【word】 益生菌的健康功效及在乳制品中的应用.doc

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1、益生菌的健康功效及在乳制品中的应用农产食品科技2012,6(1):5155AgricuhuralFoodProductsScienceandTechnology益生茵的健康功效及在乳制品中的应用张莉l,孙凯.,张雪,马爽,杨贞耐l,2(1.吉林大学生物与农业工程学院,长春130022;2.吉林省农科院农产品加工研究中心,国家乳品加工技术研发分中心,长春1300333.吉林省食品工业产品质量监督检测站,长春130061;4.吉林农业大学,长春130118)摘要:益生菌对人体健康具有促进作用,可作为功能性食品配料.本文综述了益生菌在改善胃肠道菌群,调节免疫系统,抗病等方面的健康功效,并介绍了益生菌

2、在乳制品中的应用情况.关键词:益生菌;健康功效;乳制品中图分类号:TS252文献标识码:AHealthBenefitsofProbioticsandTheirApplicationsinDairyProductsZHANGLi一,SUNKai.,ZHANGXue,MAShuang4,YANGZhennai(1.CollegeofBiologicalandAgriculturalEngineering,JilinUniversity,Changchun130022,China;2.CeriterAgro-yoodTechnology,NortheastAgriculturalResearchCe

3、nterofChina,JilinAcademyofAgriculturalSciences,NationalR&DCenterforMilkProcessing,Changchun130033,China;3.FoodIndustryProductsQualitySupervisionandTestingStationinJilinProvince,Changchun130061,China;4.linAgriculturalUniversity,Changchun130118,China)Abstract:Probioticsimprovehealthandareavailable

4、toconsumersmainlyintheformofdietarysupplementsandfoods.Thisarticlesummarizedthehealthbenefitsofprobioticsinimprovinggastrointestineflora,adjustingimmunesystem,andanti-disease.Additionally,theapplicationsofprobiotcsindairyproductswereintroduced.Keywords:Probiotics;Healthbenefits;Dairyproducts近年来,由于不断

5、接触污染物,有毒物质和生物危害物质,定植在我们的肠道并在肠道天然环境下生长的有益微生物逐渐损失,若被这些环境污染物耗尽,就会使我们的肠道面临各种各样的感染性的功能失调.益生菌具有应对这些问题的潜力,可以预防和治疗肠道,呼吸道和泌尿生殖系统的疾病;对由某些致病菌和病毒引起的腹泻具有预防作用;并能治疗炎性肠道疾病,如克罗恩氏病l2.基于以上的研究,人们逐渐对含有有益菌的食品产生兴趣,市场对含有益生菌的食品的需求也日益增加.1益生菌的概念及其分类1.1益生菌的概念收稿日期:2011-0727基金项目:现代农业产业技术体系建设专项资金资助(CARS一37),吉林省科技厅重点项目(20080228)作者

6、简介:张莉(1980一),男,博士研究生,助理研究员,研究方向为乳品工艺.通讯作者“Probiotics”一词来源于希腊文,意思是”为了生命(forlife)”,最初用于描述一种微生物产生的物质,这种物质能够刺激另一种微生物的生长.2001年,联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)联合有关专家对含有益生菌的奶粉的健康和营养特性进行商议,将益生菌重新定义为”活的微生物,当摄人足够量(作为食品的一部分)时对宿主的健康有益”,重新强调了活力的重要性l3l,而且该组织认可益生菌在人体中的生长可以对宿主的健康发挥有益作用.1.2益生菌的分类益生菌主要是动物肠道内正常生理性菌和非肠道菌,包括细菌,

7、霉菌和酵母.到目前为止,在这三个菌属中,乳酸菌(乳杆菌,链球菌,肠球菌和双歧杆菌)是主要的菌属.乳酸菌在肠道菌群中占据优势,因而影响菌群的组成并对宿主有益.表1给出了目前国际上发表的以及经常使用的益生菌菌株2益生菌的营养保健作用52农产食品科技益生菌与人体的健康有着非常密切的关系.益生菌可以促进营养物质的产生,代谢和利用,可以改善消化功能,促进胃肠蠕动,减轻人体乳糖不耐症,防止婴幼儿的腹泻和消化不良.在医学上,益生菌可以用于轮状病毒和柯萨奇病毒引起的急性腹泻;缓解习惯性便秘和结肠功能障碍,以及由于放射性治疗引起的毒副作用;还可以用于抗肿瘤治疗.特别是益生菌制剂能克服使用抗生素后引起的菌群失调和

