啤酒酵母泥综合利用与研究动态

啤酒酵母泥综合利用与研究动态

啤酒酵母泥是啤酒生产的重要副产物，其量约占啤酒产量的0.15%（干固物）。2005年我国啤酒产量为3060万吨，据此计算，啤酒废酵母干固

物的总量为4.59万吨。

酵母是一种单细胞蛋白，营养价值很高，除含有50%左右的蛋白质、6%-8%的核酸外，还含有丰富的B族维生素、维生素D2原、脂肪、多糖和矿

物质等成分，此外还含有多种经济价值很高的辅酶和生理活性物质，如辅酶A、辅酶Q、辅酶I、细胞色素C、凝血质、谷胱苷肽和麦角甾醇等

。

目前，包括欧、美、日在内的世界各国，由于受环境保护法严格限制，啤酒酵母泥的综合利用获得高度重视。在我国，啤酒酵母泥的研究和

利用起步较晚，但发展速度较快。除有些厂将酵母泥干燥处理后用作饲料酵母外，近年来有许多科研单位和企业在啤酒酵母泥高附价值产品

的研究开发方面进行了大量的工作。下面就国内外啤酒酵母泥综合利用与研究动态作一介绍。

1蛋白饲料添加剂

我国是一个饲料缺乏大国，尤其是高蛋白精饲料严重缺乏，每年花大量外汇从国外进口鱼粉和饲料酵母等。啤酒废酵母是我国蛋白饲添加剂

的一个宝贵资源。啤酒酵母中人体必需的八种氨基酸含量均很高，特别是谷物蛋白中含量较少的赖氨酸含量较高。

啤酒酵母泥经加热、自溶及干燥后制得的酵母粉，可以直接作为商品出售，也可用做饲料添加剂，这是目前国内外啤酒废酵母综合利用的最

主要方法。如日本的啤酒废酵母有50%用作混合饲料，12%～13%用作强化饲料。我国七五、八五期间对啤酒废酵母开发蛋白饲料作了重点攻关

，目前此项技术在国内己基本成熟，工业化推广程度较广，绝大部分回收的啤酒废酵母都制成了饲料和饲料添加剂。

2调味品

啤酒酵母泥生产的调味品，通过可食用的啤酒废酵母经自溶作用，即借助菌体的内源酶如蛋

白酶、核酸酶、碳水化合物水解酶等，将菌体内

高分子物质分解成小分子可溶性物质，其中包括游离氨基酸（20种）、核苷酸、多肽、糖分、B族维生素、麦角甾醇、有机酸、矿物质及降

解后独特的芳香类物质，同时又不含胆固醇及饱和脂肪酸。其中氨基酸的含量丰富、组分平衡，必需氨基酸之间的比例与人体需要模式非常

接近，特别是赖氨酸的含量较高，有利于弥补谷物食品中赖氨酸量的不足。氨基酸中的天门冬氨酸和谷氨酸具有鲜味、丝氨酸、苏氨酸、丙

氨酸等具有甜味，使酵母抽提物具有增鲜、增香赋予食品醇厚味的功能，并能掩盖食品中的异味和异臭，从而将独特的营养性与呈味性融为

一体，成为一种天然、营养型调味料，在食品行业中将具有广泛的应用前景。

2.1酵母抽提物

酵母抽提物，又称为酵母精、酵母味素，是通过自溶、加酶水解等方法将酵母细胞内的蛋白质降解成氨基酸、核酸降解成核苷酸，并将它们

和其他有效成分，如B族维生素、谷胱甘肽(GSH)、微量元素等一起从酵母细胞中抽提出来，所制得的一种兼具调味、营养和保健3大功能于一

体的天然复合调味品。它广泛应用于食品加工的各个领域。它的加入能显著增加食品鲜味，改善风味，使食品的味道更加浓厚、圆顺。在国

外，酵母抽提物被誉为第三代味精。美国一位食品专家曾经预言：21世纪，在用得着食盐的地方，必有酵母抽提物的影子。从世界范围来看

，酵母抽提物占整个鲜味剂销量的37％，且以每年2％的速度增长。酵母抽提物富含多种氨基酸，其中以谷氨酸、甘氨酸、丙氟酸为主，故比

单一谷氨酸(即普通味精)鲜昧浓厚。酵母抽提物由于采用现代生化技术精制而成，所以不含动物蛋白水解液(HAP)、植物蛋白水解液(HVP)中

有害的氯丙醇，是目前认为最安全的鲜昧剂。

