微生物论文

益生菌综述

柴艳芳 食工0802 0810100223

摘　要：肠道疾病在我国的发病率逐年上升，临床研究表明此类患者的肠道内存在着严重的菌群失调，通过给予益生菌对局部的微生态环境进行调节，可缓解病情。随着人们对肠道内微生物菌落与人类健康关系的认识与研究，益生菌作为一个新领域开始被了解和关注并且在食品和保健品中的应用日益剧增。应用含有益生菌的功能性食品来促进健康和预防疾病在世界范围内都引起极大的兴趣。虽然大多数益生菌是GRAS菌株，但是不能排除其可能存在的耐药性转移、败血症、产生毒性代谢产物的致病风险。本文综述了益生菌对人类的营养和健康的意义及益生菌的营养功效、作用机制和近几年来暴露的益生菌安全性问题及其应用情况的研究进展。

关键词： 益生菌 作用机制 功能与作用 肠道疾病 安全性

正文

1概述

1.1 益生菌是一种对人体有益的细菌,它们可直接作为食品添加剂服用,以维持肠道菌丛的平衡。随着研究的不断深入,益生菌独特的营养与保健作用越来越受到人们广泛关注。益生菌主要包括:乳酸杆菌、酵母菌、保加利亚乳杆菌等,应用范围主要在酸奶、酸奶饮料、牛奶、奶粉、奶酪等领域。如伊利L GG 益生菌,它是全球研究最多的一种益生菌,具有平衡和改善胃肠道功能、增强人体自身免疫能力、促进双歧杆菌和嗜酸乳杆菌生长、降低血清胆固醇水平、预防呼吸道感染等作用。

1.2什么是益生菌

“益生菌”的英文单词“probiotics”由Lilly和Stillwell于1965年在《Science》发表研究论文时所创造。根据联合国粮农组织（FAO）世界卫生组织（WHO）联合专家组在2001年给出的定义，益生菌是“经适量服用后，有益于其宿主健康的活的微生物”。概括地讲，益生菌的作用在于促进有益菌、抑制致病菌的生长，维持肠道菌群的平衡，有益人体健康。

2益生菌的作用机制

2．1与病原菌的竞争抑制

2．1．1 竞争结合位点 研究表明，动物肠道中摄入的益生菌可以改变宿主体内的微生物群体，从而大大降低病原菌占据肠道环境的机会。Yan L虽然没有直接验证竞争抑制，但是证实了附着在海藻上的芽孢杆菌能否产生抗生素与该菌生物膜的形成有关。

2．1．2竞争营养物质一些研究表明，当添加的是活的细菌而不是细菌的胞外产物时，细菌也可以过与病原菌竞争营养物质，从而起到竞争抑制作用。铁对于细菌的生长是必须的，但是动物组织和体液中的铁是有限的，而且是以不溶解的Fe3+的形式存在。铁载体(siderophores)可以吸收适合微生物生长所需要的铁。在铁有限的情况下，产生铁载体的益生菌可以降低病原菌对铁的利用率。

2．2分泌消化酶和营养物质

研究表明，益生菌可以在动物体内产生消化酶，有助于降解饲料中的蛋白质、脂肪和碳水化合物，加强宿主体内的营养代谢。一些细菌可以参与双壳类的消化过程，同时产生胞外酶，如蛋白酶、脂肪酶和必要的生长因子。许多益生菌本身就含有大量的营养物质，如光合细菌(PSB)富含蛋白质，粗蛋白含量高达65％，还含有多种维生素、钙、磷、多种微量元素和辅酶Q。

2．3改善宿主免疫系统

益生菌是良好的免疫激活剂，能有效提高干扰素和巨噬细胞的活性。通过产生非特异性免疫调节因子激发机体免疫功能，增强机体免疫力和抗病性。

2．4改善养殖体系的水体环境

益生菌可以直接吸收或降解水中的有机物质或有毒物质，改善养殖水体的水环境。当光合细菌进入水体后，能迅速消除水中的氨氮、硫化氢、有机酸等有害物质，改善水质，平衡酸碱度。利用芽孢杆菌可以改善水质，提高幼年斑节对虾的存活率、生长速度、健康状况和减少弧菌致病机率。Wang Y B等验证了芽孢杆菌可以用于池塘水质的修复。

2．5提高宿主抗病毒能力

一些细菌由于具有抗病毒特性而被认为是益生菌。虽然这些细菌抗病毒的准确的机制还不明确，但是研究表明一些化学和生物物质如海藻提取物、细菌胞外产物可以使病毒失活。此外，益生菌在肠道中发酵产生的大量醋酸、乳酸等酸性物质，可以抑制病原性细菌生长繁殖。

