論文：納豆健康機能を持つ薬用・食用食品 2023

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pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37538862

Chin Herb Med. 2023 Jul; 15(3)： 349-359.

PMCID: PMC10394349

2023年5月

要旨

納豆は納豆菌によって発酵された大豆製品である。さまざまなアミノ酸、ビタミン、タンパク質、活性酵素を豊富に含む。血栓溶解、骨粗しょう症予防、抗菌、抗がん、抗酸化など、多くの生物活性を持つ。医療、健康食品、生体触媒などの分野で広く利用されている。納豆には多くの薬理活性物質が豊富に含まれており、重要な薬理研究価値がある。本稿では、中国内外の納豆の薬理活性と応用についてまとめ、納豆のさらなる研究開発の参考とする。

キーワード： 有効成分、納豆の応用、作用機序、納豆、薬理作用1．

AI要約

AI 要約

この論文は、納豆の栄養価値と健康効果について包括的に説明している。主なポイントは以下の通り：

1. 成分と栄養価値：

納豆は、アミノ酸、ビタミン、タンパク質、活性酵素を豊富に含んでいる。
特に、ナットウキナーゼ、イソフラボン、γ-ポリグルタミン酸、ビタミンK2などの生理活性物質が含まれている。
発酵過程で、大豆のタンパク質や多糖類が分解され、より吸収しやすい形態になる。

2. 薬理学的効果：

a) 血栓溶解作用：

ナットウキナーゼが直接フィブリンを分解し、血小板凝集を抑制する。
組織プラスミノーゲンアクチベーター(t-PA)の産生を促進し、プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター1(PAI-1)の産生を抑制する。

b) 抗菌作用：

納豆菌（Bacillus subtilis natto）とその代謝物が様々な病原菌に対して抗菌活性を示す。

c) 抗腫瘍効果：

納豆ポリペプチドや抽出物が、特定の癌細胞に対してオートファジーやアポトーシスを誘導する。

d) 血圧降下作用：

アンジオテンシン変換酵素（ACE）阻害剤を含み、血圧上昇を抑制する。

e) 骨粗鬆症予防効果：

ビタミンK2（特にメナキノン-7）が骨代謝に重要な役割を果たす。
イソフラボン（ゲニステイン）が骨量減少を抑制する。

f) その他の効果：

抗酸化作用、抗加齢効果、腸内細菌叢の調整、非アルコール性脂肪肝疾患の予防、血糖値低下作用、乳がん予防効果などが報告されている。

3. 応用：

発酵添加物として他の食品の機能性を向上させるのに使用される。
様々な納豆食品（飲料、チュアブル錠、キャンディ、ソースなど）が開発されている。
健康食品（ソフトカプセル、紅麹カプセルなど）としても利用されている。

4. 今後の課題：

不快な臭いの改善
活性成分の分類と効能との相関関係の解明
安全性と品質管理の向上
ヒトでの臨床研究の必要性

この論文は、納豆が単なる食品ではなく、多様な健康効果を持つ機能性食品であることを強調している。

納豆の主な薬理作用（詳細）：

1. 血栓溶解作用：

ナットウキナーゼ(NK)が主な活性物質
フィブリンを直接溶解
血小板凝集を抑制
組織プラスミノーゲンアクチベーター(t-PA)の産生を促進
プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター1(PAI-1)の産生を抑制
プロウロキナーゼからウロキナーゼへの変換を触媒

2. 抗菌作用：

納豆発酵細菌とその代謝物が主な活性物質
Bacillus subtilis nattoが重要な役割を果たす
病院内感染の主要因であるEnterococcus faecalisに対する抑制効果
プロバイオティクスの生存率を向上

3. 抗腫瘍効果：

フラボノイド、イソフラボン、フィトエストロゲン、プロテアーゼ阻害剤、フィチン酸などの抗がん物質を含む
納豆ポリペプチドが抗菌効果と抗腫瘍活性を示す
低濃度で細胞のオートファジーを誘導し、高濃度でアポトーシスを引き起こす

4. 血圧降下作用：

アンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害剤を含む
ナットウキナーゼの抗凝固作用が血液循環を改善
レニン-アンジオテンシン系を介して血圧を低下させる

5. 骨粗鬆症予防効果：

ビタミンK2（特にメナキノン-7）が骨代謝に重要な役割を果たす
オステオカルシンの生成を促進し、骨密度を高め、骨折を予防
イソフラボン（ゲニステイン）がエストロゲン欠乏による骨粗鬆症を予防・治療

6. その他の効果：

抗酸化作用：フリーラジカルの除去、炎症反応の抑制
抗加齢効果：酸化ストレスや熱ストレスへの耐性を向上
腸内細菌叢の調整：プロバイオティクスとしての作用
非アルコール性脂肪肝疾患の予防：肝臓の脂質蓄積を抑制
血糖値低下作用：インスリン感受性の改善
乳がん予防効果：乳がん細胞の増殖抑制とアポトーシス誘導
高脂血症改善効果：コレステロールや中性脂肪の低下
脳虚血保護効果：神経保護作用
肥満改善効果：体重減少や脂質プロファイルの改善

1.はじめに

納豆は大豆を煮て、枯草菌 を接種して発酵させることによって作られる。中華人民共和国品質監督検験検疫総局および中国国家標準化管理局が発行した食品納豆規格SB/T 10528-2009によると、原料大豆はGB 1352の規定に準拠しなければならない。大豆のGB 1352国家標準によると、色の異なる大豆は、黄大豆、青大豆、黒大豆などに分けられ、これらは大豆の種子である グリシン max (L.) Merr（中国語ではDadou）である（Wang et al.、2021）。発酵後の大豆の滑らかな表面は、糸を引いたような黄色や白色の粘着物質に覆われている。日本では、納豆は薬と食品の両方の機能を併せ持つ重要な健康食品のひとつとみなされている。日常生活でも非常に人気があり、日本人の長寿の秘訣と考えられている（Qin, Hara, Raboy, & Saneoka, 2020）。中国では、納豆はその高い栄養価と病気の防御能力に基づいて、食品、医薬品、健康製品などに広く使用されている。ナットウキナーゼ（NK）は納豆の最も重要な活性物質であり、血栓溶解に大きな利点があるため、納豆に関する綿密な研究の波が押し寄せ、優れた成果を上げている（Gallelli et al.）

