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在践行“大食物观”的背景下,开发食物资源已成为重要方向。在此趋势下,消费者对健康和天然成分的关注度持续提升,功能性食品原料的需求也随之增长。酵母多糖作为一种天然的生物活性物质,其开发与利用体现了绿色可持续的产业发展理念。它通常源自酿酒酵母细胞壁,显著降低了生产成本,减少了工业废弃物对环境的负荷,契合了健康饮食的消费趋势。在技术创新的驱动下,酵母多糖的生产工艺不断优化,产品性能与生产效率得以显著提升。与此同时,酵母多糖作为生物材料的独特价值正日益凸显。其在食品领域可作为功能性添加剂,用于增强产品营养价值与保健功能;在生物医学领域,酵母多糖具有免疫调节、抗氧化等多重生物活性,具有广阔的开发前景。

在Web of Science核心数据库中的科学索引中检索酵母多糖,过去5 年中选定的780 篇论文的关键词叠加可视化,获得图1。根据图1中信息可知,以“polysaccharides”(多糖)为核心,可以分析出多糖研究涉及的多个领域。多糖与“yeast”(酵母)、“beta-glucan”(β-葡聚糖)、“mannan”(甘露聚糖)、“chitin”(几丁质)、“antioxidant”(抗氧化)等关键词的共现频率较高,表明这些领域之间可能存在密切的关联性,多糖在功能性食品开发、抗氧化活性、免疫调节以及微生物代谢等领域的应用研究较为集中。从图1可以看出,“Saccharomyces cerevisiae”(酿酒酵母)与“ethanol fermentation”(乙醇发酵)、“bioethanol”(生物乙醇)等关键词的连接较为显著,说明酵母相关研究主要聚焦于发酵技术和生物能源领域。此外,“antioxidant activity”(抗氧化活性)与“exopolysaccharide”(胞外多糖)的关联表明,多糖的抗氧化功能是研究的热点之一。图中还显示,“gut microbiota”(肠道微生物群)与“biofilm”(生物膜)的共现频率较高,表明多糖在肠道健康和微生物群落调控中的潜在作用。同时,“drug delivery”(药物递送)与“polysaccharides”的连接表明,多糖在生物医药领域的应用也受到关注。总体而言,多糖研究主要集中在功能性食品开发、抗氧化与免疫调节、微生物代谢调控以及生物医学应用等方面。

北京工商大学食品与健康学院的马子涵、许朵霞*和王彦波*等人针对目前食品、生物医学等领域对天然原料的需求及酵母多糖的生物技术潜力,探讨其在健康食品开发中的应用,以及添加酵母多糖对健康食品营养成分、加工工艺及感官品质的影响。此外,本文分析酵母多糖的生物学活性,为拓宽酵母多糖在食品、生物与医学领域的应用奠定良好基础。

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1 酵母多糖结构与组成

酵母多糖主要来源于酵母细胞壁,酵母细胞壁的组成与结构会因酵母的种类差异以及所处环境条件的改变而呈现出一定的变化特征,但就其核心成分而言,主要包括β-葡聚糖、甘露聚糖、几丁质和糖原(图2)。β-葡聚糖是酵母多糖的主要成分,约占细胞壁干质量的55%~65%,主要是通过β-1,3键连接构成葡萄糖分子的主链(85%)和β-1,6键连接构成支链(15%)。位于细胞壁外层的甘露聚糖由90%的甘露糖和10%的蛋白质组成,其含量大约占细胞壁干质量的35%~40%,其分子结构中主链由α-1,6甘露糖苷键构成,侧链由α-1,2和α-1,3甘露糖苷键形成。几丁质位于细胞壁的内层,约占细胞壁干质量的1%~2%,是由β-1,4糖苷键连接的N-乙酰氨基葡萄糖单元的线性聚合物。糖原是一种高度支化的α-葡聚糖,通过α-1,4-D-葡聚糖线性连接并通过α-1,6-D-葡萄糖键支化,其含量会因细胞的营养状态、分离和分析方法而在1%~29%之间发生变化。

