《Food Bioscience》：Brewer's Spent Grain and Spent Yeast as Sustainable Functional Ingredients for Food Applications: Technological Advances, Challenges and Future Perspectives
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啤酒生产产生大量食品级副产品，尽管具有相当大的营养和技术潜力，这些副产品仍未得到充分利用。本综述批判性地考察了啤酒糟（BSG）和啤酒废酵母（BSY）作为可持续功能性配料的应用，重点阐述了其组成、技术功能特性、加工策略以及在食品体系中的应用。BSG被定性为富含纤
啤酒生产产生大量食品级副产品，尽管具有相当大的营养和技术潜力，这些副产品仍未得到充分利用。本综述批判性地考察了啤酒糟（BSG）和啤酒废酵母（BSY）作为可持续功能性配料的应用，重点阐述了其组成、技术功能特性、加工策略以及在食品体系中的应用。BSG被定性为富含纤维的基质，含有蛋白质、矿物质和结合态酚类化合物，已在烘焙产品、意大利面、挤压零食、肉制品和植物基替代品中展现出相当大的应用潜力。其性能在很大程度上受粒径、持水性、面筋稀释和加工条件的影响。BSY是高质量蛋白质、β-葡聚糖、甘露糖蛋白、维生素、矿物质和风味活性化合物的宝贵来源，但有效的加工对于降低苦味、核酸含量和组成变异性，同时提升其技术性能至关重要。本综述进一步讨论了与安全性、法规要求和消费者接受度相关的当前挑战，包括微生物稳定性、真菌毒素、面筋、RNA含量、新食品考虑因素以及对食品工业副产品来源配料的认知。现有证据支持将BSG和BSY作为开发营养、功能性和可持续食品的有前景配料进行价值化利用。然而，更广泛的工业实施将需要标准化表征、可扩展的加工技术、集成生物精炼方法以及对产品性能、安全性和消费者接受度的进一步验证。
研究背景与问题
啤酒酿造业是全球最大的食品饮料产业部门之一，在生产过程中产生大量副产品。其中，啤酒糟（BSG）和啤酒废酵母（BSY）在数量上和经济上最为重要。BSG约占啤酒生产固体残渣总量的85%，每百升啤酒约产生20千克湿BSG，全球年产量达数百万吨，是全世界最大的食品工业副产品之一。BSY则在发酵和酵母回收过程中持续产生，是第二大丰富的啤酒副产品。尽管这些副产品源自食品级生产链、组成相对均一且全年可得，但传统上一直被视为低价值残渣，主要用于动物饲料、堆肥、厌氧消化或填埋处置，其营养和技术潜力远未得到充分利用。
随着可持续食品生产和循环生物经济战略日益受到关注，食品加工副产品的价值化利用已成为重要方向。与乳制品或肉类加工副产品相比，啤酒副产品尽管具有均一组成、食品级来源和全年可用性等优势，但仍相对开发不足。将BSG和BSY纳入食品应用，可增加膳食纤维和蛋白质摄入，同时减少对初级原料的需求，促进资源节约型食品生产。然而，大多数已发表的综述仅考察单一副产品、提取技术或特定食品应用，缺乏从组成、技术、法规和消费者角度对BSG和BSY进行综合评估的系统性框架。因此，研究人员开展了这项综合性综述研究，旨在整合组成、技术、安全、法规和消费者相关证据，为啤酒副产品作为可持续功能性食品配料的未来发展提供全面支撑。
研究内容与结论
该综述系统检索了Scopus、Web of Science和PubMed数据库，覆盖截至2025年12月31日的文献，重点考察了BSG和BSY的组成、技术功能特性、加工策略、食品应用、安全性、法规和消费者接受度。
BSG的组成与营养特征。 BSG主要由大麦籽粒在糖化和麦汁分离后残留的不溶性外层组成，富含不溶性膳食纤维（占干重30–70%，主要为纤维素、半纤维素、阿拉伯木聚糖和木质素）、中等含量蛋白质（占干重15–30%）、矿物质、脂质（占干重5–10%）和结合态酚类化合物（主要为阿魏酸和对香豆酸）。其高持水性和持油性、抗氧化潜力及潜在益生元效应使其成为开发纤维强化和功能增强食品的理想配料。但BSG组成受大麦品种、制麦条件、酿造工艺和辅料使用等因素影响，变异性是其主要挑战之一，需标准化表征以确保食品应用的质量一致性。