納豆の原料である大豆は、高タンパクで8種類の必須アミノ酸を含む栄養価の高い食品である。納豆の調理・発酵工程後、納豆中のタンパク質や多糖類は高温条件下で分解・酵素加水分解を受け、より短鎖で吸収されやすいアミノ酸、活性ペプチド、オリゴ糖などが生成される（Liu, Su, & Song, 2018）。大豆よりもタンパク質、セルロース、カルシウム、鉄、カリウム、ビタミンB2を多く含み、特に卵よりもセルロース、カルシウム、鉄、カリウムを多く含む。日本の研究者は、大豆タンパク質が不溶性であることを発見した。納豆にされた後、それらは可溶性になり、アミノ酸を生成する。また、原料には存在しない様々な酵素が納豆菌や関連菌によって生産され、胃腸の消化吸収を助けるようになる（Kanghae, Eungwanichayapant, & Chukeatirote, 2017）。同時に、血栓溶解機能を持つナットウキナーゼも納豆で生成される。これらの変化は納豆菌による大豆の発酵によって引き起こされるもので、納豆の食用価値が大豆のそれよりもはるかに高い理由である。本稿では、納豆の開発状況と研究の進展についてのみ概説し、考察した。

2.納豆の成分

2.1. 揮発性成分

大豆と比較して、納豆は発酵後の独特の味のために多くの人々を魅了し、それは納豆が多くの揮発性成分を含んでいるという事実に関連している。納豆に含まれる多くの揮発性成分は、SPME（固相マイクロ抽出）、SAFE（溶媒支援風味蒸発）、DHS（動的ヘッドスペースサンプリング）、SDE（同時蒸留抽出）など、さまざまな抽出・分離法によって得ることができる（Liu et al., 2018, Huang et al., 2012）。納豆の揮発性成分には、ケトン、エステル、ピラジン、アルコール、アルデヒド、アルカン、アミン、酸、ベンゼン、エーテル、オキサゾール、カルバゾール、ピペリジン、フラン、ヒドラジンなどが含まれる（菅野 &; 高松、1987）。納豆に含まれる揮発性成分を表1に示した。また、これらの成分は、チーズ様、フルーツ様、ミント様、フレッシュ様、アルコール様、クリーム様、オイル様など、様々な異なる香りを有している。例えば、テトラメチルピラジン化合物は昇華作用が強く、香りも強い。さらに、ピラジン類と硫黄化合物は納豆の特徴的な臭いの重要な一因であり、豆臭さをマスキングすることができる。

表1

納豆の揮発性成分のリスト。

No.	化合物	式	いいえ	化合物	式
1	エタノール	C2H6O	57	3-オクタノール	C8H18O
2	フェノール	C6H6O	58	アミルエチルエーテル	C7H16O
3	p-キシレン	C8H10	59	ヒドロキシアセトン	C3H6O2
4	m– キシレン	C8H10	60	メチルヘプテノン	C8H14O
5	o-キシレン	C8H10	61	トリメチルピラジン	C7H10N2
6	ウンデカン	C11H24	62	フェニルアセトアルデヒド	C8H8O
7	ドデカン	C11H26	63	メチルオクチルケトン	C10H20O
8	グアイアコール	C7H8O2	64	2-ピペリジンイミン	C5H10N2
9	ピリジン	C5H5N	65	トリメチルオキサゾール	C6H9NO
10	ヘキサナール	C6H12O	66	4-メチル-ピリミジン	C5H6N2
11	ノナナール	C9H18O	67	スレオ-2,3-オクタンジオール	C8H18O2
12	デカナール	C10H20O	68	2-フェニル-2-プロパノール	C9H12O
13	2-ブタノール	C4H10O	69	フェニル酢酸メチル	C9H10O2
14	1-ヘキサノール	C6H14O	70	テトラメチルピラジン	C8H12N2
15	ベンズアルデヒド	C7H6O	71	2,5-ジメチルピラジン	C6H8N2
16	ギ酸エチル	C3H6O2	72	2,6-ジメチルピラジン	C6H8N2
17	2-エチルトルエン	C9H12	73	エチルメチルジスルフィド	C3H8S2
18	フェニルエチレン	C8H8	74	酪酸2-エチル	C6H12O2
19	エチルベンゼン	C8H10	75	2-メチル酪酸	C5H10O2
20	メチルベンゼン	C7H8	76	3-メチル酪酸	C5H10O2
21	(+)-リモネン	C10H16	77	1-メチルピペリジン	C6H13N
22	アセトフェノン	C8H8O	78	2,4,5-トリメチルオキサゾール	C6H9NO
23	ナフタレン	C10H8	79	2,3-ジヒドロベンゾフラン	C8H8O
24	ベンゾピロール	C8H7N	80	2,3-ジメチルノナン	C11H24
25	ベンジルアルコール	C7H8O	81	1,2,4-トリメチルベンゼン	C9H12
26	2-ペンチルフラン	C9H14O	82	2,3,5-トリメチルピラジン	C7H10N2
27	2,3-ブタンジオール	C4H10O2	83	2,5-ジメチルピラジン	C6H8N2
28	フルフリルアルコール	C5H6O2	84	2-エチル-6-メチルピラジン	C7H10N2
29	2-アミルアルコール	C5H12O	85	2,6-Di-tert-butyl-p-cresol	C15H24O
30	3-アミルアルコール	C5H12O	86	ブタン酸エチル	C6H12O2
31	2-エチルヘキサノール	C8H18O	87	2-メチル-ブタン酸	C5H10O2
32	2-ノナノン	C9H18O	88	2-メチル-3-ヘプタノン	C8H16O
33	フルアルデヒド	C5H4O2	89	3-ヒドロキシ-2-ブタノン	C4H8O2
34	プロピオン酸エチル	C5H10O2	90	ヒドロキシ-2-メチル-4-ピロン	C6H6O3
35	エタン酸エテニル	C4H6O2	91	3,5-ジメチル-2-エチルピラジン	C8H12N2
36	イソ酪酸エチル	C6H12O2	92	4-Methyl-1-penten-3-ol	C6H12O
37	酢酸	C2H4O2	93	3,5-ジメチル-4-ヘプタノール	C9H20O
38	イソ酪酸	C4H8O2	94	2,5-ジメチル-3-ヘキサノン	C8H16O
39	ペンタン酸	C5H10O2	95	3-ヒドロキシ-3-メチル-2-ブタノン	C5H10O2
40	酢酸ジエチル	C6H12O2	96	2,2-ジメチル-3-ヘプタノン	C9H18O
41	ベンズアルデヒド	C7H6O	97	1,2,4,5-テトラメチルベンゼン	C10H14
42	2-ノナノン	C9H18O	98	2-エチル-3,6-ジメチルピラジン	C8H12N2
43	2-ブタノン	C4H8O	99	2-クロロ-1-プロピルイソプロピルエーテル	C6H13ClO
44	2-ペンタノン	C5H10O	100	ブタン酸,2-メチル-ヘキシルエステル	C11H22O2
45	ジアリルトリスルフィド	C6H14S3	101	2,3,5-トリメチル-6-エチルピラジン	C9H14N2
46	ジエチルジスルフィド	C4H10S2	102	2,5-ジメチル-3-イソプロピルピラジン	C9H14N2
47	イソプロピルジスルフィド	C6H14S2	103	1,2,4,5-Tetrazine-3,6-diamine	C2H4N6
48	2-ヘプタノン	C7H14O	104	N-（ジチオカルボキシ）-N-メチル-グリシン	C4H7NO2S2
49	オクト-1-エン-3-オール	C8H16O	105	1-(2,4-ジメチル-フラン-3-イル)エタノン	C8H10O2
50	2-ペンチルフラン	C9H14O	106	酢酸,3-メルカプト-3-メチルブチルエステル	C7H14O2S
51	2,3-ブタンジオン	C4H6O2	107	プロパン酸,2-ヒドロキシ-1-メチルエステル	C6H12O3
52	2,3-ヘプタンジオン	C7H12O2	108	N-(2-メチルブチリデン)-2-メチルブチルアミン	C10H21N
53	3-メチル-2-ペンタノン	C6H12O	109	3-(2-Oxopropyl) bicyclo[2.2.1]heptan-2-one	C10H14O2
54	4-メチル-2-ペンタノン	C6H12O	110	3,6-ビス(N,N-ジメチルアミノ)-9-メチルカルバゾール	C17H21N3
55	5-メチル-2-ヘキサノン	C7H14O	111	3-フェニルプロピオン酸,2,4,6-トリクロロフェニルエステル	C15H11Cl3O2
56	6-メチル-2-ヘキサノン	C8H16O	112	ベンズアルデヒド,2,4-ジニトロ-2,2-ジメチルヒドラゾン	C9H10N4O4

