朱佑民

201612 上海國龍生物科技有限公司，上海

人體中益生菌的種類＞400種，常見的主要有4類，包括乳酸菌、雙歧桿菌、酵母菌和益生芽孢桿菌。乳酸菌是發(fā)酵產(chǎn)物為乳酸的革蘭染色陽性細(xì)菌，菌體球狀或桿狀，一般位于小腸內(nèi)，如植物乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、嗜酸乳桿菌、羅伊乳桿菌、瑞士乳桿菌和副干酪乳桿菌等[1]。雙歧桿菌是較早發(fā)現(xiàn)的一種重要的益生菌，常見的有長雙歧桿菌、短雙歧桿菌和青春雙歧桿菌，一般位于大腸內(nèi)。酵母菌多作為飼料添加劑用于畜禽養(yǎng)殖。研究較多的酵母菌有釀酒酵母和畢赤酵母。益生芽孢桿菌是產(chǎn)芽孢的桿狀細(xì)菌，為革蘭染色陽性菌，常見的為凝結(jié)芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌。

缺乏益生菌的危害

由于抗生素濫用現(xiàn)象嚴(yán)重，大多數(shù)人體內(nèi)益生菌群受到不同程度的破壞，體內(nèi)有害菌泛濫，疾病多發(fā)，常見癥狀有口臭、消化不良和腹瀉，嚴(yán)重者會出現(xiàn)潰瘍、胃炎和腸炎等。缺乏益生菌可導(dǎo)致免疫力低下，間接引起其他疾病。研究發(fā)現(xiàn)，缺乏益生菌的人群中，高血壓、高血脂、糖尿病和肝病患者較多，同時會導(dǎo)致睡眠差、記憶力減退、衰老加快，甚至?xí)T發(fā)癌癥[2]。酗酒、長期服用抗生素、化療人群和中老年人更易缺乏益生菌。

益生菌的功效

調(diào)節(jié)腸道菌群，殺滅有害菌：益生菌大多數(shù)生活在腸道中，可以殺滅腸道內(nèi)的有害菌并清除腸道垃圾。益生菌在腸道中定植后，可以在腸道黏膜上形成屏障，防止病原菌的入侵和定植。益生菌所產(chǎn)的乳酸、抗菌肽等能降低身體pH 值，直接殺滅有害菌。進(jìn)入人體腸道的益生菌可以與有害菌競爭營養(yǎng)物質(zhì)和生長環(huán)境，抑制有害菌的生長繁殖，增加腸道微生物多樣性，改善由于抗生素引起的腸道菌群紊亂。研究發(fā)現(xiàn)，乳雙歧桿菌可以預(yù)防便秘，有效改善成年人腸道紊亂引發(fā)的腸道疾病[2]。鼠李糖乳桿菌和嗜酸乳桿菌可改善老年人腸道菌群，調(diào)節(jié)腸道功能。羅伊乳桿菌能改善腸道菌群失調(diào)和乳糖不耐受癥，輔助治療腹瀉和胃炎[3]。

合成營養(yǎng)物，促進(jìn)吸收：益生菌可以產(chǎn)生多種酶類，把大分子的糖類、蛋白質(zhì)、脂肪分解成小分子的營養(yǎng)物質(zhì)供人體直接利用，也可以合成人體本身不能合成但是人體必需的維生素、氨基酸和短鏈脂肪酸等，促進(jìn)磷、鐵、鈣等吸收。如雙歧桿菌可以產(chǎn)生維生素B1、B2、B6、B12、氨基酸、蛋白質(zhì)和有機(jī)酸等，對維持身體的正常功能至關(guān)重要。

提高免疫力：免疫力降低會帶來多種疾病，如感冒、傷口感染和腸胃病等。益生菌的代謝產(chǎn)物可以刺激腸道黏膜上的淋巴結(jié)產(chǎn)生抗體、細(xì)胞因子，促進(jìn)免疫細(xì)胞形成，激活巨噬細(xì)胞對有害菌的吞噬作用，幫助治療感染性疾病等。研究發(fā)現(xiàn)，某些益生菌可產(chǎn)生雙性離子型多糖，促進(jìn)免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子形成，提高患者免疫力。如干酪乳桿菌、鼠李糖乳桿菌和植物乳桿菌能提高腸道黏膜免疫力，乳酸菌可以提高巨噬細(xì)胞數(shù)量，吞噬有害菌。

