益生菌食品的研究进展

益生菌是一类有益于宿主健康的活性微生物，主要存在于人类和动物的消化道中，通过调节肠道菌群的平衡、增强肠道黏膜屏障功能、产生抗菌物质等机制，对人体健康产生积极影响。将益生菌应用于食品开发中，不仅可以提升产品的营养价值，还能够为消费者提供更多健康选择。

随着科学技术的持续发展，研究人员通过深入的临床试验和实验室研究，不断挖掘益生菌的潜在健康功效，并探索其在不同食品中的应用方法和最佳配方。这一系列的研究不仅加深了我们对于益生菌的了解，也为食品产业的进一步发展提供了坚实的支撑。本文对益生菌在食品开发中的研究进展进行综述，通过对相关文献的综合分析，探讨当前益生菌在食品领域存在的挑战和未来发展趋势，以期为相关研究提供参考和借鉴，推动益生菌在食品开发中的进一步发展与应用。

一、益生菌的功能特性

近年来，益生菌在功能性食品中的应用较多，涉及多个领域，如消化系统健康、免疫调节、防治癌症等，相关的研究也主要集中在这三大方面。

（一）促进消化系统功能

益生菌食品在肠道中促进消化吸收的作用机制是多方面的，通过多种方式对宿主的健康产生积极影响。比如，益生菌功能性食品能够分解食物中难以消化的物质，产生有益的消化酶，促进食物的消化和吸收；有助于维持肠道黏膜的完整性，减少肠道对有害物质的吸收；益生菌可以与肠道中的其他微生物形成复杂的微生态系统，通过竞争性排除和产生抑菌物质等方式维持肠道菌群的平衡，这对于预防肠道疾病和提高整体健康至关重要。

王译甜及其团队提到，肠道中有益生菌的存在，因为益生菌在肠道中得以生长和繁衍，从而实现了肠道微生物群落的良好均衡。另外，益生菌又可以直接作用存在于肠道宿主上的自身免疫系统，诱导肠道的免疫过程和反应刺激某些免疫器官，如胸腺和肝脾脏，刺激巨噬细胞的生物活性，进而通过增加B和T淋巴细胞的对抗原细胞刺激反应和特异性细胞免疫应答来全面改善免疫。

张博彤等指出，目前改善老年人肠道菌群失衡疾病的主要办法是药物治疗和益生菌。常见的西药包括血管紧张素转化酶抑制剂（高血压）、β受体拮抗剂（心脑血管疾病）、左旋多巴、糖苷酶抑制剂等。但长期服用某一种药物会导致细菌耐药性增强和肠道微生物群失衡，但益生菌恰恰相反，其以促进免疫系统的能力和肠道健康而闻名。益生菌不仅可以帮助调节人体肠道菌群中与年龄相关的失衡，促进健康菌株生长，还可以调节免疫系统，通过调节表达和细胞分化产生抗衰老的作用，所以益生菌是改善老年人肠道菌群失衡相关疾病的效果显著且风险最低的最佳选择。

王诚等通过实验指出，益生菌可以分泌有利于消化的相关物质和酶类，促进食物的吸收和消化，改善幼犬的消化功能，进而提高养分的利用率，减少腹泻和消化不良的发生，维持肠道屏障的功能，从而促进幼犬的健康。

益生菌除了在肠道中起到促进作用外，还能促进其他消化系统功能。例如，一些益生菌可以通过调节血脂代谢和胆固醇合成来改善血脂异常问题；益生菌还被发现能够降低胃癌、结直肠癌等消化系统恶性肿瘤的发生风险。

（二）增强免疫系统功能

研究发现，益生菌可以激活免疫细胞，促进免疫球蛋白的产生，增强机体的免疫应答能力，有助于预防感染性疾病和自身免疫性疾病。

唐曼玉及其团队提到，益生菌能够对免疫系统产生调控效果。这些益生菌能够调整单核、巨噬细胞、树突状细胞以及B和T淋巴细胞的功能，进而提高肠道中病原体的吞噬作用，预防肠道疾病。一些益生菌还可以通过影响宿主免疫吞噬细胞对肠道病原体的吞噬作用来调节宿主免疫机制。此外，益生菌不仅在临床情况下影响吞噬细胞的活性，还会影响吞噬细胞的能力。

王冰等研究指出，益生菌在溃疡性结肠炎肠黏膜屏障功能中起着重要的作用，可以通过改善TJ蛋白表达和组装的方式，抑制IEC凋亡，促进IEC增殖，改善肠黏膜的机械屏障，同时通过增加黏蛋白表达的方式、肠道内抗菌物质来改善肠黏膜的化学屏障，从而进一步抵御病原菌，减少异常免疫反应，改善炎症症状。