2.2. アミノ酸とタンパク質

納豆が優れたヘルスケア効果を持つ理由は、製造工程における大豆の基本成分の変化に密接に関連している。 納豆菌 (枯草菌)の作用により、大豆に含まれるタンパク質、ペプチド、その他の成分が複雑な生化学反応を起こす（Suo et al.）元の活性成分を保持したまま、ナットウキナーゼ（NK）、抗酸化ペプチド、抗菌ペプチドなどの新たな活性物質が生成される（Hu et al.）納豆ペプチドに含まれる様々なカチオン性ペプチドやナットウキナーゼは、リポ多糖中和活性、血栓溶解効果、血管新生活性など、優れた生物活性を持つ（谷口ら、2019）。さらに、納豆は体内の酸素フリーラジカルの天敵であるスーパーオキシドジスムターゼ（SOD）が豊富で、心血管疾患や脳血管疾患の抑制、抗老化、自己免疫疾患の治療が可能である（Cui, Jiang, & Li, 2011）。

納豆の発酵中、大豆タンパク質の一部は、様々なアミノ酸を含む水溶性窒素化合物に分解される。アミノ酸は人間の代謝に重要な役割を果たしている。納豆には18種類のアミノ酸が含まれており、そのうち8種類は必須アミノ酸である（Qi, Xi, & Chen, 2004）、例えばトリプトファン、フェニルアラニン、スレオニン、ロイシン、バリンなどである。納豆による大豆の発酵後、プロテアーゼによってタンパク質の加水分解が促進された。大豆タンパク質の合計50％～60％がペプチドとアミノ酸に変換される。納豆に含まれるグルタミン酸は重合して、納豆特有の粘液質の主成分であるγ-ポリグルタミン酸を形成する。γ-ポリグルタミン酸は、環境に優しいプラスチック加工の原料としても優れており、食品包装や使い捨て食器などの工業用途に利用できる。加えて、納豆の特殊な臭気成分は主にイソバレレン酸であり、納豆の熟成とともに増加するが、調製物の保存中に徐々に減少する。納豆中のいくつかのアミノ酸の含有量は、表2 (高、2014, 斉ら、2004, 大西ら、1987)に示されている。

表2｜納豆のビタミン含有量一覧表

納豆のビタミン含有量一覧

アミノ酸	総アミノ酸 (g/100 g)	遊離アミノ酸(g/100 g)	解離率(%)
セリン	1.2	0.04	4
バリン	1.0	0.10	10
プロライン	1.5	0.07	4.5
ロイシン	1.6	0.28	18
グリシン	0.6	0.06	10
シスチン	0.2	0.01	5
アラニン	0.8	0.20	25
チロシン	0.5	0.03	6.5
アルギニン	0.9	0.09	10
ヒスチジン	0.6	0.08	14
スレオニン	0.8	0.22	26
グルタミン酸	3.4	0.36	11
イソロイシン	1.0	0.12	12
トリプトファン	0.2	0.04	22
メチオニン	0.2	0.02	10
アスパラギン酸	2.0	0.04	2
フェニルアラニン	1.0	0.10	10