BSG的加工策略。 新鲜BSG含水量高达70–80%，极易发生微生物腐败，因此稳定化加工至关重要。热风干燥是最常用的工业方法，冷冻干燥、真空干燥和微波辅助干燥等替代技术也被研究用于保护热敏性化合物。粉碎细化可改善成分均一性和面团操作性，分级分离可回收蛋白质富集组分。发酵（乳酸菌、酵母或丝状真菌）和酶解处理可增加酚类释放、改善蛋白质消化率、修饰膳食纤维组成并降低不良感官特征。挤压、微粉化、超细研磨等新兴技术也被证实能改善水合特性和纤维结构。近期分级研究将脱脂脱淀粉BSG分离为半纤维素A、半纤维素B、纤维素富集组分和低聚糖，半纤维素组分表现出高黏度、温度依赖性热行为和表面电荷差异，支持其作为增稠、胶凝或稳定配料的潜在用途。
BSG的食品应用。 烘焙产品是研究最广泛的BSG应用领域。部分替代小麦粉可增强膳食纤维、蛋白质、矿物质和酚类含量并提高抗氧化活性，但随添加量增加，面筋稀释和高纤维持水性导致面包比容降低、面包芯颜色变深和硬度增加。一项面包优化研究显示，BSG面粉添加量不超过10%时可保持可接受的感官品质。饼干、曲奇和脆饼等烘焙零食因对面筋网络依赖较低，可耐受更高添加量（5–30%），但过量添加会增加硬度、降低脆性并引入深色和谷物样风味。意大利面和其他谷物制品中，BSG可显著改善纤维和蛋白质含量，发酵和生物加工可进一步提高酚类可利用性和面团性能。挤压零食（10–30%添加量）在优化工艺参数后可保持可接受的理化性质。肉制品（2–10%添加量）中，BSG的高持水性、持油性和纤维组成有助于改善蒸煮得率、水分保持和质构稳定性。植物基肉类替代品中，BSG可贡献膳食纤维、植物蛋白并改善可持续性。
BSY的组成与营养特征。 BSY主要由酒精发酵后回收的失活或多余酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）细胞组成，蛋白质含量高，通常占干物质40–60%，氨基酸谱平衡，富含赖氨酸、亮氨酸、缬氨酸等必需氨基酸，可弥补谷物蛋白赖氨酸不足的缺陷。BSY还含有大量以β-葡聚糖和甘露糖蛋白形式存在的膳食纤维、B族维生素、硒、铬、锌等矿物质、核苷酸、谷胱甘肽和抗氧化化合物。酵母细胞壁中的β-(1→3)/(1→6)-葡聚糖和甘露糖蛋白具有乳化、持水、增粘和泡沫稳定等技术功能，益生元、免疫调节和抗氧化活性主要在实验研究中报道。然而，BSY较高的核酸含量、苦味化合物、组成变异性和提取技术需求仍是食品应用的重要挑战。
安全与法规挑战。 综述讨论了与安全性、法规要求和消费者接受度相关的多重挑战。BSG的高水分含量加速微生物腐败并限制储存稳定性；真菌毒素、重金属和面筋残留需严格控制。BSY的RNA含量需通过加工降低，以控制尿酸生成风险。新食品（Novel Food）法规地位因地区而异，影响市场准入。消费者虽日益将升级再造配料与环境可持续性关联，但对感官品质、产品熟悉度和安全性的担忧仍影响购买决策。
讨论与结论
研究人员指出，BSG和BSY作为可持续功能性食品配料具有广阔前景，但更广泛的工业实施需要标准化表征、可扩展加工技术、集成生物精炼方法和进一步的产品性能、安全性和消费者接受度验证。未来发展方向应聚焦于集成生物精炼策略，同时回收膳食纤维、蛋白质、酚类化合物和其他高价值生物活性成分，剩余生物质再用于生物能源或其他工业应用。学术界、酿造业和食品制造商之间的持续合作对于建立标准化加工技术、验证生物学效应的体内或人体转化以及加速BSG和BSY衍生功能性配料的商业采用至关重要。现有证据支持将BSG和BSY作为开发营养、功能性和可持续食品的有前景配料进行价值化利用，这不仅是减少浪费的机会，也是支持可持续食品生产、促进循环生物经济原则和创造酿造业新价值链的重要战略。
