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新资源食品—酵母葡聚糖应用前景广阔
发布时间:2011-4-22  阅读次数:7294  字体大小: 【】 【】【
       β-1,3-D-葡聚糖是在微生物、蘑菇和植物中广泛存在的一种多糖,它是组成高等植物、酵母菌和真菌细胞壁的结构大分子之一。具有较强生物活性的β-1,3-D-葡聚糖的重要来源之一是酵母细胞壁。酵母细胞壁由三种主要的多糖组成,其中包括甘露糖蛋白(约占40%)、葡聚糖(约占50%)和几丁质(约含2%)。
人们对酵母葡聚糖的兴趣始于上世纪40年代,Pillemer博士首次发现并报道酵母细胞壁中有一种叫作“Zymosan”的物质能够非特异性地刺激免疫系统。20世纪60年代,杜兰大学的Nicholas DiLuzio博士证实了Zymosan中具有生物活性的物质是β-1,3-D-葡聚糖,并从面包酵母中分离出这种物质。近几年,大量研究表明酵母葡聚糖能够通过结合到巨噬细胞上的特殊受体而刺激巨噬细胞活性,从而增强非特异性免疫功能达到抗肿瘤、抗炎、促进伤口愈合等活性功能。
       酵母葡聚糖的提取工艺
       酵母葡聚糖以碱不溶性葡聚糖为主,其制备关键是除去蛋白质、甘露聚糖和脂类等杂质。目前国内外制备酵母葡聚糖的方法主要有酸碱法、酶法及氧化提取法等。
       酸碱法
        Mannaners等最早采用酸碱法提取酵母中的葡聚糖,后经过Willianms等人的改进,已形成稳定的工艺。CHUNG等研究的碱处理工艺为:取80g酵母细胞壁悬浮于1000mL 4%的NaOH溶液中,95℃保温1h,离心,不溶物悬浮于2000mL 3%的NaOH溶液中,于75℃保温3h,离心,不溶物悬浮于蒸馏水中,用盐酸调pH至4.5,75℃保温1h,离心,水洗、脱水、干燥得酵母葡聚糖。
       酶法
       酸碱法快速、高效,虽然能够得到纯度较高的葡聚糖产品,但是需要消耗大量酸碱,环境污染严重,需要有机溶剂且会对葡聚糖分子造成一定破坏。为了克服这种不足,国内外研究者采用更加温和的工艺来提取酵母葡聚糖。Freimund等采用酶法处理酵母细胞壁制备酵母葡聚糖:取1.3kg酵母细胞壁加水至8.8L,调节pH至7.0,125℃保温5h,离心后洗涤2次,不溶物加水至10L后用碱性蛋白酶Savinase酶处理5h,离心、洗涤、干燥后用乙醇或丙酮洗涤,得到含量85%以上的葡聚糖样品。
       酶处理酵母细胞壁后能去除大量蛋白,从而降低后续碱的浓度和使用量,得到的酵母葡聚糖产品分子结构更加完整,因此,酶法更适合于大规模酵母葡聚糖的提取纯化。
       其他工艺
       除传统的酸碱法和酶法外,一些研究学者还采用其他方法来制备纯度较高的酵母葡聚糖。日本的Ohno等采用0.5%~2%的次氯酸钠溶液在室温条件下直接处理酵母细胞壁5h以上,得到的高纯度酵母葡聚糖产品收率在20%以上。此方法虽能得到纯度较高的酵母葡聚糖,但是强氧化剂对葡聚糖分子结构的影响还有待深入研究。
       酵母葡聚糖的生理功能
       增强免疫力
       口服的酵母葡聚糖与其他食物成分不同,它不被胃和肠道中的酸或酶水解而直接进入小肠。小肠粘液细胞上的巨噬细胞通过葡聚糖受体吸收葡聚糖,随即激活这些细胞。β-1,3-D-葡聚糖通过刺激巨噬细胞这种能够在保护和增强免疫系统方面发挥广泛作用的白细胞来发挥作用,保护身体免受危害。