2.3. ビタミン

納豆はビタミンB2、ビタミンB6、ビタミンB12、ビタミンE、ビタミンKなどのビタミンが豊富で、ビタミンBとビタミンEの含有量は大豆より高く、特にビタミンB2の含有量は大豆の6倍以上である（Xu, Cai, & Xu, 2017）。ビタミンB2は、体内のフラバーゼの補酵素の構成成分（フラバーゼは、生体の酸化と還元において水素移動の役割を果たす）であり、不足すると生体の酸化に影響を与え、代謝障害を引き起こす。ビタミンB2の体内貯蔵量は非常に限られているため、毎日の食事から補給する必要があり、納豆はビタミンB2を摂取するための重要な手段である。

ビタミンEは脂溶性ビタミンである。その加水分解物はトコフェロールであり、最も重要な抗酸化物質のひとつである。ビタミンEはまた、眼の結晶体における過酸化脂質反応を抑制し、末梢血管を拡張し、血液循環を改善し、近視の発生と発症を予防することができる（Mohd Zaffarin, Ng, Hassan, & Alias, 2020）。納豆に含まれるα-トコフェロール（ビタミンE）は、人体に対する高度不飽和脂肪酸の害を除去することができる。

納豆に含まれるビタミンKにはビタミンK1とビタミンK2の2種類があり、そのうちビタミンK2が豊富である（Jeong, Gu, Park, Lee, & Kim, 2022）。納豆のビタミンK2は脂溶性ビタミンで、納豆の外側の粘性物質の中に存在する。納豆菌は大量のビタミンK2を産生することができ、骨タンパク質を生成し、骨密度を高め、骨折を予防することができる（Schurgers et al., 2007, Fujita et al.）

2.4. その他の成分

納豆は炭水化物が豊富であり、そのオリゴ糖と粗多糖類はまた、腫瘍、肝炎、心血管、抗老化などにユニークな生物活性を持っている。納豆中のヘミセルロース、セルロース、リグニンなどの大量の食物繊維は、腸の蠕動運動を促進し、腸の消化吸収機能を調整することができ、納豆の重要な多糖成分である。納豆多糖類の高分子の一部は、納豆菌の発酵過程で低分子のオリゴ糖に分解され、吸収を促進することもできる（Yang, Yang, & Yang, 2019）。納豆に含まれる天然由来のオリゴ糖には、スクロース、ラフィノース、スタキオースなどがある。独特のビフィズス菌増殖特性を持つため、腸内の善玉菌を増やし、生理機能を向上させることができる（Gao, 2014）。また、納豆にはリノレン酸、リノール酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸など、人体には利用できず食品からしか摂取できない不飽和脂肪酸も含まれている（Kanghae, Eungwanichayapant, & Chukeatirote, 2017）。これらの不飽和脂肪酸は、ナットウキナーゼの線溶活性を高め、血液循環を改善することができる（高垣、鈴木、鈴木, & 蓮見, 2020）。

3.納豆の薬理作用

3.1. 血栓溶解作用

1987年、納豆から初めてアルカリ性プロテアーゼが抽出・単離された、その分子式はC20H23BCl2N2O9 ；(Sumi, Hamada, Tsushima, Mihara, & Muraki, 1987）。NKが強い血栓溶解作用を有することは、犬血栓症モデルを用いて確認された。現在の研究では、NKの血栓溶解メカニズムには主に5つの側面があることが示されている（Chen, Sha, Ren, Xi, & Wang, 2003; Weng, Yao, Sparks, & Wang, 2017）： (1）フィブリン（血栓の骨格構造）を直接溶解することによる血栓の溶解。NKは、架橋フィブリン血栓のlen-tyrとSer-hrsの酵素切断部位に直接作用して、長鎖骨格フィブリンを可溶性の低分子に加水分解し、血栓を直接溶解することが研究で示されている。(2) 血小板凝集の抑制。NKは、モデル群の血漿中のトロンボキサン（B2）およびプロスタグランジンE2 (PGE2)の上昇レベルを低下させ、6-ケト-プロスタグランジンF1α ；(6-K-PGF1α)を増加させ、血小板凝集を予防し、血栓症の形成を阻害した(Yan, Feng, Xu, & Wu, 2021)。さらに、NKと血小板を緩衝液中で10 分間プレインキュベートすると、血小板凝集を抑制するためにトロンビンによって誘導されるCa2+ の増加を抑制することができた(Ji et al., 2014)。(3) NKは血管内皮細胞を刺激して組織型プラスミノーゲンアクチベーター（t-PA）を産生させ、内皮細胞のプラスミノーゲンアクチベーターインヒビター-1（PAI-1）の産生を阻害する（Ji et al., 2014, Yatagai et al.）図1に示すように、t-PAはフィブリノーゲンを活性化し、生体内で 線溶酵素を形成し、フィブリン塞栓を溶解する。T-PAは正常体内では6-7ng/mL程度だが、NK経口投与4時間後には10ng/mL以上検出される。従って、NKは体内でT-PAの産生を促し、線溶活性を亢進させることにより、血栓溶解作用を発揮することが推察される。また、ある濃度範囲ではNK濃度の上昇に伴いPAI-1含量の用量依存性が減少したことから、NKはある程度まで内皮細胞のPAI-1分泌レベルを低下させることにより抗血栓的役割を果たす可能性が示された（Shahamp &; Minocheherhomji, 2022）。(4）プロロキナーゼからウロキナーゼへの変換を触媒する。NKはまた、プロウロキナーゼを活性化して別のフィブリノゲン活性化因子であるウロキナーゼを産生し、血栓溶解を促進することが示唆されている in vivo (Weng, Yao, Sparks, & Wang, 2017)。(5)さらに、納豆エキス由来の多機能性カチオン性ペプチドは、チューブ形成アッセイにおいて血管新生活性を示し、生理活性ペプチドが潜在的に抗血栓作用に寄与することが示された(Taniguchi et al., 2019)。

図1 ナットウキナーゼ（NK）の血栓溶解メカニズム

NKは内皮細胞を刺激してt-PAを産生させ、PAL-1を阻害する。t-PAはフィブリノーゲンを活性化してプラスミンを形成し、血栓の骨格構造であるフィブリンネットを溶解して血小板を遊離させ、血流は徐々に正常に戻る。

