益生菌与益生菌乳制品的研究现状及发展趋势

作者简介 刘大波(1981-),男,河南原阳人,硕士研究生,研究方向:生 物技术。 收稿日期 2006!12! 08 益生菌是指双歧杆菌属(Bifidobacterium)的长双歧、短 双歧、婴儿双歧、青春双歧杆菌等;乳杆菌属(Lactobacillus)的 保加利亚杆菌、嗜酸乳杆菌以及链球菌属(Streptococcus)的 嗜酸链球菌和乳酸链球菌等一类细菌,它们调节肠道菌群 平衡,促进人体健康。国外已开发出了许多益生菌乳制品, 如AB酸奶、双歧酸奶等,其制品中活菌数量达 107个/ml以 上[1]。益生菌乳制品的营养保健作用越来越受到重视。 1 益生菌的概念 益生菌这个词最先是由 Lilly和 Stillwell在 1965年使 用的,他们把益生菌描述为一种微生物产生的可以刺激其 他微生物生长的物质,是与抗生素相反的物质。1974年 Fark定义为:益生菌是有利于肠道平衡的有机物质,这一定 义将抗生素也包括在内。1989年Fuller把益生菌定义为能 够促进肠内菌群生态平衡,对宿主起有益作用的活性微生 物制剂,这是目前人们最常用的定义。1994年有人对益生 菌的定义作了修订:“益生菌是含活菌和死菌包括其组分和 产物的细菌制品,经口或其他黏膜投入,旨在改善黏膜表面 微生物或酶的平衡,或者刺激特异性或非特异性免疫机 制。”目前在世界范围内,学者们对其定义还存在着争议。与 益生菌相近的术语包括微生态制剂、微生物生长促进剂、直 接饲喂微生物等。有人认为益生菌可以是单株,也可以是多 种菌株的发酵产物。目前普遍认为作为益生菌的细菌应具 备以下条件[2]:①对宿主有益;②无毒性作用和无致病作用; ③能在消化道存活;④能适应胃酸和胆盐;⑤能在消化道表 面定植;⑥能够产生有用的酶类和代谢物;⑦在加工和贮存 过程中能保持活性;⑧具有良好的感官特性。 2 益生菌的益生作用[3] 益生菌从发现至今已近1个世纪,期间各国科学家对 各类益生菌进行了深入的研究,益生菌的功效已经得到了 各国科学家和消费者的认同。目前用于食品的益生菌主要 有2种:乳酸杆菌和双歧杆菌。益生菌的功效集中于维持肠 道菌群的平衡,并由此引发对机体的整体效果。临床上,益 生菌制品主要用于防治腹泻、痢疾、肠炎、肝硬化、便秘、消 化功能紊乱等疾病。 2.1 调节肠道菌群平衡 乳酸菌通过其自身代谢产物和 与其他细菌间的相互作用,调整菌群之间的关系,维持和保 证菌群最佳优势组合及稳定性。乳酸菌必须具备黏附、竞争 排斥、占位和产生抑制物等特性,才能在微环境中保持优势。 除了黏附外,乳酸菌能产生以下抑制物:①有机酸。乳 酸菌发酵糖类产生大量的醋酸和乳酸,使肠道处于酸性环 境中,这对于抑制病原性细菌意义重大。肠道内pH值的下 降,还可以促进肠蠕动,阻止病原菌的定植。②H2O2。可抑 制葡萄球菌等的生长繁殖。③糖苷酶。可降解肠黏膜上皮细 胞的复杂多糖,而后者是致病菌和细菌毒素的潜在受体。通 过酶的作用,可阻止毒素对上皮细胞可能产生的黏附与侵 入作用。④细菌素。如乳链球菌素,对许多革兰氏阳性菌都 具有抑制作用。⑤分解胆盐。双歧杆菌等可将结合的胆酸分 解成游离的胆酸,后者对细菌的抑制作用较前者强。 2.2 抑制内毒素,抗衰老 双歧杆菌可抑制肠道中腐败菌 的繁殖,从而减少肠道中内毒素及尿素酶的含量,使血液中 内毒素和氨含量下降。肝病患者摄入双歧杆菌,发现其血 氨、游离血清酚及游离的氨基氮明显减少。双歧杆菌对门静 脉肝硬化性脑病有缓解作用,此类患者摄入短双歧杆菌和 两双歧杆菌109个/d,持续1个月,就可出现血氨下降现象。 乳酸菌产生的乳酸能抑制肠腐败细菌的生长,减少这 些细菌产生的毒胺、靛基质、吲哚、氨、硫化氢等致癌物及其 他毒性物质对机体的损害,延缓机体衰老进程。 