       葡聚糖抗肿瘤效用是刺激免疫系统的结果,而不是直接对肿瘤细胞产生细胞毒性。这种效用相对于传统治疗的优势在于,免疫细胞具有识别和摧毁“坏”细胞和“外来入侵者”的能力,所以葡聚糖对健康组织和细胞的危害很小。目前研究抗癌功能的主要目标就是加强存在于高等哺乳类组织中的巨噬细胞的活性及吞噬能力,这正是酵母葡聚糖的功能之一。1981年挪威癌症研究中心及瑞典Uppsala大学比较了42种天然多糖的免疫力,发现从酵母、真菌中提取的葡聚糖能将小白鼠体内巨噬细胞的吞噬能力提高10倍以上,在其后的研究中,其他哺乳动物包括人类的免疫效应亦有同样的结果。
       抗感染,提高抗病能力
       自20世纪80年代,哈佛大学陆续的研究表明,β-1,3-D-葡聚糖可帮助人们抵抗多种病原菌的侵害,如金色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌、李斯特菌、卡氏肺囊虫、利什曼原虫和蛔虫等。研究者也对不同动物进行了葡聚糖抗感染的研究,如小鼠、大鼠、豚鼠、猪等,均体现出其增强机体免疫力,改善感染状况的能力。
         酵母β-葡聚糖能明显增加抗生素的效力,当与抗生素联合使用时,其刺激巨噬细胞的作用能够增强药物的治疗效果。大白鼠腹膜炎的实验证实,单独使用β-1,3-D-葡聚糖的大白鼠有80%的存活率(对照组的存活率为20%),单独使用抗生素组的存活率为65%,而联合使用二者则有100%的存活率。
        抗辐射
       美国空军辐射生物学研究所的研究表明,酵母葡聚糖对辐射后免疫系统的恢复和抵抗能力的快速提高具有很好的帮助。在给予致死剂量的辐射后,对照组的小鼠在两周后全部死亡,而服用酵母葡聚糖组的小鼠死亡率只有40%。用β-1,3-D-葡聚糖治疗经辐射的小鼠,可以增强小鼠的恢复能力,并能够提高骨髓活力使白细胞数量增加,同时增加脾细胞数。
       酵母葡聚糖的应用领域
       动物养殖和饲料工业
       酵母葡聚糖是一种很好的天然免疫增强剂,能提供机体非特异性和特异性免疫作用,这是改善动物健康状况的重要途径,因此在动物养殖领域应用相当广泛。Selvaraj等研究表明,对鲤鱼进行腹膜内注射酵母葡聚糖可显著提高其免疫功能。Courie等用酵母葡聚糖作为抗生素替代物添加于猪、鸡等畜禽日粮中,能显著提高动物的免疫功能,并促进生长,提高饲料转化利用率。
       目前,欧盟已禁止使用抗生素,抗生素残留问题已引起全世界的关注,酵母葡聚糖是目前抗生素的最佳替代物。在美国、巴西和我国台湾已普遍使用酵母葡聚糖,在畜禽和水产品养殖中发挥了良好的防病、治病作用,提高饲料转化率并大大降低了动物死亡率。
       食品工业
       酵母葡聚糖具有很高的粘性、持水性、乳化稳定性,在食品工业中常作为增稠剂、持水剂和乳化稳定剂应用于调味料、甜点等食品。由于酵母葡聚糖在人体消化道内难以降解消耗,因此,还可以作为低热量食品添加剂,提供脂肪样口感。王淼等研究表明,在肉制品中用酵母葡聚糖替代脂肪,既可提供低脂肉制品滑润、丰厚的口感,又能改善肉制品的脆度、硬度等质构特性。Thammakiti将酵母葡聚糖作为乳化稳定剂应用于蛋黄酱中,不但能有效保持蛋黄酱的乳化稳定性,且能够强化纤维素阻止脂类吸收的作用,促进胆固醇的排出,增加肠道蠕动。因此,酵母葡聚糖在食品工业中既可作为膳食纤维,又是一种优质的保健食品添加剂。
       化妆品工业
       酵母葡聚糖可以应用到洗发香波、沐浴露、防晒霜及面膜等产品中,发挥其抗感染、抗辐射以及增强免疫力的作用,从而保护皮肤免受外界侵害,国外已有大量应用的例子,但在国内尚未有报道。
随着人们生活水平的不断提高和保健意识的不断增强,健康长寿已成为大多数人追求的目标。要实现这一目标,只有靠我们自己功能健全和强大的免疫系统,靠我们从自己的饮食中摄取更多的免疫增强物质来不断完善免疫系统,酵母葡聚糖或许就是最好的选择。
来源:功能食品配料网
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