一、益生菌概念
益生菌是对宿主有益的活性微生物的总称。益生菌主要定植于宿主体肠道和生殖系统内,能够促进营养物质的消化吸收,维持肠道菌群和微生态平衡,增强人体免疫力等,具有确切的健康功效。
二、益生菌种类及功效
优质益生菌包括双歧杆菌、乳酸杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌和短双歧杆菌。具体如下:
1.双歧杆菌
双歧杆菌是肠道内的重要益生菌,能够帮助维持肠道微生态平衡,促进消化、改善便秘和腹泻等问题。可以通过摄入富含双歧杆菌的酸奶、发酵乳制品或益生菌补充剂来补充。日常饮食中增加这些食品的摄入,有助于维持肠道健康。
2.乳酸杆菌
乳酸杆菌具有促使人体肠道有益细菌的生长,抑制腐败细菌繁衍的功效,有助于消化乳糖,促进肠道健康,减轻腹胀、消化不良等症状。通过食用含乳酸杆菌的食品,如酸奶、泡菜等,或通过益生菌补充剂摄取,可以有效改善肠道功能。
3.鼠李糖乳杆菌
鼠李糖乳杆菌具有功能多样、风味独特、活菌数稳定、耐胃酸和胆汁性、可在人体内定殖(存活)等优势,具有调节免疫系统、抗炎作用,能帮助预防和缓解过敏症状。可以选择含有鼠李糖乳杆菌的发酵食品或益生菌补充剂,特别是在过敏季节或免疫力低下时摄取,有助于增强身体抵抗力。
4.嗜酸乳杆菌
嗜酸乳杆菌具有调节肠道菌群、增强免疫力、降低血脂等多种益生功效。对消化系统有显著益处,能够抑制有害菌的生长,促进营养物质吸收。通过摄取富含嗜酸乳杆菌的发酵食品,如酸奶、开菲尔等,或益生菌补充剂来获取,有助于改善消化功能,预防胃肠道疾病。
5.短双歧杆菌
短双歧杆菌有助于增强免疫力、改善消化功能、肠道菌群平衡、降低胆固醇水平,促进肠道健康,降低肠道疾病风险等。预防便秘和腹泻。可选择含有短双歧杆菌的功能性食品或益生菌补充剂,特别是对高胆固醇患者或有肠道问题的人群,有明显的健康益处。
图片1:益生菌的功效
三、益生菌的应用
随着消费者对益生菌的认知和关注度的提升,益生菌被广泛应用于食品中,特别是益生菌发酵乳已成为消费热点,其对人体的有益功能已被证实,研发具有功能性、低成本及适合普通消费者的益生菌发酵乳是目前主流方向。
1.食品工业:益生菌广泛应用于食品工业中,如酸奶、饮料、面包等。这些食品中的益生菌可以帮助人体消化吸收食物中的营养物质,维持肠道菌群的平衡,增强人体免疫力等。
2.医疗保健:益生菌也被广泛应用于医疗保健领域,如治疗腹泻、便秘、肠易激综合征等肠道疾病,以及预防感染性疾病等。
3.畜牧业:在畜牧业中,益生菌可以作为饲料添加剂,提高动物的消化吸收能力,促进动物生长,提高肉品质量等。
总之,益生菌是一类对人体有益的活性微生物,它们可以通过改善宿主肠道菌群生态平衡而发挥有益作用。随着人们对益生菌认识的不断深入,益生菌在食品、医疗、畜牧等领域的应用也越来越广泛。在未来,随着科技的不断发展,益生菌的应用前景将更加广阔。
图片2:益生菌的作用
四、国外发展历史
1.路易斯·巴斯德发明巴氏杀菌法:益生菌事实上在100多年前早已是爆红,在1857年的法国,有人通过显微镜观察发现引起发酵的主要原因来源于酵母和乳酸菌,平时经常喝鲜奶的童娃一定听过一个词,“巴氏杀菌”。这个“巴氏”指的正是这个试验的发现人法国微生物学家路易斯·巴斯德。方法是在62至65℃下消毒30分钟,或在75至90℃下消毒15秒。巴氏消毒不一定会对所有的益生菌产生影响。由于不同的益生菌对温度和酸碱度有不同的敏感性,巴氏消毒后的酸奶中有些益生菌可能会失活,而有些则能够幸存下来。虽然巴氏消毒会对酸奶产生一定的影响,但是它在杀菌和延长保质期方面仍然有很大的优势。这种方法不仅可以杀死牛奶中的病原体,而且不会影响牛奶的营养和风味。
