百德生物 | 新型生物细胞营养素功能性成分分析【酵母菌】

　　营养：酵母菌同其它活的有机体一样需要相似的营养物质，像细菌一样它有一套胞内和胞外酶系统，用以将大分子物质分解成细胞新陈代谢易利用的小分子物质，属于异养生物。

　　酸度：酵母菌能在PH值为3.0～7.5的范围内生长，最适PH值为4.5～5.0。

　　水分：像细菌一样，酵母菌必须有水才能存活，但酵母需要的水分比细菌少，某些酵母能在水分极少的环境中生长，如蜂蜜和果酱，这表明它们对渗透压有相当高的耐受性。

　　温度：在低于水的冰点或者高于47℃的温度下， 酵母细胞一般不能生长，最适生长温度一般在20～30℃。

　　氧气：酵母菌在有氧和无氧的环境中都能生长，即酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧的情况下，它把糖分解成二氧化碳和水且酵母菌生长较快。在缺氧的情况下，酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳。

最常提到的酵母为酿酒酵母（也称面包酵母），自从几千年前人类就用其发酵面包和酒类，在发酵面包和馒头的过程中面团中会放出二氧化碳；被广泛用于现代生物学研究中。如酿酒酵母作为重要的模式生物，也是遗传学和分子生物学的重要研究材料；酵母菌中含有环状DNA－－质粒，可以用来作基因工程的载体。

食用

　　在普通的粮食制品如面包、蛋糕、饼干和烤饼中掺入5%左右的食用酵母粉以提高食品的营养价值；酵母自溶物可作为肉类、果酱、汤类、乳酪、面包类食品、蔬菜及调味料的添加剂；在婴儿食品、健康食品中作为食品营养强化剂；由酵母自溶浸出物制得的5′－核苷酸与味精配合可作为强化食品风味的添加剂；从酵母中提取的浓缩转化酶用作方蛋夹心巧克力的液化剂。从以乳清为原料生产的酵母中提取的乳糖酶，可用于牛奶加工以增加甜度，防止乳清浓缩液中乳糖的结晶，适应不耐乳糖症的消费者的需要。 

　　茶酵母：在台湾冻顶山区，人们在制作乌龙茶时，首先会将茶杀青，之后进行低温发酵，发酵之后，酵母菌便功成身退，沉淀在底部。不过这时候的酵母菌早已吸收了乌龙茶的精华养分，将其捞起经过洗净、消毒、干燥等再制造过程，就成了茶酵母。

　　茶酵母－－含有茶多酚具有高于维生素E10倍的抗氧化能力，能够降低血液中性脂肪含量，有效降血脂。还能够改善由肥胖及血脂偏高引起的精神萎靡、困倦的生物碱，让你精神焕发。啤酒酵母－－含有更为丰富的维生素B是茶酵母的3倍相当，酵母铬是茶酵母2倍相当，B族维生素能加速碳水化合物的脂肪的代谢、快速消耗热量使人在瘦身的同时精力充沛；酵母铬降低中性脂肪、协助胰岛素加速糖的代谢。

　　真茶酵母的概念应该为：含有乌龙茶等减肥的有效成分，并且具有酵母的的特性，啤酒酵母也是一种减肥的热销品，说明酵母本身对减肥都是有效的，而茶酵母的优越之处在与其他融具了茶减肥与酵母减肥的特点，更健康，更有效，更安全。

　　啤酒酵母：用于酿造啤酒的酵母。多为酿酒酵母（Sac-charomyces cerevisiae）的不同品种。除用于酿造啤酒、酒精及其他的饮料酒外，还可发酵面包。菌体维生素、蛋白质含量高，可作食用、药用和饲料酵母，还可以从其中提取细胞色素C、核酸、谷胱甘肽、凝血质、辅酶A和三磷酸腺苷等。在维生素的微生物测定中，常用啤酒酵母测定生物素、泛酸、硫胺素、吡哆醇和肌醇等。

　　啤酒酵母无性繁殖以芽殖为主。能发酵葡萄糖、麦芽糖、半乳糖和蔗糖，不能发酵乳糖和蜜二糖。

　　按细胞长与宽的比例，可将啤酒酵母分为三组。第一组的细胞多为圆形、卵圆形或卵形（细胞长╱宽<2），主要用于酒精发酵、酿造饮料酒和面包生产。第二组的细胞形状以卵形和长卵形为主，也有圆或短卵形细胞（细胞长╱宽≈2）。这类酵母主要用于酿造葡萄酒和果酒，也可用于啤酒、蒸馏酒和酵母生产。第三组的细胞为长圆形（细胞长╱宽>2）。这类酵母比较耐高渗透压和高浓度盐，适合于用甘蔗糖蜜为原料生产酒精。

