发酵乳调控人体肠道营养健康的研究进展

丁瑞雪，王一然，乌日娜，岳喜庆，洛雪，武俊瑞

(沈阳农业大学 食品学院，辽宁沈阳，110866)

发酵乳在人和动物肠道内，通过改善宿主肠道微生物菌群的平衡进而促进有益成分代谢，起到降血脂、提高免疫力、防治消化道和代谢性疾病等作用。

肠道是营养物质消化吸收的主要场所，同时肠道内共生着数量繁多的菌群，这些复杂的肠道菌群在肠道特有环境条件下相互作用和影响[1]。其中，利用发酵乳等健康饮食进行干预，在维持肠道菌群平衡、促进肠道营养与健康代谢方面发挥着重要的作用。随着高新技术的快速发展和应用，有关发酵乳、益生菌、肠道菌群、肠道营养健康调控等方面的研究，近年来取得了长足进步，新成果和新发现正在不断刷新和改变着人们对于生命健康的原有认识和理解。本文对近年来国内外取得的最新相关研究成果，进行了综述和归纳总结，以期为业内研究人员，提供最新参考和依据。

1 发酵乳种类及其中益生菌

发酵乳就是乳和乳制品在特征菌的作用下发酵而成的酸性凝乳状制品，该类产品的特征菌大量存在并能够存活且具有活性。传统发酵乳中营养成分较为丰富，包括蛋白质、脂类、乳糖、乳酸及半乳糖之类的能源物质，还有有机酸、芳香物质、细胞壁外多糖、活性酶等人体所需营养物质，这对于维持人体健康至关重要[2]。

1.1 传统发酵乳制品分类

发酵乳是一类乳制品的综合名称，因此种类有很多，包括酸牛乳、干酪、发酵奶油以及开菲尔、乳酒等[3]。张兰威早已基于发酵乳中的优势微生物进行了分类，将传统的发酵乳制品划分为4种类型[4]，现根据其分类进行补充和完善，见表1。

1.2 益生菌发酵乳制品

近年来，随着越来越多的益生菌菌种和菌株被国内外认可和允许在乳制品中的使用，益生菌发酵乳制品也异军突起，成为市场上发酵乳制品的主流产品。而伊利、蒙牛、光明、君乐宝、完达山、辉山、娃哈哈等我国主要乳制品企业生产的发酵乳产品绝大多数都含有一种或几种益生菌，主要包括：双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌乳酸亚种、乳酸乳球菌乳脂亚种等。如以养乐多、伊利每益添、畅意、娃哈哈乳酸菌饮品、味全、蒙牛优益C、君乐宝每日活菌、君畅乳酸菌乳饮料、光明瑞士乳杆菌饮料、旺旺、爽歪歪、今小顺等为代表的益生菌饮料，由于含有干酪乳酸杆菌代田株、300亿活性乳酸菌、HOWaRU活性益生菌、LC01活性乳酸菌、副干酪乳杆菌——活力C菌、AB全效菌、干酪乳酸菌N1115、瑞士乳杆菌等益生菌而深受消费者青睐。

同样地，以伊利畅轻、益消、JoyDay酸奶、炭烧酸奶、大果粒，蒙牛冠益乳、消健，光明畅优、三元益菌多、三鹿益生菌酸牛奶；君乐宝乐畅365等益生菌酸奶，也因含有BB-12双歧杆菌、复合A+BB菌群、植物乳杆菌ST-Ⅲ、kefir菌群、4种活性益生菌、活性益生菌L99等一种或几种益生菌而家喻户晓。

表1 传统发酵乳制品的分类Table 1 Classification of traditional fermented dairy products

由此可见，益生菌与生活息息相关，因此，该文总结归纳了截至2017年我国现行标准和法规允许使用的益生菌菌株及其功能，如表2所示。

表2 我国用于食品的益生菌菌株种类及其功能Table 2 Types and functions of probiotic strains used in food in China

根据我国用于食品的益生菌菌株种类及其功能的名单，能够明显的看出用于发酵乳制品的益生菌以双歧杆菌和乳杆菌属种居多，而其他菌属种类较少。

2 发酵乳中益生菌调控肠道营养代谢的研究进展

肠道是营养物质消化吸收的主要场所，由于发酵乳制品中乳酸菌及酵母菌等有益微生物可以自身产生且有利于人体的中间代谢产物，再加之发酵乳制品自身具有丰富的营养物质及活性分子，从而促使其表现出一定的保健特性。因此，研究人员利用发酵乳等健康饮食进行干预主动调控肠道营养与健康水平，使其参与宿主体内糖、蛋白质和脂肪等营养大分子物质的代谢，产生的主要营养成分物质能够很好地调控宿主的营养水平、健康状况，并对维持肠道菌群的平衡起到重要的作用。

