酵素

酵素是以動物、植物、菌類等為原料，添加或不添加輔料，經微生物發酵製得的含有特定生物活性成分的產品，其中含各種活性物、生物酶以及益生菌，具有豐富的營養和較高的經濟價值。我國的豆豉、泡菜、豆腐乳等也屬酵素食品。2018年中華人民共和國工業和信息化部頒佈的《酵素產品分類導則》規定酵素按產品應用領域可分為食用酵素、飼用酵素、農用酵素、日化酵素、環保酵素及其他 ^[34-35]  。

酵素常常被認為是一種起源於日本的酶（Enzyme）的一類別稱，但是實際上卻並非純粹的酶，而是由動植物等通過自身有益菌或者外接菌種發酵而來的一類含有各種有效物質的化合物，如含有各種維生素、酚、黃酮類、氨基酸、有機酸等。由於所使用的原材料和工藝技術的不同所得到的果蔬酵素不盡相同，其含有的活性成份和功能也有所差異。 ^[43] 

酵素是一種健康、綠色食品，富含微量元素、常量元素、酶、多酚、氨基酸等營養成分，備受國內外研究者青睞，極具發展前景，與直接食用水果相比，酵素中的活性物質更容易被機體所吸收利用，有機小分子更濃縮、更容易讓人接受。通過發酵技術，不僅保留了原有物質中的營養價值成分，還會產生一些對人體健康有益的新的生物活性物質，同時將有機物質最大釋放，大大提高了生物利用度。 ^[43] 

近年來研究表明，酵素中富含預防多種疾病、補充營養、促進機體健康物質，具有抗氧化、提高機體免疫力、降血脂及減肥，加快體內代謝和促進生物催化的作用，可以有目的地調節人體生理功能。當前，酵素已成為國內外最受歡迎的發酵產品之一，食用酵素的發展空間和增長潛力巨大、市場前景廣闊，但是國內大部分區域的食用酵素行業的開發研究還處在初級階段，與國外酵素利用發達國家和地區相比，還存在着相當大的距離，同時國內的食用酵素類產品大多為進口售賣，售價很高。國內消費者對食用酵素產品的認識和酵素具有的功效還比較淺顯，且國內自主研發發酵時間短，產品質量優、工藝流程簡單、價格低廉的的酵素產品成為現今亟需解決的問題，隨着人們生活質量水平的提高，近些年來，國內的酵素市場開始逐漸熱起來。 ^[43] 

食用酵素，以動物、植物、食用菌等為原料，添加或不添加輔料，經微生物發酵製得的含有特定生物活性成分可供人類食用的酵素產品。 ^[36] 

動物酵素，以動物組織及其製品為主要原料，添加或不添加輔料，經微生物發酵製得的酵素產品。 ^[37] 

1.按產品應用領域分類 ^[1] 

2.按產品形態分類 ^[1] 

3.按生產工藝分類 ^[1] 

4.按發酵原料種類分類 ^[1] 

1.製備工藝特點

常見的水果、蔬菜、糙米、菌類、藥食同源中藥等均可作為酵素髮酵的原料。酵素生產工藝的特點是：為防止雜菌生長和產生酒精，可加入釀造米醋及較高濃度的異麥芽糖、白糖或紅糖等；發酵週期比較長，一般為幾個月至2年等。也有采用二次發酵工藝，即經過後熟工藝得到酵素產品。 ^[4] 

2.典型酵素產品製備工藝

2.1食用酵素

近年來，我國學者開始深入研究酵素食品的生產工藝。董潔等以利用酵母菌和乳酸菌發酵金絲小棗，確定出最佳的工藝參數為：在30℃條件下，接種0.1%酵母菌，發酵12h；在37℃下，接種0.5%乳酸菌發酵劑，靜置發酵28h，然後控制温度6~8℃，靜置24h，進行發酵，然後使酵液產香 ^[5]  。南竹等以蛋白酶活性為指標，運用Box-Behnken Design 8.0.5v響應面法優化製作菠蘿皮渣酵素的最佳工藝參數為發酵温度23℃，酵母菌接種量0.3%，發酵時間16.5h ^[6]  。章葦虹等以還原糖含量、黃酮含量、蛋白質含量、總酸含量以及可溶性固形物含量為指標，通過正交試驗滁菊水果酵素產品的優化條件為火龍果添加量150g/L、滁菊添加量6g/L、白砂糖添加量145 g/L、發酵30d ^[7]  。扶慶權等採用單因素實驗和正交實驗，確定酵素芋頭粉面包的最佳製作工藝參數為酵素粉添加量3%，芋頭粉添加量6%，酵母添加量2%，白糖添加量16% ^[8]  。

