益生菌對(duì)健康的有益作用最早是由俄國(guó)科學(xué)家Metchnikoff提出的。他認(rèn)為腸道乳酸菌能夠通過(guò)防止腐敗菌的生長(zhǎng)而起到延長(zhǎng)壽命的作用。近10年來(lái),越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)識(shí)到腸道菌群對(duì)人類健康的重要性,以及膳食成分對(duì)腸道菌群構(gòu)成及代謝的有益的調(diào)節(jié)作用。目前益生菌已被認(rèn)為是一類具有特定保健功能的物質(zhì),對(duì)開發(fā)研制保健食品具有重要意義。營(yíng)養(yǎng)學(xué)家越來(lái)越重視益生菌的保健作用。
國(guó)際營(yíng)養(yǎng)學(xué)界普通認(rèn)可的定義是:“益生菌”系一種對(duì)人體有益的細(xì)菌(或微生物),它們可直接作為食品添加劑服用以維持腸道菌群的平衡。
1.益生菌的分類
益生菌來(lái)源主要是動(dòng)物腸道正常生理性菌和非腸道菌。我國(guó)農(nóng)業(yè)部于1996年公布了6種菌,12乳酸桿菌、糞鏈球菌、雙歧桿菌、酵母菌、DM423臘樣芽抱桿菌和SA38臘樣芽抱桿菌可用于動(dòng)物微生態(tài)調(diào)節(jié)劑。在制劑中,有的為單一菌種,有的為多種菌聯(lián)合使用,幾種菌種聯(lián)合使用有增多的趨勢(shì)。
科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)的益生菌大致可分為三大類,其中包括:1.乳桿菌類(如嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、詹氏乳桿菌、拉曼乳桿菌等等),2.雙歧桿菌類(如長(zhǎng)雙歧桿菌,短雙岐桿菌、卵形雙歧桿菌和嗜熱雙歧桿菌等等),3.革蘭氏陽(yáng)性球菌(如糞鏈球菌、乳球菌、中介鏈球菌等等)。此外,還有一些酶和酵母菌亦可歸入“益生菌”范疇。通常,應(yīng)用于人體的益生菌有雙吱桿菌、乳酸桿菌、腸球菌、枯草桿菌、臘樣芽抱桿菌、地衣芽抱桿菌、酵母菌等。
2.益生菌的作用機(jī)理
很多學(xué)者對(duì)益生菌的作用機(jī)理進(jìn)行了研究,綜合起來(lái),主要的作用機(jī)理有:
2.1與微生物奪氧
當(dāng)需氧型益生菌進(jìn)入消化道后,生長(zhǎng)繁殖消耗腸道內(nèi)大量氧氣,通過(guò)“生物奪氧”使需氧型致病菌大幅度減少,因而起到了防止動(dòng)物患病的作用。
2.2補(bǔ)充有益菌群,維持腸道菌體平衡,競(jìng)爭(zhēng)性抑制
研究發(fā)現(xiàn),益生茵能夠有秩序的定殖于粘膜、皮膚等表面或細(xì)胞之間形成生物屏障,這些屏障可以阻止病原微生物的定殖,起著占位、爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)、互利共生或拮抗作用,形成保護(hù)屏障,阻止病原茵的侵入,從而對(duì)致病菌的定殖產(chǎn)生抑制作用。
2.3產(chǎn)生有益的代謝產(chǎn)物,抑制或殺死有害菌
有些有益的菌落可產(chǎn)生有益的代謝產(chǎn)物,如產(chǎn)生有機(jī)酸,降低腸道pH值;產(chǎn)生過(guò)氧化氫和天然抗生素類物質(zhì),減少腸道內(nèi)氨及胺等毒性物質(zhì)的產(chǎn)生,其可形成抑制或殺死有害茵的環(huán)境。0.B.Maia.認(rèn)為益生茵對(duì)沙門氏寒菌具有很好的抑制性及殺菌效果。
2.4營(yíng)養(yǎng)作用
目前有營(yíng)養(yǎng)特性的益生菌主要有芽抱桿菌、其次是雙岐桿菌、乳酸桿菌等。其營(yíng)養(yǎng)特性具體表現(xiàn)在:
(1)芽抱桿菌在其生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中能夠產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性酸,這些酸類能夠降低動(dòng)物腸道的pH值,可有效抑制病原菌的生長(zhǎng),為乳酸菌的生長(zhǎng)創(chuàng)造了條件。同時(shí),它還能夠產(chǎn)生很多維生素B1、B2、B6等B族維生素和維生素C,為動(dòng)物提供維生素營(yíng)養(yǎng),從而促進(jìn)動(dòng)物生產(chǎn)性能的提高。另外它能產(chǎn)生植酸酶,促進(jìn)動(dòng)物對(duì)植酸磷的利用和對(duì)脂肪的消化吸收率;產(chǎn)生的氨基氧化酶及分解硫化氫的酶類,可將咧跺類氧化成無(wú)毒、無(wú)害的物質(zhì),從而降低畜禽舍內(nèi)氨氣、硫化氫的濃度和臭味,減少環(huán)境污染。
(2)雙岐桿菌不僅可以產(chǎn)生各種維生素如維生素B1、B2、B6、B12、煙酸和葉酸等以供機(jī)體所需,還能通過(guò)抑制某些維生素分解菌來(lái)保障維生素的供應(yīng)。另外,它還可以降低血氨改善肝臟功能。
(3)乳酸桿菌能合成動(dòng)物所需要的多種維生素,如B1、B2、B6、B12、煙酸、泛酸、葉酸等,當(dāng)腸道菌群失調(diào)時(shí),動(dòng)物會(huì)表現(xiàn)出維生素缺乏癥。
2.5益生菌的免疫調(diào)節(jié)功能
擁有完整腸道菌群的常規(guī)動(dòng)物比無(wú)菌動(dòng)物有更高的巨噬細(xì)胞活性和免疫球蛋白水平,乳酸桿菌能提高巨噬細(xì)胞的活性,并能防止腫瘤的生長(zhǎng)。另外,雙岐桿菌也具有良好的抗菌性并能增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。
此外,人體內(nèi)的微生物有成百上千種,它們存在于皮膚、口腔、腸道等處,其中存在于人體腸道內(nèi)的微生物就達(dá)400多種。研究表明無(wú)菌動(dòng)物比一般動(dòng)物更易受感染,這至少證明了微生物的定植與人體健康之間有非常重要的聯(lián)系。
對(duì)于健康成年人來(lái)說(shuō),其腸道內(nèi)微生物按一定的種群比例定植在腸壁上,處于一種穩(wěn)定的菌群平衡中。但某些因素如抗生素的使用,飲食習(xí)慣不良,精神壓力等原因可能會(huì)導(dǎo)致腸道正常菌群種類和數(shù)量的改變,引起一系列生理功能的改變。而益生菌對(duì)腸道微生物的調(diào)節(jié)和腸黏膜免疫的影響與人體生理密切相關(guān)、在臨床上,益生菌能減輕腸道微生物代謝的毒性,如小腸微生物的過(guò)度繁殖和肝臟疾病。目前,綜合目前對(duì)益生菌的研究現(xiàn)況,認(rèn)為其對(duì)人體可能具有以下益處:
(1)減輕LI癥狀:多數(shù)研究認(rèn)為LI個(gè)體可更好耐受酸奶或其它發(fā)酵乳制品,通過(guò)攝入活的酸奶培養(yǎng)物能改善乳糖酶缺乏者對(duì)乳糖的消化。因而不能食用鮮奶或奶粉的個(gè)體,可以改用酸奶,這對(duì)克服我國(guó)膳食結(jié)構(gòu)中奶制品攝入嚴(yán)重不足有重要應(yīng)用價(jià)值。(2) 抑制病原菌:已經(jīng)證實(shí)通過(guò)攝入來(lái)自人類腸道的某些乳酸桿菌,可以縮短某些類型(兒童輪狀病毒感染)腹瀉疾病的病,增強(qiáng)腸道對(duì)感染性疾病的天然抵抗力。(3)抑制腫瘤發(fā)生:益生菌可抑制腸道內(nèi)某些酶的活性,如β—葡糖昔酸酶、β—葡糖醛酸酶、尿素、酶、硝基還原酶、偶氮還原酶等。這些酶可能參與腸道內(nèi)致癌物的形成。(4)降低血漿膽固醇濃度:益生菌能減低高脂人群血清膽固醇水平,對(duì)正常人群則無(wú)降血脂作用??赡芘c其調(diào)節(jié)和利用內(nèi)源性代謝產(chǎn)物并且加速短鏈脂肪酸代謝有關(guān)。(5)改善消化功能:通過(guò)調(diào)節(jié)腸道pH和結(jié)腸發(fā)酵能力起到改善消化的作用。(6) 促進(jìn)胃腸道免疫功能:臨床試驗(yàn)證實(shí)乳酸菌具有在腸道內(nèi)生存的能力,并可以刺激機(jī)體的非特異性免疫功能,提高自然殺傷(NK)細(xì)胞的活性,增強(qiáng)腸道IgA的分泌,改善腸道的屏障功能。
