一种抗过敏益生菌-马克斯克鲁维酵母、菌剂及其产业化应用研究
摘要：本文系统介绍了具有自主知识产权的抗过敏功能菌株——马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）31691的筛选鉴定、作用机制、功效验证及产业化应用进展。该菌株分离自西藏传统发酵乳制品开菲尔酸奶，保藏编号CCTCC NO: M 20241589，已获得国家发明专利保护（CN120041312B）。多项体外实验、动物模型研究及初步人群验证表明，该菌株通过抑制透明质酸酶活性、调节Th1/Th2免疫平衡、改善肠道屏障功能等多重机制发挥抗过敏作用，对I型和IV型过敏反应均具有显著改善效果。本文还探讨了该菌株在保健品、特殊医学用途食品及功能性食品中的应用前景，为真菌源抗过敏益生菌的开发与产业化提供了科学依据。
关键词：马克斯克鲁维酵母31691；抗过敏；透明质酸酶；免疫调节；产业化应用
一、引言
过敏性疾病已成为全球范围内的重大公共卫生问题。据世界卫生组织统计，全球约25%人口受到过敏性疾病困扰，包括过敏性鼻炎、哮喘、特应性皮炎、食物过敏等多种表现形式[1]。在中国，过敏性疾病同样呈现高发态势，成人过敏性鼻炎患病率达21.7%，且以每年5%的速度持续增长，已成为影响国民健康的重要疾病负担[2]。
当前过敏性疾病的治疗主要依赖抗组胺药、糖皮质激素、白三烯受体拮抗剂等药物。这些药物虽能快速缓解症状，但长期使用往往伴随嗜睡、代谢紊乱、免疫抑制等不良反应。因此，寻找安全、有效、可长期使用的非药物干预手段成为过敏性疾病防治领域的迫切需求。
益生菌作为调节免疫功能的重要营养干预手段，近年来在过敏性疾病防治中的应用受到广泛关注。现有研究表明，特定益生菌菌株可通过调节肠道微生态、增强肠道屏障功能、纠正Th1/Th2免疫失衡等机制，有效缓解过敏症状[3]。然而，目前商业化应用的抗过敏益生菌主要集中于乳酸菌属（Lactobacillus）和双歧杆菌属（Bifidobacterium），对于真菌源益生菌，特别是酵母菌在抗过敏领域的研究与应用相对滞后。
马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）作为一种重要的工业酵母，已广泛应用于食品发酵、酶制剂生产等领域，并于2013年被国家卫生计生委批准为可食用菌种（2013年第16号公告）[4]。安琪酵母股份有限公司通过多年研究，从西藏传统发酵乳制品中分离筛选获得一株具有显著抗过敏功能的马克斯克鲁维酵母31691菌株，并对其进行了系统的功效评价、安全性评估及产业化开发。
本文将从菌株鉴定、作用机制、功效验证、安全性评价及产业化应用等多个维度，全面介绍这一具有自主知识产权的抗过敏功能菌株，为其在过敏性疾病营养干预领域的应用提供科学依据。
二、菌株筛选与鉴定
2.1 菌株来源与分离
马克斯克鲁维酵母31691菌株分离自西藏自治区传统发酵乳制品——开菲尔酸奶。开菲尔酸奶作为传承千年的天然发酵食品，由开菲尔粒（kefir grains）发酵制成，含有复杂的微生物菌群，包括60余种乳酸菌和酵母菌，被誉为"天然益生菌库"。
传统藏区居民以羊皮袋续养开菲尔粒，通过多次将牛乳、山羊乳在山羊皮袋中自然凝固形成不溶于水、海绵状的开菲尔粒。这一特殊的发酵环境造就了菌株独特的生理特性和功能活性。安琪酵母研发团队历时3年，从西藏不同地区采集的20余份开菲尔样品中，分离纯化获得100余株酵母菌，通过高通量筛选体系最终获得功能活性最优的31691菌株。
2.2 分类学鉴定
2.2.1 形态学特征
