益生菌在食物中的生理功能及使用方法

随着新冠肺炎疫情的暴发，各种病原微生物对人们的身体健康造成了严重的威胁，从而引起一系列代谢性疾病。益生菌可通过调节肠道菌群平衡和免疫功能来促进人体的健康，在各个领域得到广泛应用。本文主要对近年来国内外益生菌生理功能及其在保健食品中的研究进展进行了综述，着重介绍了益生菌的生物活性、作用机理以及促进新型益生菌制剂开发和在保健食品中的应用提供理论参考。

1.益生菌概述

益生菌又称活菌制剂、微生态制剂（micros 生态制剂）。益生菌定义最初于1965年被提出，更接近于现在所认知的“益生素”，定义为“一种能刺激其他微生物生长的微生物分泌的物质，是一种与抗生素作用相反的物质，是一种具有抗菌素作用的物质，是一种能刺激其他微生物生长的物质，是一种具有抗菌素作用的物质。”近年来，益生菌研究日益受到重视，益生菌抗病特性的科学依据已被大量的临床和实验室研究报告所揭示。国内外研制的益生菌制剂，主要是利用正常的动物机内微生物菌群，经过分离、鉴别、选种等不同方式，采用不同的生产工艺，进入人体消化道，发挥生理功能后，加工制成活菌制剂，用于人体内正常微生物菌群，尤其是优势菌群中的微生物菌群。

第一，益生菌对保持肠道菌群平衡有一定帮助。它们能在肠道内维持微生物的良好平衡，减少有害细菌对免疫系统的潜在威胁，从而竞争和抑制有害细菌的生长。第二，益生菌影响肠道黏膜屏障功能。益生菌是免疫系统的第一道防线，帮助增强肠道黏膜屏障的整体性，降低有害物质的渗透力，从而减轻免疫系统的负担。此外，益生菌还具有一定的调节免疫细胞活力的功能。它们可以影响肠道内免疫细胞的数量和活性，通过调节免疫系统的反应，使之更有效地应对外来威胁。总的来说，益生菌对肠道菌群和免疫系统有着潜在的积极影响，有助于维持肠道健康，增强免疫功能，降低疾病风险。因此，通过摄入益生菌来维护肠道菌群平衡，可能有助于促进整体健康和免疫系统的作用。

2.益生菌的生理作用

2.1 免疫调节

益生菌被认为可以起到调节宿主免疫系统、推动免疫细胞活动、调节炎症反应等作用。近期研究显示，益生菌对免疫力有重要影响，在肠道免疫调节方面，通过调节肠道菌群平衡，使肠道粘膜屏障功能和免疫细胞活性受到影响，从而对肠道免疫系统的功能起到调节作用。益生菌可以促进肠道黏膜屏障的完整性，减少有害菌的侵袭，同时调节肠道免疫细胞的活性，对免疫系统产生积极影响。在调节免疫细胞方面，益生菌可以通过调节免疫细胞的活性来影响免疫系统的功能，还可以增加抗病毒和抗细菌的免疫细胞数量和活性，从而增强机体的免疫应答能力。在免疫相关基因表达上，益生菌的摄入可以影响机体免疫相关基因的表达，调节免疫反应的发挥。

免疫系统扮演着至关重要的角色，维持着人类的健康。它是人体的防御系统，能够识别并应对病原体（如细菌、病毒和真菌）以及其他有害物质。免疫系统的功能包括抵御感染、清除异常细胞、调节炎症反应以及维持组织平衡。要预防疾病、保持人体整体健康，一个健康的免疫系统至关重要。肠道菌群在免疫系统中占有举足轻重的地位。肠道是人体最大的免疫器官之一，其中的肠道菌群与免疫系统有着密不可分的关系。益生菌是一类通过多种方式能够影响免疫系统功能的有益于肠道菌群和宿主的微生物。

综合来看，最新的研究成果表明，包括对肠道免疫的调节、免疫细胞活性的影响、免疫相关基因表达的调节等在内，益生菌对免疫系统的影响是多方面的，这些研究成果为人们更好地认识其调节免疫系统的作用提供了重要的科学依据。