3.2. 抗菌作用

納豆に含まれる抗菌活性物質は、主に納豆菌とその代謝産物である。中でも枯草菌 納豆は、最も重要なプロバイオティクスの一種として、明らかな抗菌活性を示している。研究により、院内感染の主な原因とされる枯草菌 に対する納豆誘導体の抑制効果が示されている（Enterococcus faecalis ）（Lin et al. 納豆の培養液から得られるいくつかの誘導体は、B. subtilis バイオフィルムの制御に有用である可能性がある。さらに、細菌のポリ-γ-グルタミン酸（γ-PGA）由来の B. subtilis 納豆はプロバイオティクスの生存率を著しく向上させることができ、通常毒素産生の原因となる遺伝子を含まない（Bhat et al、2013). したがって、γ-PGAは、プロバイオティクス細菌を送達するための食品成分として使用できることが推測できる。納豆の抗菌作用は非常に複雑で微妙である。納豆の抗菌活性と免疫調節機構は表3に示されている。

表3に示す

納豆の抗菌作用の一覧。

有効成分	目的	所見の要約	参考文献
枯草菌納豆	プロバイオティクス	B.ubtilis 納豆は、おそらくカタラーゼとサブチリシンの産生を介して、乳酸菌の増殖と（または）生存能力を向上させた。	細井・雨谷・木内・上ノ川、2000。
納豆	ラット飼料添加物	納豆の投与は、傷害によって誘発された血液-神経バリアの破壊と、ラミニンやフィブロネクチンなどのマトリックス成分の損失を有意に改善した。納豆の経口摂取は、おそらくフィブリンのクリアランスとTNF-αの産生の減少によって媒介され、末梢神経損傷における再生を増強する可能性がある。	Pan et al.
枯草菌納豆	プロバイオティクス	枯草菌納豆はIgEを介したアレルギー反応を刺激しなかったが、プロバイオティクスを与えた子牛の血清IgGとIFN-γレベルを増加させた。	Sun、Wang、& Zhang. 2010。
枯草菌納豆	プロバイオティクス	枯草菌納豆は乳生産量と乳成分収量を改善し、SCCを減少させ、総ルーミナル細菌、タンパク質分解菌、アミロリン分解菌の増殖を促進したことから、枯草菌納豆は乳牛のプロバイオティクスとして応用できる可能性があることが示された。	Sun, Wang, & Deng, 2013.
枯草菌納豆	プロバイオティクス	枯草菌納豆菌は、乳牛飼料にプロバイオティクスとして適用した場合、ルーメン発酵を促進する上で重要な役割を果たした。	Sun, Li Bu, Nan, & Du, 2016.
プロバイオティクス芽胞菌	免疫調整剤	腸管上皮細胞のコロニー形成に対するバチルス菌プロバイオティクス芽胞の能力、およびLPS/IL-8シグナル伝達への干渉は、炎症を起こしたヒト消化管に対する活性に対するこれらのプロバイオティクスの主なメカニズムとして提案された。	Azimirad, Alebouyeh, & Naji, 2017.
納豆ペプチド	抗菌性	納豆ペプチドは新規の狭い殺菌活性スペクトルを示し、 S.pneumoniaeの細胞分裂中の細胞分離を阻害した。	Kitagawa et al., 2017.
枯草菌 natto	真菌拮抗作用	枯草菌納豆菌は複雑な真菌物質を炭素源として増殖することができ、真菌の細胞壁を効果的に分解することができる。	Schönbichler, Díaz-Moreno, Srivastava, & McKee, 2020.
枯草菌 NBRC3134	線虫飼料	枯草菌納豆は宿主免疫を調節し、グラム陽性菌による感染症を予防・緩和するプロバイオティクス特性を強調した。	片山ら、2021。
枯草菌納豆 BS04	プロバイオティック	動物栄養学における有胞子性プロバイオティクス細菌としての枯草菌納豆の使用に関する研究は、有害な影響を示さず、主にその実証された抗菌、抗炎症、抗酸化、酵素、および免疫調節活性により、プロバイオティクスとしての使用の有効性を実証している。	Ruiz Sella、Bueno、De Oliveira、Karp、& Soccol. 2021。

3.3. 抗腫瘍効果

納豆の原料である大豆には、すでにフラボノイド、イソフラボン、フィトエストロプロテアーゼ阻害剤、フィチン酸などの抗がん物質が含まれている。発酵後、納豆の抗がん物質の含有量は、トリプシン阻害剤ゲニステイン・ポリアミンなど、大豆よりも高い（Nan et al., 2017, Oba et al.）いくつかの研究は、納豆粉末から抽出された納豆ポリペプチドが有意な抗菌効果を有し、がん細胞アッセイを通じて抗腫瘍活性を示すことを証明している（Cao, Liao, Wang, Yang, & Lu, 2009）。さらに、納豆凍結乾燥エキス（NFDE）および納豆水エキス（NWE）は、低濃度（<3 μg/mL）または短時間で細胞のオートファジーを誘導する一方、濃度が5 μg/mLまで上昇するか、しばらくするとアポトーシスに置き換わることが研究で実証された（Chou et al.）このプロセスは図2に示されている。

図2 納豆抽出物の抗腫瘍作用

NFDEとNWEは、低濃度（<3 μg/mL）または短時間で腫瘍細胞のオートファジーを誘導することができ、濃度が5 μg/mLに増加するか、しばらくするとアポトーシスに取って代わられる。NFDE：納豆凍結乾燥エキス；NEW：納豆水エキス；AMPK：AMP活性化プロテインキナーゼ；ROS：活性酸素種。

