張弘

（天津市食品研究所有限公司，天津301609）

益生菌活性的研究分析

張弘

（天津市食品研究所有限公司，天津301609）

以益生菌為對(duì)象，就益生菌制品的活性指標(biāo)，影響其活性的因素，以及目前對(duì)提高益生菌活菌數(shù)的相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行歸納介紹。

益生菌；活性；工藝

在現(xiàn)代社會(huì)中，不健康的飲食結(jié)構(gòu)和作息習(xí)慣給人們的身體健康，尤其是腸道健康帶來(lái)了巨大的隱患。而腸道健康與人體的其他方面健康息息相關(guān)，被認(rèn)為是“萬(wàn)病之源”。因此，身體健康應(yīng)從腸道健康開始。

1 益生菌制品的活性

1．1益生菌制品的活性指標(biāo)

目前，益生菌已廣泛地應(yīng)用于食品、保健品、藥品等行業(yè)中。許多益生菌制品中活菌數(shù)較低，這直接制約了益生菌制品的功效。活菌數(shù)指標(biāo)，成為了益生菌制品最為關(guān)鍵的指標(biāo)之一。有報(bào)道稱，產(chǎn)品中益生菌的活菌數(shù)必須至少大于106cfu/mL，才能發(fā)揮益生作用[1]。許多國(guó)家和組織都對(duì)益生菌制品中的活菌數(shù)作出了明確規(guī)定。例如，瑞士和國(guó)際乳聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)規(guī)定產(chǎn)品中益生菌的活菌數(shù)必須大于106cfu/mL；日本則規(guī)定必須保證終產(chǎn)品益生菌的活菌數(shù)大于107cfu/mL[1]。

1．2影響益生菌活性的因素

益生菌從菌種到制成產(chǎn)品，要經(jīng)歷菌種篩選、發(fā)酵培養(yǎng)、濃縮加工、儲(chǔ)存等多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)不同因素的變化，都會(huì)影響到最終益生菌制品的活性[2]：首先，菌種本身的遺傳性狀對(duì)其活性有著重要的作用，尤其是耐酸和耐膽鹽的菌株，其存活率將會(huì)較高；其次，菌種發(fā)酵培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)基合適的營(yíng)養(yǎng)條件、pH和水活環(huán)境，培養(yǎng)過(guò)程中合適的溫度、濕度等條件、細(xì)胞代謝過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)氧化氫濃度、有機(jī)酸濃度，對(duì)菌的存活率亦有重要的作用；而在益生菌菌粉制作、儲(chǔ)存和使用工藝的各個(gè)步驟會(huì)給益生菌帶來(lái)環(huán)境壓力的變化，比如離心損傷、濃縮時(shí)的高鹽濃度壓力、冷凍時(shí)的低溫?fù)p傷、干燥時(shí)的氣壓壓力損傷、再水化過(guò)程中的損傷等，都會(huì)不同程度地影響益生菌的活性；而在益生菌制品儲(chǔ)存的過(guò)程中，儲(chǔ)存溫度、水活含量、氧氣濃度、菌粉酸度等也會(huì)影響益生菌制品的保藏活性效率。

2 提高益生菌制品活性的研究

2．1益生菌的鑒定和篩選

應(yīng)用分子生物學(xué)的方法，可以根據(jù)益生菌基因組DNA序列的特異性，將所需要的菌株從復(fù)雜的培養(yǎng)物中鑒定和分離出來(lái)。結(jié)合自然或人工誘變等技術(shù)，可以不斷地篩選出耐酸和耐膽鹽的菌株，從而有助于提高原生菌的生存能力。幫助鑒定益生菌的分子生物學(xué)方法主要包括基因組探針技術(shù)和基因組指紋技術(shù)（如RFLPs技術(shù)、RAPD技術(shù)和AFLPs技術(shù)）[3]。

2．2益生菌的發(fā)酵培養(yǎng)

益生菌發(fā)酵培養(yǎng)過(guò)程主要受培養(yǎng)基和發(fā)酵工藝的影響。培養(yǎng)基方面，要獲得高密度的培養(yǎng)物，需投入幾倍于生物量的多元營(yíng)養(yǎng)成分，以滿足菌迅速生長(zhǎng)繁殖的需要。發(fā)酵工藝包括溫度、氧、pH、滲透壓等各種發(fā)酵條件的影響[4-5]。溫度的變化一方面影響各種酶反應(yīng)的速率和蛋白質(zhì)的性質(zhì)，另一方面影響發(fā)酵液的物理性質(zhì)，兩者皆直接影響細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖過(guò)程；氧是制約專性厭氧菌生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素，尤其是對(duì)氧比較敏感的雙歧桿菌；pH變化會(huì)通過(guò)弱酸或弱堿的變化而改變菌體細(xì)胞內(nèi)的pH，從而影響細(xì)菌的代謝反應(yīng)，進(jìn)而影響細(xì)胞的生物量和基因產(chǎn)物的表達(dá)；滲透壓的變化，尤其是糖濃度、鹽濃度變化引起的滲透壓變化，會(huì)破壞菌體細(xì)胞的水分平衡，影響正常的新陳代謝活動(dòng)。