2.2 胃肠道健康

人在日常生活中的饮食习惯会在潜移默化中影响肠胃健康，肠胃健康对人体的喜怒哀乐也会起到一定的作用。益生菌通过调节肠道微生物的组成和结构，从而影响菌群的生成，如短链脂肪酸、胆汁酸、脂类和神经递质等，最终对宿主健康的益生机制产生有益的作用。因此，益生菌对肠道健康的影响具有重要的研究价值，包括益生菌对肠道菌群的调节作用、对肠道粘膜屏障的影响、对肠道炎症及肠道疾病的防治等。例如，益生菌在调节肠道菌群方面，通过竞争性地排除致病菌，产生抗菌物质，调节肠道微生物群落结构，维持肠道微生态平衡，从而达到对肠道菌群产生影响的目的。

益生菌有助于维持肠道黏膜屏障的完整性，促进黏膜修复和黏膜免疫功能，从而减少有害物质的穿透，预防肠道炎症和疾病的发生。益生菌对肠道健康的影响是通过调节肠道免疫系统的功能，对整个机体的免疫反应起到一定的作用。

2.3 预防心血管疾病

血清中胆固醇含量高，被认为是许多心血管疾病的重要诱发因素，如高血压、冠心病、动脉粥样硬化等。统计显示，目前造成人体死亡的主要杀手是心血管疾病，且呈逐年上升趋势。益生菌可能对宿主的代谢产生影响，包括对血压、血糖、血脂、抗肥胖等调节作用。目前，益生菌降胆固醇的作用机制和功效尚存争议，许多研究者提出了针对益生菌降胆固醇的分子机制假说，包括膜蛋白水平、酶调控以及转录或翻译过程中的基因表达等，但这些假说还需要进一步的试验才能得到验证。

益生菌在高血压代谢病中的作用是非常大的。益生菌通过调节血脂代谢，能起到抗高血压的作用；也可通过糖尿病症状的改善，降低患糖尿病共生性高血压的几率。益生菌同时调节肾素血管紧张素系统。通过提高植物雌激素的抗高血压作用，益生菌也能发挥作用。总之，益生菌可以通过多种方式发挥抗高血压作用，但还需要更大规模的人群样本，采用更严格的试验设计来进一步验证在人体中的作用，尤其是益生菌对肠道菌群组成的影响与高血压的发病机制之间的关系。值得重视的是，在部分体型偏瘦的人群中，也会出现器质性高血压，益生菌对这部分人群的抗高血压的作用机制还有待阐明。

2.4 降血糖与抗肥胖作用

据世界卫生组织（WHO）预测，糖尿病将在 2030年成为全球第7位死亡病例。据国际糖尿病联盟（IDF）发布的数据显示，从 2013年起，中国以高达 1.4亿的糖尿病患者数量占据全球报告患病总人数的26.2%，成为糖尿病人口大国。有研究显示，益生菌能够通过调节肠道菌群的方式，使其更多地与肠道上的皮细胞附着在一起。益生菌还能通过吸收葡萄糖而抑制宿主胃肠道对葡萄糖的吸收，并使进入菌体，使其吸收减少，从而使血糖水平下降。有研究显示，益生菌能在循环中降低LPS浓度、降低验证反应、改善胰岛素敏感性、改善胰岛素抵抗能力等。

据世界卫生组织报告，全球成年人中超过10%的人是肥胖，超重和肥胖是全球第六大致死危险因素。每年至少有340万成年人因超重或肥胖而死亡。另有 44%的糖尿病、23%的缺血性心脏病，有些癌症可归因于体重过重和肥胖，占 7%-41%。益生菌对体重的控制主要体现在三个方面：第一，益生菌可以抑制食欲，增加饱腹感；第二，益生菌可以降低胆固醇水平；第三，益生元如低聚果糖、菊糖、半乳苷、乳果糖等，对肠道菌的生长和活性有刺激作用。作为一种环境因素，益生菌协同作用于肥胖和糖尿病。

2.5 延缓衰老

衰老是随着时间的积累，生物体的功能衰退，表现为逐渐丧失生理的完整性，从而使生理功能受到损害，引起易感性的死亡率增加。这种恶化是大多数人类疾病的主要危险因素，衰老是各种生物都必然发生的普遍性，由生物本身遗传性所决定的内在性，不可逆转的渐进性，最终导致生物体生理功能下降甚至发生疾病和死亡的有害性。

