乳酸菌制剂的研究与应用前景

朱艳杰，肖林，，尚成坤，宋光明，邹志广，徐弘君

1.山东龙力生物科技股份有限公司，禹城 251200

2.山东省秸秆生物炼制技术重点实验室，禹城 251200

3.山东省功能糖工程研究中心，禹城 251200

4.山东禹城市人民医院消化内科，禹城 251200

乳酸菌制剂的研究与应用前景

朱艳杰1，2，肖林1，2，3，尚成坤3，宋光明3，邹志广3，徐弘君4

1.山东龙力生物科技股份有限公司，禹城 251200

2.山东省秸秆生物炼制技术重点实验室，禹城 251200

3.山东省功能糖工程研究中心，禹城 251200

4.山东禹城市人民医院消化内科，禹城 251200

乳酸菌制剂是一种微生态制剂，具有无毒副作用及应用广泛的特点。简要介绍了乳酸菌制剂的种类、作用机制、研究前景、存在问题等，为乳酸菌制剂的研究提供参考。

乳酸菌制剂；微生态制剂；作用机制；前景

乳酸菌是革兰阳性菌，呈球状或杆状，可通过发酵糖类产生大量乳酸，具有多于23个属和多于220个种，作为一种重要的益生菌受到越来越多人群的关注。乳酸菌制剂是一种微生态制剂，是指将乳酸菌制成可供食用的片剂、粉剂等产品，运用微生态学原理，通过外源补充达到调节肠道微生物生态平衡、促进胃肠蠕动、延缓衰老等目的。

1 乳酸菌制剂的种类

乳酸菌是一种微生物添加剂，无毒副作用。实践证明，乳酸菌制剂适于腹泻或便秘患者、肝病患者、厌食儿童、抗生素治疗患者、放疗化疗患者、体弱老年人服用[1]。近年来对乳酸菌制剂的研究越来越深入，主要采用冻干技术、微胶囊技术、生物发酵技术等制成不同种类的乳酸菌制剂[2]，从剂型上看，有微胶囊、片剂、冲剂、液态制剂等[3]。

1.1 乳酸菌微胶囊

微胶囊是将固体、液体、气体包裹在高分子材料内的微型胶囊，生产方法主要有相分离法、喷雾干燥法、聚合反应法等。将乳酸菌菌体包裹成微胶囊，菌体对外界环境的抵抗力明显增强，低温保存期延长，菌体到达肠道的存活率显著提高，可使乳酸菌更有益于健康[4-5]。尽管如此，乳酸菌微胶囊生产仍然困难，主要是微胶囊化的方法、壁材的选择、生产设备存在障碍。目前，国外的微胶囊化产品也很少，市场销售情况较好的有瑞士的粪链球菌微胶囊“赐美健”、荷兰的“百福菌”等。

1.2 乳酸菌片剂

乳酸菌片剂是将乳酸菌与辅料如淀粉、蔗糖等相混合，并通过制片技术制成片状物，如乳酸菌素片、乳酸菌奶片及乳酸菌肠溶片，其中乳酸菌肠溶片效果较好，因为肠溶片的包衣可以防止胃酸对菌体的破坏，并可以防止氧化。乳酸菌片剂的缺点是儿童不易吞服，且需要较高的保存条件[3]。

1.3 乳酸菌液态制剂

乳酸菌液态制剂包括很多乳酸菌发酵液态食品，部分食品经乳酸菌发酵后营养价值提高、保健功能增强、食品的保存期延长[6]，主要有以下几种。①乳品乳酸菌发酵制品，以牛乳或羊乳为原料，添加适量糖，经巴氏杀菌，接种乳酸菌发酵制成的产品，产品可调配成浓缩型、稀释型、活菌型、杀菌型等类型；②果蔬乳酸菌发酵制品，将乳酸菌加入果汁和蔬菜汁中经发酵后调成的液态饮料，果汁和蔬菜汁经发酵后风味提高，营养更丰富；③谷物乳酸菌发酵制品，谷物如大豆、小麦、玉米、大米、小米等加入乳酸菌发酵后调配出饮品，口感更好，更易于消化，受到儿童和老年人的青睐。