　　面包酵母：又分压榨酵母、活性干酵母和快速活性干酵母。

　　发酵因素：在面包的实际生产中，酵母的发酵受到以下因素的影响：

　　温度：最高不要超过38℃～39℃。一般正常的温度应控制在26℃～28℃之内，如果使用快速生产法则不要超过30℃，因为超过该温度，将发酵过速，面团未充分成熟，保气能力则不佳，影响最终产品品质。

　　PH值：面团的PH值最适于4～6之间。

　　糖的影响：可以被酵母直接采用的糖是葡萄糖，果糖。蔗糖则需要经过酵母中的转化酶的作用，分解为葡萄糖和果糖后，再为发酵提供能源。还有麦芽糖，是由面粉中的淀粉酶分解面粉内的破碎淀粉而得到的，经酵母中的麦芽糖酶转化变成2分子葡萄糖后也可以被利用。

　　渗透压：影响渗透压大小的主要是糖，盐这两种原料。当配方中的糖量为0～5%时，可促进酵母发酵作用。当超过6%时，便会抑制发酵作用，如果超过10%时，发酵速度会明显减慢，在葡萄糖，果糖，蔗糖和麦芽糖中，麦芽糖的抑制作用比前三种糖小，这是因为麦芽糖的渗透压比其他糖要低。盐的渗透压更高，当盐的用量达到2%时，发酵即受影响。

　　小苏打发面和酵母发面的区别：两者的原理是不同的。前一种方法中，是个化学过程。小苏打会严重破坏面粉中的B族维生素。而酵母发面是通过酵母发酵的生物学过程完成的，并且提高了营养价值。

药用

　　制造方法和性质与食品酵母相同。由于它含有丰富的蛋白质、维生素和酶等生理活性物质，医药上将其制成酵母片如食母生片，用于治疗因不合理的饮食引起的消化不良症。体质衰弱的人服用后能起到一定程度的调整新陈代谢机能的作用。在酵母培养过程中，如添加一些特殊的元素制成含硒、铬等微量元素的酵母，对一些疾病具有一定的疗效。如含硒酵母用于治疗克山病和大骨节病，并有一定防止细胞衰老的作用；含铬酵母可用于治疗糖尿病等。

　　保护肝脏：酵母中还有一种很强的抗氧化物，可以保护肝脏，有一定的解毒作用。酵母里的硒、铬等矿物质能抗衰老、抗肿瘤、预防动脉硬化，并提高人体的免疫力。发酵后，面粉里一种影响钙、镁、铁等元素吸收的植酸可被分解，从而提高人体对这些营养物质的吸收和利用。

饲料用

　　饲料酵母：通常用假丝酵母或脆壁克鲁维酵母经培养、干燥制成，不具有发酵力，细胞呈死亡状态的粉末状或颗粒状产品。它含有丰富的蛋白质（30～40%左右）、B族维生素、氨基酸等物质，广泛用作动物饲料的蛋白质补充物。它能促进动物的生长发育，缩短饲养期，增加肉量和蛋量，改良肉质和提高瘦肉率，改善皮毛的光泽度，并能增强幼禽畜的抗病能力。

制品疏松

　　酵母在面团发酵中产生大量的二氧化碳，并由于面筋网络组织的形成，而被留在网状组织内，使烘烤食品组织疏松多孔，体积增大。

　　酵母还有增加面筋扩展的作用，使发酵时所产生的二氧化碳能保留在面团内，提高面团的持气能力。如用化学疏松剂则无此作用。

改善风味

　　面团在发酵过程中，经历了一系列复杂的生物化学反应，产生了面包制品特有的发酵香味。同时，便形成了面包制品所特有的芳香，浓郁，诱人食欲的烘烤香味；酵母提取物具有纯天然、富含多种氨基酸、多肽、呈味核苷酸。味道鲜美、香气浓郁、肉质醇厚感强的特点，可以用来增强食品的一些风味特征，如持续性、温和感、浓厚感等。鲜味剂的添加量并非越多越好。只有在一特定浓度范围内，才给予愉快的感受，过多则适得其反。另外好有掩盖异味、淡盐效应。 

