传统大豆发酵食品中主要功能细菌的研究进展

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拥有特定的、无法模仿的、不可替代的、稀缺的资源性竞争
综上所述，充分了解微生物，珍惜保护微生物、合理利
优势。独有的气候、水质、土壤、空气和生态特征协同作用， 用微生物，有效发挥微生物在酿造酱油生产中的作用，使
藤黄微球菌可以产生较多的酶类（如碱性蛋白酶、脂 肪酶及谷氨酰胺酶等），其中谷氨酰胺酶的研究报道较多[8]。 藤黄微球菌K-3所产的谷氨酰胺酶分子量为48kDa，有2个 结构域。通过该酶氨基酸序列比对得知，其有一个保守的 氨基端（1~300个氨基酸残基；31.6kDa）和羧基端可变区 （301~456个氨基酸残基，16.7kDa），其氨基端在一级结构上， 与谷氨酸棒杆菌和玉蜀黍赤霉菌所产的谷氨酰胺酶分别 有52.7%、50.3%的相似度[9-11]。谷氨酰胺酶在发酵中非常 重要，可以将L-谷氨酸盐转化为L-谷氨酸，而L-谷氨酸是 对风味贡献较大的氨基酸。发酵菌株所产的谷氨酰胺酶 活性常被高盐浓度所抑制，藤黄微球菌所产谷氨酰胺酶具 有很好的耐盐性，在需要高盐环境生产的食品中可发挥重 要的作用[12]。
近年来国内学者不断报道从豆豉中分离到具有纤溶 活力的菌株，分别纯化得到了豆豉纤溶酶。阎家麒测得豆 豉纤溶酶的分子量为31kDa，等电点pH值为8.6±0.2，且在 4℃、pH 7~11条件下稳定性良好，通过使用各剂量组给小鼠 灌胃均无明显毒性表现，该酶可以激活纤溶酶原发挥溶栓 作用，此点与纳豆激酶相同，但不同的是，该酶又可以直接溶 解纤维蛋白原，二者存在差异，推测不同来源的枯草杆菌菌 种其纤溶成分有所不同[24]。彭勇等[25]从豆豉中得到的电泳 纯的纤溶酶，对其性质研究结果表明，该酶是单链蛋白质， 相对分子量28kDa，等电点pH值为8.0，最适反应温度48℃， 最适反应pH值为 9.0，具有较好的热稳定性和pH稳定性，属 于丝氨酸蛋白酶，其最适底物是Suc-Ala-Ala-Pro-Phe-pNA。 彭勇等[26]对豆豉枯草杆菌DC-2所产的溶栓酶进行了基因 克隆，并在大肠杆菌中实现了融合蛋白的表达，研究表明， DC-2 菌 种 溶 栓 酶 基 因 与 纳 豆 激 酶 基 因 高 度 同 源 ，有 93.4%的基因同源性，有54个碱基和15个氨基酸发生变化， 酶 学 性 质 和 生 物 学 功 能 基 本 一 致 ，应该是纳豆激酶近似 的菌种。
大豆的营养价值很高，被称为“豆中之王”，是数百种 天然食物中最受营养学家推崇的食物[1]。大豆发酵食品不 仅含有大豆中原有的丰富营养素，而且通过微生物发酵作 用，又产生很多种对人体有保健作用的功能性物质，因此 国际上掀起了对大豆发酵食品的研究热潮。
大豆发酵食品的生产中，因参与发酵的主要微生物的 种类不同，产品各具风味特色。其中细菌存在于空气、土 壤、水等环境中，广泛的参与传统食品的发酵，通过自然选 择，特定的菌株成为重要功能微生物，这些微生物含有丰 富的淀粉酶、蛋白酶及脂肪酶等酶系，使大豆的各种成分 在发酵过程中发生变化，形成了形状、风味、食用方法及保
由于枯草芽孢杆菌具有非致病性、分泌蛋白能力强 的特性和良好的发酵基础，国内外关于枯草芽孢杆菌的 研究与应用已有100多年的历史，其中大部分工作都集中 在形态观察、分类鉴定、生理机制、功能发掘、生物防治、 特定功能基因的寻找并克隆到需要的物种中或者通过诱 变、基因工程等手段对枯草芽孢杆菌生产菌进行遗传改 造等方面[19-20]。
更新时，一定要注意保护和有效利用野生微生物资源。在这 参考文献：
方面，酿酒行，酱油的高密度覆盖性、品类的多 元性、需求的差异性及通路的复杂性，消费群体的忠诚度 等决定了酱油企业的区域特色和产品特色将长期存在。也 必将推动了我国地理标志产品的保护工作进一步发展。
