酵母抽提物提取工藝及應用的研究進展

張曉桐，朱萌，毛志海，高冰，祁勇剛，黃煌,3*

(1.湖北工業大學生物工程與食品學院 湖北省食品發酵工程技術研究中心， 武漢 430068；2.湖北華信制藥有限公司，湖北 咸寧 437400；3.華中農業大學 食品科學技術學院，武漢 430070)

酵母抽提物(Yeast Extract，YE)是以食品用酵母[1，2]為主要原料，通過酶解自溶及分離提取后制得的產品[3]。酵母抽提物作為一種營養、安全、保健的天然調味輔料，對改善食品風味、提高食品品質和營養價值等發揮著重要作用[4-7]，與味精(Monosodium Glutamate，MSG)、水解蛋白(Hydrolyzed Vegetable Protein，HVP；Hydrolyzed Animal Protein，HAP)和呈味核苷酸(I+G)并稱為四大調味品，廣泛應用于調味品、肉制品和焙烤食品中[8，9]，并逐漸拓展至膨化食品、水產品及營養保健品等產品中[10，11]。酵母抽提物的傳統生產方法主要有自溶法、酶分解法和酸水解法。隨著生產技術的進步，針對傳統方法中的各種弊端，涌現了一批新技術，如：酵母細胞破壁技術、膜超濾技術以及制備風味化酵母抽提物技術等。同時在生產中還可根據需要添加適量輔料進行調配，或在生產后期增加美拉德反應工藝，使酵母抽提物開始向營養多樣化和品質高端化發展。

1 酵母抽提物的定義

1997年，國際水解蛋白委員會(International Hydrolyzed Protein Council，IHPC)規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鍵發生分解而產生的氨基酸、肽、多肽以及酵母細胞的水溶性成分，呈液體狀、膏狀、粉狀或顆粒狀，可作為天然調味料用于食品調味[12]，其營養成分見表1。2009年，中華人民共和國國家標準GB/T 23530-2009提出，酵母抽提物是以食品用酵母為主要原料，在酵母自身的酶或外加食品級酶的作用下，酶解自溶(可再經分離提取)后得到的產品，富含氨基酸、肽、多肽等酵母細胞中的可溶性成分。根據酵母抽提物生產工藝及配方的不同，具體可分為：(1)純品型：純酵母抽提物，可添加食鹽；(2)I+G型：以高核酸酵母為原料生產的I+G型酵母抽提物，其天然I+G含量高；(3)風味型：以純酵母抽提物為基料而制得的產品，其質量標準見表2[13]。

表1 酵母抽提物營養成分表Table 1 Nutrition of yeast extract mg/100 g

表2 不同類型酵母抽提物的質量標準Table 2 Quality standards of different types of yeast extracts %

2 酵母抽提物提取工藝的研究

傳統酵母抽提物的提取方法有自溶法、酶解法及機械破壁法3種[14-22]。其中自溶法成本低，提取率高；酶解法成本較自溶法高，適用于高檔酵母抽提物的生產；機械破壁法多采用高壓均質處理，具有方便、高效、處理量大、作用效果明顯等特點。隨著消費者對健康和營養的更高追求，酵母抽提物的提取方法也有了許多改變和技術創新，主要體現在酵母抽提物提取和精制的分步制備工藝，如：酵母細胞破壁技術、膜超濾技術、制備風味化酵母抽提物技術。

2.1 酵母細胞破壁技術

酵母細胞主要構造為細胞壁、細胞膜和細胞核，細胞壁主要成分為“酵母纖維素”，呈三明治狀，外層的甘露聚糖和內層的葡聚糖都是分枝狀聚合物，中間層為蛋白質，在牙痕周圍有少量幾丁質成分。細胞膜主要成分為蛋白質(約占干重的50%)、類脂(約40%)和少量糖類。目前，根據作用于酵母細胞壁的部位不同，分為以下幾類：(1)破壞細胞葡聚糖結構的方法，主要破壁技術有堿法破壁和酶法破壁；(2)破壞細胞蛋白質結構的方法，主要破壁技術有表面活性劑法、酸堿法和蛋白酶法；(3)破壞細胞甘露聚糖結構的方法，主要是破壁技術酶法；(4)破壞細胞壁多結構的方法，主要有鹽破壁法、高壓均漿法、微波法、超聲波法、研磨法、凍融法、擠壓法、復合酶法、溶劑法和高壓脈沖電場法等。杜冰等[23]利用自行研制的螺桿擠壓膨化設備對啤酒酵母進行了擠壓膨化破壁研究，結果表明，在適宜條件下能大幅度提高吸收利用率，且能提高酵母抽提物的各種功效；劉明源等[24]采用高壓脈沖電場法破壞啤酒廢酵母細胞破壁，獲得含量較高的海藻糖酵母抽提物技術，耗用時間最短，效率高；陳學武等[25]以啤酒酵母為原料，采用納米對撞機破碎技術對酵母細胞進行提取，實驗結果表明，酵母細胞破碎率提高至97.9%，酵母抽提物的總氮達9.7%，氨基酸態氮達6.04%、氨基氮得率達到91.8%。

2.2 膜超濾技術

超濾技術是指膜表面微孔結構對物質進行選擇性分離。酵母抽提物在特定壓力下采用攪拌式膜超濾技術流經不同孔徑的膜表面，小分子溶質透過膜(稱為超濾液)，大分子物質被截留(稱為濃縮液)，達到分離、濃縮和凈化的目的，提升品質。韓少卿等[26]研究超濾膜分離技術對酵母味素膜通量和蛋白質截留率的影響，高效截留發酵液中的膠質、蛋白及色素等雜質，獲得高品質的酵母抽提物。