8、二重感染,避免滥用抗生素等产生的不良后果;在使用抗生素后,再使用益生菌制剂对恢复机体的微生态平衡有明显的调节促进作用【.表1目前用于益生茵制品的菌株约氏乳杆菌LA1黏附到人体肠道细胞;平衡肠道菌群;提高免疫力;辅助治疗幽门杆菌嗜酸乳杆菌NCFB1748降低粪便酶的活性;降低粪便的诱变性;预防放射治疗性腹泻;缓解便秘鼠李糖乳杆菌GG嗜酸乳杆菌NFCM干酪乳杆菌Shirota嗜酸乳杆菌IJa一5格氏乳杆菌ADH罗伊氏乳杆菌预防和治疗轮状病毒性腹泻;预防抗生素性腹泻;治疗复发性梭状芽孢杆菌腹泻;缓解囊肿性纤维化降低粪便酶的活性;提高乳糖酶活性;治疗乳糖不耐症;产生细菌素预防肠道紊乱;平衡肠道菌群;降

9、低粪便酶的活性;减少浅表性膀胱癌的复发平衡肠道菌群;免除旅行者腹泻;提高免疫力降低粪便酶的活性;在肠道中能够存活在肠道中定植;缩短轮状病毒腹泻的时间【5】【6】7,8】【9】【10】【11】【12】【l3】2.1益生菌的营养作用益生菌在人体肠道内生长繁殖,可产生多种营养物质,包括氨基酸,短链脂肪酸,维生素等.益生菌在动物体内还可以产生多种消化酶,如淀粉酶,蛋白酶和葡萄糖酶等,通过酶解作用使蛋白质,脂肪及糖分解,促进了营养物质特别是消化道营养物质的消化和吸收.某些益生菌可通过产酸提高钙,磷,铁的利用率,还能促进维生素D的吸收和利用】.2.2改善肠的消化功能益生菌能够刺激肠道蠕动,延长粪便通过肠道

10、的时间,借以更有效地去除胃肠道中的毒素,保持肠道的规律性.稳定的益生菌饮食可以在几周内缓解顽固性便秘;益生菌也能治疗严重的腹泻.许多需要通过管道进食的病人都有严重的腹泻,近期的研究表明,益生菌Saccharomycesboulardii可以明显减少管饲病人的腹泻症状【I51.其他许多研究也证实了益生菌的抗腹泻效果.益生菌分泌的酶促进食物降解成必需的成分,并加速废物排出胃肠道,改善了消化,更好地促进了碳水化合物一蛋白质一脂肪营养饮食的消化和吸收.2.3解毒,消除放射性污染研究表明,益生菌能够抑制毒素的代谢,剥夺致病菌赖以生存的营养物质,产生活性抗菌物质以杀死那些对人体不利的入侵者.益生菌的酸化作

11、用进一步阻止了肠道有害的腐败菌(如梭菌)的张莉等:益生菌的健康功效及在乳制品中的应用53增殖,同时能够促进有益菌的生长.这样的内部调节可以将大量的有害物质从肠道中清除,平衡药物和不良饮食对消化的负面作用,使消化道更干净更有效.2.4降低胆固醇许多有利的证据都表明,规律性的摄人益生菌食品能够降低血液中胆固醇的水平.Anderson等人研究发现,嗜酸乳杆菌是一种能吸收膳食中部分胆固醇的微生物,可以减少人体对胆固醇的吸收l】61.2.5疾病的预防益生菌既能治愈疾病也能预防疾病.Pitchumoni等人通过对152名疗养院的病人服用LGG进行抗生治疗,而给另152人只服用安慰剂(作为空白组).研究结束

12、时他们发现,空白组要比服用益生菌组患腹泻的机会大三倍.研究者认为益生菌的确能够预防抗生素引发的腹泻,无论使用的是何种抗生素I】1.2.6免疫系统促进研究表明在人体的免疫系统内,益生菌促进抗细胞浆移动和干扰素感染的物质,推进白血细胞的产生.定期使用益生菌还能提高血液中特异抗原的抗体的水平,并通过嗜菌细胞破坏有害菌.Carol等人报道了结合使用干酪乳杆菌,保加利亚乳杆菌和非致病性大肠杆菌有助于减轻克罗恩氏病的炎症发生ll1.2.7抗病益生菌能治愈一些特殊的消化疾病.Columbel等人研究发现,含有常见益生菌长双歧杆菌的酸奶能够降低许多常见药物处理的副作用ll9.在瑞典,Mangell等人研究了益

