益生菌对人体健康的影响及在食品中的应用

益生菌对人体健康的影响及在食品中的应用摘要：益生菌被定义为可以促进肠道的生态平衡，对人类健康或者生理功能产生有利影响的一类微生物。在本文中,介绍了益生菌对人体健康产生的主要影响，并对益生菌在食品中的主要运用作了阐述，对益生菌在食品方面的应用作了展望。关键词：益生菌人体健康食品应用Abstrate:Probioticshavebeendefinedaslivingmicroorganismsmaypromotetheecologicalbalanceofintestinalbacteriathatexertbeneficialeffectsonthehealthand/orphysiologicalfunctionofthehost.Inthispaper,thedevelopmentandchangeoftheconceptofprobiotics,typesofdetailedinformationanditsapplicationsinfoodsarereviewed.Thepurposeistoprovidethebasicsituationanddevelopmenttendencyoftheapplicationofprobioticsinfoods.Keyword:Probiotichealthfoodapplications益生菌(Probiotics)又称活菌制剂、微生态调节剂、生态制品、促生素等，是一类能够促进宿主肠内微生物菌群的生态平衡，对宿主健康和生理功能产生有益作用的活性微生物[1]。其作用主要是经摄入宿主体内后，能改善肠道菌群结构、促进肠道中有益菌的增殖、抑制有害菌的生长，提高机体特异性或非特异性免疫力，从而有利于抵御各种疾病的发生[2]。近年来，随着人们生活水平的提高，人们的保健意识不断增强，作为一类对人类有独特的营养与保健作用的微生物，益生菌越来越受到人们广泛关注。益生菌的种类繁多,迄今为止,科学家已发现的益生菌大体上可分成三大类，其中包括乳杆菌属、双歧杆菌属和革兰氏阳性球菌属[3]。此外明串球菌属、丙酸杆菌属和芽孢杆菌属的部分菌种株以及一些霉菌与酵母菌等亦可归入益生菌的范畴[4]。益生菌对人体健康又很大作用，主要可以归纳为以下几个方面：1.预防或改善腹泻。饮食习喂不良或服用抗生素均会打破肠道菌群平衡从而导致腹泻。补充益生菌有助于平衡肠道菌群及恢复正常的肠道PH值缓解腹泻症状。2.缓解不耐乳糖症状。乳杆菌可帮助人体分解乳糖缓解腹泻、胀气等不适症状可与牛奶同食。3.预防生殖系统感染。酸牛奶、瑞卡福抑菌喷剂中的嗜酸乳杆菌可抑制阴道内白色念珠菌的繁殖。4.增强人体免疫力。在肠道内存在着非常发达的免疫系统。益生菌可以通过刺激肠道内的免疫机能,将过低或过高的免疫活性调节至正常状态。5.促进肠道消化系统健康。益生菌可以抑制有害菌在肠内的繁殖减少毒素促进肠道蠕动从而提高肠道机能改善排便状况。6.降低血清胆固醇。益生菌可降低血清胆固醇水平长期补充益生菌的还有助于防止骨质丢失预防骨质疏松症。7.帮助吸收营养成分。如果每天摄入益生菌不仅能够扼制肠内有害菌群的产生还能为肠内有益菌提供良好的生长环境。正是因为益生菌对人体健康产生的种种好处，人们希望将其应用到食品中以发挥更大的作用。益生菌在日本、法国、美国、俄罗斯、德国等国家的基础与应用研究较专业化和系统性，尤其日本与法国在研究与运用水平等方面均处于领先地位。日本在20世纪60年代开始使用益生菌，并较早即形成了产业规模；以法国为代表的西欧从20世纪70年代也开始有益生菌上市。益生菌在我国的研究与运用起步较迟，于20世纪80年代，我国对益生菌及其制品的开发与研究才开始，进入21世纪后,益生菌的研究应用受到了广泛重视[5]。尤其近些年来，全球对益生菌及其产品的研究开发都显得非常活跃，而在食品行业上的应用更是得到了迅猛的发展。1.益生菌对人体健康的作用1.1益生菌有降低胆固醇含量的作用心脑血管疾病目前已成为中国居民的首要死因［6］，而引发心脑血管疾病的主要原因之一就是高血脂症。