微生物酵素的生物活性及毒理性概述

吳丹　張磊　王利剛　費(fèi)云滟

酵素（enzyme）又稱作酶，多數(shù)是蛋白質(zhì)大分子，主要功能是作為生物催化劑，加速化學(xué)反應(yīng)但不改變自身性質(zhì)，生物體內(nèi)的各種生理生化反應(yīng)都需要酵素的幫助才能很好地完成。酵素有三大特點(diǎn)：具有催化能力，具有高度的專一性，以及在其它離子和分子的存在下能夠很好地控制其催化功能。正因?yàn)橐陨咸攸c(diǎn)，酵素在制藥、廢水處理、農(nóng)業(yè)和食品生產(chǎn)等方面都得到了應(yīng)用。

酵素，以一種或多種蔬菜、水果、菌菇等為原料，經(jīng)多種益生發(fā)酵而成，含豐富營養(yǎng)物質(zhì)的功能性微生物發(fā)酵產(chǎn)品。酵素很早就在食品中得到應(yīng)用，國外首次報道酵素是在1894年，研究者發(fā)現(xiàn)米曲霉中能產(chǎn)生淀粉酶。微生物是酵素很好的來源，大多數(shù)微生物都很容易培育并能快速生長，且所需營養(yǎng)素不多，成本較低。

酵素的活性

近年來，酵素因富含多種對人體有益的活性物質(zhì)，具有多種保健功能而在食品中受到廣泛關(guān)注，已盛行于美國、日本和一些歐洲國家。酵素的活性，關(guān)系到它自身生理生化反應(yīng)發(fā)生的能力，活性越高，功效越好，因此對生物酵素活性的研究是十分重要的。

在特定的發(fā)酵工藝條件下，經(jīng)多種微生物共同發(fā)酵，得到的酵素富含多種酶類，其中主要的功效酶類包括超氧化物歧化酶、蛋白酶、脂肪酶等。超氧化物歧化酶能催化超氧自由基發(fā)生歧化反應(yīng)，因而能清除體內(nèi)超氧自由基，從而保護(hù)機(jī)體不受超氧自由基的損害；蛋白酶是一類能夠催化蛋白質(zhì)分解的酶，所以有去除皮膚表面、毛孔及汗腺中的污垢，分解人體內(nèi)死亡細(xì)胞和去老化角質(zhì)的功效；脂肪酶是可以水解油脂的酶類，可用在保健品、化妝品和減肥食品中。

酵素的抗氧化性。人類的衰老和某些病變都與活性氧和自由基相關(guān)，人體固有的抗氧化防御平衡體系能夠清除這些因人體正常代謝或其它因素產(chǎn)生的自由基。然而，當(dāng)這些自由基的產(chǎn)生過量，平衡體系被打破時，就會導(dǎo)致細(xì)胞損傷和死亡，從而表現(xiàn)出衰老或疾病。

研究表明，酵素能有效清除體內(nèi)超氧自由基，有很好的抗氧化活性。蔣增良等人在藍(lán)莓酵素抗氧化性能研究中表明，藍(lán)莓酵素產(chǎn)品具有優(yōu)異的抗氧化性。賈麗麗等人研究的冬棗酵素，發(fā)現(xiàn)在發(fā)酵過程中還原力、羥自由基和SOD酶活力都不斷升高。郭艷萍等人提出，通過天然發(fā)酵制得的大麥酵素具有較強(qiáng)的抗氧化活性，對多種自由基具有較高的清除能力。

酵素的抑菌性。酵素的抑菌性也得到了很好的證實(shí)。董銀卯等人采用液體培養(yǎng)法，分別對膏狀酵素和粉狀酵素的抑菌功效進(jìn)行了評價，結(jié)果表明，這兩種酵素對大腸桿菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌和三種痤瘡病原菌都有一定的抑制功效。

酵素之所以有抑菌作用，是因?yàn)樵习l(fā)酵過程中產(chǎn)生抑菌物質(zhì)。謝俊杰課題組在研究中發(fā)現(xiàn)紅茶菌液對革蘭氏陰性、陽性菌有明顯的抑制作用，并分析紅茶菌液中可能存在抑菌成份，從中提取蛋白類物質(zhì)在酸性條件下能抑制細(xì)菌生長。張玉梅等人進(jìn)一步研究了紅茶菌發(fā)酵液的抑菌作用，結(jié)果顯示，紅茶菌發(fā)酵液在酸性條件下對金黃色葡萄球菌和大腸埃希氏菌有抑制作用，而在堿性條件下無抑制作用。發(fā)酵過程中產(chǎn)生的蛋白質(zhì)類物質(zhì)是紅茶菌液中抑菌活性成分之一。

酵素的免疫性。酵素具有誘發(fā)和強(qiáng)化白血球的抗菌功能，能清除入侵的病菌和化膿物，對免疫功能有調(diào)節(jié)作用。李波清等人通過紅茶菌對小鼠免疫功能的研究，得出紅茶菌能提高NK細(xì)胞的殺傷活性，巨噬細(xì)胞的吞噬作用明顯增強(qiáng)，從而增強(qiáng)小鼠的免疫功能。

酵素的毒理性

雖然酵素的毒理性已經(jīng)得到較多的研究，其結(jié)果表明酵素并沒有毒性，但實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用中的酵素發(fā)酵工藝更加復(fù)雜。當(dāng)酵素作為食品或食品添加劑時，隨環(huán)境的改變，酵素是否仍然對人體安全無毒需要更深入和全面的研究和探索。

食品酵素作為直接入口的營養(yǎng)素，必須要保證其安全性，其中不能存在大腸桿菌、甲醇、雜醇油、重金屬元素等有害物質(zhì)成分。酵素的提取要通過發(fā)酵和酶解兩個步驟來完成，傳統(tǒng)的家庭式發(fā)酵工藝很容易產(chǎn)生上述有害物質(zhì)。相關(guān)部門應(yīng)制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，在規(guī)范下采取先進(jìn)酵控工藝技術(shù)，保證無毒、無副作用，對人體安全。

酵素以其營養(yǎng)豐富，且是純天然產(chǎn)品而受到關(guān)注和重視，具有抗氧化性、抑菌性和免疫性等功效，對延緩衰老、提高免疫力、預(yù)防和治療一些疾病有顯著的功效。然而，酵素在發(fā)酵過程中因受環(huán)境影響，很容易受到污染，可能產(chǎn)生有害的物質(zhì)。因此，在研究酵素活性的同時，應(yīng)開發(fā)先進(jìn)酵控工藝技術(shù)，并對菌種種類、功能性成分、產(chǎn)品安全性進(jìn)行全面和深入的探究，在對人體無毒、無副作用的條件下，使酵素充分發(fā)揮有益功效。

（作者單位：重慶市食品藥品檢驗(yàn)檢測研究院）