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菌基质,这种调节能力非常短时、有限,而益生元能促进它们
的生长。
益生元(prebiotic)是“通过选择性刺激肠道内一种或
有限几种有益细菌活性或促进其生长的不可消化食品(配
料)”。
益生元包括不可消化的低聚半乳糖、低聚果糖、菊粉、
转半乳糖苷低聚糖等。
益生元广泛存在于普通食物中.如低聚果糖存在于小
麦、洋葱、香蕉、蜂蜜、大蒜、韭菜等许多食物中。
由于益生元与膳食纤维的定义有交叉之处,所以益生元
不仅能促进益生菌生长、提高其活性,而且还具有膳食纤维
功能,能调节脂肪等代谢。
益生菌和益生元结合在一起形成共生元(synbiotic),严格
地讲,真正意义上的共生元应该是指同时包括低聚果糖和双
歧杆菌组成的产品,而低聚果糖与干酪乳杆菌不属于共生元。
2益生菌应符合的条件
益生菌应符合以下条件:
2.1理想的益生菌应该来自健康人肠道的自然菌群;
2.2能顺利的通过消化道,尤其是在上消化道极端条件(高
胃酸、高胆汁)下具有较高的存活率;
2.3具有对上皮细胞表面的黏附力,能在消化道内定植;
2.4能够与宿主肠道内的有害菌群竞争,并具有生存发展
的能力;
收稿日期:
2008-08一18
囡
2.5具有拮抗、免疫调节等生理作用;
2.6非致病性,且不产生毒素;
2.7具有加工贮藏的稳定性,在加工贮藏过程中仍能保持较
高的存活率。
在日本和欧美使用的益生菌主要是短双歧杆菌、长双歧
杆菌、两歧双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、罗伊氏乳
杆菌、植物乳杆菌、酪酸乳杆菌。
我国卫生部公布了10种可用于保健食品的益生菌,即
两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、青
春双歧杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜酸乳杆菌、干酪乳
杆菌干酪亚种、嗜热链球菌、罗伊氏乳杆菌。
3益生菌产品
益生菌制品的运用和生产已有百余年历史,分为液态型
和固态型。
传统的益生菌产品主要是酸奶、奶酪等。
采用现代
化工艺生产益生菌产品始于20世纪60年代,我国从90年
代开始发展益生菌乳制品。
到目前为止,世界上开发了数百
种益生菌产品,主要有益生菌酸奶、益生菌干酪、益生菌肉制
品、益生菌饮料等。
菌种和活菌含量是益生菌产品的核心。
3.1菌种
传统酸奶是用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵制成
的乳制品。
上述两种菌种不能耐受高胃酸和胆汁酸,无法顺
利通过消化道,也不能在肠道中定植。
因此其保健功能受到
一定的影响。
目前乳制品企业生产的益生菌酸奶,含有双歧
杆菌、嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌等混合菌
种,综合了各种益生菌的生理功能,具有良好的保健功效。
3.2活菌含量
我国规定酸奶中活菌的含量应达到l×
106cfu/g(或efu/m1)
以上,欧美及13本等国则规定应达到1×
107cfu/g以上。
4益生菌的生理功能
4.1调节肠道菌群。
肠道菌群是影响人体健康的最关键因
素,益生菌能黏附在黏膜表面,有效地和有害菌进行竞争,使
有害菌不能侵染肠细胞或不能在肠细胞上定植,而且这种黏
附性具有特异性。
这是益生菌能调节肠道菌群最主要的原因。
4.2增强免疫力。
主要途径有:
通过蛋白水解活性降解过敏原
的抗原性;
减少肠道中炎症中间体的分泌;
减少肠道的通透性,
增强肠道抗原降解;
调整肠道菌群到正常状态;
增强In活力。
4.3整肠作用,改善便秘、腹泻等肠道不适症状。
乳杆菌和
双歧杆菌生成的酸促进了肠的消化和吸收功能,这些有机酸
还能刺激肠道的蠕动,促进排便。
它们对致病菌的抑制作用
又能预防或及时治愈由于感染产生的细菌性腹泻。
4.4抑制肿瘤。
其主要机理是:
阻止或降解基因毒素、抑制
肿瘤前体和肿瘤促进因子的形成;
益生菌发酵后会产生一些
短链脂肪酸,如丁酸等能抑制肿瘤;
增强了人体的免疫力;
肠
道中益生菌达到一定含量能抑制肿瘤致病菌的繁殖,可产生
抗肿瘤或抗突变物质。
4.5降低胆固醇。
其主要原理是:
益生菌能吸收胆固醇;
益
生菌能产生大量的脂肪酸,结合胆汁酸盐降解成游离胆汁酸