增加营养

　　因为酵母的主要成分是蛋白质，几乎占了酵母干物质的一半含量，而且人体必需氨基酸含量充足，尤其是谷物中较缺乏的赖氨酸含量较多。另一方面，含有大量的维生素B1，维生素B2及尼克酸。所以，酵母能提高发酵食品的营养价值。

模式应用

　　酵母作为高等真核生物特别是人类基因组研究的模式生物，其最直接的作用体现于生物信息学领域。当人们发现了一个功能未知的人类新基因时，可以迅速地到任何一个酵母基因组数据库中检索与之同源的功能已知的酵母基因，并获得其功能方面的相关信息，从而加快对该人类基因的功能研究。研究发现，有许多涉及遗传性疾病的基因均与酵母基因具有很高的同源性，研究这些基因编码的蛋白质的生理功能以及它们与其它蛋白质之间的相互作用将有助于加深对这些遗传性疾病的了解。此外，人类许多重要的疾病，如早期糖尿病、小肠癌和心脏疾病，均是多基因遗传性疾病，揭示涉及这些疾病的所有相关基因是一个困难而漫长的过程，酵母基因与人类多基因遗传性疾病相关基因之间的相似性将为我们提高诊断和治疗水平提供重要的帮助。

　　酵母作为模式生物的最好例子体现于那些通过连锁分析和定位克隆然后测序验证而获得的人类遗传性疾病相关基因的研究中，后者的核苷酸序列与酵母基因的同源性为其功能研究提供了线索。例如，人类遗传性非息肉性小肠癌相关基因与酵母的MLH1、MSH2基因，运动失调性毛细血管扩张症相关基因与酵母的TEL1基因，布卢姆氏综合征相关基因与酵母的SGS1基因，都有很高的同源性。遗传性非息肉性小肠癌基因在肿瘤细胞中表现出核苷酸短重复顺序不稳定的细胞表型，而在该人类基因被克隆以前，研究工作者在酵母中分离到具有相同表型的基因突变（MSH2和MLH1突变）。受这个结果启发，人们推测小肠癌基因是MSH2和MLH1的同源基因，而它们在核苷酸序列上的同源性则进一步证实了这一推测。布卢姆氏综合征是一种临床表现为性早熟的遗传性疾病，病人的细胞在体外培养时表现出生命周期缩短的表型，而其相关基因则与酵母中编码蜗牛酶的SGS1基因具有很高的同源性。与来自布卢姆氏综合征个体的培养细胞相似，SGS1基因突变的酵母细胞表现出显著缩短的生命周期。Francoise　等研究了170多个通过功能克隆得到的人类基因，发现它们中有42%与酵母基因具有明显的同源性，这些人类基因的编码产物大部分与信号转导途径、膜运输或者DNA合成与修复有关，而那些与酵母基因没有明显同源性的人类基因主要编码一些膜受体、血液或免疫系统组分，或人类特殊代谢途径中某些重要的酶和蛋白质。 

工程应用

　　单细胞真核生物的酵母菌具有比较完备的基因表达调控机制和对表达产物的加工修饰能力。酿酒酵母（Saccharomyces.Cerevisiae）在分子遗传学方面被人们的认识最早，也是最先作为外源基因表达的酵母宿主。1981年酿酒酵母表达了第一个外源基因----干扰素基因，随后又有一系列外源基因在该系统得到表达干扰素和胰岛素虽然已经利用酿酒酵母大量生产并被广泛应用，实验室的结果很令人鼓舞，难以由实验室扩展到工业规模。1983年美国　Wegner　等人最先发展了以甲基营养型酵母（methylotrophic yeast）为代表的第二代酵母表达系统。甲基营养型酵母包括：Pichia、Candida　等。以Pichia·pastoris（毕赤巴斯德酵母）为宿主的外源基因表达系统近年来发展最为迅速，应用也最为广泛。

　　有些酵母菌对生物或用具是有害的，例如红酵母（Rhodotorula）会生长在浴帘等潮湿的家具上；白色假丝酵母（或称白色念珠菌）（Candida albicans）会生长在阴道衬壁等湿润的人类上皮组织。

　　念珠菌：能够引起鹅口疮以及尿道炎等感染疾病。白色念珠菌在人类身上主要出现于口腔，肠道, 尿道等部位的粘膜上, 小部分生活在皮肤表面. 正常情况下，念珠菌以酵母细胞型存在，没有致病性；在一些因素的诱导下，比如免疫力缺陷，过量使用抗生素等，白色念珠菌大量转化为菌丝生长型，并大量繁殖，入侵患者粘膜系统，引起炎症而发病。在怀孕晚期服用避孕药的妇女中，极易感染尿道炎，其中一个可能的诱因便是身体上的激素出现了失衡。

