天津科技大学杨瑞团队在国际食品顶刊发表关于酵母多糖的综述

学术 2024-09-10 20:20 上海

（请点击图片查看）

天津科技大学杨瑞团队在国际食品顶刊发表关于酵母多糖的综述

近日，天津科技大学食品营养与安全国家重点实验室的杨瑞教授团队在《Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety》期刊（IF=12.0）上发表了题为《Yeast polysaccharides: The environmentally friendly polysaccharides with broad application potentials》的综述论文。天津科技大学杨瑞教授和北京工商大学张玉玉教授为共同通讯作者，天津科技大学Wenjing Dong为第一作者。该综述主要介绍了酵母多糖的结构特征、制备方法、改性方式、功能特性、生物活性以及在食品中的应用，并对未来研究方向进行了讨论。

成果介绍

该综述主要介绍了从啤酒工业废料中提取的酵母细胞壁多糖，包括其结构特征、制备方法、改性方式、功能特性、生物活性以及在食品中的应用。酵母多糖主要由 β -葡聚糖、甘露聚糖、几丁质和糖原组成，通过酸碱法、超声辅助提取法、酶法等可进行制备。对其进行化学、物理和生物改性可改善其性质和生物活性。酵母多糖具有溶解性、结合金属离子、乳化、生物相容等功能特性，以及抗氧化、降血糖血脂、刺激免疫、促进伤口愈合、吸附霉菌毒素、促进肠道健康等生物活性。在食品中，它可用于制作食品包装膜、乳化剂、酸奶增稠剂、蛋黄酱中的脂肪替代品以及添加到面包、面食和饼干中。未来还需进一步研究其作用机制和应用。

结论与展望

酵母多糖已展现出广泛的生物活性，并在许多领域具有潜在的应用，因而引起了广泛关注。酵母多糖具有抗氧化特性、能刺激免疫、促进肠道健康、吸附霉菌毒素、促进伤口愈合以及降低血糖和血脂。此外，酵母多糖具有有趣的功能特性。酵母甘露聚糖与蛋白质相连形成具有乳化能力的甘露蛋白，由于其两亲结构，它可用作乳液中的稳定剂，氧化酵母β-葡聚糖可以吸附铅离子，避免细胞中毒。更重要的是，这些多糖有潜力作为低热量成分来替代食品中高热量的成分，或者可以添加到食品中对产品质量产生积极影响。它们已被证明在食品中有多种应用，例如作为生物乳化剂、乳制品中的增稠剂、蛋黄酱中的脂肪添加剂，也可以添加到面包、面团或饼干中发挥积极作用。最后，作为食品接触膜是酵母β-葡聚糖的另一个有趣应用，这扩展了其在食品工业中的用途。然而，在未来对酵母多糖的研究中仍有一些问题需要解决：（i）尽管在酵母多糖的活性和应用方面已经获得了许多积极的结论，但目前对酵母多糖的研究仍处于实验室阶段，其作用机制仍不清楚。（ii）通过不同提取、分离和纯化方法获得的β-葡聚糖和甘露聚糖具有不同的纯度、分子量和空间结构，因此具有不同的生物活性。（iii）酵母多糖在食品工业中已显示出一些高价值的应用，但其应用仍需要进一步研究和探索。

图文赏析

图1. 酵母细胞壁的结构成分和多糖的位置

图2. 酵母多糖的结构:(a) β-葡聚糖;(b)甘露聚糖;(c)几丁质;(d)糖原

图3. 三种不同氧化酵母β-葡聚糖(OYG)对Pb²⁺的吸附行为及其对PC12细胞铅致毒性的影响。(a)不同铅离子浓度对OYGs吸附量(Q)的影响；(b)不同温度对OYGs吸附能力的影响；(c)不同浓度的OYGs对铅致PC12细胞毒性的抑制作用；(I: OYG1, II: OYG2, III: OYG3)；(d) OYGs对铅诱导的PC12细胞凋亡的抑制作用；(e) OYGs对PC12细胞活性氧(ROS)生成的抑制作用；(f) OYGs对铅暴露PC12细胞一氧化氮(NO)生成的抑制作用

图4. 酵母(β1→3)-葡聚糖改善肥胖/糖尿病小鼠代谢的机制。口服(β1→3)-葡聚糖抑制小肠黏膜SGLT-1表达，减少葡萄糖从肠道向血液的转运，可能通过IRS/Akt通路改善糖脂代谢。同时，厚壁菌门的减少和Akkermansia种群的增加引起了肠道微生物群的变化，这可能与抑制脂肪组织中巨噬细胞的浸润和降低血液和肌肉中TNF-α有关

图5. 酵母(β1→3)-葡聚糖改善肥胖/糖尿病小鼠代谢的机制。口服(β1→3)-葡聚糖抑制小肠黏膜SGLT-1表达，减少葡萄糖从肠道向血液的转运，可能通过IRS/Akt通路改善糖脂代谢。同时，厚壁菌门的减少和Akkermansia种群的增加引起了肠道微生物群的变化，这可能与抑制脂肪组织中巨噬细胞的浸润和降低血液和肌肉中TNF-α有关。

原文链接

https://doi.org/10.1111/1541-4337.70003

作者简介

杨瑞，天津科技大学食品学院副教授、特聘教授。加拿大阿尔伯塔大学访问学者，2018年天津市第五批创新人才推进计划青年科技优秀人才，国家自然科学基金函评专家、天津市技术合同认定登记评审专家、美国化学学会会员、天津市食品学会会员。一直从事植物蛋白质的结构化学及新功能发掘，基于蛋白质/多糖等生物大分子的天然活性组分载体化及营养学评价，农副产品加工及利用等研究工作。主持国家自然科学基金面上/青年项目、天津市自然科学基金面上/青年项目等课题10余项，参与各类科研项目10余项。在Trends in Food Science and Technology，Chemical Communications，Journal of Agricultural and Food Chemistry，Food Chemistry，Food Hydrocolloids等期刊发表第一/通讯作者SCI论文40余篇，发表中文论文10余篇。参编英文专著1部，申请发明专利10余项。Journal of Agricultural and Food Chemistry，Food Chemistry等10余种国际及国内期刊审稿人。获得2017年中国食品科学技术学会科技创新二等奖1项，参与中国食品科学技术学会及中国商业联合会科技进步二等奖各1项。

张玉玉，北京工商大学食品与健康学院教授，新加坡国立大学访问学者，主要研究领域为食用香料香精化学及其应用。主持国家自然科学基金项目3项，“十三五”国家重点研发计划课题1项，企业课题项目7项。入选2018年度“北京高校卓越青年科学家计划”。出版学术专著1部，授权国家发明专利8项。以第一作者及通讯作者发表论文90篇。

食品放大镜 | 不同领域研究成果

（请点击标题查看）

胶体、乳液及递送系统 多糖、纤维、低聚糖等 脂质

食物蛋白、肽与氨基酸 多酚类化合物 淀粉

食品包装与货架期 食品安全与质量控制 凝胶

食品营养与人类健康 食品检测与分析 茶酒 蜂产品