盐,在酸性条件(pH6以下)下,后者能够与胆固醇结合形成沉
淀。
某些益生菌含有胆酸盐水解酶,能促使胆固醇降解;
益生
菌分解碳水化合物产生的短链脂肪酸能降低胆固醇合成量。
此外,益生菌制品还具有缓解乳糖不耐症、抗高血压、减
少生殖道感染、促进钙吸收、生成维生素等功能。
5益生菌产品的安全性
人类科学的研究和应用益生菌已有100多年的历史,最
近50年来,益生菌已被广泛的应用于各种食品中。
美国FDA
(美国食品药品管理局)已经将许多益生菌定为GRAS(美国
食品安全认证),甚至那些未取得GRAS的菌株也长期在食
品工业中应用,并未出现安全问题。
有些益生菌在消化道是安全的,但在食品中可能产生对
人体有害的生物胺;
有的乳杆菌对心膜炎的产生有一定的影
响(Hammea和Hertel,2002);
有的肠球菌(属益生菌范畴)是
条件致病菌,在一定条件下可能引起脑膜炎、心内膜炎等疾
病(Jett等,1994)。
2008年1月,荷兰乌得勒支大学医学中心发布消息称,
2004—2007年间,对15家医院、296名急性胰腺炎患者进行
饲食益生菌酸乳实验,结果发现益生菌可减轻患者症状,但
实验组24人死亡,对照组9人死亡。
引起世界关注。
中外专家为此召开多次会议研讨,多数专家意见是:
5.1急性胰腺炎是一种死亡率很高的疾病,针对这一特殊
人群所做的实验观察,其结果只是个案。
5.2益生菌功效的临床实验,必须严格遵照WHO爪AO建议
的双盲实验法进行。
上述研究数据来自荷兰15个医院,实验
设计、5-托J1、病人患病程度、并发症等都有差异,影响实验结果。
5.3荷兰政府就此开展了调查,并发表声明,再次肯定益生
菌的健康功效。
欧洲食品和饲料菌种协会也表示,此前益生
菌所有临床研究,并未发现任何对人体造成伤害的结果。
相
反,大量科学实验证实,益生菌对人体健康具有很多功效。
5.4所有中国允许使用的益生菌株都有在食品和膳食补充剂
中长期安全使用的历史,并经过严格的安全性、毒理性实验。
5.5益生菌生产企业应严格按照相关标准和法规进行菌种
回
选用和产品生产。
新菌种必须通过安全性评价和规范的申报
程序,并取得批准文书后方可投入使用。
5.6消费者应选用生产条件良好、管理规范,并通过相关的
质量安全认证的乳品企业生产的益生菌乳制品。
6益生菌的发展趋势
过去20.30年全球功能性食品中有65%左右强化了益生
菌,这类产品年销售额超过750亿美元,成了数量最大的功能
性产品。
仅仅至1991年全球就有80种含双歧杆菌的产品,产
品涉及乳制品(包括鲜牛奶和发酵牛奶)、果汁、干酪、农家于
酪、乳粉、功能食品、冰淇淋和乳制品甜点等。
健康专家认为,未
来7—8年时间,中国的益生菌产业将会有一个较快的发展。
据推算,国际微生态制品目前的市场规模大约为3000
亿美元,我国起码能有2000亿元人民币的市场潜力,益生菌
产业的发展具有很大的空间和前景。
6.1益生菌干酪
国内尚没有益生菌干酪的相关报道,据了解,益生菌用
于干酪生产还需要具备另外2个条件:
益生菌在生产加工过
程中要保持足够活菌数,在长时间的老化过程中保持足够数
量又不要引起任何不利影响(包括组分、风味和组织状态等
方面),菌株能顺利通过人体消化系统而不被胃酸、胆汁酸和
酶等抑制或杀死。
虽然干酪的益生菌没有像酸牛奶益生菌那样经历过低
pH值驯化,但由于前者含脂率较高,所以干酪可能比酸牛奶
更适合做益生茵载体。
6.2益生菌在液态奶中的应用
含嗜酸乳杆菌和双歧杆菌的牛奶称为AB牛奶。
虽然含
益生菌的乳制品主要是酸奶、干酪和发酵黄油等发酵产品,
但由于有的消费者不喜欢发酵产品,因此促使乳品企业也在
尝试将益生菌直接加入到中性牛奶中,例如目前欧洲市场上
有Gemu8(芬兰)、BioAkfiv(克罗地亚)和Vivi(意大利),国内
有上海光明乳业股份有限公司的健能牌益菌奶。
一
将益生菌直接添加到中性牛奶中可以保证益生菌的活性。
6.3益生菌在其他制品中的应用
益生菌不仅能在乳制品中应用,而且也可以应用在其他
食品中。
例如,双歧杆菌可以用于熏肉制品中,而且低湿度、
低水活度和较低冷藏温度能促进菌在肉制品中的存活。
瑞典
一家公司用植物乳杆菌发酵混合了燕麦粥和果汁的饮料,得
到的产品活菌数约为5×
1010cfu/l。
该产品的最大优点是使用
了完全不含牛奶或乳配料的基质作为益生菌的发酵剂。
参考文献:
【1】郭本恒掖态奶【M】.北京:
化学工业出版社,2004.324~338.
