國內(nèi)外益生菌研究和產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢分析

國內(nèi)外益生菌研究和產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢分析益生菌是指通過攝入適當(dāng)量從而對宿主產(chǎn)生有益作用的活菌。近年來,隨著人類對益生菌研究范圍的擴(kuò)大和功能的深入,這一簡潔且不包含具體機(jī)制的定義成為了益生菌的最適定義。益生菌不僅可以加工成各種食品通過消化道發(fā)揮有益作用,還可以外用于同樣存在固有菌群的泌尿系統(tǒng)和皮膚。益生菌的常見功能主要包括保持腸道正常菌群,對抗感染、緩解乳糖不耐癥、降低膽固醇、抑制癌癥和刺激免疫系統(tǒng)。最近幾年的臨床研究熱點(diǎn)集中于炎癥性胃腸病、過敏、外科感染、抗生素相關(guān)腹瀉、婦科感染、粘膜免疫、癌癥以及肥胖等相關(guān)癥狀上。由于益生菌與健康、營養(yǎng)、飲食的密切關(guān)系,越來越受到消費(fèi)者的重視。食品生產(chǎn)者熱衷于開發(fā)這樣提升產(chǎn)品價(jià)值的食品。全球功能性食品市場預(yù)計(jì)在接下來幾年會迅猛增長。包含有功能性益生菌的食品與飲料消費(fèi)正成為全球的一項(xiàng)消費(fèi)趨勢。目前,益生菌食品擁有全球最大的功能性食品市場。益生菌的產(chǎn)值已占據(jù)了世界功能性食品市場的65%,而且這一數(shù)值仍在不斷增長。美國的這一產(chǎn)值已超過750億美元。在歐洲、日本和澳大利亞,改善胃腸道功能的益生菌、益生元類食品同樣占據(jù)了功能性食品最大的部分。另據(jù)分析,預(yù)計(jì)在2013年,歐洲益生菌食品與飲料市場是現(xiàn)在的兩倍還多。一、益生菌株研究趨勢（1）益生菌的功能具有菌株特異性：近20年來,益生菌的研究熱點(diǎn)在于發(fā)掘某個(gè)菌株的各種功能性,打造全能單菌株,結(jié)果誕生了像Lactobacil-lusrhamnosusGG,L.caseiShirota,L.acidophilusNCFM和BifidobacteriumlactisBb-12等一些著名的多功能益生菌。在充分研究了單菌株的功能性后,人們轉(zhuǎn)向了復(fù)合菌的功能性研究。因?yàn)樗拗鞯哪c道菌群也具有一定的差異性,單株菌的平均效果就顯得很有限,多種復(fù)合菌可以有協(xié)同增效的作用。CARMENCOLLADO等人研究評價(jià)了4株商業(yè)益生菌(鼠李糖乳桿菌GG和LC705,短雙歧桿菌99,丙酸菌JS)在單獨(dú)和各種不同組合情況下抑制、易位和與特定致病菌的競爭效果,結(jié)果顯示,復(fù)合益生菌在阻止致病菌的粘附更有效。不同益生菌的聯(lián)合比單菌株更能降低潛在致病菌在腸道中的定植。著名的復(fù)合益生菌制劑VSL#3使用的一組益生菌給炎癥性腸病患者帶來了良好的效果。它直接將復(fù)合益生菌產(chǎn)品上升到了一個(gè)“組”的高度。（2）耐性益生菌：益生菌雖然有著很好的功能性,但其應(yīng)用范圍卻受到很大限制,由于對熱、濕度和其他苛刻的條件比較敏感。主要限定于冷藏食品的使用。為了擴(kuò)大其應(yīng)用范圍,人們想到了篩選新的耐性益生菌。Gane-den生化科技篩選一株凝結(jié)芽胞菌可以用于生產(chǎn)含大量活菌的焙烤食品。（3）益生菌產(chǎn)品的兩條主線：功能性成分的挑戰(zhàn)仍然在于食品加工過程和貯藏期內(nèi)保證其存活和保持生物活性。無數(shù)的研究已證明了益生菌的重要性,然而它們最大的缺點(diǎn)是活菌期時(shí)間短。益生菌產(chǎn)品最關(guān)鍵的是保持穩(wěn)定,其中益生菌達(dá)到足夠量才能發(fā)揮全部的益生作用。所以菌株的存活和產(chǎn)品的穩(wěn)定成為益生菌產(chǎn)品兩條主線,也是最大的挑戰(zhàn)。合生元和微膠囊包埋技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)益生菌產(chǎn)品兩條主線的十分有效的方法。益生菌與益生元組成合生元。結(jié)合適當(dāng)益生元不僅可以保證菌株的存活和產(chǎn)品的穩(wěn)定,還可以提高益生菌產(chǎn)品的功能性。如今,新的益生元食品材料正在不斷被開發(fā)出來。另外,中草藥中的益生元(如枸杞多糖等)也是未來合生元產(chǎn)品開發(fā)的一個(gè)特色方向。GUISYMANDALARI博士及其研究所成員使用一種腸模型——模擬人胃腸道的生理生化條件——來評價(jià)杏仁的益生元作用。研究者發(fā)現(xiàn)杏仁粉能顯著提高雙歧桿菌和真細(xì)菌的數(shù)量,具有益生元的作用。通過研究還發(fā)現(xiàn),當(dāng)杏仁的脂肪被除去時(shí),它不會表現(xiàn)出益生元的作用。