此外，益生菌功能性食品还可以参与宿主的营养代谢过程，分解食物中的复杂碳水化合物，产生有益的营养物质，给宿主细胞提供能量和营养物质，促进肠道黏膜细胞的生长和修复。

总体来说，食品中的益生菌与宿主之间的相互作用是一种共生关系，双方相互依存、相互促进，共同维护宿主的健康状态。

（三）降低致癌风险

益生菌对降低致癌风险有一定的作用。益生菌可以改善肠道微生态平衡，抑制有害细菌的生长，从而减少某些致癌物质的产生。益生菌还可以增强免疫系统功能，帮助身体更有效地对抗潜在的致癌因素。

张博彤等研究后指出，益生菌可通过干预调节脂联素、葡萄糖依赖性促胰岛素多肽等内分泌细胞激素，抑制病原菌侵入，增强肠道屏障，有效缓解老年人代谢综合征、炎症性肠病、癌症和神经退行性疾病。

金丽等指出，益生菌可以通过清除自由基、调节前致癌物酶、结合和降解前致癌物酶、提高宿主的免疫应答来抑制肿瘤，进而起到抗肿瘤作用。

综合来看，由于益生菌主要针对肠道微生物群落发挥作用，因此，目前关于其在大肠癌辅助治疗方面的研究非常广泛。此外，益生菌还对膀胱癌等多种肿瘤起到预防和辅助治疗作用，能显著降低由吸烟导致的膀胱癌发病率。可见，益生菌在降低致癌风险和辅助治疗癌症方面具有广泛的应用前景。

除了以上三个方面，关于益生菌的研究还涉及到其对代谢的调节作用，可以影响宿主的能量代谢、血糖水平和血脂代谢，有助于控制体重、预防肥胖症和2型糖尿病等代谢性疾病。益生菌对心血管健康也有一定的益处，有助于减少血液中胆固醇的含量，优化血管功能，并降低患上高血压、动脉硬化等心血管相关疾病的风险。益生菌与神经系统健康之间的关系也备受关注，可能对情绪调节、抑郁症和焦虑症等神经系统疾病有一定的改善作用，有助于提高人们的心理健康水平。

二、益生菌在食品中的应用

益生菌不仅提高了食品的风味，还提高了食品的营养价值和健康功效，满足了消费者对健康的追求。目前来看，益生菌在饮品、乳制品、谷物食品中均有广泛的应用。

（一）益生菌饮料

益生菌饮料是将益生菌添加到果汁、茶、果蔬汁饮料、发酵饮料等饮料中，不仅具有传统饮料的口感和味道，还可以帮助维护肠道微生态平衡，增强免疫力，促进消化系统健康。

段永兰等研究发现，在功能性食品中附带活性稳定的益生菌粉，食用时再将益生菌粉加入到产品中，既方便还有利于人体对益生菌的吸收。马程等研究指出，利用益生菌和其他生物发酵技术开发具有营养和多功能的发酵果蔬汁饮料，不仅可以延长果蔬汁的保质期，还可以抑制其他真菌的生长，从而使饮料具有更好的发酵风味和更高的营养价值。同时，利用益生菌乳酸菌微生物发酵技术，不仅可以优化果蔬汁的风味，还具有促进人体消化系统健康、提高果蔬汁营养价值、增强机体免疫力等作用。

（二）益生菌乳制品

益生菌乳制品是在发酵乳、乳制饮品以及酸奶中添加益生菌，不仅能提供蛋白质、钙等传统乳制品的营养物质，还能够增加肠道有益菌群的数量，改善消化系统功能，减少胃肠道疾病的发生。

吴阳等指出，益生菌乳制品已成为消费热点，其对人体的有益功能已被证实。随着消费者对益生菌及其功能的信任度和认知度提升，对益生菌乳制品的期待也逐步升高，推进益生菌乳制品的功能化将成为乳制品的一个全新发展趋势。

热孜姑丽·库尔班等人研究表明，乳品行业对益生菌的要求之一是遗传稳定，以保证产品有理想的质地和风味，同时要求益生菌在通过胃肠道环境时保持较高的生存能力。驼乳因富含特殊的益生乳酸菌，是益生乳酸菌的良好来源，并且具有很高的保健作用，值得大范围推广。

（三）益生菌谷物食品

麦片、谷物棒、谷物饼干、发酵谷物食品中也可以添加益生菌，不仅富含谷物本身的纤维和碳水化合物，还提供了益生菌，有助于改善肠道健康，并为消费者提供更全面的营养。

何余堂等研究指出，简单且经济的开发谷物饮料的技术方法之一是发酵。开菲尔粒是一种复杂的益生菌载体，含有丰富的益生菌、蛋白质复合体和胞外多糖，可以适应不同种类的原料基质，可用于生产新型功能性谷物发酵食品。

