益生菌在食品中的应用及其前景与展望

王益萍

益生菌在食品中的应用及其前景与展望

摘   要

近年，益生菌已广泛用于乳制品行业，在保健品和医药行业中，某些益生菌也已被用于疾病治疗和患者的康复，现在含有益生菌的糖果、甜点和果汁饮品也陆续出现在国际市场上。益生菌作为生物研究的新领域，对人类的营养和健康具有重大的意义。益生菌制品因其特有的无毒副作用，能调节人体微生物区系促进健康，日益成为功能食品研究中的焦，并且在食品工业中有广泛的应用。

关键词 益生菌 现状 功能性食品

前  言

益生菌是指经口摄入或其它黏膜途径进入，通过改善黏膜表面微生物或酶的平衡、或刺激特异性或非特异性免疫机制而发挥作用的微生物制剂。益生菌进入动物消化道后，通过改善消化道菌群及酶的平衡，迅速提高机体的抗病能力、代谢能力和对食物的消化吸收能力，从而达到防治消化道疾病和促进生长的双重作用。从而可知，第一，益生菌能改善肠道菌群；第二，它带给宿主有益的功效；第三，它是活性的微生物。而乳酸菌是一类能以糖为原料，发酵产生乳酸的细菌的总称，是益生菌中最具代表性的菌属。

乳酸菌有利于人体键康能被人们认识并加以利用也经过了一个长期的过程。20世界初，诺贝尔生理医学奖获得者—俄国科学家梅契尼柯夫(Metch-nikoff)发现生活在保加利亚一带的人们长寿者居多，调查后是因为他们每天喝酸奶。经过一番研究后得知，在酸奶中的乳酸菌能够防止有害菌的繁殖，抑制肠内异常发酵，从而达到预防老化的作用。据此，他提出了“酸奶长生不老说”。

乳酸菌是一种存在于人类体内的益生菌。乳酸菌能够将碳水化合物发酵成乳酸，因而得名。益生菌能够帮助消化，有助人体肠脏的健康，因此常被视为健康食品，添加在酸奶之内。长期科学研究结果表明，以乳酸菌为代表的益生菌是人体必不可少的且具有重要生理功能的有益菌，它们数量的多和少，直接影响到人的健康与否，直接影响到人的寿命长短，科学家长期研究的结果证明，乳酸菌对人的健康与长寿非常重要。

正 文

1.  益生菌的作用机制

改善肠道菌群结构，抑制病原菌的生长繁殖研究表明，益生菌能有序地定植于动物黏膜、皮肤等表面或细胞之间，占据宿主消化道的定植位点，形成生物屏障，减小病原微生物的侵染、定植起着占位、争夺营养、拮抗的作用，保护机体不被病原菌侵入。益生菌能抑制致病菌的定植和增殖，除了数量上的优势外，还可通过分泌抗菌物质来抑制病原菌的生长和繁殖。如双歧杆菌、乳酸菌在体内能发酵糖类产生醋酸和乳酸，使肠内处于酸性环境，保护肠道内的微环境，阻止致病菌的侵入、粘附和定植。某些益生菌可产生过氧化氢和天然抗生素类物质，或减少肠道内氨及胺等毒性物质的产生，以形成抑制或杀死有害菌的环境，如某些益生菌对沙门菌就有很好的抑制性及杀菌效果。

肠道益生菌群还可通过与外来菌群对营养物质的竞争来抑制杂菌，当某种营养物质成为有害菌的生长限制因素时，这种抑制现象就会明显。同时，当需氧型来菌群对营养物质的竞争来抑制杂菌，当某种营养物质成为有害菌的生长限制因素时，这种抑制现象就会明显。同时，当需氧型益生菌进入消化道后，生长繁殖消耗肠道内大量氧气，使局部环境的氧分子浓度降低，氧化还原电势下降，使需氧型致病菌得不到足够氧气而大幅度下降起到防止动物患病的作用。

2.  益生菌的作用

益生菌在动物消化道内生长、繁殖和活动，能直接产生多种营养物质，如维生素、氨基酸、短链脂肪酸、促生长因子等，这些物质均可参与动物体的新陈代谢。有的益生菌在动物体内生长繁殖时能合成核黄素、泛酸、叶酸、钴氨素等B 族维生素，参与机体某些重要的代谢反应 。

1)  提高免疫功能

人体免疫功能会随着年龄的增长而降低，免疫系统的功能失调将带来健康问题，如过敏和炎症反应。研究表明，益生菌能通过激活巨噬细胞、增强NK细胞活性、增加免疫球蛋白特别是IgA的水平来增强非特异性免疫和特异性免疫应答。益生菌的活菌细胞、死细胞或发酵产物都具有免疫调节功能。研究表明，一些乳杆菌发酵制品可使肠中与结肠癌有关的β-葡萄苷酸酶、β-葡糖苷酶、甘氨胆酸还原酶和硝基还原酶活性下降，可使γ-干扰素和白细胞介素等非特异性免疫系统激活物增加，增加β淋巴细胞和NK细胞数量，增强包括轮状病毒疫苗在内的各种激发物的特异性免疫应答。