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2 酵母多糖制备方法

酵母多糖制备的重点在于酵母细胞壁的两种主要多糖成分,即β-葡聚糖和甘露聚糖。不同提取方法对提取物的产量和化学组成有显著影响。目前,酵母多糖的提取方法主要可以分为化学法、物理法、酶法。化学提取法中酸碱混合法是最常用的方法,此外,还有碱法、酸法,以及碱或酸与盐结合的方法。物理提取法主要是超声波法、热水法、高压均质法和乙醇沉降法。酶法主要通过酶的特异性,起到降解酵母细胞壁大分子物质的作用,常采用自溶法和辅助酶法。在实际应用中,通常需要根据目标多糖的特性和生产需求选择合适的制备方法,并结合其他技术优化提取过程。酵母多糖不同提取方法及其优缺点和提取产物如表1所示。

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3 酵母多糖改性修饰技术

酵母多糖的改性修饰方法主要包括化学改性、物理改性和生物改性,通过改性可以有效地改善酵母多糖的理化性质和生物活性,同时扩大应用范围、减少环境污染、提高经济效益以及满足特定的工业需求。化学改性法是目前采用较多的改性修饰方法,通过加入化学试剂改变多糖分子结构,得到具有多种性能的衍生物,常见的化学改性方法包括羧甲基化、硫酸酯化和磷酸酯化等。羧甲基化修饰酵母甘露聚糖后,引入亲水性羧甲基基团(—CH 2 COO - )可显著增强水溶性,克服了原始多糖可能存在的溶解局限性。羧甲基化后,多糖傅里叶变换红外图谱出现新吸收峰。如羧甲基化甘露聚糖在1 587 cm -1 和1 408 cm -1 处出现新的振动峰最大值,分别对应COO - 的不对称伸缩振动和对称伸缩振动,表明羧甲基基团成功引入到甘露聚糖链上。

物理改性是指在外力作用下将其主链变为可溶性的小分子,同时不破坏酵母多糖的分子结构,以此提高溶解性,目前使用的物理改性方法有热降解、辐射法和高压微射流技术等。随着辐照剂量从0 kGy增加到50 kGy,酵母β-D-葡聚糖分子质量由175 kDa降至27.9 kDa,表明辐照促使糖苷键β-D-葡聚糖分子链断裂,增加低分子质量多糖的比例。低分子质量片段暴露更多还原性基团(—OH、—COOH),加速电子/质子转移,提升自由基清除效率,抗氧化活性增强。

生物改性主要是酶法改性,通常是利用多糖酶对酵母多糖进行水解,改变空间结构,使其部分转化为低聚糖或寡糖。主要采用的生物改性方法是物理或化学方法协同酶法改性。超声酶解前后酵母β-葡聚糖的红外光谱基本相同,分子质量显著降低,超声空化效应加速键断裂,三重螺旋结构解离暴露亲水基团(—OH),溶解度从4.49%提升到75.35%。酵母多糖的不同改性修饰方法及其原理和食品加工特性如表2所示。

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4 酵母多糖在食品工业中的应用

酵母细胞壁多糖可以作为食品配料应用于多种食品中,在食品工业具有广阔的应用潜力,可用作增稠剂、乳化剂、膳食补充剂、营养强化剂等。酵母β-葡聚糖、甘露聚糖等成分的添加会影响食品的质构特性、持水性、感官特性和保质期,其在焙烤食品、乳制品、肉制品、蛋黄酱和食品包装保鲜等方面都发挥着积极的作用。酵母多糖在食品工业的应用如图3所示。