近些年，益生菌在我国食品中得到广泛应用，其中80%应用于发酵乳制品[5]。据统计，在发酵乳制品的发酵过程中，乳酸菌起到主导作用，通过进食乳制品，使得乳酸菌在肠道中吸收代谢。发酵乳是以乳酸菌为主的特定微生物作为发酵剂接种到杀菌后的原料乳中，在一定温度下乳酸菌增殖产生乳酸，从而降低了原料乳的pH值。同时乳酸的产生也能够减少营养物质在小肠内的留存时间，提高了营养物质的转运速度[6]。当利用乳酸(LA)对LPS刺激的大鼠肠道黏膜微血管内皮细胞进行处理时，发现乳酸也能够抑制NF-KB的活性[7]。有效地促进肠和胃黏膜的生长，促进胃蛋白酶原和其他酶原的产生，最终提高肠道的消化功能[8-9]。因此，探究益生菌发酵乳饮料对肠道菌群的调控作用变得异常重要，温永平等发现酸马奶可以有效的提高当地人体肠道菌群的丰度和多样性，促进了多形拟杆菌的生长[10]。而LOUIS等人的研究表明，柔嫩梭菌群可以通过醋酸产生丁酸，这对于肠道的健康具有潜在的益生作用[11]。由此可见，胃酸缺乏症患者每天适当饮用发酵乳，产生的有机酸可以促进胃肠蠕动，有助于胃液的分泌，从而帮助其恢复健康。与此同时，多糖也是酸奶风味物质的主要组成成分。芬兰Viili酸乳作为一种混菌发酵乳，含有大量的胞外多糖等代谢产物，这可以改善肠道内益生菌和致病菌的比例[12]。由此也可以发现，经过微生物的代谢胞外多糖能够产生有机酸，从而抑制了肠道内大肠埃希菌的生长[13]。当其与肠道黏液层接触时，也会对肠道起到黏附的作用[14]。

酸奶在发酵过程中，其中的蛋白质也会被分解成短链的肽和游离的氨基酸。将罗伊氏乳杆菌发酵乳作为膳食补充剂时，观察小鼠肠道中的微环境。研究发现，小鼠血清中蛋白生物标志物的水平逐渐降低，由此可以看出，益生菌干预可提高所需氨基酸的有限性，改善肠黏膜的屏障功能[15]。酸奶中乳酸乳球菌产生的代谢物是一种安全、无毒副作用的抗菌肽，它通过促进营养物质吸收来调节营养物质代谢，来调节肠道微生物平衡[16]。不仅如此，发酵乳中的益生菌还能够特异分解乳蛋白，从而产生具有抑制引起血压上升的酶活性的多肽，达到预防高血压的效果[17]。同时，发酵乳中的益生菌也可以在肠道内释放各种酶，从而对消化过程起到协同作用。有些酶可以缓解部分肠道吸收不良的症状。牛奶发酵时由于保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的共生作用而产生乳糖酶[18]。而活菌发酵乳中含有的β-半乳糖苷酶能够分解消化道上尚未完全吸收的营养物质，从而帮助宿主进一步吸收利用[19]，可有效地改善乳糖酶缺乏者的乳糖不耐受症[20]。

3 发酵乳在预防和治疗疾病方面的研究进展

近几年来，有关发酵乳与人体生命健康关系以及通过调控肠道菌群来预防和治疗相关疾病等研究，已成为国内外相关学者的研究热点。人们所熟知的发酵乳有酸牛奶及酸马奶，此外，还包括山羊酸乳、酸驼乳及开菲尔等发酵乳。这些酸乳制品[21-24]除了具有补充人体营养与能量外，还拥有抗肿瘤、抗炎免疫、抗氧化、降血压血脂、促进消化吸收等保健功效。

