食品中的益生元和益生菌对肠道微生物的作用和影响研究

◎ 郑雪松，孙建伟，董 碟，张小飞

（武汉贝茵莱生物科技有限公司，湖北 武汉 430000）

肠道微生物群落是人体内最重要的微生物群落之一，与人体健康密切相关。近年，越来越多的研究表明，肠道微生物群落对人体的健康有着至关重要的影响[1]。①肠道微生物参与人体消化过程。许多营养物质在肠道中被吸收，而一些纤维素和复杂碳水化合物则会被肠道微生物分解，为身体提供额外的能量和营养。②肠道微生物有助于维持身体免疫系统的健康，可以刺激免疫细胞的反应，产生抗体和其他免疫调节物质，帮助身体抵御感染和疾病。③肠道微生物参与维生素的合成和吸收。例如，肠道微生物可以合成维生素K、维生素B12和叶酸等，对于人体的生长、发育和健康都至关重要。

益生元和益生菌可以调节肠道微生物群落，预防多种疾病。①益生元是一种可溶性膳食纤维，能够被肠道微生物分解为短链脂肪酸，为肠道上皮细胞提供能量。研究表明，益生元能够促进双歧杆菌、乳酸菌等有益菌的生长繁殖，抑制有害菌的生长，调节肠道微生物群落的平衡[2-3]。②益生菌是一种活的微生物，通过定植在肠道内产生有益于人体健康的物质。益生元和益生菌具有广泛的应用前景。例如，在食品、药品和生物治疗等领域中具有潜在的应用价值。

此外，通过研究益生元和益生菌对肠道微生物的作用机制，有助于深入了解肠道微生物群落的生态学特征和人类健康的关系，为开发新的治疗方法提供理论支持和实践指导。同时，研究益生元和益生菌对于肠道微生物的作用，可以为营养学、微生物学等领域的发展提供有力支持，推动相关领域的研究和发展。

1 益生元的定义

根据国际营养学界的定义，益生元是指一种能够被宿主体内的有益菌分解利用，并促进其生长繁殖的膳食纤维。这种膳食纤维并非是有益菌自身的产物，而是来自食物中的可溶性多糖、寡糖、蛋白质等物质。也就是说，益生元是一种特殊的膳食补充剂，它能够促进肠道中有益菌群的生长和活性，从而改善人体健康。益生元并不直接为人体提供能量或者营养，但它能够通过调节肠道微生物群落的结构和功能，对人体的消化、吸收、代谢和免疫等方面产生积极的影响。

作为一种复杂的低聚糖类物质，益生元和益生菌不能被人体消化吸收，但可以被肠道中的有益菌分解利用。这些有益菌在代谢过程中会将益生元作为碳源，促进其生长繁殖。同时，益生元可以通过调节肠道pH、抑制有害菌生长、提高机体免疫力等多种途径，发挥其保健作用。益生元具有多种生物活性，可以改善肠道健康、调节血脂、降低血糖、增强免疫力等[4]。其中，低聚果糖、菊粉等益生元能够显著增加肠道双歧杆菌等有益菌的数量和活性，改善肠道健康。异麦芽低聚糖等益生元可以通过调节肠道微生物群落的结构和功能，降低血脂和血糖，预防心血管病和糖尿病等疾病。

此外，益生元还具有安全性和耐受性高的特点。大部分益生元物质在人体内不会产生不良反应，即使长期使用也不会对人体产生副作用。同时，由于其作用机制不同于抗生素等化学药物，因此不会导致人体产生抗药性。

2 益生菌的定义

益生菌是一类对宿主（人体）有益的、活的微生物，它们可以在肠道、生殖道或其他身体部位定植，并改善宿主健康状况或预防疾病。这些微生物通常包括乳酸菌、双歧杆菌、酵母菌等，其可以通过多种方式对肠道微生物产生影响，从而改善肠道健康、增强免疫力、降低血脂和血糖等。益生菌的主要作用机制是通过调节肠道微生物群落的结构和功能改善肠道健康[5]。