2.3 免疫激活,抗肿瘤 乳酸菌及其产物能诱导干扰素,促 进细胞分裂而产生体液及细胞免疫,在许多乳杆菌及双歧 杆菌中均得到证实。 乳酸菌的抗肿瘤作用是由于肠道菌群的改善,抑制了 致癌物的产生,同时乳酸菌及其代谢产物激活了免疫功能, 也能抑制肿瘤细胞的增殖。 2.4 降低血清胆固醇 东非 Massai族居民长期摄取高胆 固醇膳食,但因大量饮用酸奶,故仍保持较低的胆固醇水 平。给53名美国人喝酸奶,每餐240ml,1周后可见胆固醇 降低。有人认为,乳杆菌能使胆汁酸脱盐结合而使粪便中的 胆固醇减少,粪肠球菌及其提取物具有降低血清胆固醇和 甘油三脂的作用。给感染雄兔喂以含0.25%的胆固醇膳食, 同时,每天加入 1010个长双歧杆菌,持续 1周,发现受试兔 中有70%其胆固醇升高现象受到明显的抑制。 益生菌与益生菌乳制品的研究现状及发展趋势 刘大波 1,2,李文献 2,王少武 2,杨起恒 2,贾海芳 3 (1.河南农业大学牧医工程学院,河南郑州 450002;2.河南三鹿花花牛乳业有限公司,河南郑州 450008;3.苏州大学生命科学学院,江苏苏州 215006) 摘要 综述了益生菌的概念、益生作用及发展趋势,介绍了益生菌乳制品的发展。 关键词 益生菌;益生作用;乳制品 中图分类号 TS252.59 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2007)08-02404-02 ResearchProgressandDevelopmentTrendofProbioticsandProbioticCulturedDairyProducts LIUDa!boetal(CollegeofAnimalHusbandry&VeterinaryScienceHenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou,Henan450002) Abstract Proioticswasveryimportantforhumannutritionandhealth.Itiswidelyusedinfood.Itsnotion,beneficialfunctionsanddevelopment trendwereintroducedinthispaper.Meanwhile,thedevelopmentofprobioticscultureddairyproductswasalsodiscussed. Keywords Probiotics;Beneficialfunction;Dairyproduct 安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2007,35(8):2404-2405,2415 责任编辑 周 娜 责任校对 左 佳 2.5 促进Ca的吸收、生成营养物质 发酵乳酸菌可提高 Ca、P和Fe的利用率,促进Fe和维生素D的吸收。乳糖分 解产生的糖是构成脑神经系统中的脑磷脂成分,与婴儿出 生后脑的迅速生长有密切关系。 一般来说,黄种人比白种人肠道中的乳糖酶少,乳酸菌 发酵时消耗了原乳中20%～40%的乳糖,这样,患有乳糖不 耐症的儿童吃发酵乳就不会发生腹泻,还可用于防治由于 缺乏Fe、Ca引起的贫血症和软骨病。 许多牛乳的维生素含量因微生物的代谢而增加,维生 素的产生与维生素的种类、培养温度、培养时间和其他几种 过程参数密切相关。除 B族维生素外,维生素 C在发酵乳 中的稳定性也较鲜乳中高。 2.6 抗感染 乳酸菌,主要是乳杆菌,在防治泌尿生殖系 统感染方面,有较明显的功效。