2 乳酸菌制剂的作用机制

2.1 调节肠道菌群平衡

乳酸菌具有自身生长代谢的优势，可以抑制病原菌的生长，主要机制如下[7]。①产生抑菌物质，乳酸菌通过分解糖类可产生乳酸、乙酸、H2O2等物质，乳酸、乙酸提供的酸性环境，一方面可以抑制病原菌的生长，另一方面可以刺激肠道，使肠道蠕动加快，有利于病原菌的外排；乙酸和H2O2自身也可抑制大肠杆菌、沙门菌、梭菌的生长。②较强的肠黏膜表面黏附力，乳酸菌的多糖、蛋白质可与肠表皮细胞受体蛋白共价结合，黏附力更强，而病原菌主要依靠菌毛与肠表皮细胞黏附，黏附性较小，乳酸菌形成定植优势，增殖更加迅速。

2.2 影响肠道菌群的代谢活性

乳酸菌主要通过降低或提高肠道菌株的酶活性影响菌群的生长代谢，例如，通过降低β-葡糖苷酸酶、硝酸还原酶、偶氮还原酶的活性可减少致癌物质的生成，提高β-半乳糖苷酶、乳糖酶、蔗糖酶及葡萄糖苷水解酶活性对乳糖不耐症有缓解作用。

2.3 提高免疫功能

乳酸菌制剂是良好的免疫激活剂，可有效地提高干扰素和吞噬细胞的活性，提高动物自然杀伤细胞活性；提高动物腹腔吞噬细胞的吞噬能力，增强吞噬细胞功能[8]；有研究表明干酪乳杆菌能促进肠道分泌免疫球蛋白IgA，宿主的肠道黏膜反应增强[9]。

2.4 提供营养物质

乳酸菌还可以产生硫胺素、核黄素、尼克酸、泛酸、叶酸等多种维生素。

2.5 降胆固醇、抗高血压

对于乳酸菌制剂降低胆固醇的作用机制有不同观点，主要有乳酸菌细胞直接同化吸收胆固醇，乳酸菌与胆固醇发生共沉淀等[10-12]；有研究表明乳酸菌制剂可降血压，Flambard发明了以瑞士乳杆菌为发酵菌株发酵动物奶蛋白或植物蛋白得到抗高血压肽的专利[13]。

3 乳酸菌制剂的研究前景

3.1 多菌株复方制剂

乳酸杆菌和双歧杆菌同时使用时效果增加，严格厌氧的菌株与非严格厌氧菌株共培养时，厌氧菌的产量和存活率得到提高，有利于各菌株发挥效用。

3.2 药用乳酸菌活菌制剂

抗生素的滥用使菌株抗药性增加，导致肠道菌群失衡，滥用抗生素甚至会产生毒副作用和引起疾病，临床医学界主张采用生物防治方法，即以菌治菌，调整肠道微生态环境，重新建立起肠道正常菌群的平衡。药用乳酸菌活菌制剂在临床上主要用于防治腹泻、肠炎、痢疾、肝炎、肝硬化、阴道炎、便秘、消化道功能紊乱、血脂高、皮肤病和泌尿系统疾病等[6]。

3.3 生态饲料剂

饲料中添加的大量抗生素和化学药物使得动物体内的药物残留，威胁着人类的健康[14]，活体微生态制剂成为抗生素的理想替代品[15]，我国研究以乳酸杆菌、芽孢杆菌为主，乳酸菌作为一种新型的微生态饲料添加剂，以其无污染、无残留、安全可靠等优点得到人们的重视和利用，有大量报道证明这类饲用微生物添加剂具有良好的生物学功能，并且已在饲料工业中得到广泛应用[16]。

3.4 基因工程乳酸菌剂

将有益的外源基因转入到乳酸菌体中，可以提高乳酸菌的功能，扩大乳酸菌制剂的适用范围。Field等[17]利用变种的乳酸链球菌在第29位S29G进行基因突变，产生的新菌株对药物耐药、抗菌作用均比原来显著增强；将具有保健作用的外源性基因或内源性基因在乳酸菌中进行表达，使得乳酸菌在保健领域的应用范围扩大[18]。