降解致癌物：益生菌可抑制致病微生物產(chǎn)生致癌物，加快致癌物質(zhì)代謝，起到防癌的作用。益生菌也可修復(fù)腸道損傷，增強(qiáng)身體的免疫力，達(dá)到抗癌的作用。研究發(fā)現(xiàn)，丁酸桿菌和枯草芽孢桿菌可以抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖，乳酸桿菌對胃癌、結(jié)腸癌和膀胱癌等均有抑制作用[4]。常見益生菌的功效見表1。

表1 常見益生菌功效

益生菌的應(yīng)用

益生菌在食品中的應(yīng)用：可以用于食品的益生菌種類有30 多種，主要包括雙歧桿菌屬、乳桿菌屬、鏈球菌屬。發(fā)達(dá)國家對益生菌制品的研發(fā)和應(yīng)用較早，占據(jù)了大部分的市場份額。中國研發(fā)和應(yīng)用益生菌制品較早的是昂立，從19 世紀(jì)80年代開始研究植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌和長雙歧桿菌等[5]。益生菌在食品中的應(yīng)用需要滿足的條件：①細(xì)菌是原本棲息于健康人體中的菌種；②細(xì)菌對人體有明顯益處；③細(xì)菌對人體安全；④細(xì)菌能抵抗胃液和膽汁，活著到達(dá)腸道；⑤細(xì)菌能在腸道中定植；⑥保質(zhì)期內(nèi)維持有效菌量。

益生菌在發(fā)酵乳制品中的應(yīng)用：乳桿菌和雙歧桿菌常被用于發(fā)酵乳制品中，可以代謝產(chǎn)生很多營養(yǎng)物質(zhì)，將大分子物質(zhì)分解成小分子營養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生人體缺乏的維生素、氨基酸和脂肪酸等，并且能將乳制品中的乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸，殺滅有害菌，緩解乳糖不耐受癥。如在發(fā)酵乳制品中添加植物乳桿菌可調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，改善乳糖不耐受，減輕腹瀉，提高免疫力，改善過敏體質(zhì)，減少胃腸道和上呼吸道感染，促進(jìn)鈣、磷、鐵和維生素D的吸收[6]。

益生菌在調(diào)味品中的應(yīng)用：益生菌發(fā)酵會產(chǎn)生很多風(fēng)味物質(zhì)，已被廣泛用于調(diào)味品的開發(fā)。益生菌在調(diào)味品上的應(yīng)用常見的有醬油、豆豉、泡菜和紅酒。益生菌類調(diào)味品富含維生素和氨基酸等，可以輔助預(yù)防腸道疾病的發(fā)生。含益生菌的調(diào)味品不容易滋生有害細(xì)菌，可以長時間放置而不易變質(zhì)。

益生菌在食品保鮮中的應(yīng)用：益生菌可以抑制有害菌的生長繁殖，含有益生菌的食品不容易腐敗變質(zhì)，可以延長食品儲藏期。益生菌加入食品中后，相當(dāng)于給食品涂上了一層保護(hù)膜，可以使食品與外界環(huán)境隔絕，防止有害菌侵?jǐn)_[7]。

益生菌在保健品中的應(yīng)用：目前可以用于保健品的益生菌有10種，絕大多數(shù)屬于雙歧桿菌和乳桿菌。益生菌保健品的功效主要是調(diào)節(jié)腸道菌群和增強(qiáng)免疫力。申報(bào)益生菌保健品時，需要檢測保健品成分，進(jìn)行毒力試驗(yàn)，確保益生菌保健品的安全和有效。益生菌應(yīng)用于保健品時，常與其他營養(yǎng)物質(zhì)搭配，如螺旋藻與益生菌搭配可以提高益生菌活力，增強(qiáng)身體免疫力[8]。

