益生菌的发展前景
摘要:随着消费者对保健食品的日益需求,功能性食品与食品配料的开发越来越受到食品工业的重视,首先谷物可以作为益生菌微生物的发酵基质;同时谷物作为可溶性非消化性碳水化合物的来源,既具有一些特定的生理功能,也可以作为益生原选择性的刺激人体肠道中存在的乳酸杆菌与双歧杆菌的生长;在食品、医药和饲料工业中都有广泛的应用。
本文综述了益生菌的种类、作用机理、敏感性、安全性及其在食品中的应用。
关键词:谷物;功能性食品;益生菌;益生原;作用机理;敏感性;安全性。
中图分类号:TS201.3
文献标识码:A
随着人们生活水平的提高和消费者保健意识的不断增强,功能性食品的开发日益引起了研究人员的广泛兴趣。
除了具有基本的营养功能,同时对人体健康具有有益的作用或可以减少慢性疾病的危害的食品或食品配料都属于功能性食品的范畴。
市场上有许多用来降血压、胆固醇与骨质疏松症等的功能性食品。
近年来,对可以改善人体肠道微生物组成与活性的益生菌(probiotics)与益生原(prebiotics)的功能性食品的开发成为了功能性食品的一个研究热点。
益生菌食品是指那些含有一个或多个能够促进肠内微生物菌群生态平衡的微生物,从而有益于宿主健康的食品。
大量的体外试验与临床(动物)表明益生菌具有防止肠胃感染、抑制癌症、降低血清胆固醇、促进乳糖代谢与免予调节等生理功能。
应用于益生菌制备的常见微生物主要是乳酸菌属如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李乳杆菌等与双歧杆菌属。
发酵酸牛奶是益生菌用于传统食品的一个成熟的应用。
在这方面,含益生菌的婴幼儿食品与糖果制品目前已有开发。
近年来,谷物作为功能性食品开发的配料的研究引起了人们的兴趣。
谷物的栽培占了世界可种植面积的73%以上,谷物食品占世界食品总量的60%以上,从而提供人类健康所需的膳食纤维、蛋白质、能量、矿物质与维生素等。
谷物或谷物组分在功能性食品中可能的应用主要包括以下几方面:作为益生菌(尤其是双歧杆菌与乳酸菌)生长的发酵基质;作为膳食纤维源产生一些特定的生理功能;由于其含有一些特定的非消化性碳水化合物而作为益生原;作为益生菌的微胶囊化材料以提高其稳定性,而充分利用丰富的自然资源开发高质量的非乳性益生菌功能性食品是食品工业一个重要挑战。
谷物总体上是一个非常适合源于人体的益生菌生长的基质。
尽管不同的谷
物基质的效率存在较大差别与复杂性,但为了研究提高益生菌生长与其在体外与体内的存活的原理与工艺影响因素,我们有必要建立一个系统的方法。
同时还要研究如何采用其它的菌种对益生菌的协同作用以改善其感官特性。
此外,利用特定的可以作为益生原的非消化性谷物基质来改善大肠菌群的功能。
通过传统的
加工技术如去壳与筛分或酶法改性从不同的谷物或谷物副产物的非消化性的可
溶性纤维中分离特定的馏分具有很好的前景。
这种开发的功能性配料有一个最
大的优势就是产品制造商可以将它们添加到那些消费者已经熟知的产品中从而
提高其附加值。
当然这种新产品对消费者来说需要一个认知适应过程,对厂商来说也需要更多的产品宣传努力。
通过开发全新的产品或对现有产品的更新改良,这种营养型配料可以让厂商充分满足广大消费者现代健康消费理念的需求。
总之,谷物食品既可以促进益生菌乳酸菌的生长,也可以作为它们的产品载体,同时本身就含有益生原化合物。
Fuller于1989年首次给益生菌下定义:“益生菌是通过改善肠道菌群平衡
而对宿主健康产生有益作用的活菌添加剂”。