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4.1 焙烤食品

在焙烤食品中,添加酵母多糖不仅具有延缓食品老化的作用,还能提高产品的营养价值。在面包制作过程中添加酵母β-葡聚糖可保持面包的感官特性,有助于提高酿造业副产品的价值。Martins等从废弃的啤酒酵母中提取β-葡聚糖,并将其添加到面粉中。当面粉中酵母β-葡聚糖的质量分数达到2.02%时,面包的孔隙体积增加且分布更加均匀,同时总纤维含量也得到提高。Suwannarong等发现在面包配方中加入酵母β-葡聚糖可以延缓面包在冷藏过程中出现的老化现象,通过研究酵母β-D-葡聚糖(0.25%~2.00%)的添加对小麦粉面团和面包在4 ℃冷藏8 d过程中的影响,发现酵母β-D-葡聚糖的添加量为0.75%时,面团的黏弹性最好,并且对面包的老化有延迟作用。Bacha等发现添加2%酵母β-葡聚糖的饼干具有良好的感官特性,在饼干中添加2%和4%的β-葡聚糖可提供良好的抗氧化效果从而延长了保质期。Zbikowska等研究表明酥饼中加入酵母β-葡聚糖可以提高营养价值,增加膳食纤维含量、减少热量及饱和脂肪酸含量。

4.2 乳制品

在乳制品中添加酵母β-葡聚糖,可以提升其感官特性,改善产品质量。Raikos等将从啤酒酵母中提取的β-葡聚糖以不同浓度加入到脱脂酸奶中,发现酵母β-葡聚糖能促进酸奶凝胶网络的形成,并缩短约1 h的发酵时间,显示出良好的商业化应用潜力。Smith等将酵母提取物作为酸奶发酵的添加剂,发现其促进了有益细菌的生长,并将发酵时间减少21%。Al-Sahlany等分别向酸奶中添加0.5%和1%的酵母β-葡聚糖,在5 ℃条件下储存14 d,与未添加酵母β-葡聚糖的酸奶相比,酸奶的酸度增加,益生菌的存活率提高。此外,酵母β-葡聚糖在短期或中期贮存期间可以作为益生菌乳酸菌培养物的冷冻保护剂。Mah等将酵母β-葡聚糖添加到乳制品饮料中,发现其在不影响饮品感官特性的前提下,显著缩短了马拉松运动员的上呼吸道感染症状时间,降低了特定症状的严重程度,具有良好的健康益处和应用潜力。

4.3 肉制品

在肉制品中加入酵母多糖不仅能够起到替代脂肪的作用,还可以作为营养价值改良剂,提高肉制品的品质。Apostu等在肉糜中添加酵母β-葡聚糖,添加量为1.5%时酵母β-葡聚糖持水能力和乳化能力较强,硬度和脆性值显著降低,同时保持了肉糜的结构内聚力,降低肉制品中NaCl和多磷酸盐含量,为酵母β-葡聚糖作为食盐替代物的应用奠定理论基础。Pancrazio等将1%的废酵母提取物添加至熟火腿(火腿处理时间分别为1.5、2.0、2.5 h或3 h)中,贮存12 d和90 d,与对照组相比,熟火腿的硬度、耐嚼性、灰分、酯类、蛋白质和游离氨基酸的含量均有所增加。魔芋葡甘聚糖与κ-卡拉胶的协同作用可以显著改善植物肉的质地特性,这种交联水凝胶感官特性与脂肪相似,添加酵母膳食纤维能够使复合材料凝胶的质地和颜色更接近动物脂肪,其被广泛探索用于低脂/无脂肉制品的配方中。酵母多糖在植物基肉类替代品中具有一定的应用潜力,如模拟动物脂肪质感、提升风味以及增加营养和健康效益。

4.4 蛋黄酱

酵母多糖中的甘露聚糖通常与蛋白质共价连接以形成具有乳化性质的甘露糖蛋白,具有与常用食品乳化剂阿拉伯树胶和卵磷脂相似的乳化特性,在食品工业中常用作乳化剂和脂肪替代品,还能提高产品的稳定性和质地特性,保持口感同时降低产品的热量和脂肪含量。Da Silva Araújo等从废啤酒酵母细胞壁中提取出甘露糖蛋白,将其添加到蛋黄酱生产中,与市售黄原胶作为稳定剂的蛋黄酱进行比较,甘露糖蛋白表现出良好的乳化性和稳定性。Reis等在蛋黄酱模型乳液中应用酵母多糖提取物时,质地特性与对照组相似,稳定性更高,具有替代蛋黄和变性淀粉的效果。Marinescu等将酵母β-葡聚糖以不同的比例替代蛋黄酱中的脂肪,结果表明所有含β-葡聚糖的蛋黄酱均具有高含水量和低热量的特点,并且这些差异随着β-葡聚糖取代水平的增加而增加,此外,β-葡聚糖质量分数为50%的蛋黄酱具有较好的贮藏稳定性。Zanon等开发了富含β-葡聚糖的乳清蛋白涂抹酱,为乳清的增值利用提供了一种新途径。同时,在不影响产品风味和口感的前提下,降低产品的钠含量,符合当前消费者对健康饮食的关注和需求。