了介绍。
关 键 词：细菌；大豆；发酵食品
中图分类号：TS214.2
文献标识码：A
文章编号：0254-5071（2011）01-0005-04
Research progress on important functional bacteria in fermented soybean food
ZHANG Jinlan, ZHANG Jian, JI Fengdi, QU Yan, LU Fei* (Beijing Food Brewing Institute, Beijing 100050)
健功能都比较理想的产品[2]。目前，细菌作为主要功能菌 参与发酵的大豆食品包括以克东腐乳为代表的细菌型腐 乳、以山东临沂豆豉为代表的水豆豉、日本的纳豆[3-4]等。 1 细菌型腐乳
细菌型腐乳是以大豆为主要原料，经细菌发酵而成的 一种口味鲜美、营养丰富、深受广大消费者喜爱的佐餐食 品。在黑龙江省，细菌型腐乳的生产厂家较多，其中，以克 东腐乳最为著名[5]。
Abstract: According to product features, characteristics of starters and main enzymes produced, important functional bacteria in bacteria-fermented furu, bacteria-fermented douchi and natto were summarized. Key words: bacteria; soybean; fermented food
枯草芽孢杆菌能够产生蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、葡 聚糖酶、植酸酶、果胶酶和木聚糖酶等十几种酶[21]，对于细 菌型豆豉中的枯草芽孢杆菌，因其产生的豆豉纤溶酶而备 受关注。豆豉纤溶酶是我国研究者首先发现的，其纤溶活 性比日本最先报道的纳豆激酶更高，该酶不仅血栓溶解能 力强，不引起内出血和无毒副作用，而且体内半衰期长，可 通过消化道直接吸收[22-23]。
[1] 李 幼 筠 . 我 国 酿 造 酱 油 生 产 工 艺 的 发 展 方 向 [N]. 中 国 食 品 报 ， 2007-02-01.
[2] 林祖申. 酱油生产技术问答[M]. 北京：中国轻工业出版社，2000. [3] 何毅婷，杨汶德，张 广. 混合菌种发酵生产酱油的研究进展[J]. 中
国酿造，2008（12）：21-23. [4] 张 林. 高盐稀态工艺酱油生产技术要点[G]. 北京：中国调味品协会
细菌型腐乳特殊风味的另一个原因，是采取了一蒸、 二腌、三培养、四干燥、五香料”的特殊工艺。蒸坯可以杀 死附着在豆坯上的微生物，达到灭菌的效果，提高生产的 安全性；腌坯是将凉好的蒸坯入槽内腌制，每层豆坯均匀 撒一层盐。腌制使腐乳具有适当的咸味，有杀菌防腐作 用，可以减少杂菌对发酵的污染，使藤黄微球菌成为优势 菌，降 低 蛋 白 酶 水 解 速 度 ，提 高 腐 乳 成 品 的 成 型 性 ；将 盐坯于32℃~35℃培养5d~6d，每天倒盘1次，使豆坯的品温 趋向一致，待腌坯上长满细菌并分泌大量的粉黄色分泌 物时，即为成熟坯；干燥是细菌型腐乳的特殊工艺，成熟坯 在 干 燥 室 内 干 燥 ，室 温 50℃ ~60℃ ，时 间 8h~10h，倒 盘 2~3 次。干燥坯应软硬合适，富有弹性。在豆坯干燥时，由于美 拉德反应和酶褐变反应，豆坯颜色由粉黄色变成黑灰色。 干燥过程可降低豆坯中的水分，提高成品的成型性。促进 蛋白酶分解速度，提高成品品质是前期发酵过程。在细菌 型腐乳中，允许加入甘草、肉桂、白芷、陈皮、丁香、砂仁、 高良姜等中草药，使细菌型腐乳的保健功能更为突出[6，13]。 2 细菌型豆豉
培训教材，2010：77-90.
