益生菌的发现:
益生菌的定义:
2001年世界粮农组织FAO和世界卫生组织WHO对益生菌的定义为: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菌。
目前在世界范围内,学者们对益生菌的定义还存在着争议,对其定义的解释也不尽一致,但普遍认为作为益生菌应该具备以下条件: (1)对宿主有益; (2)能确保安全性,无毒性作用和无致病作用;(3)能在消化道存活和定植; (4)能适应胃酸和胆盐; (5) 在加工和贮存过程中能保持活性;(6)能够产生有用的酶类和代谢物; (7)具有良好的感官特性。
益生菌的分类:
益生菌的种类繁多, 迄今为止, 科学家已发现的益生菌大体上可分成三大类,其中包括乳杆菌属、双歧杆菌属和革兰氏阳性球菌属。此外明串球菌属、丙酸杆菌属和芽孢杆菌属的部分菌种株以及一些霉菌与酵母菌等亦可归入益生菌的范畴。
1 乳杆菌属(Lactobacillus)
乳杆菌属于革兰氏阳性兼性厌氧菌,最佳繁殖环境是在温度35º-40º之间,pH值6.4-4.5的弱酸性环境,具有很强的抗酸抗盐性,包括嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、短乳杆菌(L. brevis)、干酪乳杆菌(L.casei)和德氏乳杆菌保加利亚种(L.delbruckii subsp. bulgaricus, 旧称保加利亚乳杆菌)等。以嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)为例,它是人体肠道中的重要微生物,与人体的健康息息相关。当其达到一定数量时,它能改善调节人体肠道微生物菌群的平衡,增强机体的免疫力,降低胆固醇水平,缓解乳糖不耐症以及抑制肿瘤细胞形成等等,即起到健康促进效果。
2 双歧杆菌属(Bifidobacterium)
双歧杆菌属革兰氏阳性专性厌氧菌,其最宜繁殖温度为37-42,pH为6.5-7.0,包括:动物双歧杆菌(B.animalis)、长双歧杆菌(B.longum)、短双歧杆菌(B.breve)、两歧双歧杆菌(B. bifidum)、婴儿双歧杆菌(B.infantis)、青春双歧杆菌(B.adolescentis)等。双歧杆菌是人体肠道内很重要的生理性菌群,它们通常寄生在人和动物小肠后段,研究发现在婴儿肠道内以婴儿双歧杆菌和短双歧杆菌为优势菌群,随着年龄的增长,双歧杆菌在肠道中的含量在逐渐降低,而在成人肠道内则仅有少量两歧双歧杆菌、青春双歧杆菌和长双歧杆菌存在,很多老年人的肠道已无双歧杆菌的存在。作为一种优良的生态菌种,双歧杆菌具有维持肠道微生态平衡、生物拮抗、免疫调节和营养等多方面的生理功能,它与人类的许多病理、生理现象密切相关。双歧杆菌是人体健康的重要标志之一。
2.3 革兰氏阳性球菌及其它菌
革兰氏阳性球菌属兼性厌氧球菌,目前研究较多的革兰氏阳性球菌如嗜热链球菌、粪链球菌、乳球菌、乳酸肠球菌以及属于链球菌属的中介链球菌等。还包括一些明串球菌属、丙酸杆菌属和芽孢杆菌属的的部分菌种株及部分酵母菌和霉菌等。以保拉迪酵母菌为例,该菌常被制成保拉迪酵母菌散剂,这种酵母菌制剂对治疗儿童或成人急性感染或非特异性腹泻、预防和治疗抗菌素诱发的结肠炎和腹泻及预防由管饲引起的腹泻和肠易综合症有一定的疗效作用。
益生菌的功能:
目前,益生菌在营养保健、防治疾病等领域显示出了巨大的应用潜力。益生菌保健功能的首要特性是菌株特异性,因此对每一株菌株的保健功能都需要进行评价和验证。
