酵母細(xì)胞壁多糖的研究進(jìn)展

1、而酵母細(xì)胞壁多糖作為多, 如能吸附病原菌 , 增強(qiáng) 目前, 酵母細(xì)胞壁多糖的提alkaline process,of yeast cellwall polysaccharideswerethe food industrywas also been introduced. active function; abstraction application酵母細(xì)胞壁多糖的研究進(jìn)展摘 要:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 , 多糖的活性功能已經(jīng)被人們所認(rèn)識。 糖中的一種 , 其研究也在不斷深入。 酵母細(xì)胞壁多糖具有許多活性功能 細(xì)胞免疫力 ,提高巨噬細(xì)胞活性 ,抗輻射 ,抗病毒,提高抗癌功能等。 取方法主要是堿法、

2、高壓均質(zhì)破壁法 , 酶法。在食品工業(yè)中 , 酵母細(xì)胞壁多糖能充當(dāng)乳化劑、 增稠劑、低熱食品原料等角色。 但由于提取技術(shù)的限制 , 其主要還是作為添加劑常見于飼料中。 為了更好的利用酵母細(xì)胞壁多糖的功能價值 ,更充分的為人類健康服務(wù) , 本文對酵母菌細(xì)胞壁 多糖物質(zhì)的活性功能 , 提取方法及其在食品中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述。關(guān)鍵詞:酵母細(xì)胞壁多糖 ;活性功能 ;提取;應(yīng)用;病原菌Research progress on yeast cellwallpolysaccharidesAbstract:W ith the development of science technology, the activ

3、e functions of polysaccharides were gradually recognized. Yeast cellwall polysaccharidewas gainedmuch attention recently. It could adsorb pathogenic bacteria, enhance cellular immunity and cytoactive ofmacrophage. It also has the ability of ant-i radiation, ant-i virus, and ant-i cancer.Threeways of

4、 extraction of yeast cellwallpolysaccharidewere homogenizedwith high pressure, enzy- maticmethod. In the food industry, yeast cellwallpolysaccharidewas used as the emulsifier, thickener and low calorie food ingredient. For extraction technique limitation, itonlywidely used as an additive in animal f

5、eed industry. The active functions and the extractionmethods summarized. Meanwhile, the application of yeast cellwall polysaccharide in Key words:yeast cel-lwal-l polysaccharide; 生物多糖分布廣泛 , 且具有許多功能活性。 目前已應(yīng)用到飼料、食品、化妝品等行業(yè)。其 中, 酵母細(xì)胞壁多糖因其多樣的保健作用而越來 越受到人們的關(guān)注 , 應(yīng)用前景十分看好。 酵母多糖具有廣泛的應(yīng)用價值。1酵母細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu) 酵母細(xì)胞壁厚約 25

6、nm, 約占細(xì)胞干重的 25%,是一種堅韌的結(jié)構(gòu)。其化學(xué)組分較特殊,類似于三明治 ) 外層為甘露聚糖 , 內(nèi)層為葡聚 糖。它們都是復(fù)雜的分枝狀聚合物 , 其間夾有一 層蛋白質(zhì)分子。這些蛋白質(zhì)有些是以與細(xì)胞壁結(jié) 合的酶的形式存在 , 如葡聚糖酶、甘聚糖酶、蔗 糖酶、堿性磷酸酶和脂酶。細(xì)胞壁上還有少量類 脂和幾丁質(zhì) 1 。酵母多糖占到酵母細(xì)胞壁干重等人通過實驗認(rèn)為啤, 可能與酵母多糖因為 , 酵母多糖, 表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抗的 40%2 。 收稿日期 : 2008-09-23 作者簡介 :趙季 (1984-), 女, 碩士研究生 ,研究方向 :食品發(fā)酵與酶工程。專論綜述 83 某些酵母多糖主要成分為大分

7、子的甘露聚 糖3, 4, 具有免疫和抗腫瘤的作用 5 。周義發(fā) 等6 研究表明啤酒酵母多糖主要由 A-D- 甘露 糖組成 , 分子量為 220kD。酵母細(xì)胞壁中存在 B- (1y6) 分枝的堿不 溶性 B- (1y3) 葡聚糖、 B- (1y6) 分枝的 堿溶性 B- (1y3) -D- 葡聚糖、中間插有 B- (1y3) 鍵的無定性的酸溶性 B- (1y6) -D- 葡聚糖等。其中 B- (1y3) -D- 葡聚糖占絕 大多數(shù) 7 。2酵母細(xì)胞壁多糖的功能活性 211 吸附病原菌作用 酵母細(xì)胞壁多糖能吸附病原菌的主要機(jī)理 是: 甘露聚糖能干擾腸道病原菌的定殖 , 從而降 低動物腸道病原微生物