目前，一般采用自溶法生产酵母抽提物。虽然各生产厂家具体的生产工艺流程有所差异，但其主要工艺流程基本一致。

啤酒酵母泥→过筛、洗海、分离→预处理（脱苦）→分离→酵母悬浮物→自溶→加热灭酶→分离→浓缩→酵母抽提物→喷雾干燥→粉状产品

。

2.2营养酱油

近年来酱油生产的主要蛋白质原料——豆粕(豆饼)价格持续上升，很多企业为了降低成本积极寻找新的蛋白质原料，这在我国酱油生产中具

有十分重要的意义。利用啤酒废酵母生产酱油，既可解决啤酒厂的污染问题，同时又节约了能源，降低了酱油生产成本。显然，这对于我国

酱油酿造业是有很大意义的。

根据酵母细胞的自溶特性，利用啤酒酵母细胞内的降解酶，添加部分酶制剂，在一定的温度和pH条件下，可将酵母细胞内富含的蛋白质、碳

水化台物、核酸等大分子营养物质分解成易于被人体吸收的小分子营养物质并扩散到酵母细胞外的溶液，然后经过盐析、过滤、煮沸等工艺

，辅以适当的调配，即可生产出色、香、味、营养俱佳的优质酱油。其关键技术有以下三个方面：

（1）采用物理、化学和生物化学的方法，破坏酵母菌的细胞壁及细胞膜，使酵母菌中的蛋白质、核酸、B族维生素等营养物质释放出来。

（2）采用水解方法将蛋白质转化为多种氨基酸，将核酸转化为呈味核苷酸，从而使水解液具有浓烈的鲜味并富含营养。

（3）采用勾兑技术，开发出适合不同人口味的和各种用途的多品种超鲜酱油。

3食用酵母

3.1食用营养酵母

由于啤酒酵母泥所含氨基酸、维生素和矿物质等营养成分比较丰富，因而在食品行业也有广泛的应用前景。酵母蛋白质的营养价值稍低于动

物蛋白，但高于植物蛋白质，添加蛋氨酸后，可大大提高酵母蛋白质的营养值，因而开发啤酒酵母蛋白食品有可能成为继SCP之后的新的食用

蛋白领域。干啤酒酵母中含有的蛋白质高达50％，含有人体必需的8种氨基酸，其氨基酸的配比接近于联合国粮农组织(FAO)推荐比例，尤其

是谷类食物中的赖氨酸，在啤酒酵母中的含量特别丰富。还含有丰富的维生素B、食物纤维和矿物质等营养成分，另外啤酒酵母细胞壁的β－

葡聚糖能激活免疫系统。因而，食用啤酒酵母蛋白食品可以改善人类的营养均衡。日本朝日食品和保健品公司推出的“粉末啤酒酵母”食品

，易于消化，可直接饮用，也可用于烹调和加到酸奶中食用。日本的札幌啤酒公司已利用啤酒酵母蛋白食品与酸奶混合，成功制备减肥食品

，受到消费者特别是女性消费者的青睐，因而十分畅销。

3.2药用酵母

3.2.1富硒酵母

啤酒酵母具有生长繁殖快，发酵周期短，对微量元素吸收率高等特点，是将无机硒转化为有机硒的理想载体。硒是人和动物体内谷胱甘肽过

氧化物(glutathioneperoxidase ,GSHPX)的辅助因子, 具有清除对机体有害的自由基,防止细胞膜氧化受损的作用，广泛存在于生命机体的

肝、肾、心、肺等。而缺硒可能导致癌症、心肌梗塞等多种疾病的发生,通过膳食摄取足够的硒可起到预防有关疾病的作用，GSHPX利用谷胱

甘肽使有毒性的过氧化物还原为无害的羟基化合物,使过氧化物分解,清除活性自由基部位,保护细胞膜结构和功能,修复分子损伤。酵母具有

较高的富硒能力并能将毒性高的无机硒转化为安全的有机硒。硒酵母作为一种安全有效的食品硒源,受到国内外研究者的重视,并对硒酵母中

硒的有机结合形态、生物学作用机制等进行了研究。硒酵母在一些国家已成为一种商业化产品,目前国外报道的富硒酵母硒含量达1400μg/g

。国内报道的富硒酵母一般是将普通的酿酒酵母或稍作筛选的酵母在添加有适量亚硒酸钠的发酵培养基中,于一定的培养条件下获得,细胞硒

含量在300～1200μg/g 之间。随着生物医学技术的发展,微量元素硒作为一种人体必需的营养元素已引起人们的高度重视。