阴道内源性菌群具有共凝聚 作用,可在阴道上皮细胞表面定植。乳杆菌是健康女性阴道 的正常菌群,能与其他细菌发生共凝聚,从而抑制病原菌的 生长。 3 益生菌研究的发展趋势 作为益生菌,应具有维持人体健康的特殊生理功能,并 被用于食品、药品或特殊的膳食补充。而且这些性质在食品 或药品的加工和储存中仍能够保留下来。 在制备益生菌过程中保持菌种的纯度和性质至关重 要。如果感染了杂菌,会造成益生菌种的死亡。因此,要求产 品在加工过程中保持相当高的卫生条件,并且在产品的标 识中注明所添加的菌种名称。 Tuomola等对食品中常用益生菌性质的稳定性进行了 研究,认为菌株的粘附性应作为主要的选择标准,因为菌株 在人体肠道中的粘附和定植是其与肠道淋巴组织接触并激 发免疫调节的前提条件。而且同一菌种对不同体外细胞模 型的粘附性也有差异。加工过程和胃中的分泌物对粘附也 有影响。 目前对益生菌的研究主要针对的是活菌,通常认为益 生菌产品应具有一定量的活菌数才具有显著的疗效。比如 益生酸奶中至少含有1.0×106个/ml乳酸杆菌或双歧杆菌活 细胞才能有显著的疗效及保健作用。Temmermam等和 Hamilton!Miller等对美国和英国市场上的益生菌产品的菌 体存活率进行了调查,结果在30种美国产品和13种英国 产品中,分别只有11和6种产品中的活菌数达到标准。因 此,在今后的益生菌产品开发中,除了要保证所用菌株的功 能性和安全性,还应考虑其在产品中的存活率[4]。 4 益生菌乳制品的发展 4.1 益生菌乳制品的研究现状 最早发现乳酸菌重要性 的是诺贝尔奖获得者俄国科学家伊·缅奇尼科夫。他在对保 加利亚人的调查中,发现每1000名死者中有 4名是百岁 以上的,这些高龄人生前都爱喝酸奶,故其断定这些人的长 寿是喝酸奶的结果。缅奇尼科夫对色雷斯人喝的酸奶进行 化验后发现,酸奶中有一种能有效抑制肠道腐败菌的杆菌, 将它命名为“保加利亚乳酸杆菌”[5]。但后来科学家证明,保 加利亚菌并不能以存活状态到达肠内。日本京都帝国大学 微生物教研室的代田年稔博士(1899～1982),经过长期研 究,直至 1930年成功地分离出来自人体的乳酸杆菌,经过 强化培养,使它能活着到达肠 内 ,并 将 之 命 名 为 Lactobacilluscaseistrainshireta,这就是后来被称为养乐多 菌的乳酸杆菌[6]。随着研究的深入,科学家总结了上述成为 益生菌的 8个条件,其中能够耐受胃液、胆汁,以存活状态 到达肠内是作为益生菌的首要条件。 在日本,益生菌乳制品已被认定为特定保健食品,并且 有大量的集中研究了使用益生菌(如养乐多菌)在人体 临床试验中所取得的成果。最近,日本FOSHU(特殊健康食 品应用协会)所列出的193类保健产品中,其中128种(66%) 是改善胃肠道环境的。上述产品中包括36种使用乳酸菌, 56种使用低聚糖以及 36种使用膳食纤维的产品。在亚洲 其他国家,12种发酵乳制品中乳酸菌是分离出来最多的菌 株。最近在欧美市场里,除了使用嗜热链球菌发酵的产品 外,一种含乳酸菌的“新颖类型”发酵乳制品的应用逐渐推 广。在日本和其他5个亚洲市场上也存在上述这种“新颖类 型”发酵乳制品[6]。 市场上含益生菌的乳制品主要包括酸奶油、冰激淋、酪 乳、酸奶和奶粉等,双歧杆菌因为其特殊的疗效作用在各种 产品中使用得较多。德国早在20世纪40年代即已将双歧 杆菌制剂用于婴儿消化道疾病的防治,1976年第1个含双 歧杆菌的食品上市,称作Biogarde,销售额超过 40亿。1971 年森永乳业公司开发了日本的第1个双歧杆菌制品,大规 模的双歧杆菌制品的生产始于1977年。