益生菌及其作用

孔令爽

【摘 要】簡要的介紹了益生菌的種類。并且論述了益生菌在消耗系統(tǒng)中的作用以及益生菌選擇的標準。

【關鍵詞】益生菌；消化系統(tǒng)；選擇標準

1.益生菌

益生菌的英文為Probiotic，該詞源于拉丁文，意思是“有利于生命”。根據(jù)聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）的最新定義，益生菌是一類當口服一定量后能夠?qū)θ梭w健康起到促進作用的活體微生物。目前，可用作益生菌的微生物主要為細菌，包括乳桿菌、雙歧桿菌、屎腸球菌、鏈球菌和芽孢桿菌等[。如芬蘭維利奧公司開發(fā)的益生菌產(chǎn)品鼠李糖乳桿菌LGG、法國達能公司開發(fā)的益生菌產(chǎn)品干酪乳桿菌Immunitas、法國羅地亞公司開發(fā)的益生菌產(chǎn)品嗜酸乳桿菌NCFM、瑞士雀巢公司開發(fā)的益生菌產(chǎn)品約氏乳桿菌Lj1和La1、德國Biogaia公司開發(fā)的益生菌產(chǎn)品羅伊氏乳桿菌MM2和SD2112、丹麥科漢森公司開發(fā)的益生菌產(chǎn)品副干酪乳桿菌CRL431和乳雙歧桿菌BB12、日本養(yǎng)樂多公司開發(fā)的益生菌產(chǎn)品干酪乳桿菌Shirota和短雙歧桿菌Yakult、日本雪印公司開發(fā)的益生菌產(chǎn)品嗜酸乳桿菌SBT-2062和長雙歧桿菌SBT-2928、內(nèi)蒙古雙奇藥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的益生菌產(chǎn)品金雙歧（含長型雙歧桿菌、保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌）和北京韓美藥品有限公司生產(chǎn)的的益生菌產(chǎn)品媽咪愛（含枯草芽孢桿菌和屎腸球菌）等。由此可見，乳桿菌和雙歧桿菌是益生菌的主要成員。

2.益生菌在消化系統(tǒng)中的作用

益生菌具有多種生物活性，包括預防和輔助治療腸易激綜合預防和輔助治療抗生素引起的腹瀉、預防和輔助治療陰道感染、增強人體免疫力、緩解機體過敏反應[86]、預防癌癥和抑制腫瘤細胞生長[87]、降低人體血清膽固醇水平[88]、降低人體血糖水平[89]、降低人體血壓水平[90]和預防人體骨質(zhì)疏松等[91]。在上述生理活性中，預防和輔助治療陰道感染屬于益生菌在非消化系統(tǒng)發(fā)揮的生理功能，而其他的功能則屬于益生菌在消化系統(tǒng)發(fā)揮的生理功能。由此可見，益生菌主要通過消化系統(tǒng)發(fā)揮生理活性。益生菌在消化系統(tǒng)發(fā)揮生理活性的過程中，有的功能是通過菌體本身發(fā)揮的，有的功能則是通過菌體的代謝產(chǎn)物發(fā)揮的，有的功能則是通過菌體本身和代謝產(chǎn)物的聯(lián)合作用發(fā)揮的。既然益生菌主要是在消化系統(tǒng)發(fā)揮生理活性的，因此益生菌對消化系統(tǒng)生理環(huán)境的適應程度必然是影響其生理活性發(fā)揮的重要因素。

3.益生菌的選擇標準

益生菌生理活性的發(fā)揮，一方面要取決于是否具有相應功能的作用機制以及該作用機制的強弱程度；另一方面則取決于在發(fā)生作用的生理部位內(nèi)是否能夠具有足夠的生物量。具有不同生理活性的益生菌發(fā)揮相應功能的機制是不同的，但影響其在消化道的生物量的因素大致是相同的，即胃酸耐受能力、膽鹽耐受能力和黏附腸道上皮細胞的能力。

攝入體內(nèi)的益生菌必須經(jīng)過胃才能到達腸道，而胃內(nèi)的鹽酸則是影響其存活能力的一個重要因素。人體胃液的pH值呈動態(tài)變化，空腹時其pH值可以低至1.5，然而進食后可高達6.0以上。在多數(shù)情況下，胃液的pH值主要在2.0-3.5之間波動。食物在胃內(nèi)的排空時間隨食物種類不同而有顯著差異，純液態(tài)食品的胃排空時間會低于0.5h，而肉類等一些難消化的食物的胃排空時間可高達4h以上。因此，在研究過程中，研究者通常根據(jù)人體胃液的生理參數(shù)以及食物的胃排空時間的特點，采用pH 2.0或2.5、時間2h或3h對菌株的胃酸耐受能力進行測定。