【2】张和平,张列兵.现代乳品工业手册【M】.北京:
中国轻工业出版
社,2005.699—713.
【313陆东林,张瑞梅.功能性乳制品开发现状和前景m.新疆畜牧业。
2008(4):
50--52.
【4】邢国春.否定益生菌安全性证据尚欠充分【N】.中国食品报,
2008.1,31.
我国益生乳酸菌及益生发酵乳研究开发现状及发展对策
张和平
内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室
《中国乳业》
2009年第8期
乳酸菌(Lacticacidbacteria)是指能发酵碳水化合物产生50%以上乳酸的一类细菌的总称.联合国粮农组织与世界卫生组织(2001)对益生菌的最新定义是:
通过摄取适当的量、对食用者的身体健康能发挥有效作用的活性微生物.国际营养学界普遍认可的定义是:
益生菌是一种对人体有益的细菌,可直接作为食品添加剂服用,以维持肠道菌群的平衡.英国福勒博士(RovFuller)将益生菌定义为:
益生菌是额外补充的活性微生物,能改善肠道菌群的平衡而对宿主的健康有益.由此可见,乳酸菌和益生菌不是一个概念,不是所有的乳酸菌都可以称为益生菌,或用做益生菌及其产品.……
共3页
50-52页
S8[农业科学>
畜牧、动物医学、狩猎、蚕、蜂]
主题相关
我国益生乳酸菌及
益生发酵乳研究开发现状及发展对策
■张和平内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室
乳酸菌(Lacticacidbacteria)是
指能发酵碳水化合物产生50%以上乳
酸的一类细菌的总称。
联合国粮农组织
与世界卫生组织(2001)对益生菌的
最新定义是:
通过摄取适当的量、对食
用者的身体健康能发挥有效作用的活性
微生物。
国际营养学界普遍认可的定义
是:
益生菌是一种对人体有益的细菌,
可直接作为食品添加剂服用,以维持
肠道菌群的平衡。
英国福勒博士(Roy
Fuller)将益生菌定义为:
益生菌是额
外补充的活性微生物,能改善肠道菌群
的平衡而对宿主的健康有益。
由此可
见,乳酸菌和益生菌不是一个概念,不
是所有的乳酸菌都可以称为益生菌,或
用做益生菌及其产品。
目前世界上常用于益生茵的
菌种大多为乳酸茵,如嗜酸乳杆菌
(Lactobaci//usacidophi/us),发酵乳
杆菌(Lactobacillusfermentum),
干酪/副干酪乳杆菌(£acfD6acj//“s
casei/paraC8Sei),植物乳杆菌
(Lactobacillusplantarum),罗伊氏乳
杆菌(Lactobacillusreuteri),鼠李糖
乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus),
双歧杆菌(Bifidobacterium)等中的一
些菌株。
但并不是这些菌种中的每一株
菌都可以作为益生菌,只有经过科学验
证的菌株才可以作为益生菌。
同时,并
不是每一株益生菌都能够发挥所有的健
康功效。
乳酸菌作为人和动物的有益菌或
称为益生菌(Probiotic),广泛运用于
发酵乳制品(益生菌酸奶、益生菌发
团:
嘲瞄。
酵乳饮料、益生菌奶酪)、发酵豆乳
制品、功能性食品配料和食品添加剂
(如在婴儿配方乳粉、中老年乳粉、
果汁等中添加等)、膳食补充剂(片