益生菌促進(jìn)人體健康機(jī)理目前尚未有定論,可能作用的機(jī)制包括以下4點(diǎn):1.抗菌物質(zhì):可產(chǎn)生有機(jī)酸、游離脂肪酸、過(guò)氧化氫、細(xì)菌素。2.生物拮抗:益生菌具有定植性,限制致病微生物與腸粘膜粘附、定植。3.酶作用:增加乳糖消化;通過(guò)產(chǎn)生某些酶修飾毒素受體,減少毒素與腸粘膜受體結(jié)合。4.免疫增強(qiáng):刺激宿主免疫應(yīng)答,增強(qiáng)體液性免疫和細(xì)胞性免疫,增強(qiáng)巨噬細(xì)胞吞噬活性,以及補(bǔ)體、網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)功能。
3.益生菌的安全性
評(píng)價(jià)益生菌安全性的方法很多,如研究益生菌的特性、益生菌的藥物動(dòng)力學(xué)及益生菌與宿主之間的相互作用等。益生菌在腸道存活、轉(zhuǎn)移和定居并產(chǎn)生活性物質(zhì)是評(píng)價(jià)益生菌作用的重要因素。不同益生菌在腸道不同部位存活率不同:有些菌株在胃中很快被殺滅,而有些菌株能穿過(guò)整個(gè)腸道。人們運(yùn)用插管法、灌流法和活組織檢查法來(lái)研究體內(nèi)益生菌的藥物動(dòng)力學(xué)。但益生菌的一些酶學(xué)性質(zhì).如過(guò)度解離膽鹽或降解粘膜不利于人體健康。
到目前為止,應(yīng)用于食品的益生菌——乳桿菌都被證明是安全的。盡管益生苗產(chǎn)品在歐洲和日本大量生產(chǎn),并證明是安全的,但對(duì)于那些免疫妥協(xié)的個(gè)體而言,也有可能發(fā)生較嚴(yán)重的感染。由于將益生菌不加區(qū)別地應(yīng)用于人體、獸藥和動(dòng)物生長(zhǎng)促進(jìn)劑.微生物抗抗生素已經(jīng)變得越來(lái)越普通,這使得處理微生物感染變成了一個(gè)嚴(yán)峻的問題。在乳桿菌中,只有極少數(shù)茵株的抗抗生素基因是由質(zhì)粒編碼的。當(dāng)使用這些乳桿菌時(shí),就要考慮其安全性。因?yàn)榭箍股鼗蚩梢栽谙到y(tǒng)發(fā)育中遠(yuǎn)緣細(xì)菌間轉(zhuǎn)移,所以那些攜帶可以轉(zhuǎn)移抗抗生素基因的菌株,就不能作為人類和動(dòng)物的益生菌。對(duì)于那些值得懷疑的益生菌,使用時(shí)必須進(jìn)行檢驗(yàn)。
益生菌的安全性主要包括以下幾個(gè)方面:①應(yīng)用于人類的益生菌最好來(lái)自人體;②益生菌必須從健康人的腸道中分離;③益生菌必須經(jīng)過(guò)一定時(shí)間證明其無(wú)致病性;④益生菌不能有與一些疾病(如心內(nèi)膜炎、腸道不適癥)相聯(lián)系的歷史;⑤益生菌不能使膽鹽早期解離;⑥益生菌不能攜帶可以轉(zhuǎn)移的抗抗生素基因。⑦不能有與一些疾病(如心內(nèi)膜炎、腸道不適癥)相聯(lián)系的歷史。
4.益生菌的應(yīng)用及前景展望
目前益生菌已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥保健和飼料等各個(gè)領(lǐng)域。在食品和醫(yī)藥保健上多采用乳酸菌、雙吱桿菌和腸球菌及酵母菌等。