4.5 食品保鲜

当前全球的环境问题引发了对可再生和可生物降解的薄膜聚合物替代传统包装的需求。作为食品包装的原材料,多糖基聚合物薄膜减少石化原料的使用,同时具有柔韧性、拉伸强度、耐热性和耐环境性等优越性能,可应用于各种包装材料,因其可生物降解性、可持续性和环境友好性而变得越来越重要,发展前景广阔。Peltzer等发现,酵母多糖中β-葡聚糖具有良好的流变性和生物相容性,适用于开发食品保鲜材料以及医药薄膜。此外,基于β-葡聚糖的薄膜还具有抗霉菌作用,在水果表面涂上酵母β-葡聚糖可减少青霉菌引起的梨果实采后腐烂。谢芳等研究了酵母甘露聚糖对番茄果实贮藏的影响,发现其能减缓可溶性固形物含量变化,降低乙烯释放和呼吸强度,推迟果实转色,延缓后熟,提升贮藏效果,并抑制链格孢菌引起的黑霉病,减小病斑面积,降低发病率。多糖基聚合物薄膜凭借其环保性和优异的保鲜及抗菌性能,在食品包装领域展现出巨大的应用潜力。

4.6 其他食品

酵母多糖还可以用于功能性食品添加剂和酿酒中,作为食品中的功能性成分,增加食品的健康益处。酵母β-葡聚糖已在多个国家作为食品添加剂,可用于包括早餐麦片在内的多种食品中。酵母提取物含有大量生物活性物质,是功能性食品及膳食补充剂中优质氨基酸和多肽的来源,同时可用作功能性天然食品添加剂。Christ等通过生物技术生产的天然富含多磷酸盐的酵母提取物具有作为食品添加剂和磷酸盐替代品的潜力。添加甘露聚糖可提高葡萄酒中的单宁含量和颜色强度,改善葡萄酒的感官特性和酚类含量。在桑葚酒的酿造和陈化过程中,酵母提取物与花青素形成稳定的复合物,可减缓花青素的氧化分解,保持桑葚酒的颜色和香气,提升葡萄酒品质。酵母及其衍生物(多糖、提取物)作为多功能组分,在提升食品的营养品质、功能特性和感官体验方面展现出重要价值。

5 酵母多糖在生物医学中的应用

酵母多糖在食品工业中的成功应用(如作为乳化剂和膳食补充剂),验证了其安全性与加工稳定性,这些发现促使研究者重新审视其生物医学价值,其独特的物理、化学和生物特性,在益生元、抗感染和抗癌特性等方面发挥着积极的作用,为人类健康提供多方面的益处。酵母多糖在免疫调节、抗氧化活性、促进肠道健康、药物递送系统制剂、降低血糖血脂、促进伤口愈合、肿瘤调控等领域显示出广泛的应用潜力。酵母多糖在生物医学领域的应用如图4所示。