3. 益生菌的功能与作用

3.1免疫功能

拥有完整肠道菌群的常规动物比无菌动物有更高的巨噬细胞活性和免疫球蛋白水平，乳酸杆菌能提高巨噬细胞的活性，并能防止肿瘤的生长。另外，双岐杆菌也具有良好的抗菌性并能增强机体免疫功能。He Fang等对一些益生菌进行的研究表明：有些益生菌能够影响人体免疫系统的应答能力，不同菌体的影响程度不同。而Harsharnjit S. Gill等也通过实验发现了乳酸杆菌能够增强机体的免疫能力。杨隽等在小白鼠试验中发现益生菌制剂有一定的抗辐射、抗疲劳、保护肝脏和润肠通便的作用。

3.2降血清胆固醇作用

尽管其效果可因菌株不同而异，但益生菌确具有降血清胆固醇作用。只是关于其作用机制尚未完全澄清，估计可有对肠道胆固醇的吸收抑制，胆汁酸的排泌促进和肝内的胆固醇合成抑制等环节。筛选兼备益生菌特性的菌株进行研究并用以开发食品则前景光明。

3.3防癌作用

研究表明，习惯地摄食LcS (Lactobacillus casei Shirota , LcS) 可减低由吸烟增加膀胱癌发病的风险。据《日经Biotech》(200317121) 报道，最近已开成功不含抗生物质耐受性基因的LcS 产品。

3.4益生菌对肠道内环境的改善效果

多胺是同细胞分化与生长密切相关的物质，对肠管组织的成熟起不可或缺的作用，它可由肠道细菌生成，对肠道内环境的影响是至关重要物质。给高龄者投予含耐酸性、对肠粘膜粘着性强并已确证可在肠道内生长的Bifidobacterium lactis L KM 512株(此在5 %氧溶酸性条件下或乳酸内及胃环境中可生存并同有害菌Clostridium perfringens的粘着竞争试验上有剥离作用。

3.5益生菌对中药的影响

构成传统中药的有效成分均含(糖)苷，而具β结合的苷可由人消化酶分解，故其在体内的利用率甚低。糖苷由肠道细菌水解代谢提高其亲油性之后方被吸收而发挥药效。但肠道菌群的构成有极大的个体差异性使其水解率亦不同，是导致药效个体差异的主要原因。有研究表明，筛选出具水解人参苷功能的益生菌，给服用人参者并用，发现可使其人参苷水解率标准化而提高人参的药效。因此，益生菌技术应用于传统中药领域可以期待。

4．益生菌在治疗人类胃肠疾病中的应用效果

4.1炎症性肠疾（Inflammatory bowel disease,IBD）

炎性肠疾（IBD）以慢性或复发性肠炎为特征，临床上表现为两种交错的证型，即局限性回肠炎和溃疡性结肠炎，他们主要影响结肠和（或）小肠末端，其病原学还不完全清楚，但遗传因素和正常肠道菌群被认为起着重要作用。改善正常菌群组成和活性可以使病情好转，筛选的益生菌的确可以减少疾病复发和延长缓解期。目前研究认为炎症性肠炎是由基因的易感性，环境因素激发和肠道免疫系统失调等多种因素交互作用引起的消化系统自身免疫性慢性炎症疾病。结肠内灌注L.reuteri R2LC,可使经乙酸诱导患结肠炎小鼠的病情减轻，而Lactobacillus HLC则无效。有趣的是不只有乳酸菌，酵母菌S.boulardii和1株大肠埃希菌（Nissle）也被发现对缓解炎症性肠炎症状有效。

4.2旅行者腹泻（Traveler's diarrhea）

旅行者腹泻发生在约50%的高危险地区旅行者中。虽然大多数病情是温和的和自限的，但发病率是相当高的。抗生素可有效地预防本病，但并不被提议广泛使用，这就需要一种经济的替代疗法。许多研究致力于益生菌的应用。实验结果由阳性也有阴性。BLACK等在随机抽用L.acidophilus,L.bulgaricus,bifidobacreria和S.thermophilus的混合物或安慰剂对参加埃及两周游的94名丹麦旅行者进行治疗，发现旅行者的腹泻率从71%下降至43%（P<0.001）。

