益生菌劑.ppt

益生菌劑,益生菌劑的概念 益生菌劑的常用菌株及其生理功能 益生菌劑的作用機理 益生菌的市場及其影響因素 益生菌劑的最新研究成果與展望,益生菌劑的概念,1、益生菌劑的概念 2、益生菌劑與微生態(tài)制劑 3、腸道微生態(tài)菌群 4、腸道菌群的功能,1、益生菌劑的概念,1965年-原生動物產(chǎn)生的，對另一種原生動物生長有刺激作用的活性的物質(zhì)。 1974年-微生物和具有調(diào)節(jié)腸道菌群平衡的產(chǎn)物。 1989年-一種活的微生物飼料添加劑，具有調(diào)整腸道微生物菌群平衡的作用。 1990年-攝入動物體內(nèi)并參與腸道微生物群落的相互作用，或者通過增強非特異性免疫功能來預防疾病，間接地起到促進生長和提高飼料效率的活的微生物培養(yǎng)物。 1992年-由單一或多種微生物組成的活菌制劑，通過改善宿主土著微生物的生態(tài)平衡，促進動物的健康生長。,1、益生菌劑的概念,目前益生菌劑的標準定義： 益生菌是指對人和動植物機體有益的菌。由益生菌生產(chǎn)的產(chǎn)品叫益生菌劑，包括或菌體、死菌體、菌體成分及代謝產(chǎn)物。它們能改善機體微生物和酶的平衡，并刺激特異性或非特異性免疫機制，達到防治某些疾病、促進發(fā)育、增強體質(zhì)、提高產(chǎn)量、延緩衰老和延長壽命的目的。,2、益生菌劑與微生態(tài)制劑,微生態(tài)系統(tǒng) 微生物的數(shù)量和種類相對穩(wěn)定，與宿主間不停地進行著物質(zhì)和能量交換，一方面宿主為微生物生存提供營養(yǎng)和條件，另一方面微生物為宿主提供生物拮抗、免疫、維生素及食物消化吸收等多種生理功能，這種與宿主和平共處，互為有利的共生菌群稱作正常菌群。正常菌群之間、正常菌群與宿主之間以及正常菌群與環(huán)境之間存在密切關(guān)系，構(gòu)成了微生物的生態(tài)系統(tǒng)。 微生態(tài)制劑（microecologics, microecological modulator） 是依據(jù)微生態(tài)學理論而制成的含有有益的活菌制劑，其功能在于維持宿主的微生態(tài)平衡、調(diào)整宿主的生態(tài)失調(diào)，并建有其他保健功能。,3、腸道微生態(tài)菌群,腸道菌群分布的區(qū)域性：,3、腸道微生態(tài)菌群,腸道菌群隨年齡增長而變化：,3、腸道微生態(tài)菌群,腸道菌群因飲食習慣而不同：,3、腸道微生態(tài)菌群,肌體的健康狀況影響著腸道菌群的組成 地理位置的變化 過度的衛(wèi)生條件,4、腸道菌群的功能,腸道微生物可以分泌纖維素酶、蛋白酶和脂肪酶將難于吸收的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成易于消化吸收的小分子。反芻動物本身不能利用纖維素物質(zhì)，而是依賴于瘤胃內(nèi)的微生物分泌的纖維素酶和半纖維素酶等酶類降解不溶性的纖維素物質(zhì)生成可利用的糖，供給機體利用。,腸道微生物在代謝過程中，產(chǎn)生多種氨基酸、維生素等生理活性物質(zhì)，供給機體直接利用。人類中常見的維生素缺乏癥，多是腸道菌群不平衡所致。,乳桿菌和雙歧桿菌具有增加吞噬細胞的吞噬能力和刺激機體的體液免疫功能。,（1）分解