益生菌制品的研究進展

袁秀麗，呂嘉櫪，韓迪，肖靜

（1.陜西科技大學生命科學與工程學院，西安 710021；2.潤盈生物工程（上海）有限公司，上海 201700；3.長安大學理學院，西安 710064）

益生菌制品的研究進展

袁秀麗1，呂嘉櫪1，韓迪2，肖靜3

（1.陜西科技大學生命科學與工程學院，西安 710021；2.潤盈生物工程（上海）有限公司，上海 201700；3.長安大學理學院，西安 710064）

益生菌是一種通過改善腸道微生物平衡從而對宿主施加有益影響的微生物添加物，它們對機體有多種其它正常生理菌群無法比擬的生理作用。目前，國內(nèi)外的益生菌制品種類繁多并形成了產(chǎn)業(yè)規(guī)模，尤其是日本和歐盟，在中國的發(fā)展也是日新月異。針對上述情況，對益生菌制劑的發(fā)展概況、工業(yè)化生產(chǎn)及應用等問題進行了綜述，以期為我國進一步發(fā)展益生菌制品提供理論依據(jù)。

益生菌制品；益生菌；臨床應用；醫(yī)療保??；食品

0 引言

益生菌(Probiotic)又稱微生態(tài)調(diào)節(jié)劑、生態(tài)制品、活菌制劑，是指能夠促進腸內(nèi)生態(tài)菌群生態(tài)平衡，對宿主起有益作用的活的微生物制劑[1]。益生菌至少應包括兩個性質(zhì):一是此微生物是活的;二是能夠引出另外的營養(yǎng)學益處[2]。益生菌對健康的有益作用最早是由俄國科學家Metchnikoff(1845—1919)提出的，他認為腸道乳酸菌能夠通過防止腐敗菌的生長而起到延長壽命的作用[3]。近10年來，越來越多的學者認識到腸道菌群對人類健康的重要性，以及膳食成份對腸道菌群的構(gòu)成及代謝的有益調(diào)節(jié)作用。隨著微生態(tài)基礎(chǔ)理論研究的深入，以及該理論被應用在實踐上取得成效，益生菌產(chǎn)品得到迅速發(fā)展。國內(nèi)外益生菌市場也呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。

1 益生菌制品的發(fā)展概況

我國的益生菌制品市場起步較晚，隨著我國消費者飲食習慣已經(jīng)從精細轉(zhuǎn)變?yōu)榻】?、綠色，代表著健康的益生菌制品將會進一步擴大市場份額。在日本，益生菌市場已經(jīng)走向成熟，新技術(shù)不斷發(fā)展，迎合消費者口味和理念的新產(chǎn)品也不斷涌現(xiàn)。隨著益生菌研究的不斷深入國內(nèi)也出現(xiàn)了添加益生菌、膳食纖維及低聚糖類乳制品和保健品等，查閱大量資料歸納目前國內(nèi)臨床上使用的益生菌制劑如表1所示。

在國外市場上[4]，益生菌產(chǎn)品主要為食品和膳食補充劑。其類型主要是添加了益生菌的液態(tài)奶和酸奶。約0.6%的液態(tài)奶產(chǎn)品含有益生菌，使用的菌種約是奶制品中所用益生菌種類的40%，其余60%用于酸奶。含益生菌的膳食補充劑產(chǎn)品品種較多，劑型有膠囊、粉劑、口服液、片劑，并添加了其他成分，如:奶制品、非乳載體、羊奶粉、酸果提取物、低聚果糖、免疫球蛋白、發(fā)酵副產(chǎn)物及其他生物活性物質(zhì)。生產(chǎn)用菌株為單菌株或多菌株聯(lián)用，包括多型乳桿菌、雙歧桿菌以及較少用的腸球菌屬、芽孢桿菌屬、大腸桿菌和酵母菌等。膳食補充劑主要作為保健食品或天然食品。過去的幾年中，隨著天然產(chǎn)品市場的總體增長，這一市場也穩(wěn)定增長。大量的益生菌生理效應研究(如治療腹瀉、乳糖不耐受、提高糞酶活性等試驗研究)證實，每日有效攝入量為1×109～1×1010cfu[5]?，F(xiàn)在膳食劑充劑中活性益生菌含量很容易達到這一水平。另一種益生菌產(chǎn)品是生物治療劑。它們在醫(yī)生推薦下食用來緩解某些不適，而不是用來促進健康。一些非處方產(chǎn)品用于幫助那些易于產(chǎn)生陰道感染的婦女恢復正常的陰道菌群。