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5.1 免疫调节

酵母多糖能够作为抗原载体与先天免疫系统的有效细胞成分相互作用,这种作用主要由酵母细胞壁β-葡聚糖和甘露聚糖等结构介导。细胞介导的免疫反应依赖于效应淋巴细胞,包括调节性T细胞、辅助性和细胞毒性T淋巴细胞、记忆T细胞和执行固有免疫功能的T细胞及自然杀伤细胞。酵母β-葡聚糖通过影响中性粒细胞和巨噬细胞的炎症和抗菌活性防御感染。Park等发现酵母多糖能够作为一种高效佐剂促进先天性免疫反应,并在先天免疫细胞与适应性免疫细胞之间架起桥梁,从而增强机体的免疫反应。甘露聚糖/含β-1,6-葡聚糖多糖通过树突细胞中的相关C型凝集素-1-环氧合酶-2信号轴促进初始T细胞诱导调节性T细胞,并且通过Toll样受体2(TLR2)依赖性机制,抑制干扰素-γ表达抑制效应T细胞的辅助性T细胞1型分化。因此,对小鼠结肠炎和实验性自身免疫性脑脊髓炎的实验性炎症疾病模型显示出强大的抑制能力,从而突出了其对临床相关自身免疫性疾病的潜在治疗效用。斑马鱼口服含有葡聚糖和甘露聚糖的酵母多糖后,激活肠道中的Toll样受体等先天免疫受体及相关信号转导通路,促进炎症因子及抗炎因子的表达,增强先天免疫反应。

5.2 抗氧化活性

酵母多糖及其衍生物具有显著的抗氧化活性,可通过增强机体的抗氧化防御系统发挥作用。酵母提取物与VA、VC和VE相结合,在正常机体的皮肤上进行测试,与对照组相比增加了皮肤角质层的含水量,改善了皮肤粗糙度。Galinari等从马克斯克鲁维酵母中提取α-D-葡聚糖并用离心过滤浓缩器分馏多糖,得到4 种不同组分的α-D-葡聚糖,所有多糖组分均具有抗氧化活性、清除羟自由基和铜铁螯合活性。从酵母细胞壁中提取的甘露聚糖具有显著的抗氧化性能,能够有效清除自由基,提升还原力。通过磷酸化后的多糖,因为磷酸基团的引入改变了多糖分子的电子分布,增强其电子转移能力和氢原子活性;改变多糖分子构象,形成有利空间结构,提高与自由基的相互作用效率;赋予多糖金属离子螯合能力,减少金属离子对自由基反应的催化作用。这些因素共同作用,使磷酸化多糖展现出更优越的抗氧化性能。酵母甘露聚糖对自由基清除活性取决于分子质量和浓度,不同分子质量甘露聚糖的自由基清除能力随着浓度的增加而增加,低分子质量的甘露聚糖具有更强的清除能力。因此,未来在提高酵母多糖抗氧化活性方面可聚焦于不同分子质量的多糖及其进一步的改性方面。

5.3 促进肠道健康

酵母多糖中的β-葡聚糖和甘露聚糖通过调节肠道菌群促进肠道健康。β-葡聚糖的β型糖苷键无法被人类的消化酶分解,只能成为肠道微生物群的饲料,被肠道菌群利用,影响肠道群落组成和代谢输出。β-葡聚糖可用作营养补充剂,增强肠道运动能力并保护受损的肠屏障。Mo Xiaoxing等研究发现长期补充酵母β-葡聚糖能够显著改善高脂饮食引起的肥胖及其相关代谢紊乱,揭示了酵母β-葡聚糖能够恢复肠道菌群失调以及短链脂肪酸和脂多糖水平的变化,减轻结肠炎症和氧化应激,预防肥胖。酵母甘露聚糖通过调节肠道微生物群落的结构和功能,促进短链脂肪酸的产生,从而对维持肠道健康发挥重要作用。Cuskin等研究发现肠道的拟杆菌能够利用酵母甘露聚糖,通过特定的代谢途径获取酵母多糖中的营养成分,影响肠道微生物群的组成和功能。具有β-1,4键的酵母甘露聚糖通过减少与结肠炎相关的大肠菌群增加,有效缓解炎症性肠病的症状。Tanihiro等采用随机、双盲、安慰剂对照试验评估酵母甘露聚糖摄入对肠道环境的功效,连续8 周向年龄为30~49 岁的健康女性受试者补充酵母甘露聚糖或安慰剂。研究过程中未观察到副作用,每天补充甘露聚糖可以抑制有害代谢产物的产生,促进有益细菌的生长并改善肠道环境。