目前研究证明益生菌功能主要表现在以下几个方面: ( 1) 促进营养物质吸收,缓解乳糖不耐症; ( 2) 改善肠道功能;防治胃肠道疾病; ( 3) 调节人体免疫系统; (4)降低血清胆固醇水平和血脂浓度,预防心血管疾病; ( 5)防治阴道炎、泌尿系统机能紊乱;( 6)抗肿瘤作用等。
其中重要的几个功能为:
1. 缓解腹泻, 调节肠道菌群
益生菌可通过自身及其代谢产物调整菌群之间的关系,维系菌群最佳优势组合。具有改善胃肠道功能的益生菌必须具备某种特性才能在
微环境中保持优势,如黏附、竞争排斥、占位和产生抑制物等。
Isolauri等给4-45个月大的儿童服用鼠李糖乳杆菌 LGG( GG)制成的干粉(1010~1011cfu/g)或发酵乳,发现二者均可有效地缓解儿童的急性腹泻。近年来的研究表明,L.rhamnosus 19070-2和L.reuteri DSM 12246的搭配混服(1010cfu),可有效减轻轮状病毒肠炎症状。虽然益生菌可通过刺激肠粘蛋白的过表达实现对肠道的保护作用,但有些致病菌可分泌粘蛋白酶而降解粘蛋白,因此益生菌对病毒性腹泻的治疗更为有效。抗生素使用不当会引起肠道菌群失调和腹泻的发生,益生菌对抗生素相关性腹泻也有良好的预防和治疗作用。
2. 刺激免疫系统, 提高免疫功能
已经证实益生菌能刺激与获得性免疫相关的功能,激活淋巴细胞并刺激抗体生成。Kailam等发现 LGG(1010~1011cfu/g)能提高血清中由轮状病毒引起的IgA的含量,而那些口服经过高温灭菌的 LGG 的患者体内则无此作用。Wagner等发现,给免疫缺陷的小鼠喂服嗜酸乳杆菌后,小鼠体内不但产生了抵御念珠菌的抗体,小鼠体内的IgG,IgA和IgM的含量也有所增加。双歧杆菌也具有诱导TNF-α、IL-2、IL-6、IL-10和INF-α的mRNA 表达增强,激活巨噬细胞如NK细胞 T细胞和淋巴细胞,提高机体的特异性及非特异性免疫功能。
3. 降低血脂胆固醇水平
动物试验和临床试验已经证明益生菌具有降低血脂胆固醇的作用。Gilliland对分离自肠道的嗜酸乳杆菌、干酪乳酸菌、唾液乳杆菌等10株乳酸菌进行了体外实验,发现嗜酸乳杆菌可降解胆盐促进胆固醇的分解代谢,从而降低血液中胆固醇含量。Akalin等分别给小鼠饲喂鲜牛奶和含有嗜酸乳杆菌的酸奶,发现饲喂含乳酸菌的酸奶可显著降低小鼠血浆胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇浓度。Naruszewicz 等在临床试验中发现植物乳杆菌能降低低密度脂蛋白胆固醇含量并升高高密度脂蛋白胆固醇含量。
4.调节血压作用
研究表明益生菌具有调节血压功能,其活性物质主要来自于降压肽和肽聚糖。Sawada等发现L.casei细胞壁成分对自发性高压血大鼠(SHR)和肾性高血压大鼠(RHR)具有明显降压作用,这种降压作用呈现出一定的剂量效应。
Yamamoto等发现L.helveticus CP790 的胞外蛋白酶水解αs1-酪蛋白和α-酪蛋白后产生多种对ACE具有强烈抑制作用的寡肽,而利用胞外蛋白酶缺失的突变株L.helveticus CP791 制备的发酵乳则没有降压效果。
5. 抗肿瘤作用
关于乳酸菌抗肿瘤作用的报道始于Bogdanov,他从保加利亚乳杆菌中分离出了3种具有抗癌活性的糖肽。Sekine等将从B.infantus ATCC 15697 细胞壁分离出的肽壁糖和肿瘤细胞混合后进行皮下注射,观察到明显的抑制肿瘤生长的效果。Tavan等检测了84 株乳酸菌的抗突变性,发现八株乳杆菌具有抗突变活性。但是迄今为止乳酸菌抑制肿瘤的机理还有待验证,目前推测可能与其降解与吸附致癌物质、产生抗突变物质、增强宿主免疫系统等有关。