酵母中硒的生物转化与纳米结构分析：酿酒酵母与胶红酵母的比较研究

本研究针对膳食硒缺乏引发的健康问题，创新性比较了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae ATCC 7090)与胶红酵母(Rhodotorula glutinis CCY 20-2-26)的硒生物转化能力。通过RP-HPLC-ICP-MS和UHPLC-ESI-Orbitrap-MS技术，首次系统解析了胶红酵母的硒形态特征，发现酿酒酵母具有更高的硒积累量(1559 μg Se4+/g)及更均匀的硒纳米颗粒(SeNPs, 60-180 nm)，为功能性食品和纳米材料开发提供了新思路。

　　

硒作为人体必需的微量元素，其缺乏与甲状腺功能障碍、免疫力下降等疾病密切相关。然而全球约三分之一地区土壤硒含量不足，导致膳食摄入量差异显著——比利时日均仅28 μg，而美国达150 μg。传统补硒方式存在生物利用度低、毒性风险等问题，而硒强化酵母因其高效转化无机硒为有机形态的特性，成为研究热点。但现有研究多集中于酿酒酵母，对非传统酵母如产胡萝卜素的胶红酵母知之甚少。

华沙生命科学大学食品科学研究所的研究团队在《Biological Trace Element Research》发表研究，首次对比了酿酒酵母与胶红酵母的硒代谢差异。通过优化培养体系（YPD培养基，10 mg Se⁴⁺/L浓度），结合多步酶解提取流程，采用RP-HPLC-ICP-MS（反相高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱）进行硒形态分析，UHPLC-ESI-Orbitrap-MS（超高效液相色谱-轨道阱质谱）鉴定新硒化合物，并利用单颗粒ICP-MS技术表征SeNPs的粒径分布。

硒积累能力差异

酿酒酵母展现出显著优势，其总硒积累量(1559 μg/g)较胶红酵母(1202 μg/g)高出29%。水溶性硒占比分析显示，胶红酵母的硒溶解性更高(8% vs 4.1%)，暗示其细胞壁结构可能影响硒固化效率。

硒形态特征

酿酒酵母检测到10种硒化合物，包括谷胱甘肽-2,3-DHP-硒代半胱氨酸(m/z 563.06)和硒代二谷胱甘肽(m/z 693.08)等新型代谢物；而胶红酵母仅检出甲基硫代硒代谷胱甘肽(m/z 402.02)和γ-谷氨酰甲基硒代半胱氨酸(m/z 313.03)两种。硒代蛋氨酸(SeMet)含量差异显著(28 μg/g vs 9.5 μg/g)，可能与硫代谢通路活性相关。

纳米颗粒特性

酿酒酵母产生的SeNPs粒径更均一(100.2±34.02 nm)，符合治疗剂载体要求(≤200 nm)；而胶红酵母SeNPs粒径离散度大(121.1±61.56 nm)，可能影响生物利用度。值得注意的是，SeNPs仅占总硒的0.83%-0.74%，提示大部分硒仍以其他形态存在。

该研究揭示了酵母硒代谢的种属特异性：酿酒酵母凭借高效的硒转化系统和稳定的纳米颗粒生成能力，更适合作为膳食补充剂原料；而胶红酵母独特的硒化合物谱则为开发新型功能性成分提供了可能。技术层面，建立的UHPLC-ESI-Orbitrap-MS方法为复杂硒形态分析提供了新工具。未来研究可聚焦硒化合物与酵母抗氧化系统的互作机制，以及SeNPs在靶向递送中的应用潜力。