5.4 药物递送系统制剂

酵母多糖可以被用作药物递送系统的载体,利用其免疫调节活性和生物相容性,实现药物的靶向递送和实时监测,有助于提高药物的疗效和安全性。氨基化酵母β-葡聚糖纳米颗粒可以作为抗原呈递细胞靶向的载体和免疫增强剂。酵母β-葡聚糖颗粒作为一种新兴的药物输送载体,可以被巨噬细胞特异性摄取,实现口服靶向给药。酵母葡聚糖可以作为微胶囊壁材料的一部分,用于保护包封在内的药物或营养物质,使其在体外消化过程中具有更好的稳定性和靶向释放能力。Sun Ao等开发了一种口服递送布地奈德的酵母微胶囊果胶凝胶,其有效延长了药物在肠道中的滞留时间并实现持续释放,同时减轻了布地奈德的副作用。在体内试验中,研究者对健康对照组和酵母微胶囊处理组的小鼠进行了器官指数测定和组织病理学检查。结果显示,两组别在重要器官、苏木精-伊红染色后的组织切片方面均无显著的病理变化。Salgado等开发了酵母β-葡聚糖气凝胶,通过超临界流体技术实现药物的高效递送。β-葡聚糖的中空结构可以作为递送囊泡治疗癌症。例如,透明质酸修饰的酵母β-葡聚糖颗粒已被用作药物递送系统的一部分,靶向药物多柔比星用于乳腺癌治疗,通过使用具有中空和多孔囊泡结构的酵母β-葡聚糖颗粒递送抗肿瘤药物多柔比星以降低其生理毒性。

5.5 降低血糖血脂

酵母多糖中β-葡聚糖在非肥胖型小鼠中通过多种机制抑制糖尿病的发展,促进T细胞扩增、激活TLR2信号通路、改变胰岛内的细胞因子环境,通过TLR2-细胞外信号调节激酶/p38丝裂原活化蛋白激酶通路激活巨噬细胞,驱动转化生长因子-β分泌和程序性死亡配体-1表达,进而扩增Foxp3+调节性T细胞并增强免疫耐受,最终抑制非肥胖糖尿病小鼠的自身免疫性糖尿病。Cao Yan等给2型糖尿病小鼠口服β-1,3-D-葡聚糖,通过胰岛素信号通路途径改善了葡萄糖和脂质代谢。进一步研究发现,酵母β-葡聚糖减少了肠道中的葡萄糖转运蛋白表达和脂肪乳化,从而降低了葡萄糖和脂质的吸收,有助于降低血糖和改善脂质代谢。饮食中补充酵母多糖有助于缓解高脂引起的肥胖症,Shituleni等对高脂饮食喂养的小鼠施用酵母多糖,研究发现β-葡聚糖和甘露聚糖较对照组可显著降低小鼠体质量的增加,增加超氧化物歧化酶的活性和高密度脂蛋白的水平,减轻脂肪肝沉积和脂肪变性。酵母多糖通过多种机制发挥功能,在调节血糖、改善脂质代谢和减轻肥胖方面具有显著作用。

5.6 促进伤口愈合

酵母多糖中的β-葡聚糖具有促进伤口愈合的能力,Grip等开发了一种可喷雾的水凝胶制剂,促进糖尿病小鼠模型的伤口愈合,其效果与商业产品相当,作为伤口敷料在临床上具有应用前景。Abedini等评估5%酵母β-葡聚糖软膏对烧伤创面愈合的影响,发现涂抹β-葡聚糖的患者伤口愈合更好。Alves等制备了一种治疗膜,由壳聚糖、酵母β-D-葡聚糖和菠萝蛋白酶组成,使用7 d后伤口收缩可达到76.37%,具有良好的伤口愈合潜力。Chen Huaizhong等将胶原蛋白与β-葡聚糖相结合制备了一种具有止血能力的复合海绵,该材料可以减少平均出血量、缩短止血时间、加速伤口愈合。此外,Zhou Zongbao等制备了基于羧甲基化酵母β-葡聚糖的多功能、易降解的止血海绵,在肝损伤的大鼠模型中,实现了更迅速的止血并显著减少了失血量。酵母β-葡聚糖也可促进人静脉溃疡伤口愈合,增加血管生成和成纤维细胞的增殖。