菌落形态：在MEA培养基上28℃培养48小时，菌落呈乳白色奶油状，表面光滑平伏，质地粘稠，边缘整齐，直径约3-5mm；
显微形态：细胞呈椭圆形或卵圆形，大小约4.5-16.5μm×2.5-6.5μm，单生或对生，出芽生殖，芽殖多端；
生长特性：最适生长温度30-35℃，最适pH 5.0-6.0，兼性厌氧。
2.2.2 分子生物学鉴定
采用26S rDNA D1/D2区序列分析和ITS rDNA序列分析进行分子鉴定：
26S rDNA D1/D2区序列：与GenBank中马克斯克鲁维酵母模式菌株（CBS 397T）同源性达99.8%；
ITS rDNA序列：与马克斯克鲁维酵母模式菌株同源性达100%；
系统发育分析：基于上述序列构建的系统发育树表明，31691菌株与马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）聚类于同一分支，置信度100%。
2.3 保藏信息
该菌株已于2024年07月17日保藏于中国典型培养物保藏中心（CCTCC），保藏编号为CCTCC NO: M 20241589。保藏地址：中国武汉，武汉大学，邮政编码430072。
三、抗过敏作用机制研究
3.1 透明质酸酶抑制作用
透明质酸酶（hyaluronidase）是参与过敏反应的关键酶之一，能够分解细胞外基质中的透明质酸，促进肥大细胞脱颗粒和组胺释放，从而加重过敏炎症反应。
本研究采用Elson-Morgan法测定马克斯克鲁维酵母31691对透明质酸酶活性的抑制作用，结果如下：
表格
活菌浓度（CFU/mL） | 透明质酸酶抑制率（%） |
2.5×10⁷ | 62.3±3.8 |
1.25×10⁸ | 76.5±4.2 |
2.5×10⁸ | 81.7±3.5 |
实验结论：马克斯克鲁维酵母31691对透明质酸酶活性具有显著的浓度依赖性抑制作用，高浓度时抑制率可达80%以上，显著优于对照菌株鼠李糖乳杆菌LGG（同期抑制率约58%）和马克斯克鲁维酵母AMCC 30634（同期抑制率约65%）。这一结果表明，该菌株可通过抑制透明质酸酶活性，减少过敏反应中炎性介质的释放，从而发挥抗过敏作用。
3.2 免疫调节机制
3.2.1 Th1/Th2免疫平衡调节
过敏性疾病的核心免疫学特征是Th2型免疫反应亢进，表现为IL-4、IL-5、IL-13等Th2型细胞因子分泌增加，IgE合成增多。
通过卵清蛋白（OVA）诱导的小鼠过敏模型研究发现（四川大学华西基础医学与法医学院合作项目）：
马克斯克鲁维酵母31691干预可显著降低血清总IgE水平（P＜0.05）；
显著降低Th2型细胞因子IL-4、IL-5、IL-13的表达（P＜0.05）；
显著提升Th1型细胞因子IFN-γ的表达（P＜0.05）；
调节Th17/Treg平衡，降低Th17型细胞因子IL-17水平。
上述结果表明，马克斯克鲁维酵母31691通过激活全身Th1型通路、间接抑制Th2型反应，从而纠正过敏性疾病特有的Th2免疫偏移。
3.2.2 肠道sIgA调节
分泌型免疫球蛋白A（sIgA）是肠道黏膜免疫的第一道防线。研究发现，马克斯克鲁维酵母31691干预组肠道sIgA水平显著低于其他各组，提示该菌株可能通过以下途径发挥作用：
定植竞争：通过定植肠道，竞争性抑制病原菌的黏附和侵入；
TLR受体激活：酵母细胞壁成分（β-葡聚糖、甘露聚糖）直接激活TLR2/4受体，启动固有免疫应答；
免疫稳态调节：降低过度激活的黏膜免疫反应，维持肠道免疫稳态。
3.3 肠道菌群与代谢调节
3.3.1 肠道菌群结构调节
通过16S rRNA和ITS测序分析小鼠肠道菌群变化，结果表明：