表1 國內(nèi)臨床上使用的益生菌制劑

2 益生菌制品的工業(yè)化制備

益生菌制品的運用和生產(chǎn)已有百余年歷史，最有名的是酸奶。酸奶作為“長壽食品”流傳于世，久盛不衰。自20世紀60年代以來，益生菌制品發(fā)展迅速，歐美、日本等國開發(fā)了百余種產(chǎn)品。從成分上看，有的是單純的活菌制劑，而有些除益生菌外還配合有雙歧因子及其它成分，組成復合制劑；活菌制劑中有的是單菌，也有的由多種菌組成；從劑型上看有片劑、膠囊、沖劑及液態(tài)制劑，包括乳品飲料、口服液等。其中沖劑生產(chǎn)工藝簡單，不需復雜的設備，攜帶和服用方便。沖劑以菌粉、填充劑、穩(wěn)定劑和調(diào)味劑等組成，經(jīng)充分混合制成顆?；蚍蹌?，按所含菌數(shù)有不同規(guī)格，每克含菌數(shù)從幾億個到幾百億個。益生菌是一種活菌制劑，既可作為良好的治療劑，又可作為保健食品，因而對其質(zhì)量有較高的要求，除了應符合藥物和食品的一般要求外，還必須有一定數(shù)量的活菌。這就對菌種和生產(chǎn)工藝提出了較嚴格的要求，每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都要圍繞著最大限度地保存活菌數(shù)來確定工藝參數(shù)。生產(chǎn)工藝主要包括菌種培養(yǎng)、益生菌的生產(chǎn)培養(yǎng)、菌體的收集和干燥4個步驟。菌種培養(yǎng)是整個生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)，只有制造出優(yōu)質(zhì)的種子，才能保證生產(chǎn)的成功和達到高產(chǎn)，而菌種優(yōu)劣又是其核心問題。益生菌的生產(chǎn)培養(yǎng)以獲得高含量和高活性菌體為最終目的。因此，在生產(chǎn)培養(yǎng)過程中，始終要為生產(chǎn)菌創(chuàng)造細胞增殖的良好條件，同時也要考慮后續(xù)工藝過程能使益生菌具有較強的抗冷凍和抗干燥能力。培養(yǎng)工藝與益生菌菌種的特性有關(guān)，不同的菌種采用不同的工藝技術(shù)。細胞培養(yǎng)完成后，需要把菌體從培養(yǎng)液中分離出來，要求菌體收集盡可能完全和盡可能除去培養(yǎng)基中的殘余成分。最常用的分離濃縮方法有離心法、過濾法及沉淀法等。益生菌制品有液體型和干燥型2類。其中干燥型制劑具有保藏期長，制劑體積小，易于保存和運輸，攜帶方便等優(yōu)點，因此，成為益生菌的主要劑型。菌體干燥有噴霧干燥、烘干、真空低溫干燥和冷凍干燥等多種方法。目前最好的方法是冷凍干燥，能最大限度地保存菌體活性。益生菌作為一種活菌制劑，對菌種和生產(chǎn)工藝提出了嚴格的要求，每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都要圍繞著最大限度地保存活菌數(shù)來確定工藝參數(shù)。由于用于益生菌制品的微生物有許多類型，其生產(chǎn)工藝也各不相同。

3 益生菌制品的的應用

益生菌作為一種新型的"保健醫(yī)生"，具有較大的臨床價值與應用前景。隨著對益生菌深入的研究，人們弄清了益生菌與腸道微生物的關(guān)系。它通過改善宿主腸道內(nèi)微生物平衡，從而提高免疫力、促進健康等功能。為了提高益生菌的利用率，拓展益生菌的發(fā)展空間，人們正積極的做著有益的嘗試。

3.1 益生菌制品與醫(yī)療保健

3.1.1 益生菌保健功能及其應用機理[6]

