必需且均衡的營養物質；并且，酵素能夠改善腸胃功能，保護腸道微生物，增強腸胃的自我修復能力，抑制病原菌，維持腸道內微生態平衡。趙金鳳等[10]的研究表明，酵素能夠明顯促進便秘小鼠的小腸推進運動，縮短便秘小鼠首次排便時間，并增加排糞重量和排便粒數，因此酵素具有顯著的潤腸通便功能。在馬偉立等[11]的研究中，應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，保護腸黏膜機械屏障功能，降低腸黏膜通透性，減少腸道細菌易位的發生，保護了腸道功能。宋陽等[12]的研究也指出，微生物酵素對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 維持體內營養平衡食用型酵素產品既有有機物，又有無機物，還有微量元素及有益菌，營養全面，完全能滿足對營養的需求。酵素營養學理論最早由世界酵素之父、美國醫學博士愛德華·豪威爾教授于1985年提出。其在《酵素營養學的原理》一書中說：“人類壽命與有機物潛在酵素的消耗度成正比。”體內酵素量多，壽命長，體內酵素量少，壽命短。補充酵素，可提高自身免疫力，延緩衰老，延長壽命。緊接著科學家發現，人的一生中制造出的潛在酵素量是一定的，當大量消耗“消化酵素”時，為了制造大量的消化酵素，代謝酵素的制造量會減少。由于代謝酵素量減少，人的代謝功能失調，會發生各種疾病。 酵素的發現被公認為是人類生命科學領域的重大里程碑。美國前希波克拉底健康機構主任史帝芬·布勞爾說：“人類營養學中的‘食物酵素概念’確實是一項前所未有的重大發現，即便在這個科技及檢驗方法都日新月異的時代，仍舊經得起考驗。豪威爾醫師對酵素及生食深入的研究代表了營養科學的一大躍進，足以媲美維生素及礦物質的發現”[13]。

3.3 預防疾病許多食用型酵素產品具有抗氧化和脂肪分解能力，酵素對現在許多與脂肪過剩相關的疾病，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。王領等[14]的研究表明，火龍果酵素對超氧陰離子自由基和DPPH自由基具有很強的清除作用，并對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多余自由基，具有抗氧化、抗衰老、增強免疫力、預防各種疾病的功效。而且火龍果酵素內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機體免疫功能的作用，對食源性脂肪肝有較好的預防作用。

3.4 保健和美容功能食用型酵素產品富含蛋白質、維生素、多糖、核酸、未知生長因子等營養物質和生命活性物質，這些物質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于粉狀酵素。抗氧化試驗證明，膏狀酵素有好的抗氧化能力，皮膚紋理度試驗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]研究發現，糙米酵素紅曲酒對氧自由基有一定的清除能力，清除率最高可達12.69%，具有一定的抗疲勞作用。

3.5 其他應用價值食用型酵素產品的功效多種多樣，如抗菌、消炎作用，酵素能分解發炎所產生的物質，再分解病菌發炎所形成的廢物；酵素能促使細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飲食、環境污染、公害、藥害等所產生的毒素及有害成分；并能保持血管暢通，恢復血管彈性并促進血液循環，更能夠分解、排泄血液中的廢物以及炎癥所產生的病毒；同時能促進細胞活化與修復，當細胞損傷時，會刺激相關酵素的活性，激活細胞修復功能，并且參與細胞的修復。

4 食用型酵素產品的安全性

4.1 毒性檢測酵素菌是由細菌、酵母菌和放線菌組成的有益微生物群體，它們能夠產生活性很強的各種酶(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，對人體無毒害作用。現今對酵素產品工藝的規范越來越嚴格，對其安全性要求和控制也越來越嚴格。趙金鳳等[20]對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內給小鼠大量灌胃，無急性毒性反應和亞慢性毒性。姜忠麗等[21]對糙米酵素紅曲酒的小鼠口服毒理學安全性評價的研究表明，糙米酵素紅曲酒屬實際無毒物質，未顯示有遺傳毒性，初步估計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值證實了糙米酵素的絕對安全[22]。

4.2 工藝安全性分析酵素技術仍可能存在的危害有生物性危害、化學性危害和物理性危害。生物性危害包括產毒雜菌的污染、發酵菌株變異和其他細菌毒素的侵入；化學性危害包括殘留化學試劑、殘留的農藥和重金屬離子等；物理性毒害包括砂石、毛發、鐵質銹跡殘留等。其中主要危害還是生物和化學方面危害。酵素發酵食品在發酵過程中，菌株的選擇是需要嚴格控制的，但目前國內在安全菌株選育方面仍相對落后于國外。在工業生產中，常用的菌株一般是酵母菌、乳酸菌和一些益生菌，這些菌株在發酵食品行業采用極廣，安全性高。針對病原菌的感染，在酵素發酵過程中，是要控制嚴格無菌的，并且在發酵過程中，發酵菌株為優勢菌，對外來菌種具有一定的抗定殘殖能力，一定程度上，可避免外來細菌的侵染。菌株如果長期使用有可能會發生突變，或突變成產生毒素的菌株，或降低發酵產量，生產上會定期對菌株進行復壯，保證菌株的安全性。在很多發酵產品的原材料中，不可避免地殘留部分化學物質，如殘留農藥、化學試劑等，菌株在發酵過程中，發酵菌株對這些有毒物質會有一定的分解能力，相比于一般食品生產，酵素發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，食用型酵素產品的發展前景遠大，市場價值較高。尤其是現在轉基因食品安全問題頗受爭議，酵素的出現極大地刺激了食品行業的發展，酵素食品有望成為今后保健食品的主流。

在市場競爭激烈的當代，我國若想把握食用型酵素產品發展機遇，建議如下：①人們對食用型酵素產品的需求已悄然跨過單一酵素進入復合酵素、螯合酵素、植物酵素、消化性酵素等新型酵素層面，其中復合酵素工藝和螯合酵素成為食用型酵素產品研發方向與主流的可能性較大，因為機體本為一個系統，各種酵素通過相互影響發揮協同作用，實現酵素功能幾倍甚至幾十、上百倍的增強。②國內酵素菌類型相對較少、復合技術相對欠缺，所以未來在開發酵素菌的新品種與優化組合方面得下功夫，強化酵素產品的功能。③國內食用型酵素產品多而不精，故加強質量管理，提高生產工藝安全，保障食用型酵素產品質量，方可實現持續化地良性發展。

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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，從事生物化學與分子生物學研究。*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