3.4. 降圧効果

納豆の粘質物には様々なアンジオテンシン変換酵素（ACE）阻害物質が含まれており、血圧の上昇を抑えることができる（岡本、花形、川村、& 柳田、1995）。さらに、納豆の降圧作用はその血栓溶解作用と密接な関係がある。ナットウキナーゼの抗凝固活性は、フィブリンを溶解し、血液凝固および可溶性フィブリンモノマーを減少させることにより、血液循環を促進する in vivo。の水抽出物は、B. 納豆の一種）（100 mg/kg bw）は、投与後の収縮期血圧（SBP）を21 g、拡張期血圧（DBP）を30 mmHg顕著に減弱させた；mmHgおよび30 mmHgを8 h invivo モデル（Lee, Lai, & Wu, 2015）。この現象は、ナットウキナーゼのアンジオテンシン変換酵素阻害（ACEI）活性および納豆の抗酸化活性と密接に関連しており、それによって降圧効果を発揮し、納豆は心血管の健康のために利点があることを示していた。さらに、高コレステロール食を与えた高血圧自然発症ラットにおいて、B.subtilis 納豆からの培養濾液（CFB）がレニン-アンジオテンシン系（RAS）を介して血圧を低下させることが確認された（Kim, Kim, & Kwon, 2011）。収縮期血圧と血漿レニン活性は、CFBによって有意に抑制された。腎アンジオテンシンII濃度も低下したが、全血凝固とオイグロブリン凝血塊溶解時間は重要でない結果を示した（図3）。以上のことから、納豆は高血圧を抑制するサプリメントとして利用できる可能性がある。

図3 納豆エキスの降圧機序

SHRにCFBを与えると、血漿レニン活性の抑制、腎アンジオテンシンII濃度の低下、全血凝固時間の延長、オイグロブリン血栓溶解時間の短縮など、血圧を低下させることができる。SHR：高血圧自然発症ラット；CFB：枯草菌 納豆からの培養ろ液；SPB：収縮期血圧；ECLA：オイグロブリン血栓溶解時間。

3.5 骨粗鬆症予防効果

骨は代謝的に活発な組織であり、人の一生を通じて新しく生まれ変わる。サイトカインは、ホルモン、栄養素、成長因子とともに、厳密に制御された骨のリモデリングに関与している。ビタミンKは多機能ビタミンとして骨強度の維持に重要な役割を果たし、骨代謝に好影響を与えることが確認されている。ビタミンKは、骨芽細胞分化の促進、骨芽細胞における特異的遺伝子転写のアップレギュレーション、および細胞外骨基質ミネラル化において極めて重要な役割を果たす骨関連ビタミンK依存性タンパク質の活性化を通じて、骨成長において同化的な役割を果たしている（Akbari and Rasouli-Ghahroudi, 2018, Kubota and Shimizu, 2009）。納豆菌は、ビタミンK2、特にメナキノン-7（MK-7）を産生する主な菌として発見され、納豆菌グープで大量に産生されることでカルシウムと結合して骨を形成するオステオカルシンを生成し、骨密度を高めて骨折を予防することができる（藤田ら、2012, 小島ら、2020）。さらに、納豆に含まれるイソフラボン（ゲニステイン）は、エストロゲンの不足によって引き起こされる骨粗鬆症を予防・治療できることが証明されている。ゲニステインはまた、プロテインキナーゼおよびプロテインチロシンホスファターゼの阻害により、破骨細胞性骨吸収を減少させ、マウスの骨量の損失を減少させることができるため、ゲニステインは骨粗鬆症を予防することができるが、実験材料が少なく、さらなる研究がまだ必要である（Zhu, Wang, & Su, 2005）。食事からの納豆摂取は、閉経後女性における歯の喪失の低い発生率と有意に間接的な関連があり、全身の骨密度がこの関連の媒介因子である可能性がある（岩崎ら、2021）。

3.6 その他の目的

上記の薬理作用に加え、納豆には抗ウイルス作用、抗酸化作用、乳がん予防など、表4に示すような様々な作用がある。

表4 納豆のその他の薬理学的機能のまとめ

機能	機能部品	機能のメカニズム	参考文献
抗酸化作用	枯草菌納豆菌(FSPI), 納豆エキスおよび納豆キナーゼ。	FSPIはABTS+、ヒドロキシラジカル（OH）、DPPHラジカル（DPPH）に対して濃度依存的なフリーラジカル消去活性を示した；インビトロおよびFSPI投与は、肝および血清スーパーオキシドジスムターゼ（SOD）活性を有意に増加させたインビボ。さらに、納豆エキスと納豆キナーゼは、レーザー損傷した内皮細胞のアポトーシスと炎症反応に関与するIL-1β、IL-6、およびTNF-α を有意に減少させることができる。さらに、納豆エキスは、抗酸化活性に密接に関連する第一鉄イオンに対して60のキレート効果を示した。	Zhangら、2021; Changら、2010。
アンチエイジング効果	納豆エキス	納豆の水抽出物は、野生型ミミズの成虫の寿命を大幅に延長し、酸化ストレスや熱ストレスに対する抵抗性を持たせることができる。加えて、納豆エキスによる処理は、老化細胞の特徴であるリポフスチンの蓄積を有意に遅延させる	伊部、熊田、吉田、& 乙部, 2013
腸内細菌叢の制御	納豆、ピーナッツミールを枯草菌で発酵させたエキス納豆。	ピーナッツミールからの納豆発酵生成物は、抗生物質誘発下痢マウスの腸内細菌叢の豊かさ、多様性、均一性を有意に改善することができる。	Jiangら、2020、 Dimidiら、2019。
非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）の予防	高γ-ポリグルタミン酸（高γ-PGA）納豆	肝脂質の蓄積は通常、非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）の発症を促進する。肝脂質含量、肝トリグリセリド含量および肝コレステロール含量は、30％高γ-PGA納豆食を与えたPGA群マウスでは、対照群の標準食を与えたマウスよりも有意に低いことが判明した。	田村ら、2021。
血糖値の低下、インスリン抵抗性の改善	納豆と粘質野菜の白米との組み合わせ	WRと組み合わせた納豆と粘質野菜の摂取は、耐糖能異常（IGT）の被験者の食後血糖値とインスリンプロファイルを改善した。また、和朝食に納豆と粘質野菜を2週間摂取することで、被験者のインスリン感受性、脂質プロファイル、酸化ストレスが改善した。	谷口・深津ら、2012。
乳がんの予防	納豆リポペプチド	納豆リポペプチドは、エストロゲン受容体-αおよびエストロゲン受容体-βの発現レベルを変化させ、ヒト乳がん細胞の一種であるMCF-7細胞のDNAを損傷し、したがって、それらの増殖を阻害し、有意にそれらのアポトーシスを誘導することができる	Liu et al., 2015, An et al., 2014.
抗高脂血症効果	納豆酵素パウダー	納豆酵素粉末は、総コレステロール、トリグリセリド、マロアルデヒドおよび低密度リポタンパク質コレステロールのレベルを大幅に減少させ、総スーパーオキシドジスムターゼおよび高密度リポタンパク質コレステロールのレベルを増加させることができる。このように、納豆酵素パウダーは、いくつかの抗脂血症効果がある。	Xuan, Hua, Bin, Sun, & Cui, 2017.
抗脳虚血効果	納豆中の6″-O-Succinyldaidzin	6″-O-Succinyldaidzin は、神経学的欠損の減少、梗塞体積の減少、細胞生存率の改善を通じて、神経保護作用を有していた。さらに、6″-O-succinyldaidzin は、細胞外シグナル制御キナーゼ（ERK）レベルをアップレギュレートし、核内の核因子E2関連因子2（Nrf2）の発現を活性化することができる。	宝、陳、張、黄、& 丁、2020。
肥満の改善	納豆の研究	高脂肪食ラットの体重、精巣上体脂肪重量、総コレステロール、トリグリセリド、低比重リポ蛋白質を減少させ、高比重リポ蛋白質を増加させた。したがって、納豆は、肥満などの代謝性疾患の予防と治療のための新しい戦略を提供する潜在的なプロバイオティクスサプリメントとして使用することができる。	Sunら、2022、 Wangら、2020。