2.2農用酵素

方晟等學者研究發現採用黃酒米漿水代替清水作為配料水，以葉菜類廢棄物包括蘿蔔葉、白菜葉和萵筍葉為植物原料，混合紅砂糖，製成的農用酵素的營養成分更豐富 ^[9]  。劉萃文所述的液體酵素菌肥的製備工藝如下：把豆餅、菌劑和事先洗淨切成10~20cm長的青草或菜葉依次放入缸裏，約佔溶劑的80%；注入清水，把原料沒過，並用透氣的布或紙蓋好；每天上下午用乾淨的木棍攪拌一次，一次5min；夏季3~4d，冬季7~10d發酵有氣泡冒出，出現黃綠色液體時，即可使用 ^[10]  。

3.製備工藝中可能存在的安全風險

酵素的製備工藝中易出現的生物性危害有：由於器具消毒不徹底、發酵過程密封不嚴等，造成毒雜菌的污染；複合發酵菌的代謝過程易受外界環境的影響，代謝產物不可控；原料的成分複雜，在發酵過程中毒副產物的生成； 菌種長期使用後，有可能異變成有毒菌株，影響產品質量等 ^[11]  。其次，化學性危害主要包括在一些發酵產品的原材料的處理中，部分化學物質不易完全去除，包括化學試劑、重金屬離子和農藥殘留等。在製備工藝中還存在着一些潛在的物理性毒害，主要包括在加工工藝中誤入砂石、毛髮、以及鐵質鏽跡殘留等 ^[12]  。

食用酵素最初起源於日本，是指利用果蔬、糧谷及可食性藥材等經特定菌種、特定工藝發酵製得的可食用性產品。食用酵素富含大量脂肪酶、澱粉酶、超氧化物歧化酶、乳酸、醋酸及少量乙醇等代謝產物和酚類、黃酮類等生物活性成分，具有清除自由基、抗氧化、抑菌、解酒護肝、潤腸通便、調節免疫、促進新陳代謝及淨化血液等生理功能。在借鑑日本和我國台灣酵素研發經驗的基礎上，近年來國內機構主要圍繞食用酵素的發酵機理、營養機制、行業規範及開發應用等方面展開研究，自主研發的食用酵素種類豐富、功能多樣、市場前景廣闊，呈持續增長的良好發展態勢。 ^[39] 

酵素可在一定程度上抑制有害微生物的生長和繁殖，尤其可對病原菌和腐敗細菌的生命活動，具有明顯實用價值。因此，酵素可應用於環保領域。如可代替洗滌劑、空氣清新劑等，還可作為汽車保養劑使用，是家中老少皆宜的家居幫手，而關於酵素更多的使用性功能還有待人們的進一步探索與發掘。 ^[13] 

由於多年來農藥和化肥的泛濫使用，我國種植土壤的土壤板結、通透性降低、土壤養分流失、病蟲害猖獗等問題日漸嚴重。酵素的出現及應用為解決這些問題提供了新的研究方向。在糧食作物、蔬菜、水果等的種植上，酵素菌肥的應用均有較好的收益。 ^[3] 

在主要的糧食作物方面，在玉米上運用中等含量的酵素菌肥來代替其他商品化肥，可以達到玉米增產的效果 ^[14]  。研究顯示，應用酵素菌肥的有機稻米與常規稻米相比，部分品質參數降低，但其他重要的品質參數（如氨基酸總量、Mg/K和Mg/N等）都有不同程度的提高 ^[15]  ；水稻施用酵素菌肥比農民習慣性施肥增產稻穀90kg/hm²，增產率1.2%，純收益增加292.5元/hm²。

在蔬菜方面，酵素菌肥作為基肥可明顯促進辣椒莖粗、單株結果數、單果重、果實橫徑 ^[16]  。研究表明，酵素菌肥和複合微生物肥復配使青花菜產量提高20.78%，抗壞血酸、可溶性蛋白、可溶性糖、幹物質含量分別提高34.2%、46.0%、43.8%、6.13% ^[17]  。

