隨著世界人口不斷增長，人均蛋白質(zhì)需求量和全球蛋白質(zhì)消費量逐年增加，由于傳統(tǒng)蛋白質(zhì)供應(yīng)不足，尋找可持續(xù)的、環(huán)境友好的和優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，是全球爭相克服的重點。酵母蛋白因具有營養(yǎng)全面、生產(chǎn)高效、環(huán)境友好等特點，被視為新型蛋白質(zhì)明星。2023年11月，酵母蛋白在我國被批準(zhǔn)為新食品原料(2023年第10號公告)?，F(xiàn)以《Trends in Food Science Technology》上的綜述文章“酵母蛋白-食品應(yīng)用中新的可持續(xù)替代蛋白”為主要內(nèi)容，就酵母蛋白的組成及其分離提取方法、其功能特性和在食品領(lǐng)域的應(yīng)用、基于環(huán)境友好型蛋白的應(yīng)用前景，分享如下。

　　酵母蛋白作為優(yōu)質(zhì)安全的微生物蛋白的特點

　　1、富含多種微量營養(yǎng)素的完全蛋白(Complete Protein)

　　酵母是全球年產(chǎn)量最高的高蛋白微生物。酵母細胞中，蛋白質(zhì)含量占干重的40%-60%。將酵母細胞的細胞壁等非蛋白部分去除后，即可得到可用于食品工業(yè)的高純度酵母蛋白。

　　酵母蛋白(AnPro)含有18種氨基酸，包含2種半必需氨基酸(semi-essential amino acids)和8種必需氨基酸(essential amino acids)。賴氨酸是植物蛋白(小麥/谷物)的第一限制性氨基酸，但在酵母蛋白中含量豐富。此外，谷氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸和支鏈氨基酸(異亮氨酸、亮氨酸和纈氨酸)，也在酵母蛋白中占比較高。早期的研究認為，酵母蛋白含硫氨基酸(蛋氨酸和半胱氨酸)略低。但是最新的DIAAS蛋白質(zhì)評價方法對酵母蛋白的氨基酸評分和回腸消化率進行研究，結(jié)果證明，酵母蛋白含硫氨基酸含量僅次于乳清蛋白，高于其他植物蛋白(表1)。此外，酵母蛋白還含有16種以上生物結(jié)合態(tài)的礦物質(zhì)和維生素，其中包括8種B族維生素。完整且配比良好的氨基酸組成、豐富的微量營養(yǎng)素，讓酵母蛋白有望成為比植物蛋白質(zhì)量更佳的新型替代蛋白源。

　　表1 不同蛋白質(zhì)的氨基酸評分(AAS)和可消化必需氨基酸評分(DIAAS)

　　注：WPC，乳清蛋白;WPI，乳清分離蛋白;SOY，大豆蛋白;AnPro，酵母蛋白;WHE，小麥蛋白;PEA，豌豆蛋白。

　　2、消化吸收率高且持續(xù)性好的“慢蛋白”

　　消化率是判斷蛋白質(zhì)營養(yǎng)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。綜述文章中的數(shù)據(jù)顯示，酵母蛋白體外消化率約81.06%，高于高粱蛋白(42%-64%)、大豆蛋白(75%-80%);也高于部分動物蛋白，如魚蛋白(74%-81%)。需特別指出的是，安琪酵母股份有限公司研究院研究顯示[1]，酵母蛋白胃中體外消化率為12.1%,顯著低于乳清蛋白(33.9%);但在小腸中終末消化率92.5%，與乳清蛋白接近(95.9%)，且二者吸收率無顯著性差異(圖1)。酵母蛋白胃中消化率低，或與蛋白質(zhì)和酵母β-葡聚糖結(jié)合形成復(fù)合物有關(guān)，且這種影響對胃吸收率的影響大于小腸。作為一種胃消化率相對較慢的蛋白，酵母蛋白在吸收率可以和乳清蛋白媲美的同時，或能帶來更持久的飽腹感。

　　圖1 體外模擬消化試驗中，不同時間不同蛋白質(zhì)消化吸收百分比[1]