3.1 发酵乳在抗肿瘤方面的研究进展

通过医学实验以及观察已经证实，食用发酵乳中的乳酸菌等能够阻碍早期癌症的形成，降低患癌症的风险[25-27]。胡盼盼利用流式细胞仪对从新疆马奶酒中自行分离得到的副干酪乳杆菌M5L进行检测，发现此菌可以诱导Caco-2细胞内活性氧，增大Caspase-3、Bax基因，降低Bcl-2基因的表达量，进而促进肿瘤细胞的凋亡。因此，副干酪乳杆菌有效的增强了酸乳的营养功能，同时也扩大了乳酸菌在抗肿瘤领域的广泛应用[28]。MASUMOTO等通过研究饮用乳双歧杆菌酸乳前后老年人肠道菌群结构变化探究摄入益生菌降低体内致癌物含量的作用，研究发现，老人饮用乳双歧杆菌(B.lactisLKM512)后粪便致突变活性显著降低[29]，由此可以看出，发酵乳中的益生菌能够抑制癌细胞的繁殖，促进人体肠道的健康。

随着开菲尔生物学活性的探索，也受到了民间及学者的广泛关注，这与其抗肿瘤功效息息相关。GAO的体外研究发现，开菲尔能够诱导人胃癌细胞SGC7901的早期及晚期凋亡，他利用RT-PCR法证实了开菲尔通过上调Bax基因并且下调Bcl-2基因的表达量，进一步抑制癌细胞的增殖能力[30]。

3.2 发酵乳在抗炎、免疫方面的研究进展

最新研究还发现发酵乳制品中的有益菌还能够改善肠道微生态环境，调控人体的免疫机制。国外有作者对受试者口服发酵乳后粪便细菌组成进行检测，研究发现经发酵奶干预后，半溶血值显著增加；这有助于增强细胞介导免疫体液的积极作用，从而改善肠道健康[31]。而芬兰的Viili酸乳作为一种混菌发酵酸乳，含有大量的胞外多糖等代谢产物，也同样促进了免疫细胞生长[32]。

开菲尔中存在的微生物也通过改变外来微生物的细胞因子从而增强免疫能力。冀朵朵通过以小鼠为动物模型，研究了开菲尔奶、人工酸化奶以及普通发酵酸奶对机体免疫功能的影响效果，研究发现，开菲尔发酵奶可以显著地提高正常小鼠以及高胆固醇小鼠中血清抗体IgG的水平[33]。IRAPORDAIRA等在研究开菲尔奶酒的时候也有类似结论，认为代谢过程中产生的乳酸盐能够提高免疫活性，抑制由白介素-1β、肿瘤坏死因子-α和鞭毛蛋白引起的肠道上皮细胞的激活[34]。因此，可以得出结论，开菲尔在免疫学方面具备临床和科研利用价值。近期，BAKIR利用免疫组织化学的研究方法，探讨了酸马奶、开菲尔对小鼠肝脏和肾脏血小板衍生生长因子的影响，通过对比体重，发现酸马奶小鼠体重增加最显著，这也证实了除开菲尔以外，酸马奶也对肠道细胞具有免疫反应的能力[35]。

相关研究还表明，酸驼乳对小鼠的炎症还有着显著的抑制作用。姜晶利用体内抗菌试验探讨了酸马奶在小鼠体内对牛源野生致病性大肠杆菌的抗炎效果，并对致病性大肠杆菌的感染情况进行了探究，实验表明小鼠血液中细胞因子TNF-α呈现先降低后升高的趋势，这说明酸马奶能够有效降低炎症反应的加剧，对小鼠肠黏膜免疫屏障功能起到正面调节的作用[36]。

3.3 发酵乳在抗氧化方面的研究进展

发酵乳在抗氧化方面也有所建树，可以很好的调控人体的健康水平。研究发现，在牦牛酸奶中某些乳酸菌具有抗氧化的活性[37]。DING从西藏高原牦牛自发发酵牦牛乳中分离得到的9株菌株，将其中高清除自由基活性的益生菌在小鼠胃肠道内模拟抗氧化特性。研究发现，小鼠肝脏和血清中丙二醛的含量显著降低。因此，可以判断发酵牦牛乳对抗氧化特性具有更好的作用[38]。还有研究表明，从酸马奶中分离得到的MG2-1嗜酸乳杆菌菌株也具有良好的抗氧化活性，通过动物实验发现其能够明显提高大鼠肝脏组织的抗氧化酶活力，显著降低大鼠肝脏组织及血液的丙二醛含量[39]。

