酵母菌作為一種單細胞微生物，屬于大自然中的天然發(fā)酵劑，其菌體內含有蛋白質、碳水化合物、多糖、氨基酸、核酸、維生素和微量礦物質等成分，其中，蛋白質含量遠高于肉、蛋和大豆等食物，主要成分為菌體蛋白和酵母代謝產物。

酵母中蛋白質含量占其干重的35%~60%，水分和脂肪含量分別為2.00%和2.66%，是天然優(yōu)質完全蛋白。因無過敏原、無異味、低脂質、高營養(yǎng)且含有所有必需氨基酸，我國于2023年被列為新資源食品。其實，早在1997年，美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）就授權了在特定條件下安全使用酵母蛋白用作食品添加劑。酵母蛋白的生產不受農業(yè)技術及各類環(huán)境因子的限制且環(huán)保、可持續(xù)，較動植物蛋白質更容易獲得。

酵母蛋白的獲取

鑒于菌株選擇、培養(yǎng)條件以及提取技術的不同，其酵母蛋白的含量可能存在較大差異。其中，育種技術作為提高酵母蛋白產量的關鍵方法之一，可以對菌株進行基因改良并篩選高蛋白酵母菌株；利用發(fā)酵罐進行大規(guī)模和高密度培養(yǎng)及發(fā)酵工藝控制，可以實現(xiàn)高蛋白含量的酵母蛋白生產；通過包含酵母細胞破碎、蛋白溶解、純化和濃縮等步驟，可以獲取高純度的酵母蛋白。

1、利用育種技術提高酵母蛋白含量的研究進展

誘變育種是提升酵母蛋白含量的核心手段，包括物理和化學誘變，化學誘變劑如甲磺酸乙酯或溴化乙錠具有毒 性，可能會給使用者帶來潛在的永 久性危險；相比之下，物理誘變不會對使用者造成危害，包括紫外線誘變（UV）、重離子誘變以及大氣和室溫等離子體（ARTP）誘變等技術。研究表明，紫外線（UV）誘變可使 M和N2 菌株蛋白含量提升至12.93%；利用80 MeV/u 重離子12C6+輻射對酵母NJ3236 菌株進行誘變，蛋白含量提高10.08%；大氣室溫等離子體技術可通過誘導 DNA 損傷，使 SWCor-1 菌株蛋白產量提升 25.48%。

2、利用發(fā)酵技術提高酵母蛋白含量的研究

發(fā)酵技術作為一種常用生物工藝，可以調控發(fā)酵工藝、發(fā)酵方式和發(fā)酵底物，被認為是一種提高酵母蛋白含量的有效手段。在利用發(fā)酵工藝的過程中，精準調控溫度、pH 和氧氣供應等參數(shù)對于促進酵母菌生長和代謝具有重要影響。此外，發(fā)酵過程中的時間控制也是關鍵所在，適當延長發(fā)酵時間有助于延長酵母菌的生長周期，從而進一步促進酵母蛋白合成。

發(fā)酵方式分為固態(tài)發(fā)酵、半固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵。通過液態(tài)發(fā)酵，酵母菌可以發(fā)揮最大的生產潛力，是目前生產酵母蛋白的主流方式。利用可生物降解的工農業(yè)副產品為碳源，使用各種工農業(yè)廢料作為酵母蛋白的生產基質不僅能夠促進這些行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，也有利于實現(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)境保護并減輕大氣污染。通過添加合適的輔助營養(yǎng)物質對發(fā)酵培養(yǎng)基進行優(yōu)化，可以為酵母菌提供合成蛋白所需的營養(yǎng)元素，從而提高酵母蛋白的產量和質量。

3、利用提取工藝提高酵母蛋白收率的研究進展

選育的高蛋白菌株發(fā)酵后會形成酵母乳液，經(jīng)過加工技術，細胞裂解、蛋白質提取和純化等步驟即可提高蛋白質得率，獲得純度更高的蛋白質。破壞酵母細胞壁是釋放酵母蛋白的關鍵，主要包括機械法、物理法、化學法和酶法。

第一，一些常用的機械破碎法包括珠磨、加壓均質和超聲波等，其中珠磨法是最簡單且經(jīng)濟的機械破碎方法之一。第二，高壓均質法利用高壓迫使細胞通過狹窄的間隙或閥門，促使細胞破裂。第三，超聲波處理利用高頻聲波產生局部剪切應力，通過聲空化的過程破壞細胞壁和細胞膜。雖然機械破碎技術操作簡單、成本低且可擴展，但這些方法是非選擇性的，同時可能損害蛋白質活性并形成細胞碎片形成。