8、數(shù)量如沙門氏菌和大腸桿 菌的數(shù)量。腸道中的病原菌 ( 大腸桿菌、沙門氏 菌、梭狀芽孢桿菌等 ) 細(xì)胞表面或絨毛上具有一 種蛋白質(zhì)物質(zhì) ( 類丁質(zhì)結(jié)構(gòu) ), 通過識別動物腸 壁細(xì)胞上的特異性 , 而與之糖類結(jié)合 , 在腸壁上 定殖生長 , 引起腸道疾病的發(fā)生。酵母細(xì)胞壁所 含的甘露聚糖與病原菌在腸壁上的受體非常相 似, 并與類丁質(zhì) (Lectin) 有很強(qiáng)的結(jié)合能力。 因此 ,甘露聚糖可競爭性地與病原菌結(jié)合。 酵母細(xì)胞壁物質(zhì)具有耐酸解的特征 , 可以完 好地通過消化道而不受胃酸、消化酶等的破壞降 解, 所以能攜帶病原菌通過腸道排出到體外 , 由 此而有效地減少了腸道疾病的發(fā)生。 酵母細(xì)胞壁對霉菌

9、毒素也有很強(qiáng)吸附作用 , 能有效抵抗其毒性 8 。研究還發(fā)現(xiàn) , 若對甘露聚 糖進(jìn)行一定的修飾 , 其結(jié)合黃曲霉毒素、玉米赤 霉菌毒素等霉菌毒素的能力將會進(jìn)一步提高。 因此 ,酵母細(xì)胞壁中的甘露聚糖被人們稱作 新型吸附劑 , 具有廣泛的應(yīng)用價值。212 抗腫瘤作用 有觀點認(rèn)為 , 酵母細(xì)胞壁中的多糖物質(zhì)有抗 腫瘤的作用是因為它能刺激體內(nèi)網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)產(chǎn) 生大量的巨噬細(xì)胞。邵偉 9 酒酵母多糖呈現(xiàn)的抗腫瘤作用 活化機(jī)體巨噬細(xì)胞有直接關(guān)系。 在同瘤細(xì)胞混合接種給小鼠時專論綜述腫瘤效果 , 可是當(dāng)加入巨噬細(xì)胞封阻劑 ) 硅粉后 抑瘤作用顯著下降 , 乃至于消失。這一情況說 明, 啤酒酵母多糖是巨噬細(xì)胞

10、的激活劑, 它的抗腫瘤活性是通過機(jī)體巨噬細(xì)胞來實現(xiàn)的。巨噬細(xì) 胞殺傷瘤細(xì)胞需經(jīng)激活過程 , 受激活巨噬細(xì)胞通 過吞噬作用或細(xì)胞毒作用攻擊瘤細(xì)胞。瘤細(xì)胞被 吞噬后 , 被巨噬細(xì)胞釋放的溶酶體酶破壞或者是 巨噬細(xì)胞釋放毒性因子殺傷與之接種的瘤細(xì)胞。 另外 ,實驗還發(fā)現(xiàn)啤酒酵母多糖抗腫瘤譜有 一定范圍。啤酒酵母多糖的抗腫瘤活性與應(yīng)用劑 量有直接關(guān)系 , 可能存在有最適劑量的問題。 213 減輕輻射損傷Ross10 曾報道酵母聚糖能減輕受照動物的輻 射損傷。黃汝多 , 李振華 11 等人對酵母甘露聚糖 對812Gy60CoC射線輻照小鼠的輻射防護(hù)作用進(jìn) 行研究 , 發(fā)現(xiàn)鼠的存活率、成活天數(shù)、 40 天