在水果方面，酵素菌肥能改善果樹樹體營養，提高果實產量與質量 ^[18]  。研究發現，油桃樹在施用酵素菌肥後，油桃果實品質顯著提高，同時油桃葉中的氮含量增加 ^[19]  ；酵素菌肥可改善草莓的品質，能顯著提高草莓果實的維生素C和可溶性糖含量 ^[20]  ；酵素菌肥能增強蘋果樹勢，緩解果樹粗皮病，提高蘋果產量，對果實品質影響明顯，果實總糖、可溶性固形物含量、維生素C含量和硬度均增加，尤其是對於寒富蘋果常見的黑星病、斑點病等有明顯的防治作用 ^[21]  。

相關研究表明，酵素菌發酵蛋白飼料可顯著提高雞蛋蛋白質含量，降低蛋黃膽固醇含量 ^[22]  ；將生物酵素添加到豬飼料進行餵養，可顯著改善育肥豬的健康狀況，提高豬的平均增重，降低耗料增重比，降低飼料成本 ^[23]  ；使用動物酵素後，奶牛乳房炎的發生率明顯減低，產奶量明顯增加 ^[24]  ；使用酵素菌生物有機魚肥能促進水體中所含的浮游生物的生長，顯著加快水產品的繁殖速度，同時具有改良水質，淨化水體，平衡藻相、菌相，抑制有害菌、病原微生物生長的作用 ^[25]  。

酵素化妝品是包括酶以及產酶微生物和相關調節因子的一類生物製品，在美白祛斑、脱屑、祛痘、防曬、抗衰老、抗菌等方面發揮多重功效。現已有169個酶類及108個酵素類進口化妝品批文，國產有15個酶類和2個米糠酵素特殊用途化妝品批文，近年國產非特殊用途酵素化妝品突飛猛進，僅產品名稱含酵素一詞的化妝品就已備案3000多個，大多為添加了蛋白酶、酵母提取物、酵母菌發酵產物和乳酸菌發酵產物等的產品，並以面膜、洗髮護髮和沐浴系列化妝品為主。酵素化妝品是近年化妝品領域的熱點，發展前景廣闊。 ^[26] 

如果人體攝入糖類、蛋白質、脂肪過多，堆積在體內易導致消化系統出現功能障礙，引發各種疾病。酵素中的蛋白酶可以將大分子蛋白質分解成小分子肽和氨基酸，減輕腎臟負擔，保持腸內菌羣平衡。 ^[38] 

酵素產品具有很好的抗菌作用，董銀卯等研究發現，膏狀酵素和粉狀酵素對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌和3種痤瘡病菌都有很好的抑菌效果。VELIĆANSKIAS等研究證明，香蜂草酵素在細菌、酵母菌的共生條件下，對十幾種革蘭氏陽性、陰性菌株均表現出抑菌活性。 ^[38] 

許多植物酵素都表現出了較強的抗氧化功能，如大麥酵素、藍莓酵素、葡萄酵素、刺梨酵素等。這些酵素對l,l-二苯基-2-三硝基苯肼(l,l-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH)自由基、2，2．聯氮-二(3乙基-苯並噻唑-6-磺酸)二銨鹽[2,2’-azjnobis-(3-ettlylbenzthiazolille-6-sulphonate)，ABTS]自由基、超氧自由基和羥基自由基等都有很強的清除能力，其能力強弱與酚類等抗氧化物質的含量有關。SANTA-MARIAC等研究發現，糙米酵素能有效阻止人表皮角質形成細胞單層以及再生表皮的脂質氧化，表現出與水很好的皮膚相容性，具有4.8±0.3的防曬係數。 ^[38] 

曲佳樂等研究發現，植物酵素能有效緩解小鼠急性酒精中毒情況，可明顯降低谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶活性，具有解酒護肝功效。説明酵素能有效減緩腸胃對酒精的吸收，能夠改善頭痛、延緩醉酒。 ^[38] 

HUANGHY等研究發現，植物酵素有助於促進脂質分解代謝，對高血糖、高胰島素血癥、高脂血症等病症具有防治作用。WANGYX等研究表明，糙米酵素液能夠降低小鼠血脂水平、動脈粥樣硬化指數和肝臟脂肪水平，抑制肝3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶活性，加快體內膽固醇的排泄。CANDIACCIM等研究發現，糙米酵素有助於改善肥胖相關的炎症反應，有效防治血管併發症。 ^[38] 