4.3结肠直肠癌（Colorectal cancer）

结肠直肠癌的病因是多样的，饮食明显包含其中。饮食，尤其是肉和脂肪含量高，且纤维含量低的饮食被发现可以引起肠道菌群组成的改变，使拟杆菌属和梭菌属的细菌数增加，双歧杆菌属的细菌数下降，这种菌群组成的变化与粪便中一些酶活性的增加有关，包括a-葡萄甘酸酶、脲酶、硝基还原酶和甘氨酸还原酶等，这些酶将前致癌物转变为致癌物，增加了结肠直肠癌发生的危险。筛选乳酸菌的摄入被发现可以降低这些粪便酶的活性。这是否也降低了结肠直肠癌实际发生的危险还有待证实。尽管如此，大多数，但不是全部流行病学研究指出，发酵乳制品的经常摄入与一定类型癌症的低发生率有关。虽然肯定的依据还有待进一步提供，但有益乳酸菌对结肠直肠癌发生的有益影响还是可以预料的。

5．益生菌的安全性

对于人类使用的益生菌的安全性，从理论上看存在几种可能的风险，主要包括易位的可能性和益生菌的定植有可能对肠道的生理和功能产生不利影响，包括代谢和生理方面的影响;益生菌的使用可能造成局部和周身的不良免疫反应;也存在耐药性在肠道中从共生菌或益生菌转移给其他细菌或病毒的可能性。

5.1 易位的可能性

就因易位可能引起的毒性而言，目前还没有证据表明益生菌比临床分离菌株有更多不良特性，许多研究采用动物模型证实当喂饲益生菌时，其他细菌的易位未见增加。从人群研究来看，没有证据证明因益生菌导致菌血症或心内膜炎有任何增加的风险。在动物和人体试验中也没有证据表明对肠道蛋白的渗透性有任何不良影响。

5.2 感染

益生菌使用中最受关注的问题就是败血病(sepsis)的风险。益生菌已经被广泛应用于食品加工中多年，并且一直都比较安全，正如一些综述所评价的。在芬兰，自从L.GG 1990年进入市场以来，消费量显著增加，仅1992年一年，芬兰含L.GG的产品销量就达到3×106kg。尽管消费量增加，但在芬兰南部的调查中，乳杆菌菌血症或与益生菌有关的菌血症的发病并没有增加。这是某些益生菌尤其是乳杆菌株安全性的一个有效实证。

5.3 肠道毒性

肠道菌群在许多代谢活动中起到重要作用，包括复杂碳水化合物的消化、脂肪代谢和葡萄糖自动动态平衡。因此理论上，益生菌的微生物调节可能存在的风险就是带来不良的代谢作用。例如产生一些不良的代谢产物，尤其是在短小肠综合征病人中。益生菌对胆盐的分解作用也有导致吸收不良的可能，并因此而增加结肠癌的风险。但还没有流行病学或临床的证据支持这些假设，并且有一些实验数据证明益生菌对动物模型的结肠癌有一定的抑制效果

5.4耐药性

耐药性转移的风险是益生菌应用安全的一个重要问题。在肠道中，益生菌和病原菌之间可能发生耐药性的转移。

6．总结

通过对近年来益生菌安全性研究的综合分析发现，目前的益生菌在健康人群中的应用是相对安全的，但是在一些特殊人群中的应用必须谨慎，存在败血病的风险。新开发的益生菌菌株在商品化之前必须经过充分彻底的安全性研究。不同的益生菌菌株都有其特定的作用效果，因此，在一个人群中进行的一个益生菌菌株的临床试验结果不能够自动地推广到其他的菌株或其他的人群。

随着人们对益生菌特殊生理功能和保健功能的进一步认识，益生菌越来越得到人们的重视。含有益生菌的微生态制剂正作为一个新的领域被研究和开发,益生菌在肠道内的大量繁衍可促进并提高人体的全身免疫能力,与机体健康息息相关。益生菌在国内已应用到许多行业上,目前对益生菌的研究已从过去的食品奶酪和发酵乳制品转移到与人体的关系上来。随着人们对益生菌生长规律、作用机理的深入了解及分子生物技术的飞速发展，益生菌的用途必将大大地拓展，基于这些美好的前景及国家对益生菌相关标准的不断完善,相信在不久的未来益生菌制品将广泛应用到更多的领域，必将为保障人类健康发挥更大的作用。

参考文献

1． 益生菌的研究进展及与人类健康-食品加工技术论文

2． 肠道疾病与益生菌

3． 益生菌的应用及发展现状 张凤岩1 ,李然红2

(1. 绥棱县国有林场管理局半截河林场,黑龙江绥棱152200 ;2. 牡丹江师范学院)

4． 益生菌的安全性 作者：岳华，王丽丽，岳志国，李妍

5． 益生菌对水产动物的作用研究进展 刘 君 宋晓玲 陈志鑫 （中国海洋大学海洋生命学院，中国水产科学研究院黄海水产研究所 山东青岛 ）

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/4641c46a1eb91a37f1115c0f.html