到现在,已经有70 多种双歧杆菌产品,其中有50种以上都是乳制品。在法国 含有双歧杆菌的酸奶近年已经增加了 300%,占总乳销售 量的4%,现在酸奶的11%都添加了双歧杆菌。在丹麦,医 生推荐通过摄食双歧杆菌制品治疗肠道紊乱,其中MD食 品公司生产的系列益生乳制品就包括双歧杆菌制品,这种 产品安全,且可以提高胃肠功能。前苏联还将双歧杆菌制成 保健品,供长期从事太空飞行的宇航员食用。其他如加拿 大、意大利、波兰、英国等国家也都有这样的产品。可以说世 界各国双歧杆菌乳制品种类繁多,在整个乳制品中所占的 比例逐年增加。 在国内,中国奶业协会有关统计数据显示,我国益生菌 乳饮料目前正以每年25%的速度递增,未来 5年内还将保 持高速发展的势头。但是我国的益生菌产品生产技术与国 外先进水平相比尚有差距。表现为产品质量偏低,企业入市 门槛偏低,整个益生菌市场向低水平、低层次发展。中国农 业大学食品科学与营养工程学院任发政教授指出,我国的 益生菌行业缺乏相关技术,与国外先进水平相比还存在较 大差距。主要表现在:一是不能保证所用菌株具有生理功 效,优良菌种缺乏;二是益生菌在乳制品中的存活率不高, 我国在生产和包装技术上还滞后于国外的同类产品,导致 产品中的活菌数不高。 4.2 益生菌乳制品研究的发展趋势 乳制品是除母乳以 外最为营养和均衡的全价食品,它含有人体所需的全部营 养成分。由于乳营养的全面性和均衡性,使其在婴幼儿营养 和成人膳食中占有极其重要的地位,是许多益生菌的良好 培养基[7]。益生菌乳制品更是因其全面地营养和特殊的益生 保健作用,受到了广大消费者的喜爱。最近的调查表明, 2007年以前食品饮料的消费趋势是健康、方便和嗜好。在 多种健康的因素中,益生菌的应用特别突出。因此在未来的 (下转第2415页) 刘大波等 益生菌与益生菌乳制品的研究现状及发展趋势35卷8期 2405 (上接第2405页) 益生菌开发过程中,应进一步深入研究菌株的作用机制,筛 选出具有特定功能,能够满足不同年龄层次的人需要的菌株。 5 结语 随着社会和经济的进步,人们生活水平的提高,科学技 术的发展,疾病模式的改变以及对健康长寿的追求,益生菌 乳制品已逐渐深入人心,人们已开始从重治疗转向重养生, 这将极大地促进益生菌乳制品的发展,益生菌及益生菌乳 制品研究开发前景十分广阔。总之,随着相关技术的逐渐成 熟,更多的益生菌乳制品将被开发出来,益生菌乳制品在食 品领域将会不断扩展。 参考文献 [1]白天红,孟祥晨.益生菌制剂及其发酵性乳制品[J].中国乳品工业, 2004,32(8):32-34. 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[7]郭本恒编著.功能性乳制品[M].北京:中国轻工业出版社,2001. 大都市的生活方式,所以他们都普遍感到巨大的心理落差, 这种落差又和他们在学校中受到的歧视相结合,最终会形 成不健康的心理,并有可能会引发反社会的行为。②人身安 全问题。农民工居住的环境既恶劣又复杂,他们自身缺乏对 大城市治安形势的认识,所以他们的孩子存在比较严重的 安全隐患问题。孩子自身防范意识差,不能分辨是非曲直, 容易被引诱甚至是上当受骗。因此,农民工子女的安全也需 要社会给予共同关注。 4 解决农民工子女教育问题的途径 切实解决好农民工子女教育问题在当今社会中具有重 要意义,也是当今国家解决好“三农”问题的一个关键步骤。 4.1 解决拖欠、克扣农民工工资问题 首先要普及《劳动 法》等基本法律知识,对农民工开展法律文化技能等方面的 ,使他们学会用法律武器来维护自身的劳动权益和经 济利益。