益生菌制品的研究进展

袁秀丽，吕嘉枥，韩迪，肖静

（1.陕西科技大学生命科学与工程学院，西安 710021；2.润盈生物工程（上海）有限公司，上海 201700；3.长安大学理学院，西安 710064）

益生菌制品的研究进展

袁秀丽1，吕嘉枥1，韩迪2，肖静3

（1.陕西科技大学生命科学与工程学院，西安 710021；2.润盈生物工程（上海）有限公司，上海 201700；3.长安大学理学院，西安 710064）

益生菌是一种通过改善肠道微生物平衡从而对宿主施加有益影响的微生物添加物，它们对机体有多种其它正常生理菌群无法比拟的生理作用。目前，国内外的益生菌制品种类繁多并形成了产业规模，尤其是日本和欧盟，在中国的发展也是日新月异。针对上述情况，对益生菌制剂的发展概况、工业化生产及应用等问题进行了综述，以期为我国进一步发展益生菌制品提供理论依据。

益生菌制品；益生菌；临床应用；医疗保健；食品

0 引言

益生菌(Probiotic)又称微生态调节剂、生态制品、活菌制剂，是指能够促进肠内生态菌群生态平衡，对宿主起有益作用的活的微生物制剂[1]。益生菌至少应包括两个性质:一是此微生物是活的;二是能够引出另外的营养学益处[2]。益生菌对健康的有益作用最早是由俄国科学家Metchnikoff(1845—1919)提出的，他认为肠道乳酸菌能够通过防止腐败菌的生长而起到延长寿命的作用[3]。近10年来，越来越多的学者认识到肠道菌群对人类健康的重要性，以及膳食成份对肠道菌群的构成及代谢的有益调节作用。随着微生态基础理论研究的深入，以及该理论被应用在实践上取得成效，益生菌产品得到迅速发展。国内外益生菌市场也呈现出良好的发展态势。

1 益生菌制品的发展概况

我国的益生菌制品市场起步较晚，随着我国消费者饮食习惯已经从精细转变为健康、绿色，代表着健康的益生菌制品将会进一步扩大市场份额。在日本，益生菌市场已经走向成熟，新技术不断发展，迎合消费者口味和理念的新产品也不断涌现。随着益生菌研究的不断深入国内也出现了添加益生菌、膳食纤维及低聚糖类乳制品和保健品等，查阅大量资料归纳目前国内临床上使用的益生菌制剂如表1所示。

在国外市场上[4]，益生菌产品主要为食品和膳食补充剂。其类型主要是添加了益生菌的液态奶和酸奶。约0.6%的液态奶产品含有益生菌，使用的菌种约是奶制品中所用益生菌种类的40%，其余60%用于酸奶。含益生菌的膳食补充剂产品品种较多，剂型有胶囊、粉剂、口服液、片剂，并添加了其他成分，如:奶制品、非乳载体、羊奶粉、酸果提取物、低聚果糖、免疫球蛋白、发酵副产物及其他生物活性物质。生产用菌株为单菌株或多菌株联用，包括多型乳杆菌、双歧杆菌以及较少用的肠球菌属、芽孢杆菌属、大肠杆菌和酵母菌等。膳食补充剂主要作为保健食品或天然食品。过去的几年中，随着天然产品市场的总体增长，这一市场也稳定增长。大量的益生菌生理效应研究(如治疗腹泻、乳糖不耐受、提高粪酶活性等试验研究)证实，每日有效摄入量为1×109～1×1010cfu[5]。现在膳食剂充剂中活性益生菌含量很容易达到这一水平。另一种益生菌产品是生物治疗剂。它们在医生推荐下食用来缓解某些不适，而不是用来促进健康。一些非处方产品用于帮助那些易于产生阴道感染的妇女恢复正常的阴道菌群。