化學方法則是通過添加多種化合物來改變細胞壁和細胞膜的通透性。酶解法是通過添加多種外加酶來破壞外膜?；瘜W方法和酶解法可能會影響蛋白質的結構、活性和下游應用。

酵母蛋白的改性

酵母蛋白具有良好的功能特性，如溶解性、乳化性、起泡性、凝膠性、流變性、熱穩(wěn)定性以及持水、持油性等。其中，溶解性是蛋白質功能的直接體現(xiàn)，為其他性質奠定了基礎，但蛋白質的乳化性、起泡性、流變性以及凝膠性等均會隨溶解性的升高而升高。改性前的酵母蛋白的表面疏水性可達520. 56，可充當載體材料和創(chuàng)新乳化劑；但由于α-螺旋含量高，凝膠特性有待提升，可溶性蛋白含量僅為4.36%。通過改性技術改善其結構，進而影響其功能特性，可擴大酵母蛋白在食品領域的應用范圍。

1、 物理改性

蛋白質的物理改性是指采用熱、電、射線、高壓、微射流、超聲波、等離子體、擠壓等方法，使分子間聚集或解聚以改善功能性質，但一般不涉及一級結構。與化學、生物改性相比，物理改性更安全且不額外添加物質。具體改性方法包括熱處理（常規(guī)熱處理、歐姆加熱、微波、射頻、紅外線照射等）和非熱處理（超聲波、等離子體、空化射流均質、擠壓等）。目前，已報道的酵母蛋白改性手段為熱處理、超聲波和高水分擠壓。

① 熱處理是最常見的改性方法，通過溫度和時間調控蛋白質構象。研究表明，80℃下對酵母蛋白干熱處理 4天，可使發(fā)泡體積提升218%（達497.3 mL），泡沫穩(wěn)定時間延長161%（至86 分鐘）。適度加熱能展開蛋白質高級結構，暴露疏水基團，提升溶解度和乳化性；但過度加熱會導致疏水基團聚集，降低溶解性，因此需精準控制參數(shù)。

② 超聲波技術利用熱效應、空化和機械作用改變蛋白質二級與三級結構，顯著改善溶解性、乳化穩(wěn)定性等功能。研究顯示，200-650 W 的超聲功率配合 pH 調節(jié)，可使酵母蛋白溶解度提升4%，乳化活性最高達 62.95 m2/g，發(fā)泡性提升至170%。但過高功率或過長處理時間可能破壞功能，需通過冰水浴等輔助手段優(yōu)化。

③ 高水分擠壓技術通過高溫高壓重塑蛋白質分子排列，賦予人造肉類纖維結構。實驗表明，添加魔芋葡甘露聚糖（KGM）后擠壓，可增強人造肉熱穩(wěn)定性，但溶解度因形成不溶性聚集體而降至10%以下，提示需平衡纖維化與溶解性矛盾。該技術為植物蛋白替代動物肉提供了新路徑，但需進一步優(yōu)化工藝以提升綜合性能。

2、化學改性

近年來，研究者通過多種化學修飾手段顯著改善了蛋白質的功能特性，主要包括 pH 偏移處理、多酚相互作用和糖基化修飾三大方向。

① pH偏移處理。pH偏移處理可提升蛋白溶解度，通過調整溶液 pH 值至極端酸堿，可增加蛋白間靜電斥力，導致部分去折疊；隨后調至中性，可重新折疊形成更靈活的結構，改變蛋白功能。實驗表明，由于pH 變化引起的蛋白質構象展開和活性基團暴露，使用 1 mol·L-1 HCl 將溶液 pH 調至7.0 后，改性后的酵母蛋白可溶性蛋白含量從4.36%提升至7.79%，同時發(fā)泡性能達到165.00%，乳化活性提升至 61.69 m2·g?1。

② 多酚相互作用。多酚類物質與蛋白質的相互作用分為共價相互作用和非共價相互作用。其中，非共價相互作用最為常見且其過程可逆，作用力涉及靜電相互作用、氫鍵、范德華力和疏水相互作用等，通過改變二級、三級結構改善蛋白質的功能特性。在多酚相互作用領域，研究主要聚焦于表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）和姜黃素兩種多酚物質與酵母蛋白的復合效應。當酵母蛋白與 EGCG 按1：0.81質量比復合時，乳化性提升5.1 m2·g?1，酵母蛋白-姜黃素復合物（1：2.72）的乳化性增幅達9.5 m2·g?1。而當酵母蛋白-EGCG-姜黃素按質量比為1：0.81：2.72形成復合物時，其乳化穩(wěn)定性指數(shù)顯著提升至 87.7%，同時起泡性從 12.5%增至17.5%，泡沫穩(wěn)定性由70%提高至81%。

③ 糖基化。糖基化修飾作為美拉德反應的初始階段，通過共價結合糖分子實現(xiàn)蛋白質功能改良。研究表明，糖分子引入的親水基團能增強蛋白質在油水界面的吸附能力，經(jīng)糖基化處理的酵母蛋白乳化活性指數(shù)（EAI）從67.17%提升至78.34%，乳化穩(wěn)定性指數(shù)（ESI）由 48.49%增至 63.31%。不過，該過程也導致疏水基團暴露，使溶解性從 95.14%略微下降至 90.58%，所以修飾過程中要注意功能特性改善與結構穩(wěn)定性間的平衡關系。