　　白色隐球菌（Cryptococcus albidus）：是一种一般对人类无害的出芽型酵母菌。但在免疫系统缺陷者身上，可能感染病人引起一种名为隐球菌病（cryptococcosis）的疾病。另外，有案例显示，一位进行免疫抑制治疗的病人肺部受到白色隐球菌的感染后，导致出现急性呼吸窘迫综合症（ARDS）的病症。

　　酿酒酵母（Saccharomyces sereviciae）：一般不被认为是条件性致病菌，但是也有少量的报告显示出酿酒酵母具有致病能力。

早在公元前3000年，人类开始利用酵母来制作发酵产品。最早在市场上销售的产品是酵母泥，酵母工业的发展已有200余年的历史了。酵母已成为世界上研究最多的微生物之一，是当今生物技术产品研究开发的热点和现代生物技术发展、基因组研究的模式系统。

　　2012年，全球酵母生产能力总计（以干酵母计）超过100万吨，年销售收入超过25亿美元。

　　20世纪80年代以来，中国酵母工业取得了跨越式发展，拥有了畅销全球的自主创新品牌，酵母产品的研究、生产和应用达到了国际先进水平。

　　测定基因复制上限：日本冈山大学与日本东北大学的研究人员利用独创的方法测定了酵母菌所有基因的复制次数上限，发现大多数基因即使复制100次以上，细胞仍能维持正常功能，而一些基因只复制数次就会引发细胞死亡。

　　研究小组使用约有6000个基因的酵母菌进行实验，调查它所有基因的复制次数上限，即基因复制次数到何种程度时会导致细胞死亡。结果发现，有80%以上的基因分别复制超过100次后，酵母菌的细胞依然维持着正常功能。但是，有115个基因只复制数倍就会导致酵母菌死亡。这些基因多数与细胞内运输和细胞骨架等基础功能有关，还有的基因与制造细胞内蛋白质或蛋白质复合体有关。研究小组认为，这些基因复制数倍后，导致不必要地大量合成或分解蛋白质，给细胞造成负担，使酵母菌内的平衡严重紊乱，从而导致酵母菌死亡。

•受中国科学院两大院士团队指导

　　新型生物细胞营养素是以动物酵素为主要原料，经复杂微生物仿生态酵解制得的含有特定生物活性的天然小分子蛋白跨膜复合物。该类物质与伴生微生物群组经过复杂演化、相互适应，从而自然建立起互为宿主、互为营养、互为伴侣的微生态共生关系。它们可游离于生命体细胞间质或浸润至生物细胞膜内，对生命体细胞具有重要的营养代偿与修复激活功能。

1.内源性多肽组分析检测报告：2021年5月，委托上海阿趣生物科技有限公司针对新型生物细胞营养素开展内源性多肽组专项分析检测。结果显示 ：全图谱数56346，匹配图谱数257；肽段种类109；蛋白总数170。

2.非靶标代谢组学分析检测报告：2021年5月，委托上海阿趣生物科技有限公司针对新型生物细胞营养素开展非靶标代谢组学专项分析检测。结果显示：小肽种类有197种。

3.综合性成分分析检测报告：2021年5月，委托青岛亿信检测机构针对新型生物细胞营养素开展营养指标综合检测分析，结果显示：产品含脑黄金（DHA）686mg/kg、花生四烯酸618mg/kg、亚油酸24738mg/kg、亚麻酸1073mg/kg、乳酸31137mg/kg、丁二酸4011mg/kg等营养因子。

4.综合性成分分析检测报告：2022年5月，委托青岛亿信检测机构针对新型生物细胞营养素开展营养指标综合检测分析，结果显示：产品富含生物素167mg/kg、辅酶Q1015mg/kg、透明质酸（以葡萄糖醛酸计）414mg/kg、壳寡糖（以氨基葡萄糖计）217mg/kg、唾液酸427mg/kg、β-烟酰胺单核苷酸245pg/mL、γ-干扰素14.4pg/mL、S-腺苷-L-蛋氨酸2340.3pg/mL、神经鞘磷脂3.4pg/mL及多种生物酶等功能性营养因子。