11、體重 的動態(tài)變化,外同血 WBC RBC及PLT及脾指 數(shù)等的數(shù)值差異上 , 均顯示出酵母甘露聚糖對 60 CoC與寸線輻射損傷有保護(hù)作用。通過這些研究 , 甘露聚糖溶液研制成為輻射 損傷保護(hù)輔助藥物有了實驗依據(jù)。甘露聚糖制劑 的生產(chǎn)也有了重要參數(shù)。214抗病毒作用李凡12 等人研究發(fā)現(xiàn)酵母多糖具有明顯的抗 脊髓灰質(zhì)炎病毒 0型、?？刹《?型、柯薩奇病 毒 A16, B3, 新型腸道病毒 71 型、水泡性口炎病 毒、腺病毒 0型、單純皰疹病毒 ?, 0型的活 性。其作用機(jī)制是 : 酵母多糖不僅有能接滅活作 用 , 而且對細(xì)胞內(nèi)外的病毒都有抑制作用。215激發(fā)、增進(jìn)免疫功能 許多學(xué)者已經(jīng)證實 ,

12、 酵母多糖無毒無誘變 性, 能明顯增強(qiáng)免疫作用。酵母細(xì)胞壁含有大量的 B- (1y3)D 葡 聚糖和甘露聚糖 , 對細(xì)菌、真菌和病毒引起的疾 病以及運輸、轉(zhuǎn)群、接種、氣候等引起的應(yīng)激反 應(yīng)產(chǎn)生非特異性免疫力 13 。盧建軍 14 研究發(fā)現(xiàn) , 甘露聚糖具有激活免疫系統(tǒng)應(yīng)答的作用。通過體 內(nèi)試驗表明 , 甘露寡糖能夠激活特異性和非特異 性免疫應(yīng)答。 EMa Paulovicova15 對酵母甘露聚糖 免疫活性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)甘露聚糖對小鼠抗原為陰 性, 注射后能顯著增加小鼠 IgG 和 IgM 血清抗體。 張潔16 等人發(fā)現(xiàn)酵母多糖能顯著增強(qiáng)增紅細(xì)胞免 84 疫黏附能力。梁忠?guī)r 17 等人對經(jīng)修飾的

13、酵母甘露5%的聚糖進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn) , 硫酸酯化處理后的酵母甘露 聚糖的抗炎功能顯著提高。高仕瑛 18 等人研究表 明酵母多糖被脂質(zhì)體包封后 , 其免疫增強(qiáng)作用表 現(xiàn)突出 , 免疫功能強(qiáng)烈被激活。3酵母細(xì)胞壁多糖提取分離方法 311 堿法破酵母細(xì)胞壁提取酵母多糖 取 3 份洗滌干凈的濕酵母泥 , 按 1B4 的比例 各自加入011、012、015 mol/L的NaOH然后分 別于恒溫水浴中 （100e）, 不斷攪拌 , 1h 后離心 并保留上清液。將沉淀按1B115的比例各自加入上述3種濃度的NaOH后,于同樣條件處理后離 心, 保留上清液 ,棄沉淀。將 2次上清液合并 , 得 3 種提取液。用適

14、量濃度的鹽酸分別調(diào)節(jié)提取 液 pH 至 7, 使其呈中性。然后重復(fù)采用 Sevage 法去除多糖提取液中的蛋白 , 采用 Bradford 法測 定提取液中的蛋白含量 ,直至蛋白含量恒定為 止。將提取液按正丁醇 B氯仿B提取液為1B5B25的 比例分別加入后 , 劇烈振搖 20min, 離心 , 棄沉 淀19 。周義發(fā) 20 等人取酵母按其干重配成 稀堿（011% NaOH）懸濁液。室溫攪拌提取 1h, 6mol/LHCl 調(diào)至中性 , 迅速升溫到 90e, 攪拌 10min,再迅速降溫到10e以下，靜止過夜。離 心, 用 6mol/L HCl 將上清液調(diào)至中性 , 乙醇醇 析得粗多糖。將粗多

15、糖配成2%的水溶液 , 經(jīng)費林試劑和乙醇分級 （ 醇的最終濃度為 50% ）, Sevag 法脫蛋白得甘露聚糖。312高壓均質(zhì)法破酵母細(xì)胞壁提取酵母多糖 將啤酒酵母培養(yǎng)至對數(shù)生長期 , 4000r/min 離心20min,所得沉淀用 pH為712的0102mol/L 的檸檬酸緩沖液洗滌并形成懸浮液。將懸浮液放 入手提式高壓滅菌器中高壓 （1kg 蒸汽壓 , 125e） 抽提 90min 后取出 , 放冷后再次于 4000r/min 離心20min。冷至4e,加入3倍體積 的 4e 甲醇 , 出現(xiàn)乳白色沉淀。 4e 放置過夜后 3000r/min 離心 20min, 得白色沉淀 , 于干燥器中