4. 納豆の栄養価

納豆は食品の一種として、高い栄養価を持っている。発酵の過程で、蒸した大豆はグルタミン酸、フルクタン、アミノ酸（フェニルアラニン、チロシンなど）、揮発性脂肪酸（ブタンジオール、酢酸、吉草酸など）を含む多数の粘性物質を生成する（El-Safey & Abdul-Raouf, 2004）。そして納豆には、イソフラボン、ビタミン、食物繊維、リノール酸、いくつかのミネラルが含まれており、これらは納豆と大豆に含まれる同じ成分である。中でもイソフラボンは、乳がんや前立腺がん、更年期障害、骨粗しょう症、心臓病などを予防する効果があるようだ（Hosoi & Kiuchi, 2003）。さらに、生理活性ペプチド、酵素、ナットウキナーゼ（血栓溶解剤）、γ-ポリグルタミン酸（γ-PGA）などの機能性化合物も含まれている（Shih &; Van, 2001）。ある研究によると、γ-PGAは、凍結乾燥中にプロバイオティクス細菌を保護する効果があるため、プロバイオティクス細菌を送達するための食品成分として使用できる可能性がある（Bhat et al.）上述したように、納豆は高品質のタンパク質と多量の細菌メナキノン-7（MK-7、ビタミンK2の生理活性型）を含んでおり、MK-7の摂取は骨粗鬆症の予防に貢献する。さらに、 枯草菌 天然産物である納豆は、腸内細菌叢を安定させ、ヒトや動物の健康促進剤として働くことができる潜在的なプロバイオティクス細菌である。納豆菌は、タンパク質、炭水化物、脂肪およびその他の高分子物質を分解することができ、アミノ酸、有機酸、オリゴ糖および人体に吸収されやすい他の成分が豊富な発酵製品を作る。同時に、納豆菌はプロバイオティクスの増殖を促進し、繁殖が早く、腸内で酸素を消費し、有害な好気性細菌の増殖を抑制することができる（Ruiz Sella, Bueno, De Oliveiro, Karp, &, &; Soccol, 2021）。納豆菌はまた、人体による栄養素の吸収を促進し、身体の免疫機能を高め、正常な腸管機能を確保するための様々な酵素を産生することができる（Tsai, Chang, & Kung, 2007）。第二に、納豆の栄養価は上記の薬理学的機能に大きく反映されている。すなわち、納豆は食事栄養を補うだけでなく、心血管や消化管の生理的調節に一定の役割を果たすことができる。したがって、納豆は潜在的な価値を持つ一種の薬用食品同族食品である。

5.納豆の応用

5.1. 発酵添加物

発酵食品は、様々な国で非常に人気がある。それは製品の官能特性を改善し、望ましくない成分を減らし、栄養素を吸収しやすくするだけでなく、栄養特性を向上させることができる。納豆の発酵特性により、発酵産業における発酵添加物として広く使用することができる。例えば、未発酵のクリと比較して、納豆を添加した発酵クリは、線溶活性、抗酸化レベル、血糖降下作用などの機能活性が著しい。また、総フラボノイド、総フェノール、ビタミンCなどの機能性成分が有意に増加したことから、納豆栗は良好な物理的・化学的特性と機能性を有し、食品産業の分野において新たな健康機能性食品として開発できることが示された（Dong et al.）さらに、一部の学者（Guo et al., 2019）は、固体発酵（SSF）を通じてイチョウ種子を生産するために、 B. natto 株を使用した。発酵させたイチョウ種子は、ナットウキナーゼの産生能に優れ、総フラボノイド含量が高く、ギンコール酸含量が低いことが示された。さらに、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼを分泌する枯草菌 納豆菌N21を添加した飼料は、体重増加と飼料効率を改善し、ブロイラーの成長成績を向上させることができる（Chenら、2009）。また、ホルスタイン種の乳牛に B. subtilis 納豆を与えると、後腸発酵と微生物細菌に影響を与えることも報告されている。 枯草菌 納豆が補充された後、糞便 アリスティペス sp、クロストリジウム sp., ロセオスピラ sp、β-プロテオバクテリウムが減少し、ビフィズス菌が増加したことから、 B. subtilis 納豆は糞便微生物叢のバランスを変化させる傾向があることが示された（Song, Kang, Wang, Peng, & Bu, 2014）。