临床实践表明，降低血清胆固醇浓度能够显著降低心脑血管病的死亡率[7]。益生菌是一类能够对人体健康起到促进作用的活体微生物。迄今为止，已发现其具有多种生物活性。降低血清胆固醇水平是其重要的生理活性之一。自从Shaper［8]和Mann等［9］发现L.acidophilus发酵酸奶对非洲部落成年男性血清胆固醇水平具有潜在的调节功能后，各种关于益生菌降胆固醇功能的研究逐渐开展起来，由此拉开了益生菌降胆固醇功能研究的序幕。关于发酵乳的降胆固醇功能，Gaio酸奶是被研究得最多的产品。该酸奶由丹麦MD食品公司生产，由一株E.faeciumCSCC5140和两株St.thermophilus混合发酵［10］。迄今为止，共有5个国际研究对该产品的降胆固醇功能进行了报道，并且均不同程度反映了该酸奶对人体血清TC和/或LDLC水平的调节作用。Agerholm-Larsen等［10］将这5个研究的数据汇集到一起进行了meta分析，结果显示Gaio酸奶对人体血清TC和LDL-C水平的降低幅度分别达4%和5%。然而，该酸奶的降胆固醇功能由何菌产生尚不知晓。不过，体外实验表明St.thermophilus对酸和胆盐均比较敏感［11］，在人体肠道内存活能力较差。这提示该酸奶的降胆固醇效应可能与菌株E.faeciumCSCC5140有关。关于双歧杆菌调节人体血清胆固醇水平的研究也有报道。Xiao等［12]采用平行设计研究了B.longumBL1发酵乳对人体血清胆固醇水平的影响，发现该菌株只对那些初始血清TC水平高于2.2g/L的受试者有效，而对于那些初始血清TC水平低于2.2g/L的受试者，该菌株未体现出显著的降胆固醇效应。Andrade［13］等也发现了类似现象。研究者采用交叉设计研究了复合菌株L.acidophilus145和B.longumBB536对人体血清胆固醇水平的影响，结果发现该复合菌株只对那些初始血清TC水平高于1.9g/L的受试者有效。此外，Ataie-Jafari等［14］采用交叉设计研究了益生菌发酵剂ABY-1(由L.acidophilus和B.lactis组成)对人体血清胆固醇水平的影响，结果发现该复合菌株能有效降低轻中度高血清胆固醇患者血清TC水平。1.2益生菌在提高乳糖利用率方面的作用近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,以及膳食成分对肠道菌群构成及代谢的有益的调节作用。目前益生菌已被认为是一类具有特定保健功能的物质,对开发研制保健食品具有重要意义,营养学家越来越重视益生菌对人体健康的作用。乳糖不耐受(lactoseintolerance,LI)是由于小肠粘膜乳糖酶缺乏致乳糖吸收障碍而引起的以腹胀、腹痛、腹泻等为主的一系列临床症状。人群研究发现益生菌,尤其是发酵乳制品能够有效缓解LI症状的发生,并对人体发挥多种有益的作用[16]。绝大多数哺乳动物出生之后小肠粘膜乳糖酶活性较高,可以消化吸收来自母乳或其它乳制品的乳糖,断乳之后,乳糖酶活性随年龄增长逐渐下降,到成人之后其酶活性仅为正常婴儿水平的5%~10%,并发展成为乳糖吸收不良(LM)或乳糖不耐受(LI)者。LI症状出现的机制目前尚未完全了解清楚,可能与肠腔内未被吸收的乳糖升高渗透压,引起分泌到小肠内的液体增多,肠腔扩张,蠕动加快,以及结肠内乳糖代谢产物引起渗透压升高,肠蠕动加快有关。另外还与乳糖摄入量、个体敏感性、胃排空时间、肠转运时间以及结肠内的菌群构成有关。发酵或未发酵酸奶中的活菌经过胃进入小肠之后,在胆酸的作用下细菌壁破坏,β-半乳糖苷酶释放进入小肠消化乳糖;同时乳糖在透性酶转运系统的作用下可以进入细菌体内被β-半乳糖苷酶分解,但这个过程相对非常缓慢。前一种机制在消化乳糖方面发挥主要作用。因此活菌数量、β-半乳糖苷酶活性、细胞壁通透性以及对胆盐的敏感性是影响益生菌改善LI的重要因素。很多实验证据表明酸奶中的活性β-半乳糖苷酶对改善LI症状发挥重要作用。