13、生菌在治愈大肠杆菌引起的小鼠腹泻中的作用,通过植物乳杆菌299v预先处理可以降低大肠杆菌引发的肠道渗透性的增加,从而增强人体的肠道防御系统201.Madsen等人研究发现益生菌能够提高肠道防御功能并抵抗沙门氏菌的感染.2.8抗酵母特性近期的研究表明,益生菌食品能够控制真菌(假丝酵母)性疾病.欧洲和13本的临床实验也表明,双歧杆菌能抑制酵母的过度生长,其产物可以直接对抗酵母,降低酵母数量.3益生菌在乳制品中的应用目前,在食品中益生菌主要用于发酵乳制品的生产,但它也正逐步被用于开发各种功能食品,如含乳果汁,糖果,冰棋淋,冷冻酸奶等.近年来,随着科学的发展,微胶囊技术已开始应用于益生菌的加工中,这在

14、很大程度上提高了益生菌产品的耐贮藏,耐加工性能,使益生菌充分发挥了应有的作用2l】.3.1酸奶和发酵乳饮料“益生菌酸奶”是国内外市场上最为常见的益生菌产品,这种酸奶中含有嗜酸乳杆菌和双歧杆菌(称为AB发酵剂),而传统酸奶菌株一般是保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌.对益生菌酸奶的生产而言,最为吸引人的地方就是其加工步骤比较方便,传统酸奶一般是在发酵前加入益生菌,而生物酸奶的益生菌发酵剂既可以在发酵前加入,也可以在发酵后,包装前加到冷却的制品中.据报道,益生性乳杆菌和双歧杆菌的活体发酵剂在酸奶冷藏期间仍为活菌,菌数一般超过1Ocfu/g.但是,酸奶和发酵乳制品中益生菌的稳定性也存在一些问题.益生菌是否能

15、存活受很多因素影响,包括生产方法,所用的菌种,酸奶微生物,培养条件,发酵培养基的化学组成,最终酸度,乳干物质含量,营养物质的利用率,生长促进剂或抑制剂的存在,糖浓度,溶解的氧(尤其是对双歧杆菌而言)以及发酵乳制品的贮藏温度.欧洲和美国市场上益生菌酸奶和发酵乳饮料产品十分丰富,如Arla(瑞典)生产的含长双歧杆菌的双歧发酵乳,以及美国犹他州NatureSway,Springville生产的含有青春双歧杆菌和婴儿双歧杆菌的PrimadophilusJunior膳食增补剂.Yakult是日本Honsha有限公司于1935年最先研制的,其中含有干酪乳杆菌Shirota(LcS).Cuhura是一种由M

16、D食品公司生产的全乳制品,其中添加了嗜酸乳杆菌和两歧双歧杆菌.它是瑞典和丹麦人最为认可的一种产品,尤其是年轻消费者.爱尔兰的Glanbia公司正致力于研制一种新益生菌产品“Everybody”,该产品将是第一种同时含有LGG及15种维生素和矿物质的制品.3.2益生干酪干酪是种类最多的食品之一,对拥有不用口味的和所有年龄消费者都适用,这对于市场销售策略提供了一个作为益生菌食品载体很好的机会.实际上,由于特定的潜在优势,干酪提供了一个有价值的替代方案,替代发酵乳制品和酸奶作为运送益生菌的载体.干酪起到了良好的缓冲作用以应对胃肠道中的强酸环境,也创造了更有利农产食品科技于益生菌在胃中通过时的存活环境

17、以应对更高的pH值.并且,干酪浓厚的基质和相对高的脂肪含量对于益生菌通过胃的时候提供了额外的保护221.Sharp等人使用干酪乳杆菌334e(一株从ATCC334衍生出的红霉素抗性菌株)作为模型用以比较酸奶和低脂切达干酪冷藏过程中的活菌数,每种食品都在pH2的胃酸环境中处理.保存期间两种食品中菌都保持了较高的活菌数(10CFU/g),在酸奶保存3周和干酪保存3个月时,都有细微的菌数变化.当曝露到酸性环境下,切达干酪体现出了优势,处理120min后,菌数下降到10CFU/g,而酸奶处理30min后,活菌数少于10CFU/g.3.3冷冻乳制品.冰淇淋,冷冻酸奶和冷冻甜点等乳制品也可作为益生菌的有效

18、载体.尤其是冰淇淋和冷冻酸奶,因为这两种产品比其他乳制品的贮存期长.20世纪80年代中期,德国生产了一种Biograde冰淇淋,并投人市场,这种冰淇淋中含有lOscfu嗜酸乳杆菌,10cfu/g两歧双歧杆菌和嗜热链球菌.两歧双歧杆菌在冰淇淋中的初始添加量为2.510sCFU/mL,于一20贮藏l7周后,细胞数仍保持在1X10CFU/mL.乳双歧杆菌Bbl2也用于冰淇淋的生产中,在整个52周的冻藏期问,菌数一直在10CFU/mL以上,而且风味几乎没有变化241.冻藏对乳杆菌的存活稍有影响.研究发现,嗜酸乳杆菌在冰淇淋,冷冻酸奶和其他冷冻乳制品中的活菌数为l0一1OcFu/mL(g).在各种压力条

