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为解决酿酒酵母(S. boulardii)发酵后的废弃酵母利用问题,研究人员开展用植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)H64 发酵废弃 S. boulardii 酵母并用于面包制作的研究。结果显示,面包富含 GABA 且抗氧化能力强。这为酿酒和农业副产物增值提供思路。
在啤酒酿造的世界里,大量的酿酒副产物 —— 废弃酿酒酵母(Spent Brewer’s Yeast,SBY)常常被忽视,它们虽含有丰富的蛋白质、β- 葡聚糖、肽、维生素和矿物质等营养成分,却大多仅被用作动物饲料,在食品领域的应用极为有限。而近年来,一种名为 γ- 氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的神经递质备受关注,它在人体中枢神经系统中起着重要的抑制作用,不仅能降低血压、缓解压力,还能增强大脑活动,对人体健康益处多多。许多发酵食品中都有它的身影,可对于废弃酿酒酵母中 GABA 含量的变化以及在食品制作过程中的分子动力学研究却少之又少。与此同时,植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)作为一种具有安全资质的乳酸菌,在发酵生产 GABA 方面潜力巨大,但利用其发酵废弃 S. boulardii 酵母来提升 GABA 含量的研究同样稀缺。
为了填补这些空白,来自未知研究机构的研究人员踏上了探索之旅,他们希望能找到一种方法,将废弃的 S. boulardii 酵母变废为宝,开发出富含 GABA 的营养益生元面包。这项研究成果发表在了《Food Bioscience》上,为食品领域带来了新的希望。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,通过平板计数法测定 S. boulardii 的活力;接着,对发酵前后废弃 S. boulardii 酵母中的 GABA 含量、抗氧化能力等生理特性进行检测;最后,利用分子动力学模拟研究 GABA 在烘焙过程中的稳定性以及其与人体 GABAA受体在酸性环境中的相互作用。
在研究结果部分,研究人员首先发现,未经发酵的废弃 S. boulardii 酵母(raw SBY)中就含有丰富的 GABA,其含量达到 127.83 μg mL-1,且细胞外 GABA 浓度(104.92 μg mL-1)高于细胞内(22.91 μg mL-1),同时还具有 78.05% 的较高抗氧化能力。
随后,研究人员利用植物乳杆菌 H64 与小麦麸皮发酵废弃 S. boulardii 酵母,成功提升了 GABA 的含量。将富含 GABA 的废弃 S. boulardii 酵母应用于面包烘焙后,面包中 GABA 含量达到 30 μg g-1 ,并且抗氧化能力增强至 12%。这表明发酵不仅提高了废弃酵母中 GABA 的含量,还赋予了面包更好的益生元特性。
在分子动力学方面,研究发现 GABA 在烘焙后依然保持活性。而且,GABA 与人体大脑 GABAA受体在酸性条件下的结合亲和力与中性环境相似。这意味着即使在面包进入人体酸性的胃肠道环境后,GABA 仍能较好地发挥其生理功能。
综合来看,这项研究意义重大。它不仅揭示了废弃 S. boulardii 酵母在发酵后能成为富含 GABA 的优质原料,为面包等食品增添了营养和益生元特性;还证实了 GABA 在烘焙过程中的稳定性以及在酸性环境下的功能活性,为其在食品工业中的广泛应用提供了理论依据。此外,该研究为酿酒和农业副产物的高值化利用开辟了新途径,有助于推动食品行业的可持续发展。不过,目前的研究只是一个开端,未来还需要进一步深入探究,例如扩大样本规模进行更多的实验验证,研究不同发酵条件对面包品质和 GABA 含量的影响等,以便更好地将这一成果应用到实际生产中,让更多人享受到这种健康又美味的益生元面包带来的益处。