3.2.2富铬酵母

铬(III)是葡萄糖耐量因子(Glucose Tolerance Factor，GTF)的中心活性成分，能协助胰岛素维持正常糖耐量，并影响糖类、脂类、蛋白

质和核酸的代谢。啤酒酵母具有富集多种微量元素的能力，是目前作为微量元素载体可能性最大的菌种。利用啤酒酵母的这一特点来制备富

铬酵母，使其作为功能性补铬食品和治疗糖尿病及其他心血管疾病的药品，已愈来愈成为人们致力于研究的热门课题，为啤酒废酵母的综合

利用开辟了一条新的途径。

4 啤酒活性干酵母

啤酒酵母的培养及管理是啤酒生产的关键技术之一。大多数中、小型啤酒厂不具备酵母培养的成套设备与技术，生产所需的酒母（酵母泥）

依赖大型啤酒厂提供，由于其质量和供应得不到保证，常影响生产和产品质量。即使是具有完整的酵母培养系统和技术力量强的大型啤酒厂

，啤酒酵母的培养也存在着生产过程不连续、设备利用率低和酒母质量不稳等问题。啤酒活性干酵母具有质量稳定、可长期保存、使用方便

、技术容易掌握等特点。用啤酒活性干酵母代替传统的啤酒酵母泥进行啤酒发酵，对稳定和改善中小型啤酒厂的产品质量和提高劳动生产率

具有重要意义。

收集一代和二代啤酒酵母泥，经洗涤、活化后，采用流加培养技术进行增殖；再经分离、洗涤、压榨或过滤后，采用快速低温和真空包装即

可制得啤酒活性干酵母产品。可供应中小型啤酒厂和啤酒坊使用。对于大型啤酒集团公司，可由其核心厂统一生产啤酒活性干酵母，供各分

厂使用。这对稳定啤酒分厂的产品质量、提高集团公司的信誉和总体经济效益具有重要意义。5生理活性物质

5.1 SOD

SOD 是超氧化物歧化酶的简称(ECL.15.1.1 Superoxide dismutase)，它是重要的氧自由基清除剂，广泛存在于自然界动植物、微生物中

的金属酶。它能延缓衰老，提高人体免疫力，预防和治疗一些疾病，是最具临床价值的治疗酶。现代医学实践证明，SOD对人体超氧负离子自

由基(Superoxide anionadicalo2)的氧化性损伤发挥着有效的清除作用和生理效能。作为功能性食品基料的SOD，在化妆品市场上尤其引人

注目，如大宝、奥琪、隆力奇等品牌都有SOD面蜜。在啤酒行业也有“SOD”啤酒。在食品、医药等行业的需求也日益增长，经济效益颇高。

目前受到原料来源的限制，仅从牲畜血液中提取，且质量不稳定。研究表明，从啤酒废酵母中提取的Cu·Zn—SOD与从动物血液中提取的Cu·

Zn—SOD相比较最大特点是不存在抗原反应，成本低。从啤酒废酵母中提取SOD有萃取离心法、分步萃取法、微滤超滤法等工艺。

5.2 RNA

啤酒工业副产物中含有RNA(核糖核酸)，其含量占废酵母干物质的6％－8％。RNA是重要的生物遗传物质，主要分布在细胞质中，是指导蛋白

质合成的模板物质。核酸大分子的不完全水解产物中有核苷和核苷酸。其中鸟苷酸(GMP)和肌苷酸(IMP)是强力助鲜剂，胞苷酸(CMP)和尿苷酸

(UMP)可作为生产治疗癌症、肝炎及冠心病等药物的原料。自1977年美国营养学家Frank 博士“核酸营养学与核酸代谢疗法”提出后，经实践

证明，补充外源性核酸可增强体内的核酸代谢，提高能量代谢，促进蛋白质(酶)的合成，进而从整体上提高生理代谢水平，具有明显的保健

功能。所以，核酸营养学的诞生，标志着人类进入了以核酸为核心内容的全营养时代。RNA 主要有三大类，其中，核糖体RNA(rRNA)占RNA总数

的80％以上，一般从酵母中提取的大分子RNA主要是rRNA。从啤酒废酵中提取RNA的

方法有酚法、酶法、自溶法、氨法、稀碱法、浓盐法等。