益生菌在藥品中的應(yīng)用：由于對益生菌作用機(jī)制研究不夠，在臨床試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)不夠全面，益生菌在藥品中的應(yīng)用有一定的限制。目前只有一小部分國家允許益生菌作為藥品使用，主要包括中國、日本和一些歐洲國家，如日本的BIO THREE 和法國的BIOFLOR。益生菌在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用主要用于治療腹瀉和陰道炎。瑞典公司BioGaia 曾對羅伊乳桿菌做了大量的臨床應(yīng)用研究，發(fā)現(xiàn)其有治療腹瀉、消化不良、便秘、齲齒和乳糖不耐受癥的功效。中國雖然在益生菌藥品開發(fā)方面起步較晚，但是發(fā)展迅速。國家市場監(jiān)督管理總局已經(jīng)批準(zhǔn)雙歧桿菌活菌膠囊、地衣芽孢桿菌活菌片和枯草桿菌腸球菌二聯(lián)活菌多維顆粒等20 多種益生菌藥品進(jìn)行生產(chǎn)[9]。

益生菌在化妝品中的應(yīng)用：益生菌可以產(chǎn)生具有抗氧化能力的活性物質(zhì)，有清除自由基、延緩衰老的作用。研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌清除自由基的能力與相同濃度的抗壞血酸相當(dāng)[10]。益生菌產(chǎn)生的多種活性酶也有抗氧化能力，黃酒酵母的發(fā)酵原漿含有小分子活性肽，容易被皮膚吸收，有良好的抗氧化和美白功效。益生菌還可以抑制皮膚有害菌，調(diào)節(jié)皮膚微生態(tài)平衡，減少痤瘡的發(fā)生。基于不同的功效，益生菌已被應(yīng)用于嬰兒護(hù)膚品、青少年祛痘品等。

未來益生菌產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用方向

益生菌相互搭配優(yōu)勢互補(bǔ)：不同的益生菌之間可能存在相互作用。益生菌產(chǎn)品應(yīng)該體現(xiàn)菌組的優(yōu)勢，發(fā)揮更大價(jià)值。如乳酸雙歧桿菌與嗜酸乳桿菌間存在互生關(guān)系。乳酸雙歧桿菌能合成維生素、葉酸和醋酸等物質(zhì)，這些物質(zhì)是嗜酸乳桿菌的營養(yǎng)物質(zhì)，可以促進(jìn)其生長和增殖。同時嗜酸乳桿菌能不斷降低乳基質(zhì)的氧化還原電位，通過把大分子營養(yǎng)物質(zhì)分解成易吸收的小分子營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)乳酸雙歧桿菌生長[11]。

凸顯特殊功效：有些益生菌有其獨(dú)特的功效。如羅伊乳桿菌可以殺滅幽門螺桿菌，有輔助治療胃炎的作用，可以被開發(fā)成針對胃炎人群的獨(dú)特產(chǎn)品。研究發(fā)現(xiàn)，益生菌有一定的解酒功效[12]。乳酸菌產(chǎn)生的乳酸可以跟乙醇反應(yīng)，幫助酒精轉(zhuǎn)化為無毒的物質(zhì)，加快胃腸蠕動，幫助酒精快速排出體外，還會在腸道內(nèi)壁形成保護(hù)膜，減少酒精吸收。

發(fā)揮高科技優(yōu)勢：益生菌產(chǎn)品的競爭力需要強(qiáng)大的科學(xué)技術(shù)支持。通過分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)可以將與功效關(guān)聯(lián)的基因篩選出來，加速菌種篩選的進(jìn)程，并把多個功效基因集合到同一個菌株，使其具有多種功效。基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)和基因組測序等技術(shù)可以從基因、蛋白質(zhì)和代謝產(chǎn)物等不同水平上揭示菌株遺傳信息和代謝產(chǎn)物成分等，深入挖掘益生菌的功效和應(yīng)用潛力。

小 結(jié)

隨著益生菌應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，研究者面臨著很多挑戰(zhàn)。益生菌必須保持菌量和活性，才能最大限度發(fā)揮作用。但是在實(shí)際應(yīng)用中，益生菌很容易死亡，導(dǎo)致菌量迅速下降，達(dá)不到理想效果。大部分益生菌在通過消化道時易被胃液等殺滅，不能活著到達(dá)腸道以發(fā)揮作用，這就需要篩選出抗逆性強(qiáng)的菌株。益生菌的機(jī)制還沒有被全面闡釋，安全性和功效需要大量的實(shí)驗(yàn)和臨床驗(yàn)證，益生菌在應(yīng)用上仍有限制。益生菌食品開發(fā)要注重產(chǎn)品的便利性和適口性，保健品和藥品的開發(fā)需要科學(xué)合理地設(shè)計(jì)配方和劑量。