肠道微生物群落是一个复杂的生态系统，包括许多不同的微生物种类和菌株。益生菌可以通过竞争肠道黏膜表面的位点、产生抗菌物质、调节免疫反应等方式，抑制有害菌的生长繁殖，促进有益菌的生长繁殖，从而维持肠道微生物群落的平衡和多样性。此外，益生菌还可以刺激肠道黏膜细胞的生长和分化，促进肠道黏膜的修复和再生。而且，益生菌在预防和治疗胃肠道疾病方面具有广泛的应用。例如，益生菌可以缓解胃肠道症状，如腹泻、腹胀、腹痛等，并改善肠道炎症和溃疡性结肠炎等炎症性肠病的症状。一些研究表明，益生菌不仅可以降低感染风险，如感冒、腹泻等，还可以改善乳糖不耐受、过敏等症状。

3 食品中益生元和益生菌对肠道微生物的作用和影响

3.1 食品中益生元对肠道微生物的作用和影响

食品中益生元对肠道微生物的作用和影响，是近年营养学和微生物学领域的研究热点之一。益生元是一种可溶性膳食纤维，能够被肠道有益菌分解利用，从而促进其生长繁殖。这种物质能够维护肠道健康、预防肠道疾病，其对肠道微生物的作用和影响主要包括以下方面：①促进有益菌的生长繁殖。益生元可被肠道有益菌如双歧杆菌、乳酸菌等分解利用，促进其生长繁殖。通过这种方式，益生元可增加肠道中有益菌的数量和活性，进而维护肠道微生态平衡，有助于预防便秘、腹泻等肠道问题，并提高机体对营养物质的吸收利用[6]。②抑制有害菌的生长繁殖。益生元可降低肠道内的pH，产生乳酸等代谢产物，抑制有害菌如大肠杆菌、沙门氏菌等的生长繁殖。这种抑制作用有助于预防肠道感染和疾病。③增强肠道屏障功能。益生元可促进肠道上皮细胞的生长和分化，减少肠道内毒素和细菌的入侵，对于维护肠道健康和预防肠道疾病具有重要意义。

3.2 食品中益生菌对肠道微生物的作用和影响

益生菌是一类对人体有益的微生物，通过定植在肠道内发挥其保健作用，可以对肠道微生物的组成和功能产生积极的影响。益生菌的作用机制主要包括以下方面：①益生菌能够调节肠道微生物群落，增加有益菌的数量和活性，抑制有害菌的生长繁殖，有助于恢复肠道微生物群落的平衡，改善肠道健康。例如，乳酸菌、双歧杆菌等益生菌，能够利用肠黏膜作为营养源，在肠道内定植，从而增加有益菌的数量和活性。②益生菌能够产生一些具有生物活性的物质，如乳酸、醋酸等，能够降低肠道内的pH，促进钙、铁、维生素D 等营养物质的吸收，同时抑制有害菌的生长繁殖。③益生菌能够通过刺激免疫细胞的活性和数量来调节免疫系统。这种调节作用有助于预防感染和疾病，提高机体免疫力。同时，还能够改善胃肠道的消化功能，解决消化问题，缓解便秘等肠道问题。

此外，益生菌能够促进肠道上皮细胞的生长和分化，增强肠道屏障功能，减少肠道内毒素和细菌的入侵，对于维持肠道健康和预防肠道疾病具有重要意义。例如，乳酸菌能够通过增加肠道上皮细胞的紧密性和减少炎症反应，增强肠道屏障功能；嗜酸乳杆菌能够通过刺激小肠黏膜的免疫细胞分泌IgA 抗体，增强机体免疫力。

4 结语

肠道微生物对于人体健康具有重要的作用。通过维护肠道微生物的平衡和多样性，可以促进人体消化、免疫、代谢等方面的健康，预防和治疗一些疾病。因此，益生元和益生菌在各行各业具有广泛的应用前景，例如，在食品、药品和生物治疗等领域，具有潜在的应用价值。通过分析食品中益生元和益生菌对肠道微生物的作用机制，有助于深入了解肠道微生物群落的生态学特征和人类健康的关系，为营养学、微生物学等领域的研究提供有力支持，推动相关领域的发展。