19、件下,乳杆菌耐受冻藏的能力取决于菌株的种类.Holocomb等尝试检测短期冻藏对乳杆菌的影响,研究发现,一5冻藏6h对微生物的胆汁盐敏感性没有影响.人们对乳杆菌对长期冻藏的耐受能力也做了研究,于一20冻藏52周期间,益生菌的活菌数保持在10一10CFU/mL(g).冷冻乳制品如冰淇淋中含有各种天然的防冷冻物质,包括酪蛋白,蔗糖和脂肪.但是,在某些情况下,还需要额外的保护以提高冻藏期间细胞的存活率.人们尝试通过调节pH以及添加抗冷冻物质,如蔗糖和甘油来保持细胞的存活率.也可以利用微胶囊技术,菌体细胞一直留在胶囊膜内,从而减少了细胞损伤和细胞的流失.有几种微胶囊已经得到成功应用,如胶原蛋白或蔬菜胶

20、中的活菌胶囊以及藻酸钙胶中的乳酸菌胶囊.Ravula等研究发现,在发酵冷冻乳甜品中应用藻酸钠嗜酸乳杆菌胶囊,可以将活菌数提高两个对数数量级.4展望随着生活质量的改善和消费水平的提高,人们对饮食与健康之间的关系日益重视.近年来,各国的研究机构均开展了摄入益生菌对免疫调节及肠道健康影响的研究.大量科学研究表明,摄人特定益生菌可以增强人体生理功能,特别是身体的自然防御系统和肠道健康.为更好的开发和应用益生菌,在未来的益生菌科研工作中必须进一步深入研究益生菌的作用机制,益生菌对特定人群的保健作用等.同时,要不断扩大益生菌在食品中的应用范围,提高益生菌在食品中的稳定性和持久性,以促进食品工业的进步和人民

21、群众的健康.参考文献:1KumarR,JoshSR.Probiotics:BiotechnologyinProlongationofLifeJ.BiotcchnologyApplications,2009:187.f2LlopisM,AntolinM,CarolM,eta1.Lactobaeilluscasedown-regulatescommensalsinflammatorysignalsinCrohnSdiseasemucosaJ.InflammBowelDis,2009,15(2):275283.31Fao.AvailablefromEvaluationofhealthandnutri

22、tionalpmpertiesofprobioticsinfoodincludingpowdermilkwithlivelacticacidbacteria【Z】.ReportofajointFAO/WHOexpertconsuhation,Cordoba,Argentina,2001.41TruterI.ProbioticsandPrebiotics【J】.SAPharmaceuticalJ0unat,2010,77(3):12-16,62.51GottelandM,AndrewsM,ToledoM,eta1.ModulationofHellcobacterprioricolonizatio

23、nwithcranberryjuiceandLaetobacillusjohnsoniiLalinchildrenJ.Nutrition,2008,24(5):42l一426.61KotzamanidisC,KourelisA,LitopoulouTzanetakiE,eta1.Evaluationofadhesioncapacity,cellsurfacetraitsandimmunomodulatoryactivityofpresumptiveprobioticLactobillusstrainsJ.IntJFoodMicrobiol,2010,14o(23):154163.【7Farag

24、IM,Abdel-AzizKB,NadaSA,eta1.Modulationofoehratoxininducedoxidativestress,genotoxicityandspermatotoxicalterationsbyLactobacillusrhamnosusGGinmaleAlbinomiceeJ.JournalofAmericanScience,2010,6(12):575-587.f81GratzS,TaubelM,JuvonenRO,elal,LactobacillusrhamnosusstrainGGmodulatesintestinalabsorption,fecale

25、xcretion,andtoxicityofaflatoxinB(1)inratsJ】.ApplEnvironMicrobiol,2006,72(11):73987400.9】GohYJ,KlaenhammerTR.Functionalrolesofaggregationprometing-likefactorinsresstoleranceandadherenceofLactobacillusacidophilusNCFM.ApplEnvironMicrobiol,2010,76f151:50055012.101DongH,RowlandI,TuohyKM,eta1.SelectiveeffectsofLactobacilluscaseiShirotaonTcellactivation,naturalkillercellactivityandcytekineproductionJ.ClinExpImmunol,2010,161(2):378388.2012张莉等:益生菌的健康功效及在乳制品中的应用55本刊声明农产食品科技已被中文科技期刊数据库(全文版)收录.网址:http:/www.cqvip.corn.如有不同意上网的作者,请在来稿时说明,否则按作者同意处理.