图片3:法国微生物学家路易斯·巴斯德
2.梅契尼科夫、发现保加利亚乳杆菌:
在益生菌刚刚诞生的年代,也仅限于人类孜孜不倦追求长寿的需求,在一份保加利亚酸奶中,梅契尼科夫发现一种能大量产酸的杆状菌——保加利亚乳杆菌。19世纪末,梅契尼科夫在研究保加利亚和高加索地区居民的长寿现象时,发现这些地区的人们常常食用发酵乳制品,如酸奶。基于自己在吞噬细胞方面的研究,梅契尼科夫认为,肠道中的有害细菌会产生毒素,导致人体衰老和疾病,而乳酸菌则可以抑制这些有害细菌的生长,改善肠道环境。他的这一理论为后来益生菌研究奠定了基础,推动了益生菌在预防和治疗肠道疾病中的应用。由于对胞噬作用的贡献梅契尼可夫于1908年,荣获了诺贝尔生理学和医学奖。
图片4:图梅契尼科夫
3.亨利 提西尔发现双歧杆菌
1899 年,儿科医生亨利提西尔从母乳喂养的婴儿粪便中,分离出一种厌氧革兰氏阳性杆菌,并命名为双歧杆菌。该菌不运动、无芽孢、形态多变的杆菌。最适生存温度为(37~42)℃,最适pH值6.5~7.0,广泛存在于人和动物的消化道、口腔等环境中。提西尔发现,补充这种分叉状的杆菌能治疗肠道感染造成的腹泻。
图片5:双歧杆菌形态
4.代田稔发现乳酸杆菌:
1930年日本代田稔博士从人体肠道中筛选出一株乳酸杆菌,经过培养和强化后确认可以活着通过肠道,有益于人类的消化,具有抵抗胃液、胆汁等强力杀菌作用的消化液作用,并且能以活体状态抵达人类的肠道系统,能有效预防食物中毒菌的感染,促进新陈代谢,还有改善便秘的效果。
图片6:代田稔博士
图片7:活性乳酸菌形态
5.1957年Gordon 在发表于著名医学杂志《柳叶刀》的论文中提出了有效的乳杆菌疗法的标准:“乳杆菌必须没有致病性,能够在肠道中生长,当活菌数量达到10⁷-10⁹时,明显具有有益菌群的作用。”
6.益生菌(probiotics)词源来自希腊语,含义是“对生命有益(for life)”。1965年由美国圣约翰大学的Lilley和Stillwell第一次使用,用来描述由微生物分泌的可以促进其他微生物生长的物质,与抗生素(antibiotics)相对应。此后其含义发生了多次变化,目前广泛使用的是由世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)给出的定义:益生菌是指活的微生物,当摄取足够数量时,对宿主健康有益。
7.1989年,美国 FDA和美国饲料管理协会公布了 42 种“可直接饲喂并通常认为安全的微生物”,其中包括了乳酸菌类、芽孢杆菌类等。而“益生菌“出现爆发式增长的时间节点,则是在 1994 年美国 FDA 颁布了《膳食补充剂与教育法案》,将膳食补充剂由按处方药管理,改为按食品和饮料类管理。也就是说,原本作为肠道用药的益生菌,可以作为普通食品审批、生产和销售,而不需要经历FDA对药物审批的漫长流程。
图片:8:美国食用益生菌审批手续
五、我国发展历史
