微生态制剂的应用现状及展望

段小慧，覃树林，崔艳，肖林，王新明，徐弘君

1.秸秆生物精炼技术重点实验室，禹城 251200 2.山东省功能糖工程研究中心，禹城 251200 3.山东省秸秆生物炼制技术重点实验室，禹城 251200 4.山东禹城市人民医院消化内科，禹城 251200

微生态制剂的应用现状及展望

段小慧1，2，3，覃树林1，2，3，崔艳1，2，3，肖林1，2，3，王新明1，2，3，徐弘君4

1.秸秆生物精炼技术重点实验室，禹城 251200 2.山东省功能糖工程研究中心，禹城 251200 3.山东省秸秆生物炼制技术重点实验室，禹城 251200 4.山东禹城市人民医院消化内科，禹城 251200

微生态制剂无残留、无副作用、不产生抗性，是理想的抗生素替代品，有着广泛的应用前景。介绍了微生态制剂的分类，综述了国内外近几年微生态制剂在保健食品、普通食品、医药、动物饲料中的应用现状和开发情况，分析了微生态制剂研究存在的问题，并探讨了微生态制剂的发展前景。

微生态制剂；益生菌；保健食品；应用

20世纪中期以来，为预防动物疾病、改善动物体质和提高产量，在饲料中大量添加抗生素成为一种常见手段。抗生素又称抗菌素，是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。这主要是由于抗生素可以抑制细菌细胞壁的合成、与细胞膜相互作用、干扰蛋白质的合成以及抑制核酸的转录和复制，可以很好地抑制和杀灭细菌、霉菌、衣原体等其他致病微生物。然而，长期服用抗生素会导致错杀体内正常的益生菌群，造成肠道菌群失调，从而引起各种肠道疾病及不良反应；易引起毒性反应；并可能致畸、致突变、致癌等。抗生素虽然高效，但存在多种弊端，越来越多的学者和专家正在寻求其他预防控制疾病的方法，而微生态制剂应运而生，凭借其无耐药性、无残留、无毒副作用等优势吸引了各方关注，成为良好的抗生素替代者。

微生态制剂是指在微生态理论指导下，运用微生态学原理，调理微生态菌群失调，保持微生态系统平衡，对宿主有益且活的正常微生物及其代谢产物或正常微生物的促生长物质，经特殊工艺制成的制剂[1]。目前微生态制剂已经大量使用在保健食品、普通食品、医药、动物饲料等领域，虽然其益生特性已得到广泛认可，但产品种类尚少，功效作用较为单一，亟需开发相关微生态制剂新产品。

1 微生态制剂的分类

微生态制剂依据产品种类可划分为三大类：益生菌，益生元，合生元。这三种作用机制相似，均是促进有益菌群在肠道内大量定植和生长，形成有利于肠道的保护屏障，抑制有害菌群在肠道黏膜上定植和生长，调节肠道菌群生态系统恢复正常或处于更佳状态，进而促进机体免疫系统修复。

1.1 益生菌

益生菌又称活菌制剂、微生态调节剂、益生素等，是一类能够促进宿主肠道内微生物菌群的生态平衡，对宿主健康和/或生理功能产生有益作用的活性微生物[2]。益生菌主要是动物肠道正常生理性菌和非肠道菌，旨在改善黏膜表面酶或微生物的系统平衡，或者刺激（非）特异性免疫机制。

根据国家卫计委（包括原卫生部）发布的《新食品原料安全性审查管理规程》[3]、《可用于食品的菌种名单》[4]、真菌类和益生菌类保健食品评审规定[5]和《可用于婴幼儿食品的菌种名单》[6]等公告，可用于食品的微生物菌种包括10个菌属，33个菌种，其中含7个亚种；可用于保健食品的微生物菌种主要含两大类，真菌类和益生菌类，共21个菌种，含2个亚种；可用于婴幼儿食品的微生物菌种包括7种乳酸菌（表1）。筛选出来的这些菌种大多数是从食品原料或人体肠道中正常菌群分离筛选出来的，有少数菌种来源于土壤、木材或哺乳动物肠道等，已有大量临床数据证明菌种的安全性，并且菌株对人体是有益的，已在世界各国长期广泛使用，可放心食用。