表1 国内临床上使用的益生菌制剂

2 益生菌制品的工业化制备

益生菌制品的运用和生产已有百余年历史，最有名的是酸奶。酸奶作为“长寿食品”流传于世，久盛不衰。自20世纪60年代以来，益生菌制品发展迅速，欧美、日本等国开发了百余种产品。从成分上看，有的是单纯的活菌制剂，而有些除益生菌外还配合有双歧因子及其它成分，组成复合制剂；活菌制剂中有的是单菌，也有的由多种菌组成；从剂型上看有片剂、胶囊、冲剂及液态制剂，包括乳品饮料、口服液等。其中冲剂生产工艺简单，不需复杂的设备，携带和服用方便。冲剂以菌粉、填充剂、稳定剂和调味剂等组成，经充分混合制成颗粒或粉剂，按所含菌数有不同规格，每克含菌数从几亿个到几百亿个。益生菌是一种活菌制剂，既可作为良好的治疗剂，又可作为保健食品，因而对其质量有较高的要求，除了应符合药物和食品的一般要求外，还必须有一定数量的活菌。这就对菌种和生产工艺提出了较严格的要求，每一个生产环节都要围绕着最大限度地保存活菌数来确定工艺参数。生产工艺主要包括菌种培养、益生菌的生产培养、菌体的收集和干燥4个步骤。菌种培养是整个生产过程的基础，只有制造出优质的种子，才能保证生产的成功和达到高产，而菌种优劣又是其核心问题。益生菌的生产培养以获得高含量和高活性菌体为最终目的。因此，在生产培养过程中，始终要为生产菌创造细胞增殖的良好条件，同时也要考虑后续工艺过程能使益生菌具有较强的抗冷冻和抗干燥能力。培养工艺与益生菌菌种的特性有关，不同的菌种采用不同的工艺技术。细胞培养完成后，需要把菌体从培养液中分离出来，要求菌体收集尽可能完全和尽可能除去培养基中的残余成分。最常用的分离浓缩方法有离心法、过滤法及沉淀法等。益生菌制品有液体型和干燥型2类。其中干燥型制剂具有保藏期长，制剂体积小，易于保存和运输，携带方便等优点，因此，成为益生菌的主要剂型。菌体干燥有喷雾干燥、烘干、真空低温干燥和冷冻干燥等多种方法。目前最好的方法是冷冻干燥，能最大限度地保存菌体活性。益生菌作为一种活菌制剂，对菌种和生产工艺提出了严格的要求，每一个生产环节都要围绕着最大限度地保存活菌数来确定工艺参数。由于用于益生菌制品的微生物有许多类型，其生产工艺也各不相同。

3 益生菌制品的的应用

益生菌作为一种新型的"保健医生"，具有较大的临床价值与应用前景。随着对益生菌深入的研究，人们弄清了益生菌与肠道微生物的关系。它通过改善宿主肠道内微生物平衡，从而提高免疫力、促进健康等功能。为了提高益生菌的利用率，拓展益生菌的发展空间，人们正积极的做着有益的尝试。

3.1 益生菌制品与医疗保健

3.1.1 益生菌保健功能及其应用机理[6]

益生菌(Probiotics)具有调整肠道菌群失调，改善微生态环境的作用，故对各种原因引起的急、慢性腹泻和便秘等消化系统疾病具有良好的预防和治疗效果。益生菌的抗肿瘤作用主要体现在其生成的代谢产物优化肠道菌群的组合，增强了机体免疫功能，同时抗癌益生菌能降解亚硝胺消除其致癌性，此外益生菌还可促进肠道蠕动，使有害菌排出人体。乳酸杆菌是阴道正常菌群中最重要、数量最多的常住菌，占阴道内常住菌的95%以上，它通过酵解阴道黏膜上皮细胞内糖元产生乳酸进而维持阴道内酸性环境，抑制有害菌的过度生长，有利于阴道的自净作用，是维持阴道内菌群平衡的主要细菌。等等。具体保健功能及推测的机理如表2所示。

表2 益生菌已被临床证实或尚未完全证实的保健功能

3.1.2 益生菌制品应用的疾病谱[7]

文献报道中临床已使用益生菌治疗的疾病有:急性腹泻(包括急性感染性腹泻、轮状病毒肠炎、肺炎继发腹泻、菌痢)213篇(38%)，功能性肠病(包括易激综合征、便秘、腹痛、厌食、消化不良等)92篇(16%)，新生儿黄疸70篇(13%)，慢性及迁延性腹泻(含伪膜肠炎、肠道菌群失调)41篇(7.3%)，母乳性黄疸39篇(7.0%)，肝脏疾病(含婴儿肝炎综合征、肝炎和肝硬化腹水)33篇(5.9%)，炎症性肠病22篇(3.9%)，抗生素相关性腹泻16篇(2.9%)，用于阴道炎5篇(0.9%)，放疗及化疗5篇(0.9%)，乳糖不耐受3篇(0.5%)，早产儿喂养困难及提高口服耐受、营养不良3篇(0.5%)，浅表霉菌及外阴霉菌3篇(0.5%)，阑尾炎术前准备及术后预防3篇(0.5%)，耳鼻喉疾病、湿疹等过敏性疾病各2篇(0.4%)，肺炎2篇(0.4%)、肾病综合征1篇、脾曲综合征1篇、支气管炎1篇、急性胰腺炎1篇。

3.2 益生菌制品与食品加工

3.2.1 功能性酸奶

近年来，益生菌功能性食品成为研究开发的热点，其中功能性酸奶为改善乳糖不耐性，降低胆固醇，防治癌症，减轻腹泻，提高免疫力等方面起着很重要的作用。目前普遍采用生产功能性酸奶方法为在酸奶发酵完成后，再加入益生菌完成后续发酵。张岩春等[8]在此基础上做了有益的尝试，根据他们的实验果。木糖醇完全可以替代蔗糖并采用低脂原料奶，这样生产出来的功能性酸奶便有助于糖尿病患者及中老年消费者的食用。为了弥补益生菌系列产品由于生产过程中不可避免的香味损失，曼氏集团开发出了05-317活性奶香精，兼具与原料奶较好的结合，口感和香气兼备。对功能性乳饮料有很好的调理效果，提高产品魅力指数。