10多年来,我国持续支持加大益生菌相关研究。国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划(863计划)都给予了大力支持。以“益生菌”为主题的论文数量呈快速增长趋势,发表了一大批优秀、优质论文,目前为止:2024年中国知网已收录部分益生菌期刊论文700余篇。
截至目前,我国申请益生菌领域专利数量位居全球第一,但主要集中于益生菌乳制品、食品、动物饲料及清洁产品中的单一/复配添加应用,在新型益生菌开发和原料制备工艺方面的专利较少。对比益生菌领域申请专利数位居第二的美国,以及法国、瑞士、韩国、日本等同样位列全球益生菌申请数量前十的国家,无不在益生菌研发各个环节及各层面的应用有着完整布局。
六、益生菌行业关键技术
为了提升益生菌的活性,全球范围内已经开发了多种技术。以下是其中一些关键技术。
1.包埋技术:一种前沿的封装与递送系统,其核心在于将益生菌巧妙地包裹于精心设计的保护性基质之中,形成微小的胶囊结构。这种技术不仅有效保护益生菌免受外界环境的侵害,还为其在人体内的稳定递送提供了强有力的支持。常见的包埋材料包括蛋白质(如乳清蛋白、酪蛋白和乳蛋白)、多糖(如果胶、黄原胶、海藻酸盐、纤维素和壳聚糖等)、聚氨基酸(如聚L赖氨酸、聚L鸟氨酸)、脂质体以及合成聚合物等。
2.晶球益生菌技术:该技术通常采用“三层晶球包埋技术”,通过三层不同功能的保护层来确保益生菌在抵达肠道前保持高活菌含量和高活性,从而再肠道中充分发挥作用。
3.其他技术:除了上述两种主要技术外,全球范围内的许多企业还在不断探索和创新其他益生菌技术,以满足不同消费者的需求和市场变化。
七、中国益生菌行业市场现状及发展趋势
中国益生菌行业市场现状呈现出快速增长的态势,市场规模持续扩大。2023年,中国益生菌市场规模达到约1093.8亿元人民币,年复合增长率为14%。预计到2026年,中国益生菌市场规模有望达到1377亿元人民币。
中国益生菌产业将继续保持高速发展的态势。从科研角度来看,益生菌相关课题将持续受到关注,作用机理和功能验证的研究将不断深化。这将为益生菌产业的发展提供更多科学依据和创新动力。从市场角度来看,产品将更加注重体现菌株和功能的差异性,以满足特定人群的特定健康需求。同时,随着法规的迭代和市场环境的变化,益生菌产品的剂型也更加多样化。相信在各方的共同努力下,未来的中国益生菌产业将更加蓬勃、多元和创新!”
八、国家产业政策
2021年1月,由中国食品工业协会食品安全标准法规工作委员会等单位联合提出《益生菌固体饮料(即食型复合益生菌)》团体标准立项计划,2021年7月2日,经中国食品工业协会组织益生菌产业专家及骨干企业会议讨论,将团标标准名称调整为《益生菌食品》。2021年12月,中国食品工业协会主办的《益生菌食品》团体标准新闻发布会在北京召开,《益生菌食品》团体标准从产业统筹的层面,正式赋予“益生菌食品”定义,从产业规划的角度明确了“益生菌食品”使用的益生菌菌株应当满足的法规依据,有望促进中国益生菌食品消费的高质量发展。
我国作为全球老年人口最多的国家,到2050年,我国老龄人口将超过4亿人,老龄化率超过30%。在这样的背景下,国务院《健康中国“2030”规划纲要》倡导从“治疗为主”向“以预防为主”。益生菌作为一种具有实际健康益处的产品,为预防中老年人身体不适提供了新的可能。
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10..中国数子科技馆官网