食品中的益生元和益生菌對腸道微生物的作用和影響研究

◎ 鄭雪松，孫建偉，董 碟，張小飛

（武漢貝茵萊生物科技有限公司，湖北 武漢 430000）

腸道微生物群落是人體內(nèi)最重要的微生物群落之一，與人體健康密切相關(guān)。近年，越來越多的研究表明，腸道微生物群落對人體的健康有著至關(guān)重要的影響[1]。①腸道微生物參與人體消化過程。許多營養(yǎng)物質(zhì)在腸道中被吸收，而一些纖維素和復(fù)雜碳水化合物則會被腸道微生物分解，為身體提供額外的能量和營養(yǎng)。②腸道微生物有助于維持身體免疫系統(tǒng)的健康，可以刺激免疫細(xì)胞的反應(yīng)，產(chǎn)生抗體和其他免疫調(diào)節(jié)物質(zhì)，幫助身體抵御感染和疾病。③腸道微生物參與維生素的合成和吸收。例如，腸道微生物可以合成維生素K、維生素B12和葉酸等，對于人體的生長、發(fā)育和健康都至關(guān)重要。

益生元和益生菌可以調(diào)節(jié)腸道微生物群落，預(yù)防多種疾病。①益生元是一種可溶性膳食纖維，能夠被腸道微生物分解為短鏈脂肪酸，為腸道上皮細(xì)胞提供能量。研究表明，益生元能夠促進(jìn)雙歧桿菌、乳酸菌等有益菌的生長繁殖，抑制有害菌的生長，調(diào)節(jié)腸道微生物群落的平衡[2-3]。②益生菌是一種活的微生物，通過定植在腸道內(nèi)產(chǎn)生有益于人體健康的物質(zhì)。益生元和益生菌具有廣泛的應(yīng)用前景。例如，在食品、藥品和生物治療等領(lǐng)域中具有潛在的應(yīng)用價值。

此外，通過研究益生元和益生菌對腸道微生物的作用機(jī)制，有助于深入了解腸道微生物群落的生態(tài)學(xué)特征和人類健康的關(guān)系，為開發(fā)新的治療方法提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。同時，研究益生元和益生菌對于腸道微生物的作用，可以為營養(yǎng)學(xué)、微生物學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展提供有力支持，推動相關(guān)領(lǐng)域的研究和發(fā)展。

1 益生元的定義

根據(jù)國際營養(yǎng)學(xué)界的定義，益生元是指一種能夠被宿主體內(nèi)的有益菌分解利用，并促進(jìn)其生長繁殖的膳食纖維。這種膳食纖維并非是有益菌自身的產(chǎn)物，而是來自食物中的可溶性多糖、寡糖、蛋白質(zhì)等物質(zhì)。也就是說，益生元是一種特殊的膳食補(bǔ)充劑，它能夠促進(jìn)腸道中有益菌群的生長和活性，從而改善人體健康。益生元并不直接為人體提供能量或者營養(yǎng)，但它能夠通過調(diào)節(jié)腸道微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能，對人體的消化、吸收、代謝和免疫等方面產(chǎn)生積極的影響。

作為一種復(fù)雜的低聚糖類物質(zhì)，益生元和益生菌不能被人體消化吸收，但可以被腸道中的有益菌分解利用。這些有益菌在代謝過程中會將益生元作為碳源，促進(jìn)其生長繁殖。同時，益生元可以通過調(diào)節(jié)腸道pH、抑制有害菌生長、提高機(jī)體免疫力等多種途徑，發(fā)揮其保健作用。益生元具有多種生物活性，可以改善腸道健康、調(diào)節(jié)血脂、降低血糖、增強(qiáng)免疫力等[4]。其中，低聚果糖、菊粉等益生元能夠顯著增加腸道雙歧桿菌等有益菌的數(shù)量和活性，改善腸道健康。異麥芽低聚糖等益生元可以通過調(diào)節(jié)腸道微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能，降低血脂和血糖，預(yù)防心血管病和糖尿病等疾病。

此外，益生元還具有安全性和耐受性高的特點(diǎn)。大部分益生元物質(zhì)在人體內(nèi)不會產(chǎn)生不良反應(yīng)，即使長期使用也不會對人體產(chǎn)生副作用。同時，由于其作用機(jī)制不同于抗生素等化學(xué)藥物，因此不會導(dǎo)致人體產(chǎn)生抗藥性。

2 益生菌的定義

益生菌是一類對宿主（人體）有益的、活的微生物，它們可以在腸道、生殖道或其他身體部位定植，并改善宿主健康狀況或預(yù)防疾病。這些微生物通常包括乳酸菌、雙歧桿菌、酵母菌等，其可以通過多種方式對腸道微生物產(chǎn)生影響，從而改善腸道健康、增強(qiáng)免疫力、降低血脂和血糖等。益生菌的主要作用機(jī)制是通過調(diào)節(jié)腸道微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能改善腸道健康[5]。