益生菌(Probiotics)具有調(diào)整腸道菌群失調(diào)，改善微生態(tài)環(huán)境的作用，故對各種原因引起的急、慢性腹瀉和便秘等消化系統(tǒng)疾病具有良好的預防和治療效果。益生菌的抗腫瘤作用主要體現(xiàn)在其生成的代謝產(chǎn)物優(yōu)化腸道菌群的組合，增強了機體免疫功能，同時抗癌益生菌能降解亞硝胺消除其致癌性，此外益生菌還可促進腸道蠕動，使有害菌排出人體。乳酸桿菌是陰道正常菌群中最重要、數(shù)量最多的常住菌，占陰道內(nèi)常住菌的95%以上，它通過酵解陰道黏膜上皮細胞內(nèi)糖元產(chǎn)生乳酸進而維持陰道內(nèi)酸性環(huán)境，抑制有害菌的過度生長，有利于陰道的自凈作用，是維持陰道內(nèi)菌群平衡的主要細菌。等等。具體保健功能及推測的機理如表2所示。

表2 益生菌已被臨床證實或尚未完全證實的保健功能

3.1.2 益生菌制品應用的疾病譜[7]

文獻報道中臨床已使用益生菌治療的疾病有:急性腹瀉(包括急性感染性腹瀉、輪狀病毒腸炎、肺炎繼發(fā)腹瀉、菌痢)213篇(38%)，功能性腸病(包括易激綜合征、便秘、腹痛、厭食、消化不良等)92篇(16%)，新生兒黃疸70篇(13%)，慢性及遷延性腹瀉(含偽膜腸炎、腸道菌群失調(diào))41篇(7.3%)，母乳性黃疸39篇(7.0%)，肝臟疾病(含嬰兒肝炎綜合征、肝炎和肝硬化腹水)33篇(5.9%)，炎癥性腸病22篇(3.9%)，抗生素相關(guān)性腹瀉16篇(2.9%)，用于陰道炎5篇(0.9%)，放療及化療5篇(0.9%)，乳糖不耐受3篇(0.5%)，早產(chǎn)兒喂養(yǎng)困難及提高口服耐受、營養(yǎng)不良3篇(0.5%)，淺表霉菌及外陰霉菌3篇(0.5%)，闌尾炎術(shù)前準備及術(shù)后預防3篇(0.5%)，耳鼻喉疾病、濕疹等過敏性疾病各2篇(0.4%)，肺炎2篇(0.4%)、腎病綜合征1篇、脾曲綜合征1篇、支氣管炎1篇、急性胰腺炎1篇。

3.2 益生菌制品與食品加工

3.2.1 功能性酸奶

近年來，益生菌功能性食品成為研究開發(fā)的熱點，其中功能性酸奶為改善乳糖不耐性，降低膽固醇，防治癌癥，減輕腹瀉，提高免疫力等方面起著很重要的作用。目前普遍采用生產(chǎn)功能性酸奶方法為在酸奶發(fā)酵完成后，再加入益生菌完成后續(xù)發(fā)酵。張巖春等[8]在此基礎(chǔ)上做了有益的嘗試，根據(jù)他們的實驗果。木糖醇完全可以替代蔗糖并采用低脂原料奶，這樣生產(chǎn)出來的功能性酸奶便有助于糖尿病患者及中老年消費者的食用。為了彌補益生菌系列產(chǎn)品由于生產(chǎn)過程中不可避免的香味損失，曼氏集團開發(fā)出了05-317活性奶香精，兼具與原料奶較好的結(jié)合，口感和香氣兼?zhèn)?。對功能性乳飲料有很好的調(diào)理效果，提高產(chǎn)品魅力指數(shù)。

3.2.2 益生菌奶片

目前市面上流行的奶片，鈣片等食用方便、衛(wèi)生又營養(yǎng)。如果將益生菌加入其中，制成益生菌咀嚼奶片，這樣在保留了牛奶的營養(yǎng)的同時又達到了益生菌的生理保健目的。劉秀河等[9]采用雙工藝流程完成益生菌AB奶片的加工過程，即益生菌AB凍干菌粉工藝流程與益生菌加入制作流程。周海軍[10]等采用類似的工藝研究出了益生菌酸馬奶片等。此產(chǎn)品成本中等，附加值高，并且為市場上新星的產(chǎn)品，有很好的市場前景。隨著生物技術(shù)的進步，各種經(jīng)過基因工程改造的益生菌即將被應用于更廣泛的領(lǐng)域。益生菌在微生物調(diào)控及內(nèi)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)上的潛力值得我們關(guān)注和更深入的探索。我們有理由也有自信地說:繼抗生素時代后，將迎來嶄新的益生菌時代[11]。