马克斯克鲁维酵母31691干预可减少组内差异性，对菌群结构进行正向调控；
显著抑制硫酸盐还原菌和条件致病菌的相对丰度；
调节厚壁菌门/拟杆菌门（F/B）比值，使其趋近正常水平；
增强双歧杆菌等有益菌的相对丰度。
3.3.2 短链脂肪酸代谢调节
短链脂肪酸（SCFAs）是肠道菌群发酵膳食纤维的主要代谢产物，具有抗炎、增强肠道屏障、调节免疫等多种生理功能。
研究发现，马克斯克鲁维酵母31691干预可：
✅ 显著提升丁酸含量（肠道上皮细胞主要能量来源，具有抗炎和屏障修复功能）；
✅ 显著提升戊酸含量；
✅ 调节乙酸水平，使其恢复正常范围。
这一代谢调节作用进一步增强了机体的抗炎能力和肠道屏障修复功能。
四、抗过敏功效验证
4.1 对I型过敏反应的作用（速发型）
I型过敏反应由IgE介导，是临床上最常见的过敏类型，包括过敏性鼻炎、哮喘、荨麻疹、食物过敏等。
实验模型：牛乳β-乳球蛋白诱导的小鼠食物过敏模型实验设计：
受试对象：BALB/c小鼠（N=5×4）
干预剂量：马克斯克鲁维酵母31691 100 mg/kg/d
干预周期：28天
核心实验结果：
表格
指标 | 对照组 | 模型组 | 阳性对照组 | 酵母干预组 |
血清特异性IgE（ng/mL） | 28.5±6.2 | 186.3±25.8# | 98.7±18.4* | 82.5±15.6** |
回肠隐窝深度（μm） | 142.5±12.3 | 98.3±10.5# | 121.7±11.8* | 128.4±13.2** |
注：与对照组比较，#P＜0.01；与模型组比较，*P＜0.05，**P＜0.01
组织病理学观察 ：
回肠组织：模型组回肠绒毛断裂、水肿明显，隐窝变浅；酵母干预组绒毛损伤明显减轻，隐窝深度显著恢复；
脾脏组织：模型组脾小体结构紊乱、生发中心扩大；酵母干预组脾小体结构得到显著改善。
结论 ：马克斯克鲁维酵母31691对牛乳β-乳球蛋白诱导的I型食物过敏具有显著改善作用。
4.2 对IV型过敏反应的作用（迟发型）
IV型过敏反应由致敏T淋巴细胞介导，又称迟发型超敏反应，常见于接触性皮炎、结核菌素反应等。
实验模型 ：二硝基氟苯（DNFB）诱导的小鼠变应性接触性皮炎模型实验设计 ：
受试对象：昆明种小鼠（N=6×2）
干预剂量：马克斯克鲁维酵母31691 100 mg/kg/d
干预周期：28天
实验结果 ：
耳肿胀度 ：与对照组相比，酵母干预组耳肿胀度显著降低（P＜0.01），抗过敏活性明确；
脏器指数 ：肝脏、胸腺、脾脏脏器指数无显著差异，表明经口服用无明显毒性作用；
组织病理 ：耳部皮肤炎症细胞浸润明显减少，组织损伤程度减轻。
结论 ：马克斯克鲁维酵母31691对DNFB诱导的IV型接触性皮炎具有显著改善作用，且安全性良好。
4.3 后生元抗过敏作用研究
除活菌形式外，马克斯克鲁维酵母31691的灭活菌体（后生元）同样具有显著抗过敏效果：
降低血清IgE水平，抑制肥大细胞脱颗粒，减少组胺释放；
改善脾脏和结肠组织形态学，增加结肠杯状细胞数量；
调节Th1/Th2/Th17/Treg免疫平衡；
调节肠道菌群及其代谢产物。
这一特性拓展了该菌株的应用形式，使其可用于热加工食品等不适合活菌的场景。
五、安全性评价
5.1 急性毒性试验
小鼠急性经口毒性试验表明，马克斯克鲁维酵母31691在最大给药剂量10g/kg体重下，未见任何中毒症状和死亡，小鼠全部健存，体重正常增长。根据急性毒性分级标准，该菌株属实际无毒级。
5.2 遗传毒性试验
三项遗传毒性试验（Ames试验、小鼠骨髓微核试验、小鼠精子畸形试验）结果均为阴性，表明该菌株无致突变作用。
5.3 30天喂养试验