随着时代的发展，人们也在不断尝试新的发酵乳产品。通过长期饮用驼乳的实践中可以发现，发酵驼乳对抗氧化能力有着一定程度的增强效果。乌仁图雅以昆明小鼠作为实验对象，灌胃双峰驼自然发酵乳后，发现自然发酵驼乳能显著地增强血清、脑组织的抗氧化酶活性，对其活性有着一定的组织特异性[40]。MUTAMED利用发酵牛乳作为对照，通过细胞实验，测定发酵驼乳水溶性提取物的蛋白和抗氧化活性，实验表明骆驼乳中的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶比牛乳中酶含量更为丰富，对抗氧化作用更加明显[41]。由此可见，不同的发酵乳制品或多或少都对人体的抗氧化能力提供助力。

3.4 发酵乳在降血压、血脂方面的研究进展

近期，研究人员利用小鼠实验模拟了发酵乳在胃肠液中的消化情况，发现发酵牦牛乳中存在的益生菌能够治疗高脂血症，对调控人体疾病有着良好的促进作用[42]。还有研究人员对小鼠喂食发酵酸马奶，也证实了在一定程度上发酵乳能够降低小鼠的血脂水平并对动脉硬化起到预防的作用[43]。因此，可以推测，开菲尔也可以调节由高脂饲料引起的肠道菌群失调，抑制体重的增加从而降低血脂的含量，这对于降低和预防动脉硬化等方面疾病具有重要的作用。

与之相似，发酵乳也在降血压、降胆固醇方面有着良好的调节作用。开菲尔中的某些肽作为ACE的抑制剂，阻止了AT Ⅰ转化为AT Ⅱ，起到调节血压的作用[44]。高洁利用高脂金黄地鼠模型来探究开菲尔对肠道菌群的调节作用，通过高通量测序分析结果显示，开菲尔能够显著地改变肠道菌群的组成比例[45]。另外，发酵乳中的乳酸菌对降低胆固醇也具有良好的作用。GUO对仓鼠喂食富含干酪乳杆菌的发酵乳，发现胆汁酸水解和应变机制细胞游离胆汁酸结合。这也表明了发酵乳可以作为一种功能性食品，有效地调节人体内胆固醇的代谢能力[46]。

3.5 发酵乳在预防和治疗糖尿病方面的研究进展

近年来，也有很多酸马奶研究者分析了酸马奶还具有降低糖尿病患者血糖水平的能力，更好的调控机体中胰岛素和糖类物质分解代谢的平衡[47]，这对于糖尿病患者的治疗有着不小的帮助。在汪建红对Ⅱ型糖尿病防治作用试验研究中，同样发现骆驼奶也拥有良好的预防和治疗Ⅱ型糖尿病的作用。为探明驼乳的抗糖尿病作用，以Ⅱ型糖尿病大鼠为糖尿病模型，通过给予一定剂量的驼乳、跟踪检测糖尿病相关指标来初探驼乳对Ⅱ型糖尿病大鼠模型中红细胞膜的影响，结果发现，驼乳不仅对糖尿病有缓解作用，还对提高抗氧化酶活性有着明显的效果[48]。

3.6 发酵乳在其他方面对人体健康调控的研究进展

最近，科汉森公司针对1104位成年人进行研究，发现接种流感疫苗的对象在饮用含有益生菌配料的酸奶(副干酪乳酸杆菌亚种Paracasei 431或者干酪乳杆菌431)后，上呼吸道疾病症状持续时间明显缩短[49]。在利用干酪乳杆菌N1115发酵乳作用于小鼠的肠道黏膜时，发现肠道黏膜细胞的活性不断提高，这对于改善小鼠的便秘情况具有一定的疗效[50]。同时，俄罗斯的开菲尔乳也能够达到治疗一些肠胃炎疾病和肺结核等的目的[51-52]。

4 展望

发酵乳对于人体肠道营养的调控根据不同的益生菌菌株、配方、剂量和对象而异。益生菌的预防、保健和治疗作用是当前的研究热点，有些作用已经得到证实，而有些作用正在扩展和研究当中。针对于发酵乳调控肠道微生物群的结构以及微生物和宿主细胞间关系的进一步研究，是未来有关发酵乳中有益成分研究的更深层次。同时，目前肠道菌群更多的作用机制还都只是推测，需要更加深入的研究和探讨。