5.综合性成分分析检测报告：2020年9月，委托青岛正信检测机构针对新型生物细胞营养素开展营养指标综合检测分析，结果显示：产品含复合益生菌10亿/ml、活性肽30%、甘露聚糖/β-葡聚糖等活性寡糖8.4%、短链有机酸5%、SOD 8.06x10³、乳酸2.3%、没食子酸10.7mg/kg、生物酶、18种氨基酸及多酚、黄酮、醇类、酯类等营养成分。

6. 综合性成分分析检测报告：2022年4月，委托青岛谱尼测试有限公司针对新型生物细胞营养素冻干粉开展功能性指标综合检测分析，结果显示：产品富含蛋白质35.7g/100g、氨基酸24.5 g/100g、乳酸菌1.1x10⁷CFU/g、PH值5.60、脂肪14.9g/100g、能量1733kJ/100g、碳水化合物33.8g/100g、钠8.10x10³mg/kg等营养因子；另外对重金属过氧化值、总砷/铅/总汞/镉以及沙门氏菌、单核细胞增生李斯特氏菌、金黄色葡萄球菌的检测显示，均符合安全标准。

7. γ-氨基丁酸专项分析检测报告：2020年11月，委托青岛正信检测机构针对新型生物细胞营养素开展γ-氨基丁酸专项检测分析，结果显示：γ-氨基丁酸含量高达702.2mg/kg。

8.特别说明：各类专用型产品因工艺配方不同，营养成分检测指标均有相应浮动差异，属正常现象，应以实测指标为准。

产品安全性评估

新型生物细胞营养素产业技术创新项目研究过程中，百德生物委托山东省食品药品检验研究院、农业农村部畜禽产品质量安全风险评估实验室，开展了大量的安全性评估专项检测分析。大概如下：

1.食品安全性评估检测报告：2021年2月，委托山东省食品药品检验研究院针对新型生物细胞营养素开展安全性检测，结果显示：产品符合食品安全卫生标准，有毒物质砷/铅/汞/镉和致病菌沙门氏菌/李斯特氏菌/金黄色葡萄球菌均未检出，且产品富含氨基酸、乳酸菌、蛋白肽等活性物质。

2.毒理学试验检测报告：2021年3月-9月，委托山东省食品药品检验研究院针对食品专用新型生物细胞营养素开展毒理学试验，结果显示：（1）急性经口毒性试验结果:该受试物属无毒级。（2）细菌回复突变试验结果:受试物诱变试验结果阴性。（3）哺乳动物红细胞微核试验结果:对小鼠红细胞微核试验结果为阴性。（4）小鼠精原细胞或精母细胞染色体畸变试验结果:对小鼠精原细胞染色体畸变试验结果为阴性。

3.致病微生物安全性评估检测报告：2021年6月，委托农业农村部畜禽产品质量安全风险评估实验室针对新型生物细胞营养素开展安全性检测与综合评估，结果显示：2019年8月-2021年4月10个批次，生产日期跨度21个月，均未检出致病微生物，可长期保鲜。

4.绿脓杆菌抑菌试验检测报告：2021年5月，委托中国动物卫生与流行病学中心利用新型生物细胞营养素开展体外杀菌实验，结果显示 ：产品稀释100倍/500倍，对绿脓杆菌（铜绿假单胞菌），具有100%杀灭作用。

5.肉类保鲜实验专项检测报告：2021年12月，委托农业农村部畜禽产品质量安全风险评估实验室利用新型生物细胞营养素针对肉类保鲜实验检测分析，结果显示：大肠杆菌计数、致泻性大肠杆菌、肠球菌、李斯特菌、沙门菌、金黄色葡萄球菌均未检出，过氧化酶实验3分钟内显蓝色，从而得出常温浸泡肉类50天可保持一定新鲜度的结论。

6.致病微生物专项抑菌实验报告：2022年8月，中国动物卫生与流行病学中心致病微生物监测室利用百德生物提供的新型生物细胞营养素开展专项抑菌实验，结果显示：新型生物细胞营养素原浆分别经65°/100°灭菌处理后，在不同稀释浓度条件下，对常见致病微生物（大肠杆菌/绿脓杆菌/金黄色葡萄球菌/沙门菌/单增李斯特菌/肠球菌/曲霉菌/多数皮肤真菌）及常见DNA病毒、RNA病毒均具有不同程度的灭活作用，对冠状病毒抑杀作用明显，500倍稀释液可完全灭活绿脓杆菌。且不同温度条件处理后的原浆，其抗菌/抗病毒作用几乎不受影响。