酵母β-1，3-葡聚糖提取方法及生物活性

王玥瑋

（天津市食品研究所有限公司，天津 301609）

酵母β-1，3-葡聚糖提取方法及生物活性

王玥瑋

（天津市食品研究所有限公司，天津 301609）

對酵母β-1，3-葡聚糖的提取方法進(jìn)行綜述，對各種方法的特點(diǎn)進(jìn)行比較。簡述酵母β-1，3-葡聚糖具有提高免疫力、抗腫瘤、抗輻射、降低膽固醇等生物活性。

酵母β-1；3-葡聚糖；提取；活性

β-葡聚糖是構(gòu)成酵母細(xì)胞壁的主要成分，位于細(xì)胞壁的最內(nèi)層，占細(xì)胞壁干重的30%～60%。因β-葡聚糖中除含有少量的β-1，6鍵外，幾乎都是β-1，3鍵，因此也稱β-1，3-葡聚糖。酵母β-1，3-葡聚糖具有能增強(qiáng)免疫活力、抗腫瘤、抗氧化、抗細(xì)菌、抗病毒、抗真菌、降低膽固醇、降血脂等生物活性，是一種良好的生物效應(yīng)調(diào)節(jié)劑[BRMs]。

由于酵母β-葡聚糖具有生物活性高、熱量低和持水能力高等性能，其作為功能因子、脂肪替代品和膳食纖維等可以被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和食品領(lǐng)域當(dāng)中，是一種極具研究、開發(fā)價(jià)值的功能性食品配料，擁有良好、廣闊的前景。

1 酵母 β-1，3-葡聚糖的提取方法

目前酵母β-1，3-葡聚糖的提取方法主要為酸法、堿法、酸堿綜合法及酶-堿法等。

1.1 酸法提取

提取酵母β-1，3-葡聚糖，最早就是應(yīng)用酸法提取。Antije Muller等[1]研究了在提取酵母β-葡聚糖的過程中，醋酸、甲酸和磷酸3種不同的提取液對提取效果的影響。結(jié)果顯示，提取前后β-葡聚糖的主要結(jié)構(gòu)和支鏈結(jié)構(gòu)基本上沒有改變。

黃丹等[2]采用醋酸對釀酒酵母中β-葡聚糖進(jìn)行提取，研究發(fā)現(xiàn)此方法提取β-葡聚糖的最佳工藝條件為：提取液醋酸濃度為 6% ，料液比 6:1（g/mL），提取溫度90℃，提取時(shí)間6 h。用此方法提取的成品得率為21.58%，其中多糖含量為71.46%，蛋白質(zhì)含量為7.21%。

研究結(jié)果表明，酸法提取具有產(chǎn)品得率高的優(yōu)點(diǎn)，但存在純度低，產(chǎn)品中甘露聚糖和蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，需進(jìn)一步純化。由于酸法提取的β-葡聚糖純度低，大大限制了其適用范圍，近年來國外很少有此提取方法的相關(guān)報(bào)道。

1.2 堿法提取

龔炎杰等[3]采用堿法進(jìn)行提取，主要方法是：取5 g酵母粉，加入1.0 mol/L的氫氧化鈉溶液100 mL，提取溫度為90℃，提取3h，然后3000 r/min離心15 min，沉淀用水洗2次，然后用無水乙醇洗滌，無水乙醚脫水，真空干燥得成品。

萬婕[4]等采用了二次減處理的方法，將破壁酵母粗品按固液比1:25（g/mL）懸浮于0.75 mol/L的NaOH溶液中，75℃條件下提取15 min，離心，沉淀用蒸餾水懸浮，再用HCl調(diào)節(jié)pH至4.5，重復(fù)上述堿處理步驟，在進(jìn)行離心，水洗，脫水，干燥，得到成品，得率可達(dá)25%以上。堿法提取的β-葡聚糖基本不含蛋白質(zhì)和甘露糖，純度相對較高。

肖冬光[5]采用了高壓-堿提取法對提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，最佳提取條件為堿處理濃度6%，壓力0.1MPa，時(shí)間30 min，酵母葡聚糖提取率為23.30%，提取物中多糖含量為91.85%。經(jīng)紅外光譜與紙層析分析結(jié)果表明：產(chǎn)品只含葡萄糖一種單糖。

堿法提取適于對提取物純度要求較高的產(chǎn)品，如食品和醫(yī)藥用途。但此法得率相對較低，且大量的堿處理會(huì)造成環(huán)境污染，并導(dǎo)致部分多糖降解。

