《Food Chemistry》：Next-generation non-
Saccharomyces yeast derivatives: Fine tuning antioxidant capacity through inactivation process
编辑推荐：
•高压均质（HPH）平均使谷胱甘肽（GSH）释放量增加17.9%。•高压均质保留了低分子量代谢物（与热法相比，富集比例超过50%）。•高压均质将失活酵母的抗氧化能力提高了最多57.7%。•56%的亲核特性在不同加工过程中具有共性。•代谢组学支持非酿酒酵母衍生产品的合理开发。引
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高压均质（HPH）平均使谷胱甘肽（GSH）释放量增加17.9%。
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高压均质保留了低分子量代谢物（与热法相比，富集比例超过50%）。
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高压均质将失活酵母的抗氧化能力提高了最多57.7%。
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56%的亲核特性在不同加工过程中具有共性。
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代谢组学支持非酿酒酵母衍生产品的合理开发。
引言
酵母衍生产品是设计高性能酿酒产品的重要生物技术工具，尤其是在减少二氧化硫等化学添加剂使用的背景下。自国际葡萄与葡萄酒组织（OIV）采用失活酵母作为发酵增强剂以来（OIV决议OIV-OENO 459，2013年），其应用仅限于由酿酒酵母属生产的衍生物。因此，工业流程的设计都是根据酿酒酵母生理特性的特定需求和性能进行的。例如，为确保失活酵母中高谷胱甘肽含量而开发的策略，依赖于已知的能刺激酿酒酵母中谷胱甘肽积累的参数，包括前体供应、添加时间和通气条件（Nisamedtinov等，2010年），最终获得高抗氧化能力的产品（Bahut等，2019年）。
最近的法规和科学发展现在对这一以酿酒酵母为中心的框架提出了挑战。在法规方面，OIV最近已将非酿酒酵母的授权使用范围扩展至包括失活酵母和酵母衍生产品（OIV决议OIV-OENO 740-2024）。其次，最新研究表明，某些选定的非酿酒酵母菌株可以表现出高抗氧化能力，而不仅仅取决于谷胱甘肽浓度（Bahut等，2024年；Voce等，2025年）。这些发现使非酿酒酵母成为新型功能特性的有前景的宝库，需要专门的设计流程，而不是对以酿酒酵母为中心的方法进行渐进式调整。探索这种多样性对于开发下一代功能驱动型酿酒产品至关重要，旨在提高葡萄酒等发酵饮品的氧化稳定性、调节葡萄酒成分，并减少对化学添加剂的依赖。
在此背景下，回顾生产流程各步骤对最终产品质量的影响尤为重要，特别是对化合物释放、完整性及其生物活性的影响。非酿酒酵母生理学表现出对营养方案的敏感度，且因菌株而异（Binati等，2021年；Binati等，2022年；Lemos Junior等，2021年）。然而，失活步骤——决定酵母衍生物分子特征的另一个主要因素——对非酿酒酵母的影响仍然研究不足。
热失活是用于失活胞内酶和诱导细胞死亡的常规方法（Bzducha-Wróbel等，2014年），已知会降解热敏感的活性化合物。尽管其对酿酒酵母衍生物的影响已有描述（Comuzzo等，2012年；Marín-Sánchez等，2024年），但对非酿酒酵母的研究仍然不足。高压均质（HPH）作为一种潜在的替代热降解的方法而出现，同时确保有效的失活（Voce等，2025年）。HPH指的是将大颗粒分割为许多小颗粒的工艺。该系统由高压泵和破裂阀组成，根据产品需要施加的物理力（剪切力、湍流、空化）而具有不同的形状（Martínez-Monteagudo等，2017年）。施加的压力可达150-200 MPa，或更高，在超高压均质中，温度每100 MPa升高18°C。这两个因素都可以调节，同时液体在HPH中的循环次数（或通过次数）也可调节，以获得不同种类的最终产品（Floury等，2004年；Liu等，2016年）。
