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酵母的开发利用及应用前景

发布时间: 2022-04-07 11:02:18 浏览:

摘 要:酵母是一种目前能够实现规模化生产和应用的单细胞微生物。探索酵母及其下游产品如酵母核酸、酵母细胞壁多糖、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽等的开发利用和市场前景,初步评估了酵母及其衍生物的经济和社会效益,对于解决酵母行业废弃酵母排放,保护环境,提高资源利用率,进一步延长产业链具有积极意义。

关键词:酵母;开发;利用

The utilization and development of yeast

DUAN Xingzhi

(Coal Biochemical Technology Engineering Co., Ltd. of Yima Coal Industry Group, Yima 472300, China)

Abstract: Yeast is one kind of single cell microorganism which has achieved large-scale production and utilization. The development and utilization of yeast and its downstream products such as yeast nucleic acid, yeast cell wall polysaccharide, SOD, Glutathione have been discussed, it is found that these products have great economic and social benefits on solving the problem of the discharge of waste yeast, and also have positive significance on protecting the environment, improving the utilization of resources, and further extending the industrial chain .

Keywords: yeast; development; utilization

酵母是一种单细胞真菌,是最早得以应用的微生物。早在数千年前人类就开始利用酵母酿酒,酵母与人类的生活密切相连。目前已发现1000多种酵母菌,一些酵母菌已经能够实现规模化生产和广泛应用,如啤酒酵母。随着我国酵母行业的发展,废弃酵母的量也日益增加,如果不加利用直接排放,不仅会对环境造成污染,也是对资源的极大浪费。探索酵母及其衍生物的开发利用,对于解决环境污染,提高资源利用率、发展循环经济等问题具有积极意义。目前,酵母的产品开发主要包括酵母核酸、酵母细胞壁多糖、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽、凝血质、麦甾醇、酵母抽提物、蛋白类食品和饲料添加剂等方面。

1.酵母核酸类产品

核酸是重要的生物大分子,是新一代生物药物,具有营养保健、增强免疫力、延缓衰老等作用,对生物体的意义重大,在生物医药、营养保健、食品、农牧渔业、环保、化妆品等行业中都具有广泛的应用前景。酵母核酸类产品目前应用于食品行业主要作为调味品,在保健品行业对于婴幼儿生长发育及老年人提高免疫力、延缓衰老具有一定作用,医药方面主要用于治疗肿瘤、风湿性关节炎、心血管病三类疾病,其作为抗癌新药的前体合成物质市场需求巨大[1]。

目前,我国酵母核酸类产品还存在提取工艺不成熟,核酸含量低,产品质量不稳定等问题,与国外蓬勃发展的核酸类产品市场有较大差距。研究开发酵母核酸产品将为我国生物产业的发展提供一个新的亮点,具有广泛的市场应用前景。

2. 酵母细胞壁多糖

酵母细胞壁多糖主要包括甘露聚糖和葡聚糖,占酵母细胞壁干重的40% 左右[2],具有多种生物学功能,能够吸附毒素和病原菌,提高巨噬细胞活性,激活免疫应答,增强免疫力,抗炎、抗氧化、抗辐射、抗肿瘤等[3]。

酵母细胞壁多糖应用于食品行业一般作为增稠剂、乳化剂和低热食品原料[4]等。应用于畜牧养殖行业,作为饲料添加剂可起到促进动物生长,调节肠道菌群,提高抗病能力的作用。医药保健行业常作为免疫调节剂,增强机体的免疫功能,但目前尚未得到广泛应用,相信随着提取纯化技术的进一步发展,未来的应用会更加广泛。

3.超氧化物歧化酶 (SOD)

超氧化物歧化酶是一种能够清除氧自由基的金属酶,能够作用于超氧阴离子,防止其对生物体细胞造成损伤,提高机体免疫力,在抗炎症、抗辐射、抗肿瘤、抗自身免疫疾病、抗氧中毒、抗衰老等方面具有积极作用[5],在生物医药领域受到高度重视,同时还被应用于食品、化妆品添加剂等领域,具有广阔的应用前景。

酵母细胞中含有较多的SOD,利用酵母菌生产SOD具有增殖快,易于培养,生产周期短,易大规模工业化生产,不受季节和环境条件的限制等优点。

4.谷胱甘肽

谷胱甘肽是重要的生物活性物质,能够清除自由基,维持生物体内适宜的氧化还原环境,排毒养颜,延缓衰老。临床应用上,谷胱甘肽在解毒,治疗肝炎、先天性肺病、白内障等疾病,增强机体免疫力等方面具有良好的疗效[6]。食品行业作为食品添加剂可起到增加营养成分,改善食品风味,防止食品变质的作用。