大鼠30天喂养试验中，各剂量组（1.0g/kg、2.0g/kg、4.0g/kg bw/d）动物生长发育良好，血常规、血生化指标、脏器系数及组织病理学检查均未见明显异常改变，进一步证实了该菌株的食用安全性。
5.4 人群试食安全性
在26名过敏性疾病患者参与的为期30天的人群试食研究中，每日摄入25亿CFU马克斯克鲁维酵母31691，未出现严重不良反应。仅3名受试者报告轻微腹胀（11.5%），均在服用1周后自行缓解，无需特殊处理。血常规与肝肾功能指标在干预前后无统计学差异。
六、安琪产品与技术优势及产业化应用
6.1 安琪技术优势
安琪酵母股份有限公司作为全球第二大酵母公司，在马克斯克鲁维酵母31691的开发过程中，展现了全方位的技术优势：
6.1.1 菌株筛选与知识产权体系
建立了从样品采集、分离纯化、高通量筛选到功能验证的完整菌株筛选平台；
获得国家发明专利保护（专利号：CN120041312B），形成自主知识产权壁垒；
建立规范的菌株保藏与管理体系，确保菌种稳定性和可追溯性。
6.1.2 高密度发酵技术
优化发酵培养基配方，筛选最佳碳氮源配比及微量元素组合；
建立流加发酵工艺控制策略，实现细胞高密度培养；
发酵活菌数稳定达到200亿CFU/mL以上，发酵周期缩短至18-20小时；
建立100m³规模工业化发酵工艺，实现规模化生产。
6.1.3 后处理与保藏技术
优化冷冻干燥保护剂配方，采用复合保护剂体系（脱脂乳粉、海藻糖、维生素C等）；
优化冻干工艺参数（预冻温度、升华温度、解析温度等），冻干存活率达到85%以上；
产品活菌数稳定达到100亿CFU/g，保质期24个月内存活率保持在70%以上；
开发颗粒化、微胶囊化等多种剂型，满足不同应用场景需求。
6.1.4 系统功效评价体系
建立体外抗过敏筛选模型（透明质酸酶抑制、肥大细胞脱颗粒抑制等）；
建立I型、IV型过敏反应动物模型评价体系；
建立从动物实验到人群验证的完整功效评价链条；
与四川大学等知名高校开展产学研合作，深入作用机制研究。
6.2 产品形态与应用方案
6.2.1 原料级产品
安琪目前已推出两种规格的马克斯克鲁维酵母31691原料产品：
表格
物料号 | 产品名称 | 活菌数（CFU/g） | 产品形态 | 应用领域 |
85003371 | 马克斯克鲁维酵母31691 | 100亿 | 粉状 | 固体饮料、保健食品 |
85003370 | 马克斯克鲁维酵母31691 | 100亿 | 颗粒状 | 压片糖果、胶囊 |
6.2.2 终端产品解决方案
方案一：抗过敏专用益生菌固体饮料（益生菌4.0配方）
采用"益生菌+益生元+后生元"三位一体的系统解决方案：
表格
功能成分 | 添加量（/条） | 功能定位 |
马克斯克鲁维酵母31691 | 0.2g（20亿CFU） | 核心抗过敏成分 |
酵母β-葡聚糖 | 0.1g | 双向免疫调节 |
布拉氏酵母后生元 | 0.2g | 肠道健康与抗过敏协同 |
植物乳杆菌P16 | 0.1g（100亿CFU） | 肠道微生态调节 |
低聚果糖/低聚异麦芽糖 | 0.35g | 益生元，促进有益菌增殖 |
香精/辅料 | 0.05g | 调节口感 |
总计 | 1.0g | 益生菌总活菌数540亿/条 |
产品特点 ：
针对过敏人群的专属配方，多机制协同作用；
真菌源+细菌源益生菌组合，覆盖更广作用靶点；
活菌+后生元双重形式，适应不同肠道环境；
推荐用量：每日1-2条，饭后服用。
方案二：肠道健康与免疫调节复合配方适用于过敏伴肠道功能紊乱人群，在上述配方基础上，增加双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌等菌株，强化肠道屏障修复功能。