3、生物改性

蛋白質的生物改性主要采用酶法，酶法通過催化降解或交聯(lián)蛋白質改變蛋白質結構，進而改善其功能特性如溶解度、乳化性和發(fā)泡性，不引入化學成分，符合“清潔標簽”理念。研究發(fā)現(xiàn)，使用0. 2% 木瓜蛋白酶進行改性發(fā)現(xiàn)，泡沫體積可達462.4 mL，較未改性酵母蛋白的發(fā)泡性提高了1. 9倍；泡沫穩(wěn)定時間為46 min，僅比改性前提高31%；推測是由于酶將分子量較大的蛋白質水解為分子量較小的多肽鏈，但并未形成促進和穩(wěn)定泡沫結構且大小分子量共存的多肽系統(tǒng)。

4、復合改性

單一條件改性處理很難達到理想程度，因此需要進行復合改性。目前用于酵母蛋白的復合改性方法主要是物理和化學復合改性。如使用超聲輔助pH偏移對酵母蛋白進行改性以探究其溶解度的變化，在超聲功率 390 W、超聲時間 30 min 進行 pH 偏移發(fā)現(xiàn)，酵母蛋白在 pH值 3~11范圍內保持較高的溶解度且最高達76%左右、發(fā)泡性（foaming ability，F(xiàn)A）為187. 00%、泡沫穩(wěn)定性（foamingstability，F(xiàn)S）為95.18%、乳化活性（emulsifying activity，EA）為48.73 m2·g-1、表面疏水性（H0）最高達到451.70。選用Ca(OH)2熱水解酵母蛋白發(fā)現(xiàn)，Ca(OH)2的質量分數(shù)為1.5% 時，改性酵母蛋白的泡沫體積最大，為1120.3 mL，泡沫穩(wěn)定時間為10.1 h，發(fā)泡性、泡沫穩(wěn)定性分別較改性前提高5.9、17.4倍。

酵母蛋白在食品工業(yè)中的應用

近年來，隨著食品科學技術的發(fā)展，酵母蛋白作為一種新型食品原料受到了越來越多的關注。與大豆、乳清等動植物蛋白相比，由酵母蛋白制成的產品相對較少，故而酵母蛋白產品在食品工業(yè)中仍有很大的市場潛力。研究表明，不同酵母蛋白的嘌呤含量差異較大，在食品中添加酵母蛋白時，應根據(jù)食品的指標要求選定不同嘌呤含量的酵母蛋白。此外，酵母蛋白在食品調味和營養(yǎng)補充領域也具有重要的應用地位，可用作調味劑、蛋白質補充劑、肉類補充劑和葡萄酒澄清劑。

有研究以酵母蛋白為原料制作了一款供運動和保健人群食用的蛋白棒產品，該產品的蛋白質含量高達 82.4%，并且通過對其進行感官分析，確定該產品具有很好的咀嚼感，甜度適中，能夠為人體提供較高的營養(yǎng)。

鑒于特殊的發(fā)酵味道，酵母蛋白也可以被用作天然調味劑，以增強或改變食品的口感和風味。將酵母蛋白添加到雞胸肉中，出品率高達110%，并且發(fā)現(xiàn)用酵母蛋白替代香精可以改良肉制品的風味，提高其出品率和口感。但是，過量使用酵母蛋白可能會掩蓋或改變食品原有的風味，因此對于特殊口味的調節(jié)需要對酵母蛋白進行更精細的配比和處理。

酵母蛋白中含有所有人體所必需的氨基酸，有助于提高各種食品的營養(yǎng)價值，特別是在素食產品和運動營養(yǎng)品中的應用正在日益增多。有研究利用酵母制備了蛋白素肉，經(jīng)過感官評價，發(fā)現(xiàn)添加適量酵母蛋白能使肉的香味更加濃郁，咀嚼性和彈性相比于未添加酵母蛋白的產品有更顯著的提升。

作為一種功能性食品添加劑，酵母蛋白可在果汁和啤酒等飲料的生產過程中被用作澄清劑，幫助去除懸浮顆粒，提高飲料的透明度和口感。酵母蛋白也可以通過與酚類化合物相互作用，降低飲料中酚類物質的濃度，從而提高飲料的澄清度。研究表明，經(jīng)酵母蛋白處理的葡萄酒相較于那些經(jīng)礦物、動植物來源的澄清劑處理的葡萄酒在亮度、顏色和澄清度方面均性能更佳，所以酵母蛋白是精煉葡萄酒澄清劑的一種很有前途的替代品。

參考資料：

[1]韓朝瑋,朱緒春,周麟依,彭寧,趙焱,安寧,劉紅芝.改性技術對酵母蛋白功能特性與結構的影響研究進展[J].核農學報,2025,39(2):360-368

[2]侯文義,李相前.酵母蛋白新食品原料研究進展及應用展望[J].工業(yè)微生物,2024,54(4):51-56

作者簡介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科學碩士，現(xiàn)就職于國內某大型藥物研發(fā)公司，從事營養(yǎng)食品的開發(fā)與研究。