嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、干酪乳杆菌等可以在人体胃肠道存活,对人体具有健康作用,称为益生菌。益生菌是一种活菌功能性制剂,调节粘膜和系统免疫,影响宿主的生理状况,增强营养和提高肠道微生物的平衡,以促进人体或动物的健康。益生菌全球性的需求是因为益生菌具有保健和预防疾病的作用。益生菌最普遍的应用是制备发酵乳。
1.益生菌的重要特性和筛选标准
益生菌不仅应赋予产品适宜的感官特性,而且要考虑其保健或营养功效。表1.列出了益生菌的优良特性。
表1. 益生乳酸菌的优良特性
益生菌的特性 |
备 注 |
人类来源 |
健康作用有菌株特异性 |
对酸和胆盐稳定 |
对口腔摄入是必要的;可以穿过肠道,保证菌体细胞的完整性,可以维持粘附和代谢活力 |
对肠道粘膜的吸附 |
免疫调节、对病原菌的竞争排阻、阻碍病原菌的吸附、暂时的定植作用 |
临床证明健康作用有效 |
经过准确严格的临床试验 |
在食品和临床应用是安全的 |
进行菌株的准确鉴定和特性研究,试验证明是安全的,不会使肠道粘膜发生退化 |
良好的工艺特性 |
菌株的稳定性、噬菌体抗性、在产品中的存活性、可以大规模培养、对产品风味无不良影响 |
2.健康作用
健康人的胃肠道含有大量的、不同的微生物。结肠中栖息着大约1012cfu/mL的细菌,约存在500多种细菌。厌氧菌超过好氧菌大约1000到10 000倍。乳杆菌和双歧杆菌是胃肠道的主要菌群,存在于胃肠道的任何部位和宿主的整个生命周期。
益生菌可以维持和改善肠道菌群的平衡;增强机体的免疫力;提高乳糖的消化性;控制血清中的胆固醇;减轻便秘。最近一些人体研究证明乳酸菌通过降低可以激活肠道致癌原的细菌酶活力而间接降低致癌活性。乳酸菌的发酵乳制品或其他制剂可以抑制试验动物肿瘤细胞的生长。
肝脑病是肝脏功能低下所致的神经紊乱。肝脏功能低下时,病人的去毒功能也会降低,引起在循环血液中氨含量升高。在不具备发达的脑肝病治疗法时,肠球菌制剂可以降低病人血液中的氨、改善其精神状态以及心理状况。
文献中已经讨论过生化特性及临床效果的益生菌主要有嗜酸乳杆菌NCFB1478、干酪乳杆菌Shirota、乳杆菌GG、嗜酸乳杆菌LA1。这些健康效果提供了这些菌株在功能性食品以及临床和医疗辅助食品中的应用基础。
3益生菌在乳品中的应用
嗜酸乳杆菌、双歧杆菌等可以用于生产嗜酸菌素片、微生态口服液、保健制剂等。随着技术进步,以酸奶、冰淇淋以及其他发酵产品为载体,增加了益生菌摄入。
嗜酸性乳
嗜酸性乳在苏联、南斯拉夫、捷克斯洛伐克均有生产。在前苏联销售一种商品名为Biolact的嗜酸性乳。按常规的发酵乳生产方式进行生产,产品中添加5%的蔗糖。
酸奶作为载体
酸奶在分装前或者发酵前加入了活的嗜酸乳杆菌、双歧杆菌等,活菌数为107cfu/mL。酸奶菌相与嗜酸乳杆菌、双歧杆菌等的比例可以在货架期内维持平衡,风味良好。
冰淇淋作为载体
冷冻可能减少嗜酸乳杆菌33~45%的活菌数。在硬质冰淇淋贮存期间嗜酸乳杆菌的数目波动很轻微,在28天的贮存中超过2×106cfu/mL的活菌。这样制备的冰淇淋在风味上与常规的冰淇淋无明显的差别。
嗜酸酵母乳
原料乳经过杀菌、冷却,按5%的比例接种。发酵剂菌株由嗜酸乳杆菌、酵母菌株组成。使用啤酒、葡萄酒、面包酵母时,在巴氏杀菌前加入2~3%的蔗糖。接种后的牛乳装入瓶中,于30℃培养直至凝固。在18℃保存12~18h,酵母菌增殖迅速,产生酒精、二氧化碳。产品冷却到8℃以下,酸度为100~1200T(0.90~1.08%的乳酸)。也有学者建议利用发酵乳糖的酵母菌来制备酵母发酵剂。
大豆嗜酸性产品
豆乳是东南亚国家最受欢迎的饮料。最近十年中,传统上不消费大豆食品的国家大豆食品的消费量也呈现明显的增加趋势。许多研究证明豆乳是嗜酸乳杆菌增殖的优良的培养基。调整豆乳中蛋白质和碳水化合物的含量,利于嗜酸乳杆菌的增殖。
干燥乳制品
这类产品分为三类:保健食品、药剂和发酵乳制品。这些产品的制备方法不同,贮存条件不同,保质期也不相同。益生菌对干燥很敏感,真空干燥比冷冻干燥更易引起菌体致死。在冷冻干燥过程中菌体细胞壁和细胞膜受到损伤。加入甘油、侧金盏花醇可以减少冷冻损伤。
Kefir
kefir在俄罗斯医院应用相当广泛,特别是在初生婴幼儿病房。kefir消化率高,作为早餐的第一食品被推荐。Goncharova小组报道了喂养早产婴幼儿的kefir不是修复双歧杆菌,而是抑制有害菌群。在前苏联,强化必需脂肪酸的kefir给患有动脉硬化、缺血性心脏疾病、肥胖症、消化性溃疡、肝脏和胆囊生理疾病的病人饮用。
益生菌与配方食品
食品过敏症的管理包括从饮食中去除这种食物。为了从饮食中消除牛乳的致敏原,最普通的方法是对牛乳中的酪蛋白或乳清进行预消化,形成以肽类和氨基酸混合物为氮源的配方。综合数据表明益生菌可减小过度敏感反应,促进内源性的屏障机制。添加益生菌的配方食品可进一步减小替代配方的抗原性,在开发针对食品过敏反应病人的特殊治疗方法中具有重要意义。
急性腹泻的治疗需要婴儿配方粉中添加有效的乳酸菌。另外一种方法是提供添加类似细菌制成的口腔复水溶液。在临床营养中,特定的饮食用来治疗胃肠感染、放射线退化以及胃肠炎症。益生菌在减轻这些紊乱方面具有重要作用,因此这些菌株应用到医疗辅助或特定的保健食品中是可能的。
4.益生菌的必要特性
发酵制品在生产、运输、贮存直到消费者饮用应具有这种活性。如果这种功能需要这种菌在肠道中定植,那么就需要考虑其在肠道中的增殖特性。在传统酸奶发酵剂细菌中添加嗜酸乳杆菌或双歧乳杆菌,也需要考虑其菌体数目。
需要研究检测发酵乳中益生菌的检测方法。在确证发酵乳的保健作用时,需要做临床试验,选择有某种保健或营养功效的菌株。期望一株菌株具有所有的保健作用是不现实的。
在人类文化传统上益生菌有悠久的历史。直到今天这些微生物基本上还是在执行着这些功能。我们正处于新应用的边缘,这些应用基于对益生菌在生物技术上的巨大潜力以及其在健康和疾病中的作用的更好理解。
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