HPH在食品行业已有成熟应用，主要用于微生物失活或胞内内容物的提取（Liu等，2016年；Patrignani等，2009年；Vieira等，2016年）。在酿酒过程中，HPH已被用于减少葡萄汁和葡萄酒中的土著酵母和细菌种群，从而提高微生物稳定性，同时减少对SO2的依赖（Ba?uelos等，2016年；Loira等，2018年；Mok等，2006年）。此外，HPH被证明是促进自溶的有效方式，通过释放液泡蛋白酶和葡聚糖酶，同时增强胞内内容物向培养基中的释放（Comuzzo等，2012年、2015年；Liu等，2016年）。将这两种作用相结合——高效的失活过程和促进自溶——促使人们研究HPH作为从酿酒酵母属生产酵母衍生物的工具，如最近的研究所示（Comuzzo等，2015年、Comuzzo等，2017年）。HPH相关参数（压力、温度和通过次数）的精细调节已被证明对最终产品的化学和功能特征有显著影响。然而，迄今为止，还没有研究系统地评估HPH对非酿酒酵母衍生物生产的影响。然而，目前还没有研究评估失活过程本身是否可用作技术杠杆来调节由选定非酿酒酵母菌株生产的衍生物的抗氧化功能。
本研究提出对实验室规模下用HPH工艺失活的非酿酒酵母衍生物进行首次表征，并与相同菌株的热失活产品进行比较。鉴于这些产品释放活性化合物的潜力，针对每种失活过程，本研究对经典生物质生产与专门改善胞内谷胱甘肽含量的生产方式进行了比较。本研究的目的是确定HPH失活过程是否能提高这些新型酵母衍生物的抗氧化能力。通过整合代谢组学和互补的抗氧化测定方法，我们评估了HPH如何调节最终衍生物的分子组成和功能活性。本工作旨在支持旨在利用非酿酒酵母生物多样性的生物创新生产策略，并支持开发符合减少化学添加剂使用、增强葡萄酒氧化稳定性和整体质量的新一代酿酒解决方案。
章节片段
生物材料
本研究选择了三种非酿酒酵母菌株，每个菌株属于不同的属，自然与葡萄园和酿酒环境相关：Lachancea（拉克汉西亚）、Torulaspora（酒香酵母）和Metschnikowia（梅特尼克酵母）。在每个属中，此前有几株菌株已被Lallemand（加拿大蒙特利尔）内部评估，并基于其技术和/或酿酒学兴趣（包括生长性能、干燥行为以及生产或消耗化合物的潜力）选择了一株。
酵母菌株背景和失活方法对营养释放的影响
酵母衍生物，如失活酵母，主要用于其释放关键营养素到葡萄汁中的特定能力，支持活性干酵母的复水或酵母的发酵能力。表1显示了两种失活过程对主要营养素最终浓度的影响，这些营养素已知可改善酵母活性，从而促进整体酒精发酵动力学。用热法生产的失活酿酒酵母的……
结论
本研究旨在探索失活过程对非酿酒酵母菌株获得的失活酵母衍生物质量（尤其是抗氧化能力）的影响。如前所述，非酿酒酵母的特定代谢与酿酒酵母相比可能导致显著差异，特别是在营养释放方面，尤其是维生素，这可能是酒精发酵过程中的关键因素。除了菌株特异性差异外，……
稿件撰写过程中生成式AI和AI辅助技术的声明
在本工作的撰写过程中，作者使用了Microsoft 365 Copilot v. 2.20260101.44.0来总结来自内部文件的营养素分析方法。生成式AI也被用于改善文本的整体流畅性。在使用此工具/服务后，作者对内容进行了审查和编辑，并对已发表文章的内容承担全部责任。
CRediT作者贡献声明
Florian Bahut：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，方法学，调查，形式分析，数据整理，概念化。Nathalie Sieczkowski：撰写——审阅与编辑，验证，监督，资源，项目管理。Régis D. Gougeon：撰写——审阅与编辑，验证，监督，资源，项目管理，经费获取。Maria Nikolantonaki：撰写——审阅与编辑，监督，资源，项目管理，……
资助
本研究由Lallemand SA（法国布拉尼亚克）资助，属于Lallemand SA与UMR PAM实验室之间的合作项目。
利益冲突声明
作者声明以下财务利益/个人关系，这些可能被视为潜在的利益冲突：Florian Bahut报告，Lallemand SAS提供了财政支持和设备、药品或物资。Florian Bahut报告与Lallemand SAS的关系包括：雇佣关系。Nathalie Sieczkowski报告与Lallemand SAS的关系包括：雇佣关系。如有其他作者，他们声明没有已知的竞争性财务……
致谢
作者感谢William Villeneuve和加拿大蒙特利尔国家研究委员会的Lallemand企业团队，进行了非酿酒酵母的实验室规模生产、失活和干燥。感谢爱沙尼亚塔林TFTAK团队的Kati Helmja进行样品营养素分析。作者感谢DIVVA平台（法国第戎农业大学研究所，勃艮第-弗朗什-孔泰大学）提供质谱设备的使用权限。他们还想感谢Dr.……
Florian Bahut|Nathalie Sieczkowski|Régis D. Gougeon|Maria Nikolantonaki