5.2. 納豆食品

納豆は低価格で栄養価の高い機能性食品である。現在、多くの関連食品があり、以下に例を挙げる（図4）。(1) 納豆複合飲料（Li & Ding, 2012）。納豆パルプ、キビとゴマのスープ、ハチミツ、クエン酸を原材料とし、ゼラチンとアルギン酸ナトリウムを複合安定剤として調製した。(2) 納豆チュアブル錠（Jiang, Zou, & Xiong, 2007）。マルトデキストリン、乳糖、マンニトール、キシリトールが賦形剤として使用され、異なる割合の納豆凍結乾燥粉末が錠剤の圧搾に使用される。納豆チュアブル錠は、納豆の主な栄養素を維持している。製品は涼しくて美味しく、持ち運びが簡単で、販促に役立つ。(3) 納豆押し飴（Han, Xiang, Tan, Xiao, & Yu, 2015）。納豆凍結乾燥粉末、イソマルチュロースアルコール、リンゴ酸、マンニトールを原料として使用した。製品は納豆の栄養成分と活性物質を完全に保証し、甘酸っぱい味、独特の風味と持ち運びが容易である。(4）納豆のたれ。納豆は原料として使用され、他の成分は、納豆の特徴的な栄養素を保持し、納豆の悪臭を中和納豆のタレを調製するために追加される。納豆のタレは、味を改善し、栄養を豊かにすることを助長し、納豆ニンニクのタレ（Yangら、2022）、納豆キノコのタレ（Zuoら、2022）など、消費者にもっと人気があることができる。

図4 中国の納豆製品

5.3. 納豆の健康食品

上記の薬理作用に加え、納豆のその他の成分には、美容維持、若々しさ維持、健康増進などの働きがある。そのため、食品としてだけでなく、健康食品としても利用できる。納豆は、大豆本来の栄養成分を保持するだけでなく、発酵後は人体で消化吸収されやすくなる。また、多くの生理活性成分を産生するため、栄養面や健康面での効能が大幅に向上する。

健康製品には、納豆ソフトカプセル、納豆菌カプセルなどがある。中でも納豆ソフトカプセルは、納豆凍結乾燥粉末、フラクトオリゴ糖、アマニ油を主な機能性成分とする（Pan, Xia, Ye, Qu, & Yu, 2022）。納豆 モナスカス カプセルは、納豆と モナスカス spp.を主原料とし、ロバスタチン、 モナスカス 色素、納豆キナーゼ、納豆菌、イソフラボンおよびその他の活性物質を含有し、 モナスカス 属の二重生物学的活性を有する。と納豆の二重の生物活性を有し、有意な脂質低下作用とヘルスケア効果を有する（Mu et al、2018).

納豆の原料には、生豆、黄豆、黒豆などがあり、納豆に加工して直接食べることができる。また、納豆を加工して納豆製品を作ることもできる。図4の納豆製品の例は、主に食品と健康製品である。その中で、食品は納豆プロバイオティクスミルク、納豆醤油、納豆菌タブレットキャンディーなどを含み、納豆健康製品はナットウキナーゼ、納豆ソフトカプセル、納豆菌カプセルなどを含む。一定の栄養価と補助的な健康機能を提供することはできるが、病気の治療において薬に取って代わることはできない。上の画像で似たような色の製品は互いに近い。

6.考察

伝統的な日常食である納豆は、薬食同源であり、医療や健康管理、食事や飲食に応用されてきた長い歴史がある。その抽出物や単離された成分は幅広い生物学的活性を持っている。中国内外の学者は納豆の単離・分析法や生物活性について広範な研究を行い、関連する医薬品や健康食品を開発してきたが、納豆の研究にはまだ以下のような問題がある。

6.1. 納豆の風味の悪さの改善

納豆自体から発生する不快な「アンモニア臭」は、納豆食品を敬遠する人もおり、納豆の発展を制限する要因の一つにもなっている（Liu et al.）したがって、特に納豆の経口医薬品やヘルスケア製品については、調製の過程で「アンモニア臭」をできるだけ除去する必要がある。

6.2. 納豆中の有効成分の分類

さまざまな産地の大豆製品に含まれるナットウキナーゼは、生物多様性に富んでいる。納豆プロテアーゼの同定、さまざまな種類の発酵産物の分析、さまざまな成分の活性の研究は、納豆の開発と利用にとって大きな意義がある。

6.3. 納豆成分と効能の相関

現代の納豆の薬理学的研究は、主に血栓溶解機能と有効成分のいくつかの側面に焦点を当てているが、血圧を下げる、骨粗しょう症を防ぐ、抗菌、抗がん、抗酸化、および他の効果を得ることができる他の活性物質とメカニズムに関する研究はあまりない。現在、納豆の薬理学的研究では、血栓溶解作用のある成分とそのメカニズムが比較的明らかになっている以外は、その他の薬理学的効果については臨床研究のエビデンスが乏しく、作用機序も明らかになっていない。主な薬理活性物質の毒性および薬物相互作用については、さらなる研究が必要である。

6.4. 納豆とその製品の安全性と品質管理

納豆本来の発酵方法は、発酵工程の標準的な操作を定めておらず、個人的な判断で、煮た後の大豆に米の枯れ草をかぶせ、表面に粘性のある糸状菌がつくまで発酵させるだけだ。このような大雑把な昔ながらの作業では、どうしても発酵工程の品質が保証されない。加えて、大豆発酵後に生成された菌株の多くの種類があり、それは大きな論争につながる。納豆調製の関連基準を改善し、納豆基準の体系的、科学的かつ一貫した研究を強化する必要がある。

現在、納豆の応用は健康食品に重点が置かれているが、その高い薬効は製品という形で人々の生活に十分に提供されていない。現在の研究のほとんどは動物実験や細胞実験に基づいているが、ヒトを対象とした研究は少なく、薬理作用を確認する必要がある。今後の研究では、納豆の薬力学的物質や薬物相互作用の機能メカニズム、特に抗がん作用や殺菌作用、骨粗鬆症の予防、抗酸化作用などに焦点を当てるべきである。私たちはまた、発酵プロセスを改善し、高収量株をスクリーニングし、品質基準を改善し、人間の健康レベルを向上させるために納豆の薬効を繰り返し開発する必要がある。