表1 我国可用于普通食品、保健食品、婴幼儿食品微生物菌种名单

表1 我国可用于普通食品、保健食品、婴幼儿食品微生物菌种名单 （续表）

我国农业部于2014年2月1日起实施《饲料添加剂品种目录（2013）》公告[7]，主要包含芽孢杆菌类、乳酸菌类及酵母类、霉菌类和其他细菌类等几大类，共46种微生物菌种，其中细菌34种；酵母4种；霉菌8种（表2）。根据大量的动物实验证明，饲料中添加以下菌种会影响动物的生产性能，并且安全无公害，可以大量推广使用。

表1 我国可用于普通食品、保健食品、婴幼儿食品微生物菌种名单 （续表）

表2 我国可用于饲料添加剂菌种名单

表2 我国可用于饲料添加剂菌种名单 （续表）

1.2 益生元

2007年9月联合国粮农组织召开专家会议，建议将益生元定义为可以提高宿主健康效益，同时可调节改善微生物菌群的一种无生命的食物组分[8]。益生元在小肠内不被消化吸收直接进入大肠，被大肠中的有益菌优先选择利用，而大多数有害菌则不能利用或难利用。

常见的益生元包括低聚木糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚半乳糖、抗性糊精、菊粉、大豆低聚糖等。有益菌将益生元作为代谢原料，发酵后产生短链脂肪酸（乳酸、丙酸、丁酸和乙酸等）和维生素等产物，降低肠道内pH值，调节渗透压，抑制腐败和有害细菌的生长，促进营养成分的吸收，对提高肠道免疫力、减轻肠炎症状和抑制癌症等方面有重要意义。

1.3 合生元

合生元即益生菌和益生元同时并用的制品。通过促进外源性活菌在肠道中定植，既可发挥益生菌的生理性细菌活性，又可选择性刺激一种或有限几种有益菌生长和代谢，修复和维护肠道黏膜保护屏障，提高免疫力，促进宿主机体健康，并且能够达到1+1＞2的效果。据证实，合生元具有无毒害、无残留和不会导致细菌耐药性等特点，是一种绿色、安全环保且有效替代抗生素的微生态制品，是应用发展趋势。

合生元在调节微生态平衡中的优势决定了其较好的应用前景。常见的合生元产品有“合生元”冲剂、“益力多”益生菌饮品、麦弗逊的复合益生菌片、Ark Naturals的温和消化益生元和益生菌胶囊等。目前，全球面临人口老龄化，随着年龄的增长，肠道益生菌的数量将急剧减少，合生元的饮食干预会在维护老年健康中起到举足轻重的作用。

2 微生态制剂国内外应用现状

2.1 在保健食品中的应用

目前，微生态制剂作为一类新兴的保健食品产业，已成为食品工业发展最快的行业之一。国外微生态制剂发展较早、规模较大的有日本、欧美国家。日本益生菌类特定保健食品发展主要定位在整理肠道、改善免疫功能及糖尿病、抗过敏、降胆固醇、防治高血压等方面[8]。日本保健食品类型主要是酸奶、发酵乳、乳酸菌饮料和益生菌颗粒制剂等，例如，Yakult、Miru Miru、Mil Mil E、甜嗜酸双歧乳、甜双歧乳等益生菌制品。除了日本外，欧洲许多国家微生态保健食品发展也很迅速，主要以嗜酸乳、双歧乳和双歧酸奶为主，如德国的益生菌制品Bif ghurt和Biogarde，英国的BA live、酸奶风味双歧奶等产品。

我国营养与保健品市场年销售额在2012年年底已接近2800亿元，2015年突破6万亿元大关；中国内地城乡居民保健类消费支出正以15%～30%的速度增长，远高于发达国家12%的增长速度[9]。虽然我国保健品需求量很大，但常见的合生元保健品类型主要包括冲剂、胶囊（表3）。以冲剂和胶囊为主，片剂处于空白区。产品成分主要为益生菌、益生元、膳食纤维、维生素及其他。合生元保健品中添加双歧杆菌的制品较多。功能上主要以调节肠道菌群和提高免疫力为主，具有降血糖、降血压、降血脂等其他功能的保健品较少。