剂、胶囊等)、饲料微生态制剂。
2007年世界乳酸菌产业已达3000亿美
元,年增长速度为20%左右。
近5年来,我国发酵制品(主要是
酸奶和发酵乳饮料)产销量年增长速
度都在25%以上,而且在今后相当长
的时间内仍然会保持这一增长趋势,
特别是具有一定生理功能的益生菌发
酵乳制品将是发酵乳制品一个非常重
要的发展方向。
益生茵发酵乳和发酵
乳饮料不仅成为推动我国乳酸菌产业
发展的主导产品,而且已成为我国行
业产品结构调整的重要方向和今后的
重要发展趋势。
除了发酵乳制品外,具有功能性
的益生菌制剂(片剂、胶囊等)已经成
为我国发展最快的膳食补充剂(健康食
品),这种益生菌制剂年增长速度为
20%左右。
此外,益生菌制剂作为动
物微生态制剂年增长速度为15%左右。
1益生乳酸菌的国际研究现状
及发展趋势
从世界发达国家对益生乳酸菌研
究开发现状来看,具有以下特点和发
展趋势。
1.1建立专业化的菌种资源库,用于
益生菌菌种筛选和改良的遗传资源十
分丰富。
并具有自主知识产权
在乳酸菌产业发达的国家,都十
分重视乳酸菌资源的搜集、保存及资源
库和基因库的建立,在此基础上对乳酸
菌进行开发利用。
除了国家的一些研
究中心设立了乳酸菌资源库之外,一
些大的乳业公司或专业生产乳酸菌制
剂的企业都建立了自己的乳酸菌资源
库,且每年不断地从世界各国收集、
补充乳酸菌种,如丹麦科汉森、荷兰
DSM公司、芬兰的维里奥公司(Valio
Ltd)、法国达能(Danone)、日本
CalpisCo.,Ltd、日本养乐多株式会社
(YakultHonshaCo.,Ltd)、日本明
治乳业(MeijiDairies)、中国台湾的
味全公司等。
法国达能(Danone)在
过去的90年里,建立了~个乳酸菌保
藏中心,称为BacterialBank,收集乳
酸茵大约3500株,尽管目前只对百余
株进行了系统的研究,其中有50株用
于生产,但这些资源为公司的下一步发
展奠定了长远的基础,目前DanoneE_
采用基因组学的方法和技术来研究、筛
选益生菌。
1.2采用现代生化技术、分子生物学
技术对乳酸菌进行系统深入的研究
包括菌种分类、重要生物学特
性研究,特别是分子生物学技术的应
用,如应用基因组学、蛋白组学、代
谢组学、生物信息学等从整体研究乳
酸菌菌株的分子特性、代谢特性、益
生特性等。
新技术的采用大大提高了
研究的科学性和效率。
1.3在发酵剂制备技术上,优化了高
效增菌和高密度培养技术
筛选出适宜的菌体保护剂,开发
万方数据
出了深冻浓缩、冻干、低温真空喷雾
干燥等技术,制成了单一菌株、复合
菌株的深冻浓缩和干粉状发酵剂。
通
过不同菌株的合理搭配,开发出具有
不同益生特性的优质发酵剂。
1.4日本和欧美国家的大型乳业集团
和乳酸菌制剂公司都已开发出了属于
自己品牌的国际知名菌株及产品品
牌,并将益生菌产品推向市场
如法国达能公司的Actime
(L.caseiDN一114001,L.casei
Immunitas)、瑞士雀巢公司的LCl
(L.JohnsonfiLal和Ljl)、Muller的
。
Prokult”、日本养乐多(Yakult)
的L.caseishirota、维里奥(Valio)的
LGG(L,rhamnosusGG)、明治乳业
的LG21(L.gassed)和LB81、森永的
BB536,丹麦科汉森公司的BBl2和L.