工业生产一般采用浓盐法，且在对数生长期的初期培养基内碳源与氮源比例低，即RNA含量较高时，提取RNA，并降解成在化妆品、农业、医

药、食品等方面有广泛应用的核苷酸制品。在化妆品中加入核酸或其水解物，可促进皮肤蛋白合成，达到养护皮肤的作用。在农业上，RNA降

解物具有促进作物生长增产的作用，现已在水稻、小麦、柑橘及多种蔬菜中生产应用，取得了良好效果。综合利用废弃酵母泥提取核酸，不

仅可以增加经济效益，还能解决饲料酵母存在高核酸的问题，这将实现啤酒行业变废为宝，更为企业创造可观的经济效益。

5.3 GSH

利用啤酒酵母泥还可制取谷胱甘肽。谷胱甘肽化学名为：N－(N－L－γ－Glutamyl－L－cysteniny1)glycine，即N－{N－L－γ－谷氨酰－L

－半胱氨酰}甘氨酸。它是由L－谷氨酸、L－半胱氨酸和甘氨酸缩合而成的一种含有巯基的生物活性三肽化合物，以还原态(GSH)和氧化态

(GSSG)两种形态存在。它是机体内的重要活性物质，具有参加肝细胞内的氧化还原反应、清除自由基、解毒、激活SH酶、提高Fe2＋酶活性及

维持红细胞膜的完整性、维持DNA的生物合成、细胞的正常生长及细胞免疫等多种生理功能。谷胱甘肽广泛存在于生物体内，是主要的抗氧化

剂，参与细胞内的多种反应。两分子还原型GSH被氧化后可形成一分子氧化型谷胱甘肽(GSSG)。谷胱甘肽是多种酶反应的辅酶，对生物内蛋白

质分子上的巯基有保护作用，可维持某些酶的活性。此外还有防止脂质氧化、解毒、防止白内障发展和保护皮肤等作用。临床上用于肝脏疾

病、有机物及重金属的解毒、癌症治疗造成的药物性损伤保护等。近年来由于人们膳食结构的不合理，生活节奏的加快，老龄人口的增加，

环境不庭因素的影响等等，人体内谷胱甘肽降低，从而导致早衰和诱发疾病。因此，从外界获取功能肽显得十分迫切，故谷胱甘肽在食品、

医药等领域的应用日益受到人们的重视。谷胱甘肽的生产方法主要有生物提取法、发酵法、化学合成法及酶法等。

酵母细胞中谷胱甘肽的含量约为干重的1%，用啤酒酵母泥提取谷胱甘肽的基本工艺流程为：啤酒酵母泥一洗涤、过筛一醋酸抽提一离心一分离纯化一成品。

5.4 FDP

利用啤酒酵母以酶法制取果糖二磷酸钠(Fructose-1，6-diphosphate，简称FDP)是啤酒酵母深

加工开发利用的一个新途径。1，6-二磷酸果糖

是细胞内糖代谢过程中的中间产物，是一种在分子水平上改善细胞代谢的生化药物，有聚增细胞内高能磷酸物质浓度，促进钾离子回流，回

复细胞极化状态，从而有利于细胞损伤、缺氧、休克等状态下细胞对葡萄糖的代谢与利用，修复细胞所至的损伤等。另外FDP还具有减少血小

板粘附、聚集、保护红细胞韧性的能力，具有直接的抗氧化作用，抑制自由基的产生；因此，FDP近年来在医药领域受到重视。在临床上广泛

应用于急性心肌梗塞、心肌缺氧、休克、缺血及缺氧等危重病人的急救和治疗。应用于体外循环手术和血液净化的治疗中，还可用于酒精

中毒、肝炎和糖尿病等的辅助治疗。

用啤酒酵母泥生产FDP的工艺流程为如下：

啤酒废酵母→粗滤→多次水洗→离心分离→干净啤酒废酵母→培养、发酵

↓↓

啤酒花、米壳灭酶

↓

酵母残渣←分离

↓

FDP提纯

5.5 葡聚糖

目前对啤酒废酵母的综合利用，大多集中在对其中蛋白质、核酸、维生素、微量元素和酶方面，但对其细胞壁多糖的研究甚少，酵母自溶残

渣主要成分是酵母多糖。到目前为止，特别在我国，这部分资源没有得到很好的开发利用。酵母细胞壁含葡聚糖50％，甘露糖20％，蛋白质