衰老与肠道菌群组成有一定的关联性。肠道菌群，尤其是益生菌（有益菌）的种类和分布情况及其代谢产物与人体老化程度、健康程度以及疾病都有重要的关系。健康长寿的机率更高，对肠道内的微生物（如乳杆菌、双歧杆菌等）益寿者更有利。在广西巴马地区进行的一项调查中，中国学者张篪教授发现，肠道内双歧杆菌在百岁以上健康老人中所占的厌氧菌比例为53%-87%，比世界第五长寿地区的一般青少年（40%）还要高。益生菌对衰老过程的影响的研究主要集中在延缓模式生物寿命或促进其生长，调节血脂、血压、血糖，保护神经干细胞，改善认知能力和情绪行为，抑制病毒引起的自噬作用。

3.保健食品中使用益生菌

近年来，益生菌的研究日益受到重视。益生菌抗病特性的科学依据，已被大量的临床和实验室研究报告所揭示。益生菌具有增强免疫力、改善肠胃功能、预防心血管疾病、延缓衰老等多种作用，使益生菌应用于健康食品成为研发的热门方向。

3.1 在乳制品中的应用

目前市场上益生菌产品最多的是奶制品，常见的菌种有嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、双歧杆菌等，也有添加到奶粉或酸奶中的。不同的益生菌所发挥的功效是不同的，添加益生菌的奶制品不仅有原料乳本身的营养价值，而且在发酵过程中加入了很多微量元素，有助于人体对蛋白质的吸收和利用。益生菌的功效也不同，吸收和利用蛋白质的奶制品具有特殊的风味，无论老幼都适合食用。添加益生菌的奶制品营养保健效果更好，对肠道菌群有一定的调节作用，不同程度提高免疫力和消化功能，如矿物质和维生素的吸收，脂肪的减少等。

3.2 在饮品中的应用

目前市面上卖的饮料越来越多，有添加益生菌的，常见的热销产品有 YOYC、YOLEDO等。益生菌在功能性果汁中的应用非常广泛，如榨汁后发酵的苹果、火龙果、胡萝卜等，它们能提升乳杆菌细胞的活力，蔬菜经过发酵后口感更佳，所得到的乳酸能提升其营养价值。经过酪酸杆菌发酵的蔬果汁，其酸碱度明显降低，酪酸杆菌则有效抑制其他致病菌的生长，使蔬果汁更容易保存，也会明显增加蔬果汁的抗氧化活性，还可以降低乳酸中黄曲霉素的含量，保证乳酸饮料产品的安全性。因此，部分益生菌可以有效抑制其他致病菌的生长。

3.3 在食品添加剂中的应用

随着食品科技的发展，为了提高食物的口感，在食品添加剂中加入益生菌，可以降低食物中香料和香精的含量，获得更健康的食物。例如，在食物中加入嗜热链球菌或保加利亚乳杆菌，其中含有的醋化醋杆菌和二酮类乳链球菌在共同作用下可以生成乙醛，而乙醛对改善食品风味有明显的促进作用。因此，在食品添加剂中添加益生菌后，可以增加食品的浓稠度。比如，在乳制品中添加益生菌食品添加剂后，生产出来的产品风味更好，消费者对益生菌的青睐程度也会更高。

3.4 益生菌制剂

目前益生菌制剂在食品产业发展的越来越好，发展较快的主要是日本和一些欧美国家。根据益生菌的不同功能研制的益生菌制剂保健品已有上百种。通常益生菌固体制剂的制作过程是将培养好的菌液高度浓缩，收集菌体，将离心后的菌体加入冻干保护剂冷冻干燥，最后用冻干后的菌粉制成片剂、粉剂、胶囊等产品，其主要作用有提高免疫力、帮助胃肠道消化功能、降低胆固醇、预防高血压、抗肿瘤等。正是由于人们对益生菌制剂的需求，在未来，推动我国健康食品产业大有可为，必须不断开发新产品。

结论

综上所述，复合益生菌在维持人体内环境稳定、缓解炎性反应、增强细胞免疫和体液免疫应答等方面均起到重要作用，可为开发含复合益生菌成分的保健产品并为人体健康发展提供研究方向。时至今日，复合益生菌的研究仍处于初级阶段，其具体的使用剂量、确切的益处，尤其是具体的作用机理，目前还没有明确的报道，更多的相关研究还有待进一步进行。

基金项目

2023年辽宁省大学生创新创业训练计划S202313213001X。