表3 我国常见合生元保健品

表3 我国常见合生元保健品 （续表）

2.2 在普通食品中的应用

相较于保健食品，日本在普通食品中应用微生态制剂产品类型更多，范围更广，满足不同年龄段、不同层次人群对微生态制品的需求。日本自从1998年益生元低聚糖上市以来，年产量达5万吨，品种近10个，且在酸奶、乳制品、乳饮料、甜品、面包及饼干类中广泛应用[10]。随后，日本快速推广了合生元。凭借益生元高效促进益生菌在肠道内大量定植和生长，打开了一个全新的市场，推动了微生态制剂产品的发展规模，引起了各国关注。尤其，一些益生元具有高效选择性，可以对特定的菌群作用，例如，低聚木糖因高效选择性增殖双歧杆菌，被称为“超强双歧因子”。

国内应用在食品中的微生态制剂范围较窄，主要分为两大类：发酵乳和乳饮料。大多数企业仍然利用传统的发酵方法制备发酵乳，菌株方面主要采用不易在大肠内定植的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，几乎不采用具有增强机体免疫功能、延缓衰老、防病抗癌作用的嗜酸乳杆菌和双歧杆菌等菌株[11-12]，这可能与双歧杆菌等菌株的发酵能力、产酸性和培养条件相关。

2.3 在医疗保健中的应用

国外微生态制剂已经深入医疗保健领域，有一些产品已经在医院推广使用。德国的Euga-Lein、Lactopriv（双歧杆菌）和Omnif ora（嗜酸乳杆菌、长双歧杆菌、大肠杆菌），法国的Synerlac（嗜酸乳杆菌、两歧双歧杆菌），瑞士的Inf oran Berna（嗜酸乳杆菌、婴儿双歧杆菌）药物制剂产品销量较高。日本微生态制剂药品主要包括单菌制剂和联菌制剂，其剂型有粉剂、颗粒剂、锭剂、胶囊和微胶囊等多种[13]。在日本，微生态制剂被用来治疗肠道紊乱类疾病，如腹泻、便秘以及抗生素相关性腹泻等疾病。常用的一种产品由3种菌构成（嗜酸乳杆菌KS-13、双歧杆菌 G9-1和长双歧杆菌 MM-2），为保持该产品市场的稳定性，对产品的效果，如肠道黏附性、定植能力、耐胃酸性能以及在肠道中的分布和回收率等，都严格测定，并提供数据[4]。

我国微生态药品主要集中在胶囊、片剂、口服液和粉剂，如丽珠肠乐胶囊（青春双歧杆菌）、整肠生（地衣芽胞杆菌）、金双歧杆菌（长双歧杆菌、保加利亚杆菌、嗜热链球菌）、促菌生及乐腹康（蜡样芽孢杆菌）、培菲康及贝飞达（长双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、粪链球菌）、威特四联活菌片（两歧双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、粪肠球菌、蜡样芽孢杆菌）等制剂具有调整肠道微生态平衡功效，定菌生胶囊（德氏乳杆菌）可以治疗妇女细菌性阴道炎[14]。微生态制剂除了在处理肠道疾病有效外，对治疗糖尿病也有一定的作用。近年来的一些研究发现，肠道益生菌的缺乏与糖尿病发病有关[15]。微生态制剂可降低糖尿病患者的血脂和血糖水平，减轻氧化应激损伤，对2型糖尿病患者发挥积极保护作用[16]。

2.4 在动物饲料的应用

日本和欧美各国已形成饲用微生态制剂产业，主要围绕乳酸杆菌属、枯草芽孢杆菌及链球菌属进行研究，商用的产品常为复合菌剂，复合菌一般比单一菌效果明显，市场需求量较大，市场体制也较完善。国外开发的饲用乳酸菌添加剂产品种类层出不穷，较著名的微生态制剂产品有：美国亚联的Bio-One，英国PIC公司的Protexin，韩国的Duolac，日本的EM复合微生态制剂等[17]。