4 益生菌制品的發(fā)展趨勢

從以上資料可以看出近十幾年國內(nèi)益生菌制品的發(fā)展有以下特點[12-15]：(1)臨床應用呈現(xiàn)逐年增多態(tài)勢，前后增長近20倍。(2)制劑種類繁多，以媽咪愛、金雙歧、培菲康等復合菌種制劑使用為主，表明復合菌種較單一菌種更具優(yōu)勢，原因是后者可保持相對穩(wěn)定，在人體微生態(tài)環(huán)境中具有更大的緩沖能力和環(huán)境適應能力。(3)治療的疾病譜逐步擴大。由腹瀉病擴大到嬰兒(包括新生兒)黃疸，肝臟疾病，功能性腸病等;在腹瀉病中，也由單純的腹瀉病擴大到抗生素相關(guān)性腹瀉和肺炎繼發(fā)腹瀉等;已從簡單的腸道菌群失調(diào)擴展到全身與菌群失衡有關(guān)的多種疾病，甚至應用于放療及化療病人、外科手術(shù)前后、早產(chǎn)兒喂養(yǎng)困難及提高經(jīng)口喂養(yǎng)耐受、營養(yǎng)不良患兒以及淺表霉菌、耳鼻喉疾病等，雖病例較少，但都有一定的臨床療效。(4)臨床應用的醫(yī)務人員范圍擴大，微生態(tài)制劑已不再局限于消化內(nèi)科及兒科醫(yī)師，血液科、皮膚科、婦產(chǎn)科、腫瘤科和耳鼻喉科醫(yī)師都意識到微生態(tài)制劑的作用，并在臨床診療中進行實踐。與國外益生菌制劑應用研究相比，國內(nèi)的臨床研究還存在著明顯的不足之處。首先，國內(nèi)臨床研究設計簡單，證據(jù)力度不夠強。其次，臨床觀察樣本數(shù)少，說服力不夠。第三，益生菌制劑應用的疾病譜有一定的局限，國內(nèi)91.4%以上的文獻集中在腹瀉病，功能性腸病(包括易激綜合征和便秘)，新生兒黃疸，母乳性黃疸，肝臟疾病，炎癥性腸病和抗生素相關(guān)性腹瀉;而國外在新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎，幽門螺桿菌感染，特應性皮炎等過敏性疾病中的應用研究[16-18]，國內(nèi)則未見報道。第四，較少關(guān)注安全性問題。因為益生菌已長期作為食物添加劑使用，因而被“理所當然”地視為安全的，所以很少關(guān)注其副作用;僅有9篇文獻提及安全性或毒副作用，占1.7%，其中只有1篇文獻觀察到惡心等胃腸反應。但微生態(tài)制劑大多數(shù)為細菌或蛋白，在服用時有可能出現(xiàn)過敏反應等;也可因不同疾病或與其他藥物的不合理聯(lián)用出現(xiàn)副作用，BESSEL INK等[19]進行了一項多中心隨機雙盲安慰劑對照研究發(fā)現(xiàn)，益生菌治療的重癥急性胰腺炎患者出現(xiàn)感染性并發(fā)癥或死亡增加，證實益生菌對重癥急性胰腺炎患者有害;由于目前缺乏關(guān)于益生菌安全性的大樣本循證醫(yī)學的研究結(jié)論，故對其安全性仍應予以重視。

復合菌制劑一般都具有協(xié)同作用，因此呈現(xiàn)出由單一菌株益生菌逐漸向復合益生菌發(fā)展的趨勢，如腸道共生復合菌、瘤胃復合菌等。同時在飼用益生菌發(fā)展的基礎(chǔ)上，逐漸向農(nóng)業(yè)、醫(yī)療保健及環(huán)境改良等方面發(fā)展[20]。為了提高益生菌制劑有效性，人們正著力于益生素輔劑的研制開發(fā)，如微膠囊的應用。近年來，國外開發(fā)了一些具有雙歧桿菌增殖效果的寡糖，并進行了寡糖與益生菌復合添加試驗，取得了可喜的效果。同時人們也在開發(fā)和研究益生素與其他制劑間的聯(lián)合使用，如酶制劑、酸化劑、中草藥等，以充分利用制劑間的協(xié)同作用。益生菌作為轉(zhuǎn)基因工程菌的研究已有報道，主要是將益生菌作為基因工程的受體菌，使之表達一些有用的外源基因，擴大其生物學特殊功能，從而達到一種制劑發(fā)揮多種功能的目的。

[1]GOLDEN B R.Health Benefits of Probiotic[J].British Journal of Nutrition，1998，80(2):203-207.