16、干燥。重復(fù)采用溴代十六烷三甲銨 （Sevag 法） 去除提取物中的游離蛋白 , 直到蛋白含量恒定為 止。再用pH為818的1%硼酸溶液提取多糖，沉 淀于 2%的乙酸溶液中 , 加入適量乙酸晶體 , 待 充分溶解后 , 加入 3 倍體積的乙醇 , 3000r/min 離心 20min, 收集白色多糖沉淀 , 干燥后于 4e 備用 21 。313酶法提取酵母細(xì)胞壁中的甘露聚糖 孫玉香 22 等人采用酶法提純甘露聚糖 , 其工 藝流程為：啤酒酵母y預(yù)處理y均質(zhì)破壁y酵母 懸浮液 y 自溶 y 離心分離 y 沉淀（ 細(xì)胞壁 ）y 酶 解 y 離心分離 y 上清液 y 真空濃縮 y 粗甘露糖 蛋白。4酵

17、母多糖在食品中的應(yīng)用 食品工業(yè)中常見的酵母菌在一定條件下可發(fā) 酵產(chǎn)生具有生物活性的胞壁多糖 , 這些多糖物質(zhì) 在食品中具有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用價值。411酵母多糖增稠劑 用熱水溶解得到的溶液 , 其黏度冷卻后要比 用冷水為高 ,膠濃度 5%以上 ,黏度隨濃度增加 而大幅度上升 , 但黏度值受溫度及酸度的影響。酵母多糖與洋槐豆膠有協(xié)同作用 ，與CMC混用也 能增加黏度 , 此外酵母多糖有較好的冷凍 / 融化 穩(wěn)定性 ， 8% 的酵母多糖溶液經(jīng)加熱至 95e 冷卻 后能形成凝膠 23 。412乳化劑DaviarCameron24 研究指出 ： 由于共價結(jié)合 到蛋白質(zhì)骨架上的甘露糖的存在使酵母細(xì)胞壁的 甘露糖

18、蛋白具有與表面活性劑和許多乳化劑相同 的親水親油性結(jié)構(gòu)。另外 ， 葡聚糖也有較好的油 水乳化穩(wěn)定性 25 。所以酵母細(xì)胞壁可以充當(dāng)乳化 劑的角色。據(jù)報道 26 在油- 水系統(tǒng)中加入酵母胞 壁多糖 ， 經(jīng)攪拌后 ， 能形成非常細(xì)膩如同奶酪質(zhì) 地的、穩(wěn)定性好的乳狀物。413低熱、防齲齒食品原料 葡聚糖屬于低熱量的食品原料 ， 不易被人體 消化吸收 ， 因此可代替高熱量糖類物質(zhì)加入到食 品中，能有效降低血糖量的增加 ，預(yù)防糖尿病 ， 及控制肥胖癥。葡聚糖在口腔內(nèi) ， 不能被產(chǎn)生齲 齒的細(xì)菌分解、產(chǎn)酸 ， 而腐蝕牙齒 ， 因此還可達(dá) 到防治齲齒的作用。酵母胞壁多糖目前還多局限在飼料中的應(yīng) 用 ， 其原

19、因是酵母多糖的提取技術(shù)限制了其在食 品、藥品方面的應(yīng)用。人們現(xiàn)在普遍采用的提取專論綜述 85 方法是是酸堿法 ， 這種方法會破壞酵母多糖的活 性功能 ， 而且大規(guī)模生產(chǎn)容易造成環(huán)境污染 ， 使 其應(yīng)用價值大打折扣。如何解決好這一關(guān)鍵性問 題成為我們今后需努力的方向之一。參考文獻(xiàn) ：1周德慶 . 微生物學(xué)教程 M. 高等教育出版社 ， 1991， 512Ballou L， Cohen R E， Ballou C E.Saccharomyces cerevisiaemu- tants thatmakemannoproteinswith a truncated carbohydrate outer

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