5.7 肿瘤调控

酵母β-葡聚糖能够刺激人类巨噬细胞的增加和细胞因子的产生,促进抗肿瘤活性。酵母多糖的抗肿瘤作用与其免疫调节活性有关,口服给药的β-葡聚糖颗粒能够进入脾脏和淋巴结,激活树突状细胞,在体内捕获垂死的肿瘤细胞,最终导致肿瘤负荷显著降低。此外,酵母β-葡聚糖颗粒参与激活dectin-1,体内口服治疗能显著降低荷瘤小鼠的肿瘤质量,诱导髓源性抑制细胞的分化并抑制其调节功能,增加巨噬细胞和树突状细胞的比例,增强抗肿瘤免疫应答。Zhang Runzan等基于酵母微胶囊合成了金和铂纳米粒子,这些纳米粒子能够有效重塑肿瘤的微环境,从而抑制甚至根除原发肿瘤,提高小鼠的整体生存率,为癌症治疗提供了一种潜在的有效策略。

5.8 其他医学领域应用

酵母多糖在生物医学领域的应用非常广泛,在香烟烟雾引起的小鼠肺气肿模型中,口服补充干酵母提取物可以减少香烟烟雾促进的肺部炎症细胞的流入,抑制肺泡细胞凋亡损伤和肺部炎症,表明干酵母抽提物有望成为治疗慢性阻塞性肺病的药物。在化学诱导的急性炎症小鼠耳模型中,无论是局部使用还是通过长期口服预防性给药,β-1,3-D-葡聚糖均显示出显著减少急性炎症的效果。包含不同比例的两种β-葡聚糖和甘露聚糖的酵母细胞壁在模拟胃肠道pH值条件下均吸附玉米赤霉烯酮,具有较高的吸附率和稳定性。β-1,3-葡聚糖含量是影响酵母细胞壁吸附棒曲霉素的关键因素,含量越高吸附果汁中棒曲霉素的能力越强,显著降低棒曲霉素对人体健康的毒性作用。因此,酵母多糖凭借其显著的生物活性,在炎症调控及食品安全领域展现出广阔的应用前景。

6 结 语

本研究综述了酵母多糖的结构与组成、制备方法和改性修饰技术,阐明了酵母多糖的应用领域,基于食品工业中的用途,如面制品中的添加剂、乳制品中的增稠剂和稳定剂、肉制品和酱制品中的脂肪替代品,以及其作为生物医学领域的免疫调节、促进伤口愈合、抗肿瘤抗癌、降低血糖血脂、促进肠道健康、抗氧化活性和药物递送系统机制等方面的功能。

尽管酵母多糖在食品工业领域中展现出广阔的应用前景,但实际应用仍面临诸多挑战,其对食品保质期稳定性、质地风味等感官特性的潜在影响,是亟需解决的关键问题,其作用机制和实际应用效果仍需更深入探究,应用场景的广度也需进一步拓展。在生物医学领域,酵母多糖的安全剂量、确切疗效验证和潜在的长期毒性评估缺乏充分的临床数据。因此,如何优化其提取、改性及应用工艺,以克服现有瓶颈,实现其在食品与生物医学领域的高效、安全、规模化应用,是未来研究的核心方向。

作者简介

通信作者:

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王彦波 教授

北京工商大学食品与健康学院 院长

王彦波,浙江大学博士,美国佛罗里达大学( UF)博士后,教授,博士生导师,现任北京工商大学食品与健康学院院长,兼任国家食品安全风险评估中心风味与健康技术合作中心主任、国际期刊《NPJ science of food》副主编、《Food Science of Animal Products》副主编等。主要从事食品风味与健康领域研究,迄今主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金项目等国家和省部级任务20余项,出版国际学术著作6 部,科普著作5 部,出版高校规划教材3 部,制定国家标准18 件,发表学术论文200余篇,其中140余篇被SCI期刊源全文收录,ESI高被引学术论文3 篇。此外,荣获中国商业联合会科学技术奖特等奖2 次、浙江省科技进步奖二等奖2 次、浙江省自然科学奖三等奖1 次、浙江省高等学校科研成果奖三等奖1 次等。先后被列入国家高层次人才特殊支持计划领军人才、科技部创新人才推进计划、山东省泰山产业领军人才、浙江省杰出青年基金获得者等,入选全球前2%顶尖科学家榜单和全球前十万名最有影响力科学家,荣获全国商业科技创新人物等荣誉称号。

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许朵霞 教授

北京工商大学食品与健康学院 院长助理

许朵霞,中国农业大学博士,国家公派美国University of Massachusetts Amherst联合培养博士,美国Rutgers University访问学者。现任北京工商大学食品与健康学院院长助理,教授,博士生导师。获批北京市属高校高水平教师队伍建设支持计划青年拔尖人才、北京市优秀人才培养资助青年骨干。兼任南方木本油料产业国家创新联盟副理事长、国际标准化组织粮油分会委员、中国营养学会蛋白质营养与健康分会委员、中国农学会农产品贮藏加工分会委员、北京市“千人进千企”产业特派员等,担任《Journal of Future Foods》、《Grain & Oil Science and Technology》、《Food and Health》等期刊青年编委,《中国油脂》编委。主要从事食品功能性配料稳态化领域研究,主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金等国家级、省部级项目和产学研合作项目18 项,发表学术论文130余篇,其中以第一/通讯作者发表SCI论文72 篇,H指数31,论文被Elsevier评为联合国可持续发展目标,ESI高被引和封面论文4 篇,出版学术著作6 部,申报与授权国家发明专利40余项、美国专利4 项,出版著作6 部,发布行业白皮书2 部,制修定标准4 项。荣获中国轻工联合会科技进步奖一等奖(排名第一)、大北农科技奖二等奖(排名第一)、中国粮油学会第四届青年科技奖、食品界青年科学家奖等荣誉称号。

第一作者:

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张帅 硕士研究生

北京工商大学食品与健康学院

马子涵,女,北京工商大学2024级硕士研究生,研究方向为功能食品。硕士期间参与国家级与产学研合作项目2 项、发表EI文章1 篇,申请国家发明专利1 项。

引文格式:

马子涵, 张智慧, 汤木果, 等. 酵母多糖结构组成与分子修饰及其应用研究进展[J]. 食品科学, 2025, 46(21): 317-327. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250428-231.

MA Zihan, ZHANG Zhihui, TANG Muguo, et al. Research progress on structural composition, molecular modification and applications of yeast polysaccharides[J]. Food Science, 2025, 46(21): 317-327. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250428-231.

实习编辑:普怡然 ;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

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为汇聚全球智慧共探产业变革方向,搭建跨学科、跨国界的协同创新平台,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心(动物替代蛋白)、中国食品杂志社《食品科学》杂志(EI收录)、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志(SCI收录)、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志(ESCI收录)主办,西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、 重庆三峡科技大学 、西华大学、成都大学、四川旅游学院、北京联合大学、 中国-匈牙利食品科学“一带一路”联合实验室(筹) 共同主办 的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”, 将于2026年4月25-26日 (4月24日全天报到) 在中国 重庆召开。

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为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力,加速科技成果向现实生产力转化,推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级,由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志(EI收录)、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志(SCI收录)、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志(ESCI收录)主办,合肥工业大学、安徽农业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、安徽省农科院农产品加工研究所、安徽科技学院、皖西学院、黄山学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“第六届食品科学与人类健康国际研讨会”,将于 2026年8月15-16日(8月14日全天报到)在中国 安徽 合肥召开。

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联系人:杨红;电话:010-83152138;手机:13522179918(微信同号)

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