其次,用人单位必须依法与农民工签订劳动, 合同中要明确规定合同期限、工作内容、劳动报酬等内容, 劳动保障部门也要加大对农民工劳动合同的监督检查力 度。另外,政府要采取措施增加农民工的收入。政府可以给 农民工以资金上的倾斜,如教育补贴、贷款等,还可以加强 对农民工职业教育的培训,提高农民工自身的素质。在增加 农民工收入的同时也要减轻他们的负担,特别是要取消教 育附加费及“借读费”、“赞助费”等歧视性收费。 4.2 完善义务教育管理体制,加快户籍制度改革 解决这 一问题要变“地方负责,分级管理”为“地方负责,分级管理, 城乡统筹,协调发展”,破除城乡分割,保证教育投入,维护 教育公平,促进教育和谐健康的发展。2006年的中央一号 文件明确指出:“城市政府要切实把对进城农民工的职业培 训,孩子教育,纳入正常的财政预算,已经落实的要完善政 策,没有落实的要加快落实。”随后财政部又公布了贯彻中央 一号文件的有关规定:“在城市中小学就读的农民工子女, 负担的学校收费项目应与当地学生相同,不再收取借读费, 择校费、或要求农民工捐资助学及摊派其他费用。”此外,必 须加快户籍制度改革。适应劳动力市场发展的客观要求,改 革和完善户口登记制度,即建立自由迁移,自主定居,籍随 人走,城乡一体的户籍制度。农民只要在城市居住一段时间 就可以自由申请所在城市的户口,并享有当地人口平等的待 遇。户籍制度的改革将为农民工子女上学扫清制度上的障碍。 4.3 多渠道安排农民工子女入学 4.3.1 公办学校要承担其接受农民工子女就学的主要任 务,加强自身的改革力度。首先,政府要采取多种形式接受 农民工子女在当地的全日制公办学校入学,在入学条件等 方面应与当地学生相同,不得对其乱收费,对特困生应酌情 减免费用。其次,公办学校的教师要多关心农民工子女的身 心发展,要引导城市学生理解和尊重农民,改变原有的歧视 思想和行为。学校也要加强孩子们的法制教育,使他们自尊 自立自强,转变他们的自卑心理。 4.3.2 加强对民工子弟学校的和扶持。从目前来看,民 工子弟学校一般都存在办学条件差,教师素质偏低,教学质 量不高,还有安全、卫生、健康等方面的管理问题[4],但是它 承担了相当数量的农民工子女的教育,在一定程度上也缓 解了公办学校及政府的压力。所以政府应当充分肯定这类 学校的存在,确定其办学条件,规范其办学行为,从保障教 学质量和安全方面提出必须具备的基本要求。按照办学条 件,认真细致地做好民工子女学校的认证、审批工作。经过 整改后仍不合格的,也要安置好学生后再关闭学校。 4.4 依法强化农民工送子女入学的观念 首先,政府要注 意加强对农民工的思想和政治教育工作,向他们宣传党和 政府的方针政策,让他们弄清自己的权力和义务。其次,各 级政府要把加强农民工的教育培训纳入议事日程,对农民 工开展文化技能等方面的培训以及形势政策教育和自信自 强的教育。最后,要加强农民工自身的法律法规学习,最重 要的就是要让他们学习《义务教育法》,使他们认识到接受 义务教育是每个公民最基本的权利,他们有义务将自己的 孩子送进学校接受教育,切实维护他们的子女受教育的权利。 5 结语 农民工及其子女是一个庞大的特殊的群体,农民工子 女的教育问题直接关系到这个群体的稳定性和未来的发 展,并成为社会转型时期的一个综合性问题。在提倡教育公 平的现今社会,我们应该更加关注这个群体的教育现状,深 入研究农民工子女教育问题产生的原因并找到妥善的解决 办法,以促进社会的和谐发展。 参考文献 [1]中国教育与人力资源问题报告课题组.从人口大国迈向人力资本强 国[M].北京:人民教育出版社,2003. 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