REVILLA等研究發現，糙米酵素具有抗腫瘤特性，能夠導MOLT-4細胞中以劑量依賴的方式細胞凋亡(0～10mg/mL)，還能通過誘導腫瘤壞死因子-α(tumour necrosis factor-α，TNF-α)的表達增強Nl3膠質細胞的免疫活化效果。 ^[38] 

經過發酵的食材組織受到酶的作用而崩解，功能性成分得以充分釋放，小分子化易被人體吸收。可進一步增加功效，降低副作用或進一步生成有利於提高機體免疫活性的成分。 ^[38] 

檸檬酵素可通過促進血清中IgG、IgA、IgM的含量及IL-2、IFN-γ的表達量而增強麻鴨免疫功能。 ^[40] 

據陶津等研究發現，與化學肥料相比，環保酵素具有無污染、無公害等特點，既經濟又環保，用其作為有機生物菌肥，可在一定的程度上代替化肥的使用，修復退化土壤，提高土壤肥力，增強作物抗逆性，達到保產增產的目的。 ^[42] 

據楊桂平等研究發現，在葡萄果實膨大期時各酵素處理的酶活性均顯著高於噴施清水對照處理，説明了從葡萄開花到花後這一段時間內，酵素處理促進了蔗糖代謝相關酶活性的提高，可能是酵素中含有較多的營養物質，提高了葡萄的各種生理生化反應，促進了酶的合成。 ^[41] 

在日本，將介於普通食品和藥品之間的、具備一定保健功能的食品統稱為保健機能食品。依據日本厚生勞動省（主管醫療衞生、社會保障的負責部門）規定，保健機能食品劃分為兩大類：營養機能食品以及特定保健食品 ^[27]  。特定保健食品是指面向特殊羣體的，含有保健功效成分，能夠調節人體生理機能，改善健康狀況的食品。這種保健食品必須證明其產品的有效性、安全性，才能取得相關認證證明。酵素屬於營養機能食品行列，是指以補充一定功能成分為目的的保健食品。政府通過事後監督的形式對其進行管理 ^[28]  。但為了打擊虛假宣傳，日本厚生勞動省規定，不得在營養機能食品的產品標識中出現“能夠達到某種特定保健目的”的字眼 ^[29]  。

我國關於酵素產品的研究尚處於初級階段，市場發展也才剛剛起步。因為缺乏針對性的監管和控制，相應的工藝技術、品質評估標準和管理法規並不完善，致使現在國內市場上的酵素品種單調，質量良莠不濟，真正具備QS認證或具備保健批文的產品很少。目前亟需規範酵素產品的工藝技術，加快制訂相關質量安全標準及可靠功能標識，對廣大消費者進行科學常識的宣傳和普及。 ^[30] 

酵素經常被宣傳有減肥、抗癌、抗衰老等效果，然而實際上效果並不理想。 ^[31-33] 

有人吃了酵素後會感覺瘦了，原因是酵素熱量低，如果只吃酵素體重自然不會增加，但這也等同於節食。還有一個原因是其成分複雜，如果吃過網上賣的酵素之後會有腹瀉等感覺，很有可能是裏面添加了其它成分，可能會吃壞身體。 ^[33] 

自制酵素有風險。蔬菜水果表面的微生物組成十分多樣。除了發酵所需要的酵母菌或乳酸菌外，還有包括致病菌在內的其他微生物。一旦製作過程中不注意衞生，混入了雜菌，就可能對人體產生危害。如黴菌產生的展青黴素，又稱棒麴黴素，在動物實驗中表現出神經毒性、胚胎毒性和一定的致癌性，並且對動物免疫系統具有抑制作用。發酵過程比較容易產生亞硝酸鹽，自制酵素的菌種不易控制，其中的亞硝酸鹽含量也無法監測，具有潛在危害。更重要的是，水果中含有大量的果膠，果膠經微生物發酵後的一大產物就是甲醇。人口服甲醇中毒最低劑量約為100mg/kg體重，經口攝入0.3～1g/kg可致死，即一個60kg體重的人如果攝入6g甲醇會中毒，如果攝入18～60g可致死。自制酵素的風險非常大。 ^[32]