国内市场开发的饲用微生物添加剂主要产品有“产酶益生素”、“芯源康”、“乳菌宝、益畜威”、“源康宝”、“健绿”、“整肠康”、“活性干酵母”、“枯草杆菌”和“益菌多”等。虽然种类不同，微生态制剂在动物养殖中的作用可概括为：维护动物肠道健康[18]、缓解不良应激[19]、改善畜舍环境[20]、改善畜产品品质[21]和替代抗生素。

3 展 望

目前看来，微生态制剂凭借高效、无耐药性、无残留等特点在保健食品、普通食品、医药、动物饲料等领域健康发展，具有良好的市场前景。然而，还存在一些问题，例如，微生态制剂产品多围绕功效，除了乳酸杆菌和双歧杆菌外，其他益生菌的作用机制和潜在的安全性问题目前尚不十分清楚；微生态制剂中的活菌容易在生产、加工、储存、运输等过程中失活，涉及的各个环节条件需要安全稳定；微生态制剂若只用益生菌，效果不显著，需采用益生元复配来提高双歧杆菌等在肠道内定植，从而提高益生效果。

围绕以上问题，今后微生态制剂研究的发展趋势主要为改进加工工艺，提高产品的活菌数，加强稳定性，延长保质期；根据我国实际情况，研究微生态制剂与多肽类、氨基酸、维生素、有机酸或者中草药等的配合使用；利用分子生物学技术改良现有菌种，并挖掘新菌种；并对现有和新开发的微生态制剂进行实时跟踪、安全性评价和临床应用，为其后期研制及应用提供有效的理论基础。

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［3］ 国家卫生和计划生育委员会.关于印发《新食品原料申报与受理规定》和《新食品原料安全性审查规程》的通知：国卫食品发（2013）23号［A/OL］. (2013-10-15)［2017-2-8］. http://www. moh. gov. cn/sps/ s3585/201311/e8dc7f4ec58444f8bbf32ec079d7e905. shtml.

［4］ 卫生部. 卫生部办公厅关于印发《可用于食品的菌种名单》的通知：卫办监督发（2010）65号［A/OL］. (2010-04-22)［2017-2-8］. http://www. nhfpc. gov. cn/sps/s3593/201004/65839d2d57554dd29ae40a52dca9 2c74. shtml.

［5］ 卫生部. 关于印发真菌类和益生菌类保健食品评审规定的通知：卫法监发（2001）84号［A/OL］. (2001-03-23)［2017-2-8］. http://www. zybh. gov. cn/d?xh=20594.

［6］ 国家卫生和计划生育委员会. 关于公布《可用于婴幼儿食品的菌种名单》的公告：卫生部公告（2011）25号［A/OL］. (2011-10-24)［2017-2-8］. http://www. nhfpc. gov. cn/sps/s7891/201111/a10fe4a0b1dd477c988464 9220368cc2. shtml.

［7］ 中华人民共和国农业部.关于公布《饲料添加剂品种目录（2013）》的公告：农业部公告（2013）2045号［A/OL］. (2013-12-30)［2017-2-8］. http://www. moa. gov. cn/govpublic/XMYS/201401t20140103_3730193. htm.

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Application and prospects for microecological modulator

DUAN Xiaohui1，2，3，QIN Shulin1，2，3，CUI Yan1，2，3，XIAO Lin1，2，3，WANG Xinming1，2，XU Hongjun4
1. Key Laboratory of Straw Bioref nement Technologlies, Yucheng 251200, China 2. Shandong Functional Sugar Engineering Research Center, Yucheng 251200, China 3. Shandong Key Laboratory of Straw Bioref nement Technologlies, Yucheng 251200, China 4. Department of Gastroenterology Yucheng People’s Hospital of Shandong, Yucheng 251200, China

Microecological modulator is an optimal substitute of antibiotics, which has no side effects, no residue, no resistance and has a wide application. The classif cation of probiotics is introduced and the development and research progress of microbial modulators in the health food, ordinary food, medicine and animal feed at home and abroad in recent years is summarized.The hot spot and existing problems in microbial modulator research and the prospects for development of microbial modulators are analyzed．

microecological modulator; probiotics; health food; application

10.3969/j.issn.1674-0319.2017.02.011

段小慧，硕士，初级工程师。主要从事功能性食品开发。E-mail：xgl113@126.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

国家高技术研究发展计划（2014AA021906）