益生菌还可通过恢复和改善肠黏膜屏障功能，调节区域免疫反应，恢复或增强免疫功能。乳酸杆菌能提高巨噬细胞的活性，并能抑制肿瘤的生长。双歧杆菌还具有良好的抗菌性并能增强机体免疫功能，乳酸杆菌能明显增强机体的免疫力，降低致病菌的侵染。

2)  抗肿瘤作用

流行病学调查显示，癌症发病率和膳食组分密切相关，现己证明含益生菌的膳食，有明显降低癌症发病率的功效。对益生菌的抗癌研究显示，嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、德氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌的菌体或用其制成的酸奶食用后可活化单球巨噬细胞的活性，增强全身性免疫应答。干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、奶油链球菌及各种双歧杆菌的菌体或酸奶上清液均具有相当强的抗肿瘤活性。研究还表明，益生菌具有阻抑结肠和其他器官中发生的非基因型和基因型突变的功能，其机制是益生菌或其代谢副产物通过影响结肠上皮细胞的变化过程，达到降低癌细胞增殖的目的。

3)  帮助消化、吸收、代谢各种营养素

帮助消化、吸收、代谢各种营养素，如：蛋白质、糖、纤维、微量元素等；蛋白质是由20种氨基酸组成，其中8种氨基酸是人体无法自体合成，必须通过食物中摄取，称之为必须氨基酸，人体中缺乏了这些必须氨基酸就无法存活，可这些氨基酸必须通过肠道中的有益菌才能吸收转换，所以人体不能缺少这些益生菌；有进就要有出，排便是人生存中非常重要的一件生理活动，但没有膳食纤维就无法排便，膳食纤维要发挥作用的前提是要分解为最少份子，它才能吸水来刺激肠道的蠕动，分解膳食纤维的工作就是有益生菌来完成的。

4)  其他作用

益生菌对人体的生理功能还包括调节体内胆固醇水平、抗高血压、保护生殖泌尿系统、防止腹泻、减少心血管疾病的发病率、降低与酒精中毒性肝病相关的内毒素的作用等。

3.  益生菌菌种应具备的条件及其安全性

1)  益生菌菌种应具备的条件

并不是所有菌株都可用作为益生菌生产制品 ，好的益生菌株必须满足以下条件：一是益生菌菌种最好来自动物自身肠道，可保证益生菌进入肠道后能定植和迅速生长繁殖利于发挥益生功能。二是具有良好的益生功能，有利于提高宿主抗病力和促进动物生长发育。三是在体内外易于繁殖体外繁殖速度快，经加工后活菌种存活率高，稳定性好，便于生产和储存。四是能在低PH值和胆汁中存活，并能植入肠粘膜。

2)  益生菌菌种的安全性

由于大多数益生菌产品是作为食品或药品形式出现在市场，因此 在鉴定益生菌的安全性时，必须考虑致病性侵染性因子代谢活力及益生菌的生物学安全性等，可采用体外实验Donohue Salmine动物实验和临床实验等方法来评估益生菌的安全。把益生菌的安全性概括为 应用于人类的益生菌最好来自人体，必须从健康人的肠道中分离经过一定时间证明无致病性，不能使胆盐早期解离，不能携带可以转移的抗生素基因，不能有与一些疾病如心内膜炎、肠道不适症等相联系的历史，因此对于益生菌的使用应该谨慎，不能不加区别地将益生菌应用兽药和动物生长促进剂于人体。

4.  益生菌在食品中的应用

1)  应用于食品的常见益生菌

应用于功能性食品的常见益生菌主要指两大类乳酸菌群：一类为双歧杆菌，该类乳酸菌为全球公认的益生菌，尚未见不利于人体的报道。常见的有婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、青春双歧杆菌等；另一类为乳杆菌，如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、植物乳杆菌和罗伊氏乳杆菌等，其中较新型的两个菌种为植物乳杆菌和罗伊氏乳杆菌。

2)  益生菌在酸奶中的应用

许多研究者将注意力集中到肠道来源的乳酸菌首先建议使用肠道来源Henneb-erg Lactobacyllusaci-生产一种被称为改性酸奶这种以“温和酸奶“名称上市的发酵乳产品，在德国及西欧市场得到广大消费者的认同目前应用于酸奶中的菌种有保加利亚乳杆菌，发嗜热乳杆菌，双歧杆菌等，酸奶通过微生物酵乳杆菌或酶作用使牛奶发生生化改变易产生对人体有益的成分易于保存。