益生菌通過胃后，便進入了十二指腸，然后會依次通過空腸、回腸、盲腸、結(jié)腸和直腸，最后隨糞便排出體外。小腸內(nèi)的膽鹽是影響益生菌生長和存活的重要因素之一。膽鹽是一種陰離子型表面活性劑，能破壞微生物的細胞膜，導致胞內(nèi)物質(zhì)泄漏，從而影響微生物的生長及存活。膽鹽是膽汁的主要成分。膽汁中的膽鹽主要由甘氨膽酸（GCA）、甘氨脫氧膽酸（GDCA）、甘氨鵝脫氧膽酸（GCDCA）、?；悄懰幔═CA）、?；敲撗跄懰幔═DCA）、?；蛆Z脫氧膽酸（TCDCA）組成。膽鹽的濃度在人體腸道內(nèi)是呈動態(tài)變化的，在十二指腸濃度最高，在下行過程中由于腸道的吸收作用濃度逐漸降低，但平均膽鹽濃度應在0.3%左右，所以研究者經(jīng)常采用0.3%的濃度對菌株的膽鹽耐受能力進行測定。

益生菌必須在腸道內(nèi)停留足夠長的時間才能發(fā)揮相應的生理活性，否則作為過路菌很難發(fā)揮相應的生理功能。多數(shù)益生菌雖不能像腸道固有細菌那樣可以在腸道內(nèi)長期定植，但通常都可以具有一定的短期定植的能力。由于黏附能力是菌株能夠在腸道內(nèi)進行短期定植的先決條件，因此研究者在體外通常通過測定菌株對腸道細胞的黏附能力間接了解菌株在腸道內(nèi)潛在定植能力的強弱。常用的細胞模型有Caco-2、HT-29和HT-29MTX等，它們都屬于結(jié)腸癌細胞，然而它們具有與人類腸道上皮細胞相似的生物學特性，這也是它們被廣泛用于體外黏附測試的重要原因。由于黏附實驗的結(jié)果與細胞類型、培養(yǎng)基pH值以及接種量等有很大關系，因此同一菌株采用不同方法測出的黏附數(shù)據(jù)存在著較大差別。

益生菌無論在腸道內(nèi)發(fā)揮何種生理功能，都與其生物量的高低密切相關，因此提高益生菌在腸道內(nèi)的生物量是提高其生理活性的重要措施之一。益生菌在體內(nèi)和體外的生長模式完全不同。在體外培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，由于營養(yǎng)物質(zhì)充分，菌株的生長速度很快，存在對數(shù)生長期。而在腸道中生長時，由于營養(yǎng)物質(zhì)相對匱乏，再加之存在膽鹽等抑菌物質(zhì)，菌株的生長速度很慢，生長模式類似穩(wěn)定期。

脂肪、蛋白質(zhì)和非益生元類碳水化合物進入人體后，首先會被胃液和胰液的消化，然后絕大部分在空腸內(nèi)就已經(jīng)被吸收，而益生菌真正發(fā)揮生理活性的腸道部位是空腸以下的回腸、盲腸和結(jié)腸，因此只有那些能逃逸十二指腸和空腸吸收的物質(zhì)才可能進入回腸、盲腸和結(jié)腸，進而成為益生菌生長和繁殖所需的營養(yǎng)來源。益生元正是這樣的一類物質(zhì)，它們由單糖通過α或β糖苷鍵聚合在一起形成直連或帶有分支結(jié)構的聚合物，在小腸內(nèi)不被胰腺分泌的α-淀粉酶和β-淀粉酶等消化酶降解，卻可以固有形式選擇性刺激某種腸道細菌在宿主腸道內(nèi)生長和活化，進而促進宿主健康。益生元具有以下幾種特性：⑴ 不被宿主胃腸道消化或吸收；⑵僅能夠被幾種特定腸道細菌利用；⑶ 能夠改善腸道菌群組成，增進宿主健康。目前已經(jīng)用作益生元的低聚糖主要有低聚果糖（FOS）、低聚木糖（XOS）、低聚半乳糖（GOS）、菊粉（IN）、抗性糊精（RD）和阿拉伯半乳聚糖（AG）等。

益生菌對益生元的利用具有特異選擇性，例如乳桿菌通常對FOS和GOS具有較高的利用能力；雙歧桿菌通常對XOS和GOS具有較高的利用能力；鏈球菌通常對IN具有較高的利用能力。益生菌之所以可以利用小腸不能消化的碳水化合物作為作為碳源，是由于其細胞可分泌一些特殊的糖苷酶以及在細胞內(nèi)存在著一些特殊的轉(zhuǎn)運系統(tǒng)。利用FOS的益生菌可分泌β-呋喃果糖苷酶，該酶可將FOS降解為果糖和蔗糖；利用GOS的益生菌可分泌β-半乳糖苷酶，該酶可將GOS水解為葡萄糖和半乳糖；而利用XOS的益生菌可分泌D-木糖苷酶，該酶可將XOS降解為木糖單體。在益生元的降解過程中，其首先被益生菌降解為小分子單糖，這些單糖作為碳源參與了益生菌骨架的構建，進而促進益生菌的生長和繁殖，隨后剩余的單糖則會被益生菌通過糖代謝途徑降解為短鏈脂肪酸（SCFA）。 [科]