3.5 与其他物质的复方制剂

乳酸菌可与酶制剂、有机肽、多肽和中草药等物质制备复方制剂。

4 乳酸菌制剂的应用

4.1 乳酸菌制剂发酵泡菜

泡菜在制作过程中，蔬菜中本身含有的硝酸盐在微生物的作用下会转变成亚硝酸盐，亚硝酸盐是强烈的致癌物质。李南薇等[19]进行了乳酸菌发酵泡菜特性的研究，结果表明乳酸菌发酵可降低泡菜中亚硝酸盐含量，使泡菜的安全性提高。对泡菜中亚硝酸盐含量和乳酸菌数量的变化的研究表明，乳酸菌中的亚硝酸盐还原酶及乳酸菌代谢产物造成的低pH对亚硝酸盐也有一定的分解和抑制作用[20-21]。

4.2 乳酸菌制剂在畜牧生产中的应用

乳酸菌制剂在猪、家禽、奶牛等畜牧领域应用越来越多。研究表明给断奶仔猪饲喂植物乳杆菌ZJ316后，猪的腹泻率和死亡率下降，且猪肉的品质得到提高[22]。石峰等[23]通过研究乳酸菌微生态制剂对肉鸡生产性能及免疫机能的影响，发现饲喂乳酸菌制剂后，肉鸡的体重明显增加且免疫能力提高。添加乳酸菌可提高青贮饲料的品质，更有利于奶牛的健康[24]。

4.3 乳酸菌制剂防治儿童感染性疾病

有研究表明，乳酸菌制剂可预防儿童呼吸道疾病，1～6岁的儿童接受鼠李糖乳杆菌，呼吸道感染复发率比对照组低[25-27]。此外，乳酸菌制剂对预防儿童急性腹泻也有一定作用，临床试验表明，乳双歧杆菌可使儿童感染胃肠道疾病的风险明显下降。另有研究结果表明，大剂量的双歧杆菌属、乳杆菌属、乳球菌属等可以预防抗生素相关性腹泻（AAD），可使儿童抗生素相关性腹泻的发病率，从22%下降至8%。

4.4 乳酸菌制剂与益生元的组合应用

益生元是通过选择性地刺激肠道中一种或多种细菌的生长和活性，而有益于身体健康且不消化食物成分的总称，如低聚木糖、膳食纤维等。益生元改变肠道环境，保障肠道健康，尤其是低聚木糖效果更显著。益生元与益生菌（如乳酸菌）可组合成合生元，两者具有协同效应[28-29]，相关研究表明，将乳酸菌制剂与低聚木糖交配可以显著提高小鼠和人体肠道中有益菌的数量，达到调节肠道菌群的功能[30]。

5 乳酸菌制剂存在的问题

近年来，乳酸菌制剂的研发和应用取得了很大的进展，但我国对这方面的研究还存在一些问题，如乳酸菌制剂成本高，食用人群受限；活菌制剂易在保存或运输中失活；乳酸菌活体制剂的潜在风险如肠道菌群易位、诱发乳酸酸中毒等都值得关注；乳酸菌制剂的作用机理还有待研究。此外，将活的微生物应用于饲料和食品中，其潜在的致病性、抗药基因转移的可能性及繁殖和变异的不可控制性都是需要注意的。随着科研学人员在微生物的菌株改良、生产工艺模式以及产品呈现形式等方面的研究深入，乳酸菌制剂的问题将得到解决。

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Research and application prospect of Lactobacillus preparation

ZHU Yanjie1，2，XIAO Lin1，2，3，SHANG Chengkun3，SONG Guangming3，ZOU Zhiguang3，XU Hongjun4

1. Shandong Longlive Bio-technology Co., Ltd., Yucheng 251200, China
2. Shandong Key Laboratory of Straw Bioref nement Technologlies, Yucheng 251200, China
3. Shandong Functional Sugar Engineering Research Center, Yucheng 251200, China
4. Department of Gastroenterology Yucheng People,s Hospital of Shandong, Yucheng 251200, China

Lactobacillus preparation is a microecological preparation with non-toxic and no side effects, and has a wide range of applications. This paper brief y introduces the types, mechanisms, research prospects and existing problems of Lactobacillus preparation, aiming to provide reference for its research.

Lactobacillus preparation; microecological preparation; mechanism; prospect

10.3969/j.issn.1674-0319.2017.04.013

朱艳杰，硕士，初级工程师。主要从事微生物发酵的研发工作。E-mail：3152531877@qq.com

徐弘君，消化内科主任医师。长期致力于肠道微生态疾病诊断和治疗的研究。E-mail：sdxuhj@sina.com