[2]楊月欣.益生菌的功能[J].營養(yǎng)健康新觀察，2002，12:38-40.

[3]鐘燕.益生菌與乳糖不耐受研究進展[J].國外醫(yī)學衛(wèi)生學分冊，2003;30(2):101-105.

[4]李曉瑜，包大躍.美國益生菌產(chǎn)品的發(fā)展狀況[J].中國食品衛(wèi)生雜志，2001，13(1):43-45.

[5]SANDERS M E.Performance of Commercial Cultures in Fluid Milapplications[J].Journal of Dairy Science，1996，79:943-955.

[6]吳正鈞，巫慶華，龔廣予.益生菌保健功能的理論基礎(chǔ)[J].乳業(yè)科學與技術(shù)，2000，4:10-15.

[7]王文建，鄭躍杰.國內(nèi)益生菌制劑臨床應用狀況分析[J].中國微生態(tài)學雜志，2009;21(1):70-73.

[8]張巖春，孫艷波，王春滿.功能性酸奶的研制[J].Dairy Guide，2006，2：25-27.

[9]劉秀河，艾連中，吳艷.益生菌AB奶片的研制[J].現(xiàn)代食品科技，2006，22(3):124-125，120.

[10]周海軍，博·格日勒圖，昭日格圖.益生菌酸馬奶片工藝研究[J].中國乳品工業(yè)，2009，37(1):47-49.

[11]張峰，安欣欣.益生菌的應用與發(fā)展趨勢[J].大眾科學，2008（4）.

[12]SCHLEY P D，F(xiàn)IELD C J.The Immune-Enhancing Effects of Dietary Fibres and Prebiotics[J].Br J Nutr，2002，87(2):221-230.

[13]HUGHES A，ROCHAT F，SERRANT P.Modulation of Nonspecific Mechanisms of Defense by Lactic Acid Bacteria:Effective Dose [J].J Dairy Sci，1999，82(5):863-869.

[14]秦順義，黃克和，高建忠.富硒益生菌對小鼠免疫功能及抗氧化能力的影響[J].營養(yǎng)學報，2006，28(5):423-426.

[15]卜淑蕊，戴鵬，趙嚴，等.益生菌對肝硬化血氨影響的實驗及臨床研究[J].中國微生態(tài)學雜志，2007，19(1):25-26.

[16]BARCLAY A R，STENSON B，SIMPSON J H，et al.Probiotics for Necrotizing Enterocolitis:A Systematic Review[J].J Pediatr Gastroenterol Nutr，2007，45(5):569-576.

[17]HAMILTON2MILLER J M.The Role of Probiotics in the Treatment and Prevention of Helicobacter pylori Infection[J].Int J Antimicrob Agents，2003，22(4):360-366.

[18]WESTON S，HALBERT A，R ICHMOND P，et al.Effects of Probiotics on Atop ic Dermatitis:A Randomised Controlled trial[J]. Arch DisChild，2005，90(9):892-897.

[19]BESSEL INKM G，VAN SANTVOORT H C，BUSKENS E，et al.BoerProbiotic p rophylaxis in Predicted Severe Acute Pancreatitis: A Randomised，Double2blind，Placebo-Controlled Trial[J].Lancet，2008，371(9613):651-659.

[20]何明清.我國動物微生態(tài)制劑的起源、發(fā)展戰(zhàn)略及應用前景[J].中國微生態(tài)學雜志,2001,13（3）:166-167.

Research progress of probiotic products

YUAN Xiu-li1,LV Jia-li1,HAN Di2，XIAO Jing3
(1.College of Life Science and Engineering,Shaanxi University of Science and Technology,Xi’an 710021,China；2.Growing Bioengineering(Shanghai)Co.Ltd.，201700,China；3.College of Science Chang'an University,Xi’an 710064,China)

Probiotics is one kind of Microbial Additives,with improving the microbial balance in the intestines to exert beneficial effects on the host.They have a variety of physiological role,which the normal physiological flora can not compare with.Nowadays,there are kinds of probiotic products and the industrial scale have been formed already at home and abroad,especially,Japan and the European Union.In response to these circumstances,this article comprehensively overviewed the probiotics industrial production and the application of probiotics, with a view to provide a theoretical basis for our country further development of probiotic products.

probiotic products;probiotics;clinical application;health care;food

Q93-3

B

1001-2230（2010）04-0046-04

2010-01-14

袁秀麗（1984-），女，碩士，研究方向為應用微生物。