这一定义被Havenaar和HuisIn’tVeld于1992年扩展为“通过改善内源性微生物,对动物或人类施加有益影响
的单一或混合的活微生物”。
1994年在德国召开的一次会议上,对益生菌的定
义作了再次修订:“益生菌是含活菌和/或死菌包括其组分和产物的细菌制品,经口或其他黏膜途径投放,旨在改善黏膜表面微生物或酶的平衡,或者刺激特异性
或非特异性免疫机制。
”目前对该定义还存在争议。
欧洲权威机构欧洲食品与
饲料菌种协会(EFFCA)于2002年给出最新定义[1]:益生菌是活的微生物,摄入充足的数量后,对宿主产生一种或多种特殊且经论证的健康益处。
将来也许会证明这一定义太局限,因为益生菌可能会包括死菌或菌体成分,也可能不仅局限于人
源性的,可以是经遗传改造或是其他方式改造的。
Marteau等[2]则将定义为
“摄入后能对宿主的健康或生理施加有益影响的非病原性微生物。
”关于益生
菌的精确定义,虽众说纷纭,但基本内容是一致的,且随着研究的深入,其概念也
会得以拓展和完善。
益生菌的作用机理
很多学者对益生菌的作用机理都进行了研究，综合起来看，基本表现在：补
充有益菌群，维持肠道菌体平衡，竞争性抑制；研究发现，益生菌能够有秩序
的定殖于粘膜、皮肤等表面或细胞之间形成生物屏障，这些屏障可以阻止病原
微生物的定殖，起着占位、争夺营养、互利共生或拮抗作用，形成保护屏障，
阻止病原菌的侵入，从而对致病菌的定殖产生抑制作用。
产生有益的代谢产物，抑制或杀死有害菌；有些有益的菌落可产生有益的代谢产物，如产生有机酸，
降低肠道pH值；产生过氧化氢和天然抗生素类物质，减少肠道内氨及胺等毒性物质的产生，其可形成抑制或杀死有害菌的环境。
O.B.Maia认为益生菌对沙门
氏寒菌具有很好的抑制性及杀菌效果。
1.营养作用；目前有营养特性的益生菌
主要有芽孢杆菌、其次是双岐杆菌、乳酸杆菌等。
2.免疫作用；拥有完整肠道
菌群的常规动物比无菌动物有更高的巨噬细胞活性和免疫球蛋白水平，乳酸杆
菌能提高巨噬细胞的活性，并能防止肿瘤的生长。
另外，双岐杆菌也具有良好
的抗菌性并能增强机体免疫功能。
3.益生菌的敏感性及存活力益生菌可部分代
替抗生素，且是抗生素的良好补充，从抗生素和益生菌的作用机理和应用技术
上看，益生菌在很长一段时间内很难完全取代抗生素，因此，抗生素的使用范
围限制到一定程度时，必将有一个抗生素与益生菌剂配合使用的时代，因此了
解益生菌对各种常用抗生素的敏感性及配伍禁忌至关重要。
益生菌的应用及发展前景
目前益生菌已被广泛应用于食品、医药保健和饲料等各个领域。
在食品和医药保健上多采用乳酸菌、双岐杆菌和肠球菌及酵母菌等。
在食品中益生菌主要
用于发酵乳制品的生产，发酵奶不仅含有丰富的钙、蛋白质、核黄素和维生素
B12等营养素，具有很高的营养价值，而且还含有大量对人体健康很有益处的
活的益生菌。
含有双岐杆菌的发酵奶能增加肠道中的双岐杆菌，从而改善肠道
菌落；干酪乳杆菌则具有缩短腹泻病程的作用。
酸奶是用嗜热链球菌和保加利
亚乳杆菌在严格的温度和时间控制下发酵的奶，它可减轻乳糖吸收不良的症状，从而缩短各种腹泻尤其是儿童腹泻的病程，世界卫生组织建议在治疗腹泻期以
酸奶代替牛奶。
而酸乳酒则是用细菌（包括各种乳杆菌、乳球菌、白串珠菌和
醋杆菌）和酵母(发酵乳糖和不发酵乳糖的酵母)的复杂混合物发酵的牛奶制作
的一种刺激性饮料。
据报道酸乳酒具有潜在的抗菌、免疫、抗肿瘤和降胆固醇
的作用。
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