在食品中益生菌主要用于發(fā)酵乳制品的生產(chǎn),發(fā)酵奶不僅含有豐富的鈣、蛋白質(zhì)、核黃素和維生素B12等營(yíng)養(yǎng)素,具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,而且還含有大量對(duì)人體健康很有益處的活的益生菌。含有雙岐桿菌的發(fā)酵奶能增加腸道中的雙岐桿菌,從而改善腸道菌落;干酪乳桿菌則具有縮短腹瀉病程的作用。
酸奶是用嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌在嚴(yán)格的溫度和時(shí)間控制下發(fā)酵的奶,它可減輕乳糖吸收不良的癥狀,從而縮短各種腹瀉尤其是兒童腹瀉的病程,世界衛(wèi)生組織建議在治療腹瀉期以酸奶代替牛奶。而酸乳酒則是用細(xì)菌(包括各種乳桿菌、乳球菌、白串珠菌和醋桿菌)和酵母(發(fā)酵乳糖和不發(fā)酵乳糖的酵母)的復(fù)雜混合物發(fā)酵的牛奶制作的一種刺激性飲料。據(jù)報(bào)道酸乳酒具有潛在的抗菌、免疫、抗腫瘤和降膽固醇的作用。如今益生菌正逐步用于開發(fā)各種功能食品,如:果汁、糖果、冰洪淋、冷凍酸奶等。
此外,為了提高益生菌在胃腸道的活性及其對(duì)飼料加工過(guò)程中的壓力和溫度的耐受能力,使其具有很強(qiáng)的抗酸、抗熱能力,人們正努力尋求防止微生物失活的技術(shù)措施。微膠囊技術(shù)是用特殊的方法將固體、液體或氣體物質(zhì)包埋封存在一種微型膠囊內(nèi)而成為固體微粒產(chǎn)品,需要時(shí)再將被包埋的內(nèi)容物釋放出來(lái)的技術(shù)。采用微膠囊技術(shù)可以在很大程度上提高益生菌劑產(chǎn)品的耐貯藏、耐加工性能,減少使用量,充分發(fā)揮益生菌的作用,使用方便且效果更好。應(yīng)用微膠囊技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為:
①改變益生菌劑產(chǎn)品的形態(tài)
將益生菌通過(guò)微膠囊化轉(zhuǎn)變成一種穩(wěn)定的細(xì)粉狀顆粒,這種微膠囊產(chǎn)品具有良好的流動(dòng)性和分散性,很容易與其它飼料混合均勻,便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存和添加使用。
②提高益生菌劑產(chǎn)品的穩(wěn)定性
益生菌劑產(chǎn)品的耐酸性和熱穩(wěn)定性較差,但將其制成微膠囊產(chǎn)品后,由于膠囊壁的保護(hù),能夠有效地防止失活。
③可將配伍禁忌的各種成分在同一產(chǎn)品隔離開。
④使不溶于水的物質(zhì)能均勻地分散在水性介質(zhì)中。
因此,隨著人們研究的深入,新技術(shù)的不斷應(yīng)用,隨著益生菌產(chǎn)品市場(chǎng)的不斷壯大,益生菌應(yīng)用的范圍也不斷擴(kuò)大。目前,應(yīng)用范圍主要是發(fā)酵乳制品,并且逐步被用于開發(fā)各種功能食品,如果汁、糖果、冰棋淋、冷凍酸奶等。可見,益生菌產(chǎn)品具有很大的市場(chǎng)潛力和發(fā)展優(yōu)勢(shì)。
可用于保健食品的益生菌菌種名單
兩岐雙岐桿菌 Bifidobacterium?bifidum
嬰兒雙岐桿菌 Bifidobacterium?infantis
長(zhǎng)雙岐桿菌 Bifidobacterium?longum
短雙岐桿菌 Bifidobacterium?breve
青春雙岐桿菌 Bifidobacterium?adolescentis
德氏乳桿菌保加利亞種 Lactobacillus?delbrueckii?subsp.?bulgaricus
嗜酸乳桿菌 Lactobacillus?acidophilus
干酪乳桿菌干酪亞種 Lactobacillus?casei?subsp.?Casei
嗜熱鏈球菌 Streptococcus?thermophilus
羅伊氏乳桿菌 Lactobacillus?reuteri |
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