10％－15％，脂类8％－9％，几丁质10％或更少。胞壁葡聚糖在化学成分上是不均一的，物理结构上是各向异性的。

酵母细胞壁从外向内分为3层，分别为甘露聚糖、蛋白质和葡聚糖。制备酵母葡聚糖必须从酵母细胞壁中消除甘露聚糖和蛋白质。葡聚糖可用

碱溶液处理加以分离，一种成分是β－（1，3）－糖苷键结合成的碱不溶性葡萄糖，并含有3％－6％的β－(1—6)分枝，显微镜观察表明它

是聚焦在细胞壁内表层的徽纤维中；另一种成分是碱溶性的葡聚糖，它的化学结构和碱不溶性葡聚糖基本相似，但有更多β－(1—6)－糖苷

键。它和少量的甘露聚糖低聚糖结合，表明这一层葡聚糖可能是和壁上的甘露糖蛋白相结合的，对应于壁中的无定型葡聚糖部分。

酵母葡聚糖由于其在人的消化器官中难以被消化，可以作为非卡路里食品添加剂，提供脂肪

样口感在冷冻甜点的生产中作为脂肪替代物；由

于具有高持水能力，可用于香肠等肉制品中作为持水持油剂；作为膳食纤维来发挥作用。酵母葡聚糖作为一种功能因子，还具有独特生物活

性。啤酒酵母的β－（1，3）－D－葡聚糖有抗肿瘤、抗放、抗炎、降低血脂等功能，是一种极富生物活性的多糖，它表现出很强的刺激免疫

和抗肿瘤活性，是一种良好的生物反应调节剂(biological response modifiers，BRM)。

5.6 甘露聚糖

酵母甘露聚糖(MOS)是酵母细胞壁外包被着的一层胶状的糖蛋白。多糖活性和分子量、溶解量、粘度等物理化学性质有关。对多糖分子的修饰

(结构改造)，可以大大提高多糖的活性，如甲基化、乙酰解、硫栓酸化等，这对于多糖的研究具有极大的促进作用。据报道酵母主要含葡聚

糖、甘露聚糖、半乳甘露聚糖和戊糖基甘露聚糖等多糖成分，不同的酵母含有不同类型和不同结构的多糖。甘露聚糖是较主要的一种酵母多

糖，存在于细胞壁外层，具有免疫活性和抑制肿瘤生长等作用。

研究甘露聚糖的结构，不但有利于阐明酵母细胞壁的结构与功能，而且还有利于酵母细胞接合时的细胞识别因子的研究。近年来研究发现，

MOS在微生物之间和微生物与动物细胞相互作用中发挥着重要作用。众所周知，当消化功能不正常时，乳杆菌会大量减少。因此，促进消化道

内有益菌生长，抑制病原菌繁殖，维持消化道菌群动态平衡，减少抗生素的使用是目前研究的热点。近几年，人们对寡聚糖在动物保健方面

作用认识日趋深入，发现MOS能刺激乳酸菌、双歧杆菌等有益微生物的迅速生长和繁殖，抑制大肠杆菌的生长繁殖；MOS还能有效地与沙门氏

菌、大肠杆菌、霍乱菌等病原微生物细胞壁上的受体结合，从而阻止了病原菌与消化道上皮细胞的结合，使病原菌通过消化道而不损害寄主

动物；此外，MOS还能刺激腹膜巨噬细胞产生干扰素，促进细胞产生抗体，增强机体的非特异性和特异性免疫反应，提高机体的抗病能力。

5.7 L YCD

活酵母细胞衍生物（L YCD）是活酵母细胞对有控制伤害的反应产物，活酵母细胞在培养过程中由于受到伤害刺激而产生保护物质，以减轻这

种伤害造成的结果。

L YCD的主要成份是低分子糖苷/肽，分子量范围400~3500，平均分子量600~700。其主要功能是具有很强的防晒保护作用和保湿功能，无任何

副作用，在欧美等发达国家广泛用作化妆品的生物添加剂。一般化妆品添加1%左右的L YCD，其价值上升5~10倍。目前，国内还没有关于研制

L YCD的报导，而市场上所销售的含有L YCD的化妆品（修护活氧细胞酵母乳液）全部是进口的，其价格在每瓶200元以上。

用啤酒酵母泥生产L YCD工艺流程为：

分离收集酵母细胞→伤害培养→分离收集细胞→破壁收集细胞原生质→可溶性原生质萃取物浓缩→冷冻或喷雾干燥→L YCD成品。