5.凝血质和麦甾醇

酵母细胞内富含凝血质和麦甾醇。凝血质能够通过凝血酶使血浆内的可溶性纤维蛋白变成不溶性纤维蛋白,达到凝血目的[7]。麦甾醇是维生素 D 的前体,对骨骼形成有着极为重要的作用[8]。酵母菌是世界公认的较为安全的微生物,从酵母中提取凝血质和麦甾醇安全性高,是凝血药品和维生素D前体的理想来源。

6.酵母抽提物

酵母抽提物是利用现代生物技术去除或破碎酵母细胞壁后,将酵母细胞内的蛋白质和核酸降解为氨基酸、多肽和核苷酸,并将其与细胞内其它有效成分抽提浓缩制得的可溶性营养及风味物质[9]。

酵母抽提物自20世纪90年代在世界多个国家获得了快速发展,很多地区都开展了规模化生产。美国一位食品专家曾经预言:21世纪,在用得着食盐的地方,必有酵母抽提物的影子[10]。我国对酵母抽提物的研究起步虽晚,但近年市场需求不断增加,产品供不应求,大部分要依赖进口。

酵母抽提物含有丰富的氨基酸、多肽和核苷酸,还有维生素、有机酸、矿物质等多种活性成分。食品行业可用作风味增强剂、营养添加剂;医药行业可用作抗氧化、抗肿瘤、抗癌,预防治疗心脑血管疾病及增强机体免疫力[11],应用十分广泛,蕴含巨大的市场潜力。

7.蛋白类食品或饲料添加剂

酵母的主要成分包括蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等,其中粗蛋白平均含量达到50%以上,其氨基酸组成比例接近世界卫生组织和联合国粮农组织推荐的比例,易于吸收利用,且富含多种生长促进因子和生理活性物质,能够提高畜禽的生长速度和繁殖能力,增强抗病能力。我国是饲料生产和消费大国,饲料的产量和质量是影响我国养殖业发展的重要因素,近几年,我国对蛋白质饲料的需求不断增加,产品供不应求,供需缺口呈逐年增大态势[12]。

以酵母为原料生产的蛋白质,与大豆、鱼粉等常用天然动植物蛋白相比,营养丰富,成本低,产品生产不受地域、季节、环境等因素的制约,具有一定的优势。目前多用作食品或饲料添加剂,有利于解决我国饲料及食品行业蛋白质供应不足的问题,促进我国食品、饲料、畜牧养殖行业的发展。

8.结论

经济的迅猛发展给资源和环境带来了沉重压力,人类要实现可持续发展,就必须增强环保意识,努力提高资源的利用率。探索酵母及其下游产品如酵母核酸、酵母细胞壁多糖、酵母抽提物、超氧化物歧化酶、凝血质、麦甾醇、谷胱甘肽等的开发利用,正是对资源更为合理和高效的利用,这些产品在医疗、保健、食品、饲料、养殖行业均具有广阔的市场应用前景。

酵母是目前世界上研究最多的微生物之一,是现代生物技术、基因组研究的模式生物,是生物制品研究开发的热点。酵母及其下游产品的开发有利于进一步延长产业链,增加产品的附加值,提高产品的科技含量和市场竞争力,促进企业的多元化可持续发展,同时也为维护生态平衡,解决人类发展和资源环境的矛盾这一突出问题提供了新的思路。

参考文献

[1] 王定昌,徐达伍.核酸酵母产品的开发和应用[J].粮油食品科技,2002,10(4):1-3.

[2] 刘红芝,王 强,周素梅.酵母甘露聚糖分离提取及功能活性研究进展[J].食品科 学,2008 (5):465-467.

[3] 邵伟,郝泗城,孙建华,倪瑞,孙晓华.啤酒酵母多糖抗肿瘤活性的实验研究[J].肿瘤, 1987, 7 (6): 268-269.

[4] 李 样,罗仓学等.利用啤酒废酵母生产 1, 6一 二磷酸果糖发酵工艺的研究[J].中国酿造,2004 (8):6-8.

[5] Artiwan Shotipruk.Application of rotary microfiltration in debittcring process of spent brewers yeast[J].Bioresource Technology.2005,96 (17):1851-1859.

[6] 邱雁临,殷伟等.吸附层析法从啤酒废酵母中提取谷胱甘肽[J].生物技术,2005,15(1):49-51.

[7]郭雪霞,张慧媛.啤酒废弃物在食品工业中的应用[J].中国食品添加剂,2007,(6):127-131.

[8] 常雅宁,俞建瑛,袁勤生.啤酒废酵母的综合利用.微生物学杂志,2001,02.

[9] 周德庆.微生物学[M].高等教育出版社.北 京:2002.5.47-55.

[10] 董家武,杨子忠.酵母抽提物的功能及在食品中的应用[J].食品科技,2005(6):125-27.

[11] 赵 季,任俊琦等.酵母细胞壁多糖的研究进展[J].中国食品添加剂,2009,(1):82-85.

[12] 黄玲.食用酵母蛋白质的研究进展[J].食品与发酵工业,1992,(1):56-62.

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