3.2.2 益生菌奶片

目前市面上流行的奶片，钙片等食用方便、卫生又营养。如果将益生菌加入其中，制成益生菌咀嚼奶片，这样在保留了牛奶的营养的同时又达到了益生菌的生理保健目的。刘秀河等[9]采用双工艺流程完成益生菌AB奶片的加工过程，即益生菌AB冻干菌粉工艺流程与益生菌加入制作流程。周海军[10]等采用类似的工艺研究出了益生菌酸马奶片等。此产品成本中等，附加值高，并且为市场上新星的产品，有很好的市场前景。随着生物技术的进步，各种经过基因工程改造的益生菌即将被应用于更广泛的领域。益生菌在微生物调控及内稳态调节上的潜力值得我们关注和更深入的探索。我们有理由也有自信地说:继抗生素时代后，将迎来崭新的益生菌时代[11]。

4 益生菌制品的发展趋势

从以上资料可以看出近十几年国内益生菌制品的发展有以下特点[12-15]：(1)临床应用呈现逐年增多态势，前后增长近20倍。(2)制剂种类繁多，以妈咪爱、金双歧、培菲康等复合菌种制剂使用为主，表明复合菌种较单一菌种更具优势，原因是后者可保持相对稳定，在人体微生态环境中具有更大的缓冲能力和环境适应能力。(3)治疗的疾病谱逐步扩大。由腹泻病扩大到婴儿(包括新生儿)黄疸，肝脏疾病，功能性肠病等;在腹泻病中，也由单纯的腹泻病扩大到抗生素相关性腹泻和肺炎继发腹泻等;已从简单的肠道菌群失调扩展到全身与菌群失衡有关的多种疾病，甚至应用于放疗及化疗病人、外科手术前后、早产儿喂养困难及提高经口喂养耐受、营养不良患儿以及浅表霉菌、耳鼻喉疾病等，虽病例较少，但都有一定的临床疗效。(4)临床应用的医务人员范围扩大，微生态制剂已不再局限于消化内科及儿科医师，血液科、皮肤科、妇产科、肿瘤科和耳鼻喉科医师都意识到微生态制剂的作用，并在临床诊疗中进行实践。与国外益生菌制剂应用研究相比，国内的临床研究还存在着明显的不足之处。首先，国内临床研究设计简单，证据力度不够强。其次，临床观察样本数少，说服力不够。第三，益生菌制剂应用的疾病谱有一定的局限，国内91.4%以上的文献集中在腹泻病，功能性肠病(包括易激综合征和便秘)，新生儿黄疸，母乳性黄疸，肝脏疾病，炎症性肠病和抗生素相关性腹泻;而国外在新生儿坏死性小肠结肠炎，幽门螺杆菌感染，特应性皮炎等过敏性疾病中的应用研究[16-18]，国内则未见报道。第四，较少关注安全性问题。因为益生菌已长期作为食物添加剂使用，因而被“理所当然”地视为安全的，所以很少关注其副作用;仅有9篇文献提及安全性或毒副作用，占1.7%，其中只有1篇文献观察到恶心等胃肠反应。但微生态制剂大多数为细菌或蛋白，在服用时有可能出现过敏反应等;也可因不同疾病或与其他药物的不合理联用出现副作用，BESSEL INK等[19]进行了一项多中心随机双盲安慰剂对照研究发现，益生菌治疗的重症急性胰腺炎患者出现感染性并发症或死亡增加，证实益生菌对重症急性胰腺炎患者有害;由于目前缺乏关于益生菌安全性的大样本循证医学的研究结论，故对其安全性仍应予以重视。

复合菌制剂一般都具有协同作用，因此呈现出由单一菌株益生菌逐渐向复合益生菌发展的趋势，如肠道共生复合菌、瘤胃复合菌等。同时在饲用益生菌发展的基础上，逐渐向农业、医疗保健及环境改良等方面发展[20]。为了提高益生菌制剂有效性，人们正着力于益生素辅剂的研制开发，如微胶囊的应用。近年来，国外开发了一些具有双歧杆菌增殖效果的寡糖，并进行了寡糖与益生菌复合添加试验，取得了可喜的效果。同时人们也在开发和研究益生素与其他制剂间的联合使用，如酶制剂、酸化剂、中草药等，以充分利用制剂间的协同作用。益生菌作为转基因工程菌的研究已有报道，主要是将益生菌作为基因工程的受体菌，使之表达一些有用的外源基因，扩大其生物学特殊功能，从而达到一种制剂发挥多种功能的目的。

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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

袁秀丽（1984-），女，硕士，研究方向为应用微生物。