3)  益生菌在干酪中的应用

干酪也可作为益生菌的载体蛋白，又兼具对人体独特的生理功能，脂肪水解是干酪成熟过程中最重要的变化之一。发酵剂和非发酵剂乳酸菌构成了干酪主要菌。嗜热菌和L.bulgaricus S.thermoph是硬质意大利和瑞士干酪的常用菌。嗜温菌ilusL.casei和L.plantarum是多种干酪成熟的主要非发酵剂。

4)  双歧杆菌在豆乳产品中的应用

Kamaly1998进行了豆乳产品的Bifidobacterium研究，在豆乳中能强化碳水化合物，蛋白水解物和氨基酸能促进Bifidobacterium的生长酸化，并能够生产出以Bifidobacterium为唯一发酵菌种的质地优良的酸奶产品。众多研究工作者认为，酸奶是益生菌的最佳食物载体，其主要原因是发酵食品特别是发酵乳制品本身就有很好的健康功效，消费者已熟知发酵食品中含有活性。微生物并已受到青睐作为发酵菌种的益生菌可将发酵性能与健康功效结合。酸奶产品是一类健康食品的印象有助于益生菌日推荐摄入量的推广。此外，从工艺技术上发酵乳制品能保持最大发酵菌活菌数为益生菌的存活创造有利条件的技术已成熟。

5)  益生菌在其他食品中的应用

Johnson等应用发酵的含燕麦蔷薇果饮料，其摄入能够降低人粪便中短链脂肪酸的含量同时对粪便和微生物产生影响等。Errkkila2001年应用新型发酵剂发酵干肠得到了新风味的干肠制发酵剂制品。发酵剂由L.rhamnosusGGLC-705 E-97800 P.penos和taceusE90390 L.plantarumE98098组成。Quintana1999年应用L.plantarum作发酵菌种，低温条件下对绿橄榄进行发酵确立了发酵的各种参数，为绿橄榄产品的生产提供了一种方便有效的方法。Kalac和Kalae （2000年）以L.plantarum等为发酵菌种生产泡菜，有效地降低了产品中胺的含量。

5.  前景与展望

JonAVanderhoof根据临床研究表明：某些益生菌能够帮助治疗各种腹泻及其引起的紊乱。包括轮状病毒引起的腹泻 与抗生素有关的腹泻 梭菌引起的腹泻等 。一些新的数据证实某些益生菌能控制炎症性疾病,预防和治疗过敏性疾病.当前研究的热点是采用不同方式添加益生菌，使益生菌在功能性食品中广泛使用。益生菌的研究和应用日渐成熟可开发利用的菌种不断增加，益生菌的配方日趋复杂化 生产加工技术也得到改进。今后的开发研究重点应该是从细胞水平和分子水平上或通过基因工程手段获得能永久性的定居在肠道的益生菌和多功能性的微生态制剂。除稳定性研究外如何提高菌体的耐酸性胆汁耐受性和提高产酶能力，将成为研究的重点和难点。

另有最新资料表明今后的发展趋势可能是合生元（即益生菌和益生元GIBSON在1995年提出益生元的定义和概念）同时并用的制品。通过促进外源性活菌在肠道中定植，选择性刺激一种或几种有益菌生长代谢促进宿主健康。

综上所述益生菌对人体有着愈来愈重要的功效，同时也受到越来越多的研究人员和消费者的关注。益生菌不仅应用在食品中而且在医药畜牧业也有着广泛的应用，纵观全世界近几年来益生菌及其制品的生产销售情况相信益生菌在我国也会有广阔的发展前景。

参 考 文 献

[1] 凌代文,东秀珠.乳酸细菌分类鉴定及实验方法北京:中国轻工业出版社,1999,3.

[2] 孟昭赫.食品卫生检验方法注解微生物学部分(第一版)北京:人民卫生出版社,1990.

[3] 刁其玉，屠焰，齐广海.益生菌(素)的研究及其在饲料中的应用[J]. 饲料工业，2002，23（10）：1-4.

[4] Shih F. Probiotics and prebiotics as functionalfood ingredients[J].Nahrung/Food, 2003, 47(5):285-287.

[5] 张民. 益生菌的营养和免疫[J]. 饲料研究，2002，10：6-8.

[6] 张扬，袁杰利. 肠道益生菌对机体免疫功能的影响[J].中国微生态学杂志, 2003, 8（4）：246-248.

[7] 胡学智.益生菌、益生原及其保健功能和安全性[J].上海医药，2001，8:356-3581.

[8]邓 丽，芮汉明.益生菌的研究进展,广州食品工业科技[J].2003(19): 84-87.

[9]郝生宏,杨荣芳.国内外益生菌生产应用现状,饲料研究[J].2004(6) :19-22.

[10]楚 渠,彭云武.益生菌菌种特性及主要作用.陕西农业科学[J].2004(1): 65-66.

[11]O'SULLIVANMG, THRTONG,etal. ProbioticBacteria:myth orreality[J]. 1992 :309-314.