骆超超明确表示，发酵谷物食品一般是通过微生物的作用制作出来的，不仅具有基本的营养功能，还含有大量的益生菌，适用于人类或动物。

三、益生菌添加量、保存条件

和加工工艺对功能性食品的影响

益生菌添加量、保存条件和加工工艺对含有益生菌的功能性食品的品质和功效具有重要影响，通过科学合理地控制这些因素，可以生产出高品质、高效能的功能性食品，满足消费者的需求并提升产品的竞争力。

（一）添加量

适宜的益生菌添加量可以确保产品达到预期的保健效果，过低的添加量可能无法实现预期效果，过高的添加量则可能导致产品质地发生变化、口感不佳或产生过于浓郁的味道，降低消费者的接受度。此外，适当的添加量还有助于维持产品的稳定性，延长保质期，若添加量过高可能导致微生物活性过高，加速产品变质；添加量过低则可能无法充分发挥功能成分的作用，影响产品的效果。

何娟等人通过饲粮中添加益生菌对肉鸡生产性能和屠宰性能影响的对照实验得出，在肉鸡饲粮中添加适量益生菌可显著降低料重比，提高肉鸡的日增重，改善屠宰性能，提高生产性能，且在本试验条件下，0.3%的添加量效果最佳，0.2%和0.1%不存在显著差异。

（二）保存条件

温度和湿度等保存条件对益生菌功能性食品的质量和稳定性影响巨大，适宜的温度和湿度有助于维持营养成分和功能性成分的稳定性，延长产品的保质期，过高或过低的温度、湿度则可能导致产品变质、功能成分降解或失活。为此，生产厂家可以选择具有透气性、防潮性和防氧化性的包装材料，降低产品受到空气、水分和光线等因素的影响。

王珏通过试验设计出了益生菌补充包添加方式，与干混添加进行对比后得出，益生菌在食品中适宜的水分活度为0.17、湿度为45%、温度为37℃，并且得出最佳包装条件：产品应该填充氮气，用铁罐包装，密封性要非常好。

（三）加工工艺

加工工艺中的温度和加工时间会直接影响益生菌的活性和稳定性。适宜的加工温度和时间有助于保留益生菌的活性，同时确保益生菌在食品中的安全性和质量；过高的温度或长时间的加工可能会导致益生菌的失活或降解，影响益生菌食品的质量。因此，选择合适的加工工艺以最大限度地保留益生菌的生物学活性是非常重要的。

陈永芳等人研究了四种不同加工方式对富益生菌胡萝卜脆片品质的影响，发现不同干燥方式对益生菌活菌数的影响较大，排序如下：真空冷冻干燥>真空冷冻联合真空微波干燥>热风干燥>热风联合气流膨化干燥。

四、结论与展望

目前，益生菌的健康效应已经得到广泛证实，其可以调节肠道菌群平衡、增强免疫系统、改善消化系统功能，有助于预防或辅助治疗某些疾病。不过，不同种类和菌株的益生菌在健康效应方面可能存在差异，因此对于不同的健康需求，要选择特定的益生菌产品。

随着人们对益生菌健康效应的深入理解，未来益生菌食品可能朝向个性化、营养化方向发展，根据个体的肠道菌群特征和健康需求定制益生菌产品。多菌株产品也可能成为未来的发展趋势，通过结合不同种类和菌株的益生菌，达到更全面的健康效益。另外，随着技术的不断创新，基因编辑技术等新技术的应用也会推动益生菌产品的研发工作不断向前，开发出更加高效、稳定和安全的产品。

未来还需要更多的临床研究来验证益生菌在预防和辅助治疗疾病方面的确切效果，以及确定最佳的剂量和使用方式，以便发挥出最大的健康效应。

基金项目：内蒙古自然科学基金项目（2021MS03044）；内蒙古特色果酒系列产学研科技创新平台能力建设项目（BR221046）；内蒙古特色果酒系列产品产学研科技创新平台（NJCXY-19-05）；新工科背景下食品学科产教融合人才培养模式创新研究（ZYZD202303）；内蒙古自治区农牧厅基层农技推广体系改革与建设补助及重大农业技术协同推广资金项目；内蒙古自治区高校基本科研业务费项目（BR221048）。

*通信作者：郑海武（1991-），男，汉族，河北邯郸人，讲师，硕士研究生，研究方向为农产品加工及贮藏。