2.3 酵母抽提物風味化技術

酵母抽提物風味化技術是將酵母抽提物通過Maillard反應對其進行風味化，產生大量牛肉味、雞肉味或其他肉味的風味物質。李科德等[27，28]利用美拉德反應制備的風味化啤酒酵母抽提物具有肉香濃郁、滋味飽滿、圓潤、鮮美、肉質感強的特點。麥平珍等[29]通過添加香料、醬油進行酵母自溶制備濃厚醬香風味的酵母抽提物，顯著提升酵母抽提物整體風味。

3 酵母抽提物在食品領域的應用

3.1 酵母抽提物在調味品中的應用

酵母抽提物中所含的大量氨基酸、核苷酸具有顯著的呈鮮效果，可以協調、平衡滋味，強化風味，掩蓋異味，甚至派生更多鮮味。隨著人們對健康飲食生活的追求，低鹽高鮮調味品的需求日趨盛行。酵母抽提物中所含的大量呈味肽能夠放大人體味覺中鮮味受體的接受功能，增強鈉離子的感受效應，呈現顯著的增鮮降鈉效果。因此，酵母抽提物作為一種有效鮮味替代物質已經被全球多家調味品生產企業大量使用，廣泛用于各種粉狀調味料(方便面調味包、雞精、食用香精)、黏稠狀調味品(香菇醬、老干媽、豆瓣醬)、液態調味汁(醬油、蠔油、食用醋)的生產中[30-37]。劉政芳等[38]研究發現，在雞精中添加酵母抽提物可以顯著提高產品中氨基氮、總氮、呈味核苷酸等指標。任艷艷等[39]研究發現，酵母抽提物與化學調味品聯合使用時，其風味平衡，味質好，耐熱性增強，尤其適用于需加熱或高溫殺菌的食品。周朝輝等[40]研究發現，在醬油中添加酵母抽提物可賦予醬油醇厚底味，增強其鮮香味，使鮮、咸、甜更加協調適口，還可去除醬油中的豆腥味和其他雜味，顯著改善醬油品質，醬油穩定性良好，儲藏期間未發生沉淀。周尚庭等[41]研究表明，在醬油中添加酵母抽提物可明顯彌補5′-肌苷酸鈉(IMP)缺失的問題，提高醬油中谷氨酸、氨基氮和全氮含量，增加醬油鮮味，降鈉、抑澀、增強濃厚度和提升協調性，使醬油的整體口感更加濃厚自然。

3.2 酵母抽提物在肉制品中的應用

隨著肉制品工業的進一步發展，為了降低生產成本，人們迫切需要一種蛋白質含量高、營養豐富、衛生安全、價格低廉的肉類蛋白替代物。酵母抽提物中蛋白質含量為10.6%，游離氨基酸態氮含量為4.2%，復合核苷酸含量為3.9%，在肉制品加工中的應用可使產品色澤純正、香氣濃郁、口感豐滿[42]。酵母抽提物在西式肉制品(西式火腿)生產中作為一種肉類蛋白替代物，可顯著降低原料成本，改善質地，增加產量。同時，由于酵母抽提物中富含核苷酸，還可改善西式火腿的營養成分，提高礦物質和維生素含量。Pancrazio等[43]的研究結果表明，添加1%的啤酒酵母提取物可以提高不同成熟時期火腿(12天和90天)的顏色、質地和感官特征，使火腿色澤艷麗、穩定，有利于長時間貯存。李庫等[44]研究發現在鹵水或老湯中添加0.6%酵母抽提物對牛肉進行鹵制，可提高醬牛肉質量，使產品香氣純正、豐滿、濃郁、回味悠長，掩蓋不良異味，延長香氣滯留時間，促進香辛料呈味，提高肉味沖擊感。

3.3 酵母抽提物在焙烤食品中的應用

在焙烤食品的生產過程中，加入適量的酵母抽提物可改善產品的各方面品質。一方面，酵母抽提物在面團中會與面筋基質相互作用，增加面團的延展性及烘焙特性，使食品的結構和口感更加突出。另一方面，酵母抽提物中所含有的海藻糖，不僅具有優異的防止淀粉老化的作用，還對油脂成分中的脂肪分解有抑制作用，為保持食品品質起到良好的效果。廖國洪等[45]研究發現，在焙烤食品中添加0.5%～1.5%的酵母抽提物，可以生成漂亮的金黃色，能改善食品外觀、口感及結構，還減少了味精的用量，使產品在香氣、色澤、酥脆性等方面都具有更好的品質?？琢顣46]研究發現，酵母抽提物具有呈鮮增味的優點，很好地協調了各種香辛料的香氣，平衡了各種滋味料的口感，增強了醇厚感及豐富了味道。

4 展望

目前，酵母抽提物在歐洲、北美、南美和東亞等區域已擁有規模較大的生產企業，對酵母抽提物的開發利用已有70多年的歷史。我國酵母抽提物生產廠家多是通過自溶和酶解技術，將酵母細胞部分或全部地溶解，經過進一步的加工，制成液體狀、膏狀、粉狀或顆粒狀的酵母抽提物。

隨著人們生活水平的提高，對食品的安全性、品質、風味提出了更高的標準，對酵母抽提物的生產提出了更嚴格的要求。酵母抽提物提取工藝研究的發展趨勢應以標準化為主，建立酵母自溶的分子生物學機制和酶解過程關鍵點控制，設計不同品質酵母提取物的質量圖譜，提高酵母抽提物質量以順應人們追求健康、營養和回歸自然的時代潮流，同時還滿足了食品加工企業呈味輔料物廉價美的要求，開拓了更為廣闊的市場前景。