　　YPC,酵母蛋白; WPC,乳清蛋白; SPI,大豆分離蛋白

　　3、環(huán)保性強的替代蛋白(Alternative Protein)

　　通過重復(fù)利用多種碳源，包括利用甘蔗制作蔗糖副產(chǎn)品糖蜜等“廢料”的高能力，酵母蛋白的生產(chǎn)不僅能有效提高生產(chǎn)效率，并能降低碳排放、節(jié)約耕地和淡水資源，在可持續(xù)性和環(huán)境友好方面具有顯著優(yōu)勢?，F(xiàn)在的工業(yè)化生產(chǎn)線，已經(jīng)形成了“糖蜜、水解糖-酵母-酵母蛋白-酵母發(fā)酵液-肥料-農(nóng)作物”的閉環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。(圖2)

　　圖2 酵母蛋白生產(chǎn)的全過程

　　酵母蛋白的功能特性

　　1、溶解性和保水性

　　酵母蛋白在絕大多數(shù)非極端環(huán)境中具有良好的溶解性和保水性。添加酵母蛋白的素肉制品在烹飪過程中的水分流失少，提高了嫩度和多汁性。這一特性表明，酵母單在在素肉漢堡、素肉腸、素肉煎餃等食品加工中應(yīng)用具有優(yōu)勢，可以改善食品風(fēng)味，給產(chǎn)品帶來與肉類似的咬感和纖維感。

　　2、與金屬離子結(jié)合能力

　　蛋白質(zhì)本身可以與帶正電荷的金屬離子結(jié)合。以鈣離子為例，酵母蛋白與之結(jié)合形成的含鈣蛋白質(zhì)，能被人體運輸和吸收，有希望成為補鈣劑的新來源。

　　3、酵母蛋白肽的生物活性

　　酵母蛋白水解后的肽，顯示出諸多健康益處，例如抗氧化、降低膽固醇、抗高血壓、抗糖尿病、免疫調(diào)節(jié)和抗菌等。目前，酵母蛋白水解成的抗微生物肽，已作為食品工業(yè)中化學(xué)防腐劑的替代物得以應(yīng)用。

　　酵母蛋白應(yīng)用與未來展望

　　酵母蛋白與動物蛋白相比，酵母蛋白的低致敏性(幾乎不含過敏原)、無乳糖的特點備受關(guān)注;與植物蛋白相比，植物蛋白對于農(nóng)業(yè)投入和環(huán)境的壓力，以及植物蛋白大多數(shù)必需氨基酸組成不完全、含量低，并伴隨植酸、單寧、生物堿等抗?fàn)I養(yǎng)因子的存在。已有研究表明[2]，對19個月齡老齡鼠食用酵母蛋白[1.0g/(kg?d]，持續(xù)3個月，能顯著改善老鼠肌肉的超微結(jié)構(gòu)，增加其肌肉纖維的粗細(圖3)。原因可能是酵母蛋白通過調(diào)節(jié)腸道微生物群，改善衰老的肌纖維，提升其功能。有同類研究顯示，60歲以上健康老人每日補充16g酵母蛋白或乳清蛋白，持續(xù)6個月，均能顯著提高四肢骨骼肌指數(shù)、縮短6米步行用時，二者無顯著性差異。上述研究一定程度上表明，將酵母蛋白作為蛋白補充劑應(yīng)用于改善特定群體肌肉減少癥充滿希望。

　　圖3 補充1.0g/(kg?d)酵母蛋白3個月老齡鼠的肌肉纖維變化

　　隨著氣候、環(huán)境和人口等全球性影響不斷加劇，可持續(xù)發(fā)展、資源供應(yīng)安全和人類健康之間的協(xié)同越發(fā)受到全球關(guān)注。作為糧食系統(tǒng)的重要組成部分，蛋白質(zhì)生產(chǎn)體系正在重塑。酵母蛋白在我國作為新食品原料的獲批，標(biāo)志我國“向微生物要熱量、要蛋白”的大食物觀在科技上有了突破性實踐。