通过比较未处理的酸奶、通过部分破坏细菌壁杀死乳酸杆菌的酸奶(含有活性的β-半乳糖苷酶)、经巴氏消毒处理的酸奶(无活性�β-半乳糖苷酶)对乳糖不耐受者的作用,发现未处理过的酸奶改善LI症状的作用最明显,细菌被杀死而仍保留乳糖酶活性的酸奶作用其次,经巴氏消毒处理后的酸奶改善作用最弱[17]。这种改善作用与其中含有的β-半乳糖苷酶活性有关。LI个体对不同品牌酸奶耐受程度的差异也可能与其含有的酶活性不同有关。但酸奶中的β-半乳糖苷酶浓度并不直接决定乳糖的消化能力,通过比较β-半乳糖苷酶活性不同的两种酸奶,发现呼出气氢浓度相似,均低于摄入普通牛奶[18]。1.3益生菌的免疫调节作用肠道微生物在人体中所起的作用有好的一面，也有坏的一面，而由乳酸菌移位所引起的炎症不到其它菌的1％。乳酸菌有动物乳杆菌和植物乳杆菌2类。动物乳杆菌只利用乳糖为碳源；植物乳杆菌可利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖，它比较粗放，可以在营养条件不平衡和高浓度盐的恶劣环境中生存，因此，从益生菌角度来说，植物乳杆菌更为可取[19]。研究人员从所食用的酸奶中分离出5种乳酸菌，其中1种为植物乳杆菌。将该菌进行人体试验。试验组食用后，第1天粪便中植物乳杆菌就达1×107.8一1×108·4／g，而饮牛奶组的粪便中未能检出。试验组粪便中乳酸菌、双歧杆菌均明显增加，而产气荚膜梭菌明显下降；饮牛奶组未见变化。试验组停止食用这种酸奶后，粪便中植物乳杆菌消失，可见植物乳杆菌可通过胃但不能在肠道定殖。进行动物试验，用植物乳杆菌酸奶喂养小鼠，8d后，口服沙门氏菌，继续喂养20d，结果30只小鼠中有7只死亡，而对照喂牛奶的1组全部死亡，可见植物乳杆菌可预防沙门氏菌感染、抑制腹泻[20]。研究人员用从腌渍食物中分离的短乳杆菌开发出一种保健食品，对其免疫功能的研究表明，它可增强人体自然杀伤细胞(NK细胞)活性，促进干扰素生产。鉴于目前许多益生菌制剂的耐酸性、耐抗生素效果差，日本开发出一种益生菌保健品，它是用凝结芽孢杆菌制成的，芽孢杆菌含量为50亿／g。该菌在肠道内可定殖、增殖，每天服用0．5亿～2亿有效，可使用在糖果、糕点、巧克力和胶姆糖。该制品耐酸、耐热性强，在肠道中可发芽增殖，抑制感染，促进双歧杆菌生长，刺激免疫力，并可减轻杉木花粉症症状(杉木花粉症是一种日本普遍的季节疾病)心[21]。2.益生菌在食品中的运用2.1益生菌在功能性食品中的应用随着人们生活水平的不断提高,如何追求健康养生越来越成为人们日常生活中谈论的热点，而益生菌因其特有的保健功能作为功能食品的研究亦越发受到关注。通过利用一种或数种益生菌菌株单独或与其它酵母菌、醋酸菌等混合使用以强化产品风味、物理性能及生产性能为目的，市场上又开发了一系列功能性食品添加剂，例如一些产味乳酸菌如保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌(其特征风味以乙醛为主)，丁二酮乳链球菌、醋化醋杆菌、肠膜明串珠菌及乳酪链球菌等(产生乙二酰、乳酸、乙酸及丁二酮等风味物质),因其可以赋予产品芳香，提高产品风味，减少香精、香料在产品中的添加，从而使产品更趋于天然而易于被消费者接受[22]。以红茶菌饮料为例，由于红茶菌饮料中富含维生素C、维生素B等营养素，并含有三种以上对人体有益的微生物菌群，因此能调节人体生理机能，促进新陈代谢，帮助消化，防止动脉硬化，抗癌，养生强身，正在成为一种盛行全世界的养生保健饮料[23]。2.2益生菌在乳制品中的应用乳制品是益生菌最大的应用领域，而酸奶又是乳制品中应用益生菌最大的领域，据报道，在乳制品领域应用益生菌的产品比例可达到74.5%，而酸奶又占该益生菌产品的74%[24]。安颖等[25]研究了益生菌LGG的益生功效，能性方面，LGG具有显著的平衡和改善肠道茵群、预防和治疗腹泻、提高机体免疫力、预防过敏、结合并排除毒素、预防龋齿等功能。此外，作为一种益生茵．LGG还具有耐胃酸、耐胆汁、可定殖于人体肠道、产品保质期内活茵数保持恒定等优点。LGG的应用范围十分广泛，主要包括食品和医药品。在乳制品中主