1.3 酸、堿結(jié)合法提取

Williams等[6]報(bào)道了酸、堿結(jié)合制備酵母 β-1，3-葡聚糖的方法，具體為：將酵母分散到NaOH溶液中進(jìn)行攪拌，然后加入水，離心收集沉淀，沉淀再次分散到NaOH溶液中，離心收集沉淀，沉淀用水洗3次，之后用HCl浸提，離心收集沉淀，干燥后得到酵母β-1，3-葡聚糖產(chǎn)品。

近年來，許多國內(nèi)學(xué)者也對此法進(jìn)行了較深入的研究。胡曉忠等[7]先將新鮮的酵母自溶，冷卻至40℃～50℃，3000 r/min離心15 min，棄去上清。然后再用1 L濃度為0.75 mol/L的NaOH溶液反復(fù)提取兩次，接著用HCl調(diào)pH至4.5，用200 mL蒸餾水懸浮煮沸10 min，重復(fù)2次，離心棄去上清，200mL無水乙醇分兩次脫水，再用200 mL無水乙醚脫水，37℃干燥即得β-1，3-葡聚糖產(chǎn)品。成品為白色粉末，每批收率約10%，產(chǎn)品中蛋白質(zhì)含量低于0.9%，而多糖含量在90%以上。

此法提取的酵母β-1，3-葡聚糖中不含酸溶性的糖元及β-1，6-葡聚糖，純度高，產(chǎn)品經(jīng)改性后可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

1.4 酶-堿法提取

上述3種方法具有提取方法簡便、效率高等特點(diǎn)，但是由于使用了強(qiáng)酸、強(qiáng)堿試劑，提取條件比較較劇烈，會(huì)對實(shí)驗(yàn)設(shè)備造成腐蝕破壞、減少了儀器的使用壽命，對環(huán)境、生態(tài)也有一定程度的影響，并且在提取過程中會(huì)造成部分β-1，3-葡聚糖的降解，降低了產(chǎn)品的得率及活性。為了解決這些問題國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，并發(fā)現(xiàn)了一種新的提取方法-酶-堿法提取。

黃國宏等[8]采用的試驗(yàn)方法為：稱取干燥酵母自溶物殘?jiān)?0 g，加入蒸餾水100 mL，調(diào)節(jié)pH至8.0，添加1600 U/g底物的堿性蛋白酶，在60℃條件下酶解3h，然后用60 mL 2%NaOH溶液，在75℃熱水浴處理6 h一定時(shí)間后離心、冷凍干燥即得成品β-1，3-葡聚糖。提取的成品得率為21.38%，多糖含量為92.17%，蛋白質(zhì)含量為1.32%，水分含量為5.53%。

唐治玉等[9]對自溶-酶-堿法提取廢啤酒酵母中β-葡聚糖的最佳工藝進(jìn)行了研究，工藝條件為啤酒酵母于50℃自溶6 h后，添加100 U/g濕酵母木瓜蛋白酶，繼續(xù)自溶18 h后離心，沉淀用2%的NaOH溶液分散，于80℃水浴處理3h后離心，沉淀用蒸餾水清洗3次～4次后進(jìn)行真空冷凍干燥，粉碎得成品。成品得率10.80%，其中多糖含量87.70%、蛋白質(zhì)含量0.45%、水分含量6.72%、灰分含量1.05%，具有得率高、純度高、蛋白質(zhì)含量低的特點(diǎn)。

這種方法不但保持了酵母β-1，3-葡聚糖原有的生物活性而且是一種高效、清潔、溫和的提取方法，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。

2 酵母 β-1，3-葡聚糖的生物活性

酵母β-1，3-葡聚糖具有獨(dú)特的三股螺旋結(jié)構(gòu)，因此具有抗腫瘤、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、降血脂等多種生物活性。

2.1 抗腫瘤活性

β-1，3-葡聚糖可加強(qiáng)人體組織中巨噬細(xì)胞的活性，從而達(dá)到抗腫瘤的目的。段會(huì)軻等[10]研究了水溶性酵母β-1，3-葡聚糖對S180小鼠進(jìn)行了抗腫瘤實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，各劑量組對體內(nèi)S180的抑制率達(dá)到了顯著水平，中、高劑量組達(dá)到了極顯著水平，呈現(xiàn)一定的劑量-效應(yīng)關(guān)系，水溶性酵母β－1，3－葡聚糖高劑量組抑瘤率達(dá)到了49.84%，說明其具有很好的抑瘤效果。

2.2 抗輻射

β-葡聚糖能夠有效地清除體內(nèi)的自由基，使巨噬細(xì)胞在遭受輻射期間和輻射后都能免受自由基的攻擊，令這些巨噬細(xì)胞可以正常發(fā)揮作用。Pathchen ML等的研究表明，水溶性葡聚糖能增強(qiáng)由鈷-60誘導(dǎo)輻射后的痊愈速度。用β-1，3-葡聚糖治療經(jīng)輻射的小鼠，可以提高小鼠的恢復(fù)能力，并能夠增強(qiáng)骨髓活力，使白細(xì)胞數(shù)量增多，同時(shí)增強(qiáng)脾細(xì)胞數(shù)[11]。