2011 No．1
· 6 · Serial No．226
China Brewing
Forum and Summary
以陈酒、中草药等汤汁制成。在克东腐乳约180d的发酵过 程中，大豆在藤黄微球菌及其他酶类作用以及一些其他成 分的配合下，产生腐乳特有的芳香[5-6]。
专论与综述
中国酿造
2011 年 第 1 期
总第 226 期 · 7 ·
关于豆豉纤溶酶对纤维蛋白的作用方式及机理，学者 们有不同的研究结果。如王金英等[27]研究未加热的豆豉纤 溶酶活性是纤溶活性和纤维蛋白溶酶原激活活性的总 和，加热后豆豉纤溶酶只表现纤溶活性，故认为该酶不仅 有直接 纤 溶 作 用 ，而 且 有 间 接 激 活 活 性 ：使 纤 维 蛋 白 溶 酶原激活成纤维蛋白溶酶，从而进一步增强对纤维蛋白的 水解。而阎家麟等[24，27-28]则发现豆豉纤溶酶在加热平板和 普通平板上具有相同的溶圈，从而推断该酶只是直接溶解 纤维蛋白。因此看来，关于豆豉纤溶酶溶解纤维蛋白的作 用方式及抗凝、溶栓作用的详细机理还有待于进一步研究。 3 纳豆
延续数百年的酿造历史，使生产环境中的微生物被自然选 其在酱油中的利用最大化、功能最大化、效益最大化。而
择、富集、传承；空域中的微生物也被酿造活动所激活、驯 “冷温高盐稀态”是我国目前所有酱油生产方法中最有利
化、参与发酵过程。这些弥漫在生产场地周边的巨大微生 于微生物生长繁殖、最大限度酶解发酵的首选工艺。因此
物网络既无法复制又不可能搬运，成为上苍赐予的独特资 在当今广大民众求变、求新、求好的消费形式下，采用“冷
源。其促进了产品中多种风味物质的形成，使香气更丰富， 温高盐稀态工艺”开发新口味，高质量的酱油产品，必将促
口味更全面。造就了众多知名品牌，成就了酿造技术难以 进我国新一轮酱油工艺变革的早日到来。
复制的典范。因此，企业在面临工厂搬迁、车间改造、工艺
用于克东腐乳发酵的藤黄微球菌属于微球菌属，为球 形。直径为0.95μm~1.10μm，成对、四联排列或成簇排列， 革兰氏阳性，不运动，不生芽孢，严格好氧，菌落浅金黄色， 不 能 利 用 葡 萄 糖 产 酸 ，接 触 酶 阳 性 ，耐 盐 ，可 以 在 45℃ 、 pH10、100g/L NaCl条件下生长或微弱生长，常存在于水和 土壤环境中[6-7]。
克东腐乳以黑龙江优质黄豆为原料，采用先腌制后露 天自然长期发酵的方法，获得了以嗜盐性微球菌-藤黄微球 菌为主的微生物发酵体系，用自制优质红曲为着色剂，辅
收稿日期：2010-06-04
基金项目“：十一五”科技支撑课题（2006BAD27B09）的资助
作者简介：张金兰（1984-），女，河北沧州人，助理工程师，主要研究方向为食品微生物；鲁 绯*，研究员，通讯作者。
据中国药典记载，豆豉具有开胃增食、消积化滞、驱风 散寒以及预防心血管疾病等功效。豆豉的加工提高了大 豆营养物质的消化利用率。我国的豆豉可分为霉菌型豆 豉和细菌型豆豉2大类。其中，细菌型豆豉主要由陕西、山 东、贵州、云南、湖南等民间制作，较著名的有山东临沂八
宝豆豉、陕西西歧细菌型豆豉[14-15]等。 参与细菌型豆豉制曲和发酵的微生物种类很多，主
专论与综述
中国酿造
2011 年 第 1 期
总第 226 期 · 5 ·
传统大豆发酵食品中主要功能细菌的研究进展
张金兰，张 建，纪凤娣，渠 岩，鲁 绯*
（北京市食品酿造研究所，北京 100050）
摘 要：从发酵产品特色、发酵菌株的性质及其分泌的主要酶类等方面对细菌型腐乳、细菌型豆豉及纳豆中的主要功能细菌进行
能液化明胶胨化牛奶还原硝酸盐水解淀粉为典型由于枯草芽孢杆菌具有非致病性分泌蛋白能力强的特性和良好的发酵基础国内外关于枯草芽孢杆菌的研究与应用已有100多年的历史其中大部分工作都集中在形态观察分类鉴定生理机制功能发掘生物防治特定功能基因的寻找并克隆到需要的物种中或者通过诱变基因工程等手段对枯草芽孢杆菌生产菌进行遗传改造等方面1920枯草芽孢杆菌能够产生蛋白酶淀粉酶纤维素酶葡聚糖酶植酸酶果胶酶和木聚糖酶等十几种酶21对于细菌型豆豉中的枯草芽孢杆菌因其产生的豆豉纤溶酶而备受关注
要是枯草芽孢杆菌。其机理是 利 用 枯 草 杆 菌 (Bacillus subtilis)在较高温度条件下，繁殖于蒸熟的大豆上，并借助 其分泌的多种蛋白酶，使蛋白质分解为氨基酸，赋予产品 鲜味，得到风味独特、具有特殊功能性的食品[16]。
从生物学特性来讲，枯草芽孢杆菌具有典型的芽孢杆 菌特征，其细胞呈直杆状，大小（0.8μm~1.2μm）×（1.5μm~ 4.0μm），单个，革兰氏染色阳性，着色均匀，可产荚膜，运 动（周生鞭毛）；芽孢中生或近中生，小于或等于细胞宽，呈 椭圆至圆柱状；菌落粗糙，不透明，扩张，污白色或微带黄 色；能液化明胶，胨化牛奶，还原硝酸盐，水解淀粉，为典型 好氧菌[17-18]。