酵母抽提物提取工艺及应用的研究进展

张晓桐，朱萌，毛志海，高冰，祁勇刚，黄煌,3*

(1.湖北工业大学生物工程与食品学院 湖北省食品发酵工程技术研究中心， 武汉 430068；2.湖北华信制药有限公司，湖北 咸宁 437400；3.华中农业大学 食品科学技术学院，武汉 430070)

酵母抽提物(Yeast Extract，YE)是以食品用酵母[1，2]为主要原料，通过酶解自溶及分离提取后制得的产品[3]。酵母抽提物作为一种营养、安全、保健的天然调味辅料，对改善食品风味、提高食品品质和营养价值等发挥着重要作用[4-7]，与味精(Monosodium Glutamate，MSG)、水解蛋白(Hydrolyzed Vegetable Protein，HVP；Hydrolyzed Animal Protein，HAP)和呈味核苷酸(I+G)并称为四大调味品，广泛应用于调味品、肉制品和焙烤食品中[8，9]，并逐渐拓展至膨化食品、水产品及营养保健品等产品中[10，11]。酵母抽提物的传统生产方法主要有自溶法、酶分解法和酸水解法。随着生产技术的进步，针对传统方法中的各种弊端，涌现了一批新技术，如：酵母细胞破壁技术、膜超滤技术以及制备风味化酵母抽提物技术等。同时在生产中还可根据需要添加适量辅料进行调配，或在生产后期增加美拉德反应工艺，使酵母抽提物开始向营养多样化和品质高端化发展。

1 酵母抽提物的定义

1997年，国际水解蛋白委员会(International Hydrolyzed Protein Council，IHPC)规定酵母抽提物主要成分包括由食用酵母中存在的天然酶使肽键发生分解而产生的氨基酸、肽、多肽以及酵母细胞的水溶性成分，呈液体状、膏状、粉状或颗粒状，可作为天然调味料用于食品调味[12]，其营养成分见表1。2009年，中华人民共和国国家标准GB/T 23530-2009提出，酵母抽提物是以食品用酵母为主要原料，在酵母自身的酶或外加食品级酶的作用下，酶解自溶(可再经分离提取)后得到的产品，富含氨基酸、肽、多肽等酵母细胞中的可溶性成分。根据酵母抽提物生产工艺及配方的不同，具体可分为：(1)纯品型：纯酵母抽提物，可添加食盐；(2)I+G型：以高核酸酵母为原料生产的I+G型酵母抽提物，其天然I+G含量高；(3)风味型：以纯酵母抽提物为基料而制得的产品，其质量标准见表2[13]。

表1 酵母抽提物营养成分表Table 1 Nutrition of yeast extract mg/100 g

表2 不同类型酵母抽提物的质量标准Table 2 Quality standards of different types of yeast extracts %

2 酵母抽提物提取工艺的研究

传统酵母抽提物的提取方法有自溶法、酶解法及机械破壁法3种[14-22]。其中自溶法成本低，提取率高；酶解法成本较自溶法高，适用于高档酵母抽提物的生产；机械破壁法多采用高压均质处理，具有方便、高效、处理量大、作用效果明显等特点。随着消费者对健康和营养的更高追求，酵母抽提物的提取方法也有了许多改变和技术创新，主要体现在酵母抽提物提取和精制的分步制备工艺，如：酵母细胞破壁技术、膜超滤技术、制备风味化酵母抽提物技术。

2.1 酵母细胞破壁技术

酵母细胞主要构造为细胞壁、细胞膜和细胞核，细胞壁主要成分为“酵母纤维素”，呈三明治状，外层的甘露聚糖和内层的葡聚糖都是分枝状聚合物，中间层为蛋白质，在牙痕周围有少量几丁质成分。细胞膜主要成分为蛋白质(约占干重的50%)、类脂(约40%)和少量糖类。目前，根据作用于酵母细胞壁的部位不同，分为以下几类：(1)破坏细胞葡聚糖结构的方法，主要破壁技术有碱法破壁和酶法破壁；(2)破坏细胞蛋白质结构的方法，主要破壁技术有表面活性剂法、酸碱法和蛋白酶法；(3)破坏细胞甘露聚糖结构的方法，主要是破壁技术酶法；(4)破坏细胞壁多结构的方法，主要有盐破壁法、高压均浆法、微波法、超声波法、研磨法、冻融法、挤压法、复合酶法、溶剂法和高压脉冲电场法等。杜冰等[23]利用自行研制的螺杆挤压膨化设备对啤酒酵母进行了挤压膨化破壁研究，结果表明，在适宜条件下能大幅度提高吸收利用率，且能提高酵母抽提物的各种功效；刘明源等[24]采用高压脉冲电场法破坏啤酒废酵母细胞破壁，获得含量较高的海藻糖酵母抽提物技术，耗用时间最短，效率高；陈学武等[25]以啤酒酵母为原料，采用纳米对撞机破碎技术对酵母细胞进行提取，实验结果表明，酵母细胞破碎率提高至97.9%，酵母抽提物的总氮达9.7%，氨基酸态氮达6.04%、氨基氮得率达到91.8%。

2.2 膜超滤技术

超滤技术是指膜表面微孔结构对物质进行选择性分离。酵母抽提物在特定压力下采用搅拌式膜超滤技术流经不同孔径的膜表面，小分子溶质透过膜(称为超滤液)，大分子物质被截留(称为浓缩液)，达到分离、浓缩和净化的目的，提升品质。韩少卿等[26]研究超滤膜分离技术对酵母味素膜通量和蛋白质截留率的影响，高效截留发酵液中的胶质、蛋白及色素等杂质，获得高品质的酵母抽提物。