acidophilusLA一1和LA一2、丹麦丹尼斯
克公司的Howaru系列,德国Biogaia公
司的L.reuter/SD2112、MM2等。
国
际上一些知名的益生乳酸菌菌株及益生
乳酸菌发酵剂制备技术都被进行了专利
保护。
1.5尽管发达国家关于益生菌及益生
菌发酵乳制品的标准不尽相同,但各
个国家关于益生菌的立法及相关政策
法规正在建立,并逐步趋于统一
在日本,没有硬性规定益生菌作
为食品及营养补充剂的应用,但是对
列为特定保健食品(FoodsforSpecific
HealthUses,FOSHU)的益生菌则具
有严格的规定,使用FOSHU标志的产
品在上市前毖须经过严格的审批和验
证,要求对该产品进行流行病学试验
及临床试验验证后方可投入市场。
目
前具有该标志的产品主要集中在改善
肠道环境,降低胆固醇及降低血压等
方面。
在澳大利亚和新西兰,对关于益
生菌的产品标签已有立法,凡使用益
生菌产品标签的产品,都要对每一改
善健康的功效进行市场前期论证,并
DairYIndustrY【圜孚L品力口工
给予科学证明。
在美国、法国等国家均有益生茵
及其制品的法规,对其进行规范。
IDF
(国际乳品联合会)也曾对益生菌进
行多次限定。
所有这些国家、行业协会关于
益生菌及其发酵乳制品的立法、标准
都指导着各国益生菌及相关制品的生
产,规范着益生菌及其制品的市场。
在益生菌发酵乳制品方面,国际上大
量的研究表明,只有产品中益生菌的
活菌数达到1X107个/mL才能够发挥其
应有的功效。
2国内研究益生乳酸菌及其发
酵乳制品存在的问题
近些年,益生菌在我国食品中得
到广泛应用,其中80%应用于发酵
乳制品。
据统计,2006年我国益生
菌酸奶和乳饮料的市场规模已达25
亿元,年总产量突破50万吨,该类
产品年增长速度高达25%。
但是,
目前国内益生菌发酵乳制品采用的
菌种和发酵剂几乎完全被国外企业
和产品垄断,如伊利公司采用了芬
兰VaIio公司开发的LGG菌株、蒙牛
乳业则采用丹麦科汉森公司的BBl2
菌株,而真正具有自主知识产权
的、适合中国人群生理特性的益生
菌产品几乎为零。
我国乳品工业大规模地采用国外
的益生菌发酵剂,不仅生产成本高,
更重要的是长期下去必将制约我国益
生乳酸菌产业和发酵乳制品产业的发
展。
解决这一问题的根本在于制定长
远的战略目标,研究和开发具有自主
知识产权的益生乳酸菌菌种和发酵剂
的相关技术和产品。
我国在益生乳酸菌方面目前存在
的主要问题如下。
2.1缺乏专业化的乳酸菌资源库及可
以持续利用的乳酸菌资源
尽管国内各研究单位都各自保
藏了一些乳酸菌菌种,但大多分离自
国外的发酵剂或发酵乳,没有统一编
号,种类单一,且对其遗传特性不了
解,目前还没有真正意义上的乳酸菌
菌种资源库。
2.2基础研究积累不够
我国在益生乳酸菌研究开发方
面的基础研究积累不够,急功近利和
所谓的拿来主义将会严重阻碍我国益
生乳酸菌产业的发展和企业的长远利
益。
特别像乳酸菌资源的分离、鉴
定、收集、菌种特性的研究是一个长
期的战略性工作,没有这一基础性的
研究工作很难开发出优良的益生乳酸
茵产品。
.
2.3研究手段落后
目前,先进的分子生物学技术在
我国益生乳酸菌研究开发上应用的非常
少,特别像基因组学、蛋白质组学、芯
片技术、生物信息学等,其结果是研究
的成果没有足够的理论深度和说服力,
很难造就一个像国外一些企业所拥有的
益生乳酸菌品牌和产品。
2.4缺乏适合中国人的菌种
在益生菌产品中广泛采用来自国
外的菌种,没有从生物学角度考虑不
同人群的适宜性,更没有一个强有力
的国外的益生菌菌种在中国人种上应
用的人体试验研究报告。
在益生菌及
益生菌发酵产品开发方面,缺乏适合
于中国人群生理特点的益生菌基础性
研究及益生茵功能评价体系。
从生物进化、生理学及其人体微
生态的角度来看,人与益生茵菌种、
菌群,环境与益生茵菌种、菌群都要
适应;
食物及饮食习惯也与要摄入的
“益生茵”协调。
比如筛选自欧洲人
体肠道的益生菌菌株并不一定完全适
合亚洲人群的肠道,因此在用于开发
生产销售于亚洲人群的产品时,应该
具有在销售区域或国家完整科学的人
群临床研究数据。
像日本养乐多公司
的产品在欧洲就是这样做的。
512009.8圈万方数据
2。
5企业与研究机构缺乏紧密的合
作机制
国内对益生乳酸菌动物微生态制
剂研究开发很少,已开发的产品大多
集中于枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌
上,且基础研究不足。
研究开发单打
独斗,企业和研究单位缺乏长期、紧
密的合作关系和合作机制,特别是企
业对基础研究没有足够的重视,导致
研发的产品技术含量非常低,市场寿
命自然也就非常短。
2.6益生菌产品没有标准
到目前为止,我国尚没有系统地研
究和制定益生菌和益生茵发酵乳制品标
准。
因此,出现了益生菌名称叫法五花
Af-],夸大宣传益生功能等现象。
在益
生菌发酵乳制品方面,对所含益生菌活
菌数以及在货架期益生菌存活数也没有
进行严格限定,导致益生菌及其制品的
市场异常混乱,甚至出现某些益生菌发
酵乳制品中检验不出益生菌的现象。
目前,我国只有卫生部2001年出
台的“可用于保健食品的益生菌名单”
法规;
在益生菌发酵乳制品方面
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