這一結(jié)果表明了脂質(zhì)對激活益生元反應(yīng)的關(guān)鍵作用。與常見低聚果糖的益生元指數(shù)(4.08)相比,含脂杏仁的益生元指數(shù)達(dá)到了4.43。這樣,益生菌與杏仁組合的合生元食物(如合生元植物蛋白飲料)也是未來一個(gè)很好的商業(yè)化方向。二、益生菌作為功能性食品成分的趨勢（1）益生菌酸奶：益生菌發(fā)酵乳制品已經(jīng)發(fā)展成為最成功的一類功能性食品。為了提高益生菌的存活,SAMIRAYEGANEHZAD等研究人員研制了濃縮酸奶。8.5%干物質(zhì)脫脂乳真空濃縮再經(jīng)發(fā)酵制成含有15%～20%干物質(zhì)的益生菌濃縮酸奶。結(jié)果顯示,總干物質(zhì)提高的濃縮酸奶提高了嗜酸乳桿菌的存活率,酸奶酸度和稠度,同時(shí)pH下降和離水作用減少,說明了酸乳中的總干物質(zhì)對益生菌存活也是很重要的。含有水果的益生菌酸奶在消費(fèi)者間很受歡迎,人們添加多種水果制成攪拌型水果酸奶。近年來,功能性莓類酸奶是一個(gè)很好的方向。蔓越莓、巴西莓都被添加到益生菌酸奶中,在保持了較高活菌數(shù)的同時(shí),還豐富了酸奶的口味和提高了功能性。MAGARISOS等人評價(jià)了兩種益生菌干酪乳桿菌Shirota和乳酸動物雙歧桿菌在添加蔓越莓汁的酸奶甜點(diǎn)(含2.7%的脂肪)中的存活。貯藏21d后,乳酸雙歧桿菌的終濃度為1.99×106CFU/g。干酪乳桿菌Shirota的終濃度為2.05×107CFU/g。MARTINGOTTELAND等人研究了約氏乳桿菌和蔓越莓汁對幽門螺桿菌陽性兒童的聯(lián)合作用效果,雖然與單獨(dú)使用益生菌或蔓越莓汁差異不具有顯著性,但幽門螺桿菌根除率還是有所增加,達(dá)到了22.9%(單獨(dú)使用時(shí)分別為14.9%,16.9%)。（2）益生菌乳飲料：最新的研究顯示了益生菌在乳飲料領(lǐng)域的也具有很大的開發(fā)潛力。SILVA等人研制的富鐵益生菌乳飲料就是結(jié)合微量元素開發(fā)益生菌產(chǎn)品的典型。發(fā)酵乳飲料通過鐵的氨基酸螯合物強(qiáng)化(3mg鐵/80ml)。人體臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示,攝入富鐵益生菌乳飲料的兒童表現(xiàn)出較高的血紅細(xì)胞水平,且鐵攝入與血紅蛋白的正相關(guān)性。如何處理大量的奶酪副產(chǎn)品乳清已成為人們的研究焦點(diǎn)。生產(chǎn)奶酪的原料奶中90%以乳清的形式被排出,乳清的主要成分是水,然而其中含有有價(jià)值的蛋白質(zhì)和乳糖。益生菌乳清飲料也是提升乳清價(jià)值的一種方法。CHRHANSEN在2008年推出了含有益生菌BB-12和LA-5的乳清飲料MyWhey。（3）益生菌干酪：在合生元思想指引下,CARDARELLI等人開發(fā)了新式合生元新鮮干酪(petit-suisse)。發(fā)現(xiàn)含有低聚果糖和菊粉混合物的合生元新鮮干酪petit-suisse兼顧了感官品質(zhì)和功能性。乳雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌各自的活菌數(shù)分別達(dá)到了107和106CFU/ml以上。NAGENDRASHAH的研究小組則報(bào)道了另一重量級研究成果:宣布研制成功了具有降血壓作用的益生菌契達(dá)干酪。24周成熟期后的契達(dá)干酪中仍能夠保持每克106單位(CFU)以上活菌數(shù)及ACE抑制活性。盡管益生菌這一概念不是什么新鮮詞,但對益生菌的科學(xué)研究仍處在初期。目前已經(jīng)有多達(dá)幾十株益生菌完成了全基因組序列的測定,同時(shí)又在人類元基因組研究的大好背景下,益生菌功能性產(chǎn)品的研究和開發(fā)迎來了組學(xué)新紀(jì)元?；蚪M、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組和代謝組都為益生菌的系統(tǒng)研究提供了很好的思路,可以讓我們更加準(zhǔn)確地評價(jià)和篩選益生菌。特別在外用制品中,益生菌的安全性應(yīng)該放在第一位。由于益生菌市場的逐漸成熟、消費(fèi)者對健康需求的增加和個(gè)性產(chǎn)品的激烈競爭,益生菌產(chǎn)品商業(yè)化速度正不斷加快,益生菌產(chǎn)品,,,,,,,,,,的研發(fā)前景將不可估量。目前，國內(nèi)外益生菌的分離、研究和相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)主要集中在益生菌的分離及穩(wěn)定性研究、益生菌的發(fā)酵特性研究、益生菌的保健功能研究、益生菌產(chǎn)品的開發(fā)、益生菌