腸道微生物群落是一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，包括許多不同的微生物種類和菌株。益生菌可以通過競爭腸道黏膜表面的位點(diǎn)、產(chǎn)生抗菌物質(zhì)、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)等方式，抑制有害菌的生長繁殖，促進(jìn)有益菌的生長繁殖，從而維持腸道微生物群落的平衡和多樣性。此外，益生菌還可以刺激腸道黏膜細(xì)胞的生長和分化，促進(jìn)腸道黏膜的修復(fù)和再生。而且，益生菌在預(yù)防和治療胃腸道疾病方面具有廣泛的應(yīng)用。例如，益生菌可以緩解胃腸道癥狀，如腹瀉、腹脹、腹痛等，并改善腸道炎癥和潰瘍性結(jié)腸炎等炎癥性腸病的癥狀。一些研究表明，益生菌不僅可以降低感染風(fēng)險，如感冒、腹瀉等，還可以改善乳糖不耐受、過敏等癥狀。

3 食品中益生元和益生菌對腸道微生物的作用和影響

3.1 食品中益生元對腸道微生物的作用和影響

食品中益生元對腸道微生物的作用和影響，是近年營養(yǎng)學(xué)和微生物學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。益生元是一種可溶性膳食纖維，能夠被腸道有益菌分解利用，從而促進(jìn)其生長繁殖。這種物質(zhì)能夠維護(hù)腸道健康、預(yù)防腸道疾病，其對腸道微生物的作用和影響主要包括以下方面：①促進(jìn)有益菌的生長繁殖。益生元可被腸道有益菌如雙歧桿菌、乳酸菌等分解利用，促進(jìn)其生長繁殖。通過這種方式，益生元可增加腸道中有益菌的數(shù)量和活性，進(jìn)而維護(hù)腸道微生態(tài)平衡，有助于預(yù)防便秘、腹瀉等腸道問題，并提高機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用[6]。②抑制有害菌的生長繁殖。益生元可降低腸道內(nèi)的pH，產(chǎn)生乳酸等代謝產(chǎn)物，抑制有害菌如大腸桿菌、沙門氏菌等的生長繁殖。這種抑制作用有助于預(yù)防腸道感染和疾病。③增強(qiáng)腸道屏障功能。益生元可促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞的生長和分化，減少腸道內(nèi)毒素和細(xì)菌的入侵，對于維護(hù)腸道健康和預(yù)防腸道疾病具有重要意義。

3.2 食品中益生菌對腸道微生物的作用和影響

益生菌是一類對人體有益的微生物，通過定植在腸道內(nèi)發(fā)揮其保健作用，可以對腸道微生物的組成和功能產(chǎn)生積極的影響。益生菌的作用機(jī)制主要包括以下方面：①益生菌能夠調(diào)節(jié)腸道微生物群落，增加有益菌的數(shù)量和活性，抑制有害菌的生長繁殖，有助于恢復(fù)腸道微生物群落的平衡，改善腸道健康。例如，乳酸菌、雙歧桿菌等益生菌，能夠利用腸黏膜作為營養(yǎng)源，在腸道內(nèi)定植，從而增加有益菌的數(shù)量和活性。②益生菌能夠產(chǎn)生一些具有生物活性的物質(zhì)，如乳酸、醋酸等，能夠降低腸道內(nèi)的pH，促進(jìn)鈣、鐵、維生素D 等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，同時抑制有害菌的生長繁殖。③益生菌能夠通過刺激免疫細(xì)胞的活性和數(shù)量來調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)。這種調(diào)節(jié)作用有助于預(yù)防感染和疾病，提高機(jī)體免疫力。同時，還能夠改善胃腸道的消化功能，解決消化問題，緩解便秘等腸道問題。

此外，益生菌能夠促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞的生長和分化，增強(qiáng)腸道屏障功能，減少腸道內(nèi)毒素和細(xì)菌的入侵，對于維持腸道健康和預(yù)防腸道疾病具有重要意義。例如，乳酸菌能夠通過增加腸道上皮細(xì)胞的緊密性和減少炎癥反應(yīng)，增強(qiáng)腸道屏障功能；嗜酸乳桿菌能夠通過刺激小腸黏膜的免疫細(xì)胞分泌IgA 抗體，增強(qiáng)機(jī)體免疫力。

4 結(jié)語

腸道微生物對于人體健康具有重要的作用。通過維護(hù)腸道微生物的平衡和多樣性，可以促進(jìn)人體消化、免疫、代謝等方面的健康，預(yù)防和治療一些疾病。因此，益生元和益生菌在各行各業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景，例如，在食品、藥品和生物治療等領(lǐng)域，具有潛在的應(yīng)用價值。通過分析食品中益生元和益生菌對腸道微生物的作用機(jī)制，有助于深入了解腸道微生物群落的生態(tài)學(xué)特征和人類健康的關(guān)系，為營養(yǎng)學(xué)、微生物學(xué)等領(lǐng)域的研究提供有力支持，推動相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。