方案三：皮肤健康专用配方针对特应性皮炎、湿疹等皮肤过敏人群，搭配胶原蛋白肽、透明质酸、维生素C等成分，内外协同改善皮肤健康。
6.3 产业化应用案例
案例一：某知名保健食品企业抗过敏益生菌产品
安琪为该客户提供马克斯克鲁维酵母31691原料及完整配方技术支持，产品上市半年内销售额突破2000万元，复购率达35%，消费者反馈良好。典型用户评价："服用2周后，季节性鼻炎症状明显减轻，不用天天戴口罩了"、"孩子的湿疹改善了，瘙痒次数减少很多"。
案例二：某连锁药房自有品牌益生菌系列
将马克斯克鲁维酵母31691作为核心功能菌株，开发针对过敏性鼻炎的专属益生菌产品，配合药师专业推荐，成为药房增长最快的自有品牌品类之一。
案例三：婴幼儿特护食品应用探索
正在与某母婴营养企业合作开发适用于过敏高风险婴幼儿的特膳食品，采用灭活后生元形式，配合深度水解蛋白配方，帮助降低婴幼儿过敏发生风险。
七、结论与展望
马克斯克鲁维酵母31691作为一株具有自主知识产权的抗过敏功能酵母菌株，经过系统的筛选鉴定、机制研究、功效验证和安全性评价，已具备产业化应用的成熟条件。其核心价值体现在：
来源独特 ：源自西藏千年传统发酵智慧，具有鲜明的地域特色和文化内涵；
机制明确 ：通过抑制透明质酸酶、调节免疫平衡、改善肠道菌群等多重机制发挥作用；
功效全面 ：同时覆盖I型和IV型过敏反应，对皮肤、眼部、呼吸道等多部位过敏症状均有改善作用；
安全性高 ：具有明确的法规地位，经过严格的毒理学评价和人群验证；
应用灵活 ：活菌和后生元形式均有活性，可适应多种产品形态。
展望未来，马克斯克鲁维酵母31691的研究与应用将在以下方向继续深化：
临床研究 ：开展大样本、多中心、随机双盲安慰剂对照临床研究，提供更高等级的循证医学证据；
机制研究 ：运用多组学技术深入解析菌株-宿主互作机制，精准识别作用靶点；
配方优化 ：探索与其他功能成分（如植物提取物、营养素等）的最佳配伍方案；
应用拓展 ：拓展在婴幼儿食品、特殊医学用途食品、医美护肤等领域的应用；
标准建设 ：推动建立抗过敏益生菌评价的行业标准，规范市场发展。
安琪酵母将继续发挥在酵母领域的技术积累和产业优势，持续推动马克斯克鲁维酵母31691的基础研究与产业化应用，为过敏性疾病这一全球公共卫生挑战提供中国原创的营养解决方案。
参考文献
[1] 世界卫生组织. 过敏性疾病全球防治策略报告, 2023.[2] 2025年中国过敏性鼻炎市场研究报告. 博观研究院.[3] The role of probiotics in prevention and treatment of food allergy. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2023, 151(3): 632-643.[4] 国家卫生计生委. 关于批准显齿蛇葡萄叶等3种新食品原料的公告（2013年 第16号）.[5] 安琪酵母股份有限公司. 一种抗过敏的马克斯克鲁维酵母、菌剂及其制备和应用. 中国专利: CN120041312B, 2025.[6] 四川大学华西基础医学与法医学院. 马克斯克鲁维酵母31691对OVA诱导过敏反应的作用机制研究, 2025.[7] Allergy Diagnostics & Therapeutics Market Report. Grand View Research, 2024.
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