納豆激酶固體發(fā)酵研究進(jìn)展

臧學(xué)麗

（長(zhǎng)春醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，吉林長(zhǎng)春130031）

納豆激酶固體發(fā)酵研究進(jìn)展

臧學(xué)麗

（長(zhǎng)春醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，吉林長(zhǎng)春130031）

納豆激酶作為一種溶解血栓的藥物，具有溶解血栓速度快，半衰期短，副作用小等優(yōu)點(diǎn)。因此，納豆激酶一直是醫(yī)藥以及食品領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，本文主要論述了納豆激酶的生化特性及納豆激酶固體發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)納豆激酶固體發(fā)酵的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

納豆激酶；固體發(fā)酵；研究進(jìn)展

納豆激酶（Nattokinase，NK）是由納豆枯草芽孢桿菌發(fā)酵得到的一種溶解血栓作用的堿性絲氨酸蛋白酶，具有很強(qiáng)的纖溶活性，除了能直接作用于纖溶蛋白外，還能激活體內(nèi)纖溶酶原，從而增加了溶解血栓的作用。由于NK具有安全性好、成本低、作用迅速、經(jīng)口服后可迅速入血，纖溶活性強(qiáng)，可由細(xì)菌直接發(fā)酵生產(chǎn)、作用時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，有望成為預(yù)防治療血栓性疾病的新一代抗血栓藥物。納豆激酶的發(fā)酵生產(chǎn)方法有兩種，固體發(fā)酵和液體發(fā)酵，由于固體發(fā)酵具有所使用設(shè)備簡(jiǎn)單，控制方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)，使得固體發(fā)酵生產(chǎn)納豆激酶具有一定的優(yōu)勢(shì)和現(xiàn)實(shí)意義，具有廣闊的發(fā)展空間［1］。

1 納豆激酶的生化特性

納豆激酶是一種單鏈的多肽酶，溶于水，目前根據(jù)不同的方法測(cè)得的NK的分子量不同，大多數(shù)研究者測(cè)定的分子量在28KDa左右，F(xiàn)ujita等［2］根據(jù)NK氨基酸的順序進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出該酶準(zhǔn)確的分子量為27728Da，現(xiàn)在的研究大多數(shù)以這個(gè)分子量為準(zhǔn)。用柱型電泳法對(duì)納豆激酶的等電點(diǎn)進(jìn)行了測(cè)定，其等電點(diǎn)為8.6±0.3［3］。NK的pH穩(wěn)定區(qū)間是6.0～12.0，在pH低于5.0時(shí)酶活不穩(wěn)定，甚至酶活完全喪失，溫度在40℃～50℃時(shí)，比較穩(wěn)定，超過(guò)50℃，逐漸失活，溫度超過(guò)60℃納豆激酶變性失活。金屬離子對(duì)納豆激酶的酶活也有一定的影響，對(duì)NK酶活有一定抑制作用的金屬離子有Cu2+、Ca2+等，對(duì)納豆激酶的酶活有激活作用的金屬離子有Mg2+和CO2+［4］。

2 納豆激酶固體發(fā)酵的研究進(jìn)展

1987年日本科學(xué)家須見洋行從納豆中分離出一種具有纖溶活性的納豆激酶，一種以來(lái)納豆激酶的工程菌的構(gòu)建、發(fā)酵生產(chǎn)、分離純化等研發(fā)工作一直受到研究者的廣泛重視。國(guó)內(nèi)對(duì)納豆激酶固體發(fā)酵的研究起步較晚，近幾年的研究取得了顯著成效。

周伏忠等［5］對(duì)納豆激酶固體發(fā)酵的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，通過(guò)對(duì)溫度、pH值、料水比、培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，確定了最佳優(yōu)化條件，納豆激酶的酶活可達(dá)到8300U/g。黃婷等［6］通過(guò)單因素試驗(yàn)、正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)納豆激酶的生產(chǎn)條件進(jìn)行優(yōu)化，確定納豆激酶固體發(fā)酵工藝的最佳參數(shù)為初始含水量為51%，發(fā)酵溫度為43℃，接種量為0.15%，發(fā)酵時(shí)間為24小時(shí)，納豆激酶的含量達(dá)到0.076毫克/毫升。廖杰瓊等［6］用菜籽粕固體發(fā)酵生產(chǎn)納豆激酶，在單因素的基礎(chǔ)上，通過(guò)響應(yīng)面對(duì)納豆激酶的固體發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化確定最佳的發(fā)酵時(shí)間為932.82小時(shí)，發(fā)酵溫度為36℃，料液比為90.24克/（100克），在最佳條件下酶活可達(dá)6031.33IU/g，為納豆激酶的大規(guī)模生產(chǎn)及分離純化提供參考。

3 展望

納豆作為一種保健食品，其固體發(fā)酵方法簡(jiǎn)單，營(yíng)養(yǎng)成分豐富，提取的納豆激酶與其他溶解血栓藥物比較具有成本低、副作用小、生產(chǎn)設(shè)備要求簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此，納豆激酶的發(fā)酵生產(chǎn)引起了廣泛的關(guān)注，有廣闊的發(fā)展前景。

由于納豆具有一定特殊的臭味，不被人們接收，限制了其發(fā)展，通過(guò)有效的方法改善納豆的特殊味道，成為研究的熱點(diǎn)，采用基因工程改造菌種、加入調(diào)料改變納豆的口味，生產(chǎn)出適合不同人群口味，同時(shí)又保持原有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的納豆產(chǎn)品是將來(lái)的發(fā)展方向。

［1］FUJITAM，NOMURAK，HONGK，etal.Purification andcharacterizationofastrongfibrinolyticenzyme（nattokinase）in thevegetablecheesenatto，apopularsoybeanfermentedfoodin Japan［J］.Biochemicalandbiophysicalresearchcommunications，1993，197（3）：1340-1347.

［2］LaemmliUK.CleaaseofstructualproteinsduringtheassemblyoftheheadofbacteriophageT4［J］.Nature，1970，227：680.

［3］NAKAMURAT，YAMAGATAY，ICHISHIMAE.NucleotidesequenceofthesubtilisnNATgene，aprN，ofBacillus subtilis（natto）［J］.Bioscience，biotechnology，andbiochemistry，1992，56（11）：1869-1871.

［4］江曉，董明盛.一種食源性纖溶酶酶學(xué)性質(zhì)的研究［J］.中國(guó)釀造，2002（01）：23-25.

［5］周伏忠，陳曉飛.納豆激酶固體發(fā)酵參數(shù)的優(yōu)化［J］.生物技術(shù)，2011（01）：91-94.

［6］黃婷，劉良忠.納豆固體發(fā)酵工藝優(yōu)化［J］.中國(guó)釀造，2016（01）：141-144.

TS214.2

ADOI編號(hào)：10.14025/j.cnki.jlny.2016.18.034

臧學(xué)麗，碩士，長(zhǎng)春醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，副教授，研究方向：生物技術(shù)。