2.3 酵母抽提物风味化技术

酵母抽提物风味化技术是将酵母抽提物通过Maillard反应对其进行风味化，产生大量牛肉味、鸡肉味或其他肉味的风味物质。李科德等[27，28]利用美拉德反应制备的风味化啤酒酵母抽提物具有肉香浓郁、滋味饱满、圆润、鲜美、肉质感强的特点。麦平珍等[29]通过添加香料、酱油进行酵母自溶制备浓厚酱香风味的酵母抽提物，显著提升酵母抽提物整体风味。

3 酵母抽提物在食品领域的应用

3.1 酵母抽提物在调味品中的应用

酵母抽提物中所含的大量氨基酸、核苷酸具有显著的呈鲜效果，可以协调、平衡滋味，强化风味，掩盖异味，甚至派生更多鲜味。随着人们对健康饮食生活的追求，低盐高鲜调味品的需求日趋盛行。酵母抽提物中所含的大量呈味肽能够放大人体味觉中鲜味受体的接受功能，增强钠离子的感受效应，呈现显著的增鲜降钠效果。因此，酵母抽提物作为一种有效鲜味替代物质已经被全球多家调味品生产企业大量使用，广泛用于各种粉状调味料(方便面调味包、鸡精、食用香精)、黏稠状调味品(香菇酱、老干妈、豆瓣酱)、液态调味汁(酱油、蚝油、食用醋)的生产中[30-37]。刘政芳等[38]研究发现，在鸡精中添加酵母抽提物可以显著提高产品中氨基氮、总氮、呈味核苷酸等指标。任艳艳等[39]研究发现，酵母抽提物与化学调味品联合使用时，其风味平衡，味质好，耐热性增强，尤其适用于需加热或高温杀菌的食品。周朝辉等[40]研究发现，在酱油中添加酵母抽提物可赋予酱油醇厚底味，增强其鲜香味，使鲜、咸、甜更加协调适口，还可去除酱油中的豆腥味和其他杂味，显著改善酱油品质，酱油稳定性良好，储藏期间未发生沉淀。周尚庭等[41]研究表明，在酱油中添加酵母抽提物可明显弥补5′-肌苷酸钠(IMP)缺失的问题，提高酱油中谷氨酸、氨基氮和全氮含量，增加酱油鲜味，降钠、抑涩、增强浓厚度和提升协调性，使酱油的整体口感更加浓厚自然。

3.2 酵母抽提物在肉制品中的应用

随着肉制品工业的进一步发展，为了降低生产成本，人们迫切需要一种蛋白质含量高、营养丰富、卫生安全、价格低廉的肉类蛋白替代物。酵母抽提物中蛋白质含量为10.6%，游离氨基酸态氮含量为4.2%，复合核苷酸含量为3.9%，在肉制品加工中的应用可使产品色泽纯正、香气浓郁、口感丰满[42]。酵母抽提物在西式肉制品(西式火腿)生产中作为一种肉类蛋白替代物，可显著降低原料成本，改善质地，增加产量。同时，由于酵母抽提物中富含核苷酸，还可改善西式火腿的营养成分，提高矿物质和维生素含量。Pancrazio等[43]的研究结果表明，添加1%的啤酒酵母提取物可以提高不同成熟时期火腿(12天和90天)的颜色、质地和感官特征，使火腿色泽艳丽、稳定，有利于长时间贮存。李库等[44]研究发现在卤水或老汤中添加0.6%酵母抽提物对牛肉进行卤制，可提高酱牛肉质量，使产品香气纯正、丰满、浓郁、回味悠长，掩盖不良异味，延长香气滞留时间，促进香辛料呈味，提高肉味冲击感。

3.3 酵母抽提物在焙烤食品中的应用

在焙烤食品的生产过程中，加入适量的酵母抽提物可改善产品的各方面品质。一方面，酵母抽提物在面团中会与面筋基质相互作用，增加面团的延展性及烘焙特性，使食品的结构和口感更加突出。另一方面，酵母抽提物中所含有的海藻糖，不仅具有优异的防止淀粉老化的作用，还对油脂成分中的脂肪分解有抑制作用，为保持食品品质起到良好的效果。廖国洪等[45]研究发现，在焙烤食品中添加0.5%～1.5%的酵母抽提物，可以生成漂亮的金黄色，能改善食品外观、口感及结构，还减少了味精的用量，使产品在香气、色泽、酥脆性等方面都具有更好的品质。孔令会[46]研究发现，酵母抽提物具有呈鲜增味的优点，很好地协调了各种香辛料的香气，平衡了各种滋味料的口感，增强了醇厚感及丰富了味道。

4 展望

目前，酵母抽提物在欧洲、北美、南美和东亚等区域已拥有规模较大的生产企业，对酵母抽提物的开发利用已有70多年的历史。我国酵母抽提物生产厂家多是通过自溶和酶解技术，将酵母细胞部分或全部地溶解，经过进一步的加工，制成液体状、膏状、粉状或颗粒状的酵母抽提物。

随着人们生活水平的提高，对食品的安全性、品质、风味提出了更高的标准，对酵母抽提物的生产提出了更严格的要求。酵母抽提物提取工艺研究的发展趋势应以标准化为主，建立酵母自溶的分子生物学机制和酶解过程关键点控制，设计不同品质酵母提取物的质量图谱，提高酵母抽提物质量以顺应人们追求健康、营养和回归自然的时代潮流，同时还满足了食品加工企业呈味辅料物廉价美的要求，开拓了更为广阔的市场前景。