目前國(guó)內(nèi)外的研究中，對(duì)于發(fā)酵培養(yǎng)過(guò)程中提高活菌數(shù)，主要的思路有：（1）選擇合適的接種量；（2）采用單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)等方法，以求優(yōu)化培養(yǎng)基成分及用量；（3）運(yùn)用二步發(fā)酵法；（4）調(diào)整發(fā)酵工藝中的各影響因素，使益生菌的生長(zhǎng)情況最佳。

2．3益生菌的濃縮工藝

菌體細(xì)胞的濃縮分離技術(shù)是制備益生菌凍干制劑重要的中間工藝環(huán)節(jié)。為了方便操作、節(jié)省成本，目前最常用的菌體細(xì)胞濃縮分離技術(shù)是離心分離法濃縮菌體。該法具有操作簡(jiǎn)便、設(shè)備便于清洗、處理量大適合商業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)[6]。

2．4益生菌的干燥工藝

大多數(shù)益生菌制品都首先制成益生菌菌粉，然后再經(jīng)過(guò)一定的配比，或與其他產(chǎn)品（如酸奶、奶粉）搭配形成終產(chǎn)品后最終進(jìn)入消費(fèi)領(lǐng)域。因此，在益生菌菌粉的制作工藝過(guò)程中，干燥工藝是必不可少的重要步驟，但同時(shí)干燥過(guò)程也是益生菌活性細(xì)胞損失比較嚴(yán)重的步驟。目前，常用的干燥工藝有冷凍干燥、噴霧干燥、擠壓膨化等。

目前國(guó)內(nèi)外的研究中，對(duì)于在干燥過(guò)程中如何提高活菌數(shù)，是益生菌活性研究的熱點(diǎn)，主要的思路有：（1）添加明膠、黃胞膠、乳脂或可溶性淀粉等干燥保護(hù)劑；（2）采用微膠囊或微包埋技術(shù)，保護(hù)菌體在干燥和儲(chǔ)存過(guò)程中免受極端熱或濕環(huán)境對(duì)其活性影響；（3）利用超聲波降解乳酸菌釋放α－半乳糖酶；（4）添加氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分。

2．5益生菌的保藏工藝

在益生菌的后期保存中，溫度、空氣、光照、相對(duì)濕度等因素都對(duì)益生菌菌粉的存活率起到很大的影響。有研究表明，在真空、低水活、暗處的環(huán)境下保存，益生菌的活性能夠得到較長(zhǎng)時(shí)間的保持。

3 展望

縱觀全世界近年來(lái)益生菌及其制品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售情況，益生菌在人體健康中起到的重要功效越來(lái)越受到研究人員和消費(fèi)者的關(guān)注。而面對(duì)益生菌制品在培養(yǎng)、制作和保藏等過(guò)程中易損失活性，導(dǎo)致終產(chǎn)品存活率不高的情況，目前國(guó)內(nèi)外的研究人員開展了大量研究工作，取得了一定的成效。相信隨著這一難題的有效解決，益生菌及其制品會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景。

[1]Nagendra P Shah,Warnakulasuriya E V.Survival of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium bifidum in commercial yoghurt during refrigerated storage[J].International Dairy Journal,1995(5): 515-521

[2]Ana S Carvalho,Joana Silva.Relevant factors for the preparation of freeze-dried lactic acid bacteria[J].International Dairy Journal,2004 (14):835-847

[3]袁鐵錚,姚斌.分子水平上益生菌研究進(jìn)展[J].中國(guó)生物工程雜志,2004,24(10):27-33

[4]楊基礎(chǔ),劉佳.雙歧桿菌生長(zhǎng)和代謝過(guò)程的研究[J].微生物學(xué)通報(bào),1995,22(6):347-350

[5]吳擁軍,王嘉福.耐氧雙歧桿菌生長(zhǎng)代謝過(guò)程的研究[J].食品科學(xué),2001,22(10):40-43

[6]鮑行豪,沈?yàn)槊?鄭錫榮.雙歧桿菌某些生長(zhǎng)因素的研究[J].中國(guó)微生態(tài)學(xué)雜志,1998,10(2):65-69

Probiotic Activity of Research and Analysis

ZHANG Hong
（Tianjin Food Research Institued Co.，Ltd.，Tianjin 301609，China）

This article will probiotics as an object，an important indicator on the activity of probiotic products，its activity factors，as well as current research progress on improving the number of viable probiotic summarize introduction.

probiotics；activity；analysis

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.04.035

2013-09-26

張弘（1986—），女（漢），助理工程師，本科，研究方向：食品科學(xué)與工程。