2.3 抗氧化

SOD是生物體內(nèi)自由基清除酶，在抗氧化方面起著積極的作用。段會(huì)軻等[11]對β-葡聚糖的抗氧化活性進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明水溶性酵母β-1，3－葡聚糖各劑量組中實(shí)驗(yàn)小鼠血清中的SOD活力隨著劑量的增大而增大，呈現(xiàn)出劑量-效應(yīng)正相關(guān)的關(guān)系，其中高劑量組SOD獲利達(dá)到了235.59 U/mL，說明水溶性酵母β－1，3－葡聚糖具有很好的清除自由基效果，并且注射給藥效果好于灌胃給藥。

2.4 降膽固醇

β-1，3-葡聚糖的特殊結(jié)構(gòu)能促進(jìn)脂蛋白、脂肪酸釋放，使血液中大分子的脂質(zhì)分解成小分子，因而對血脂過多引起的血清渾濁有澄清作用，能明顯降低血膽固醇。Nicolosi等對15個(gè)肥胖的高膽固醇男性進(jìn)行了研究，在研究中病人保持著相同的體量，在第7周能夠明顯降低血液中總膽固醇含量的8%，在第7周的基礎(chǔ)上第8周又降低了6%，可見β-1，3-葡聚糖能夠顯著降低血漿中膽固醇含量[11]。

3 展望

關(guān)于酵母β-1，3-葡聚糖葡聚糖的研究，國內(nèi)外在其提取、檢測和活性分析等方面已有較多的研究。但其機(jī)理還尚不清晰，因此，需要對酵母β-1，3-葡聚糖進(jìn)行更加深入的研究。目前，我國的酵母資源十分豐富，酵母β-1，3-葡聚糖的綜合開發(fā)利用具有廣闊的發(fā)展前景。

[1]Antije Muller.The application of various protic acids in the extraction of β-(1-3)-D-Glucan from saccharomyces cerevisiae[J].Carbohydrate Research,1997,299:203-208

[2]黃丹,劉達(dá)玉.釀酒酵母中活性多糖的提取工藝研究[J].釀酒工業(yè),2004(4):27-29

[3]龔炎杰,郭祀遠(yuǎn),魏東,等.從酵母細(xì)胞壁提取β-1,3-D-葡聚糖的研究[J].釀酒科技,2006(1):98-100

[4]萬婕,劉成梅,熊慧薇,等.從破壁酵母中提取β-葡聚糖的工藝研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2006,58(3):24-26

[5]祁業(yè)明.酵母葡聚糖的研制[D].天津科技大學(xué),2007

[6]Williams D L,Pretus H A,McNamee R B,et al.Development of a water-soluble,sulfated β-(1-3)-D-glucan biological response modifier derived from Saccharomyces cerevisisae[J].Carbohydrate Res,1992,235:247-257

[7]胡曉忠,甄寶貴,馮萬祥.酵母葡聚糖的制備及理化性質(zhì)[J].華東理工大學(xué)學(xué)報(bào),1995(5):477-479

[8]黃國宏.酶-堿法提取酵母β-1,3-葡聚糖的研究[J].中國釀造,2007(8):22-25

[9]唐治玉,王淮,熊善柏.自溶-酶-堿法提取啤酒酵母中β-1,3-葡聚糖的工藝研究[J].現(xiàn)代食品科技,2006,22(2):28-30

[9]Cheung NK,S F Yim,et a1.Expression of apoptotic regulators and their significance in cervical camcer[J].Cancer immunol lmmunother,2002,51:557-564

[10]段會(huì)軻,熊善柏,胡筱波.酵母β-1,3-葡聚糖酶解產(chǎn)物體內(nèi)抗腫瘤及抗氧化火星的研究[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,26(5):871-874

[11]郭勇,王振偉.酵母β-葡聚糖的生物活性及開發(fā)利用[J].中國食物與營養(yǎng),2010(9):24-26

Research Progress on Extraction and Activated Function of Yeast β-1，3-Glucan

WANG Yue-wei
（Tianjin Food Research Institute Co.,Ltd.,Tianjin 301609,China）

The extraction methods of yeast β -1,3-glucan were review in this paper.All tlle methods were compared.And yeast β -1,3-glucan had functions of immunity improving,antitumor,anti-radiation and cholesterol decreasing.

yeast β-1，3-glucan;extraction;activity

天津市科研院所技術(shù)開發(fā)工作扶持經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（YSK2010-38）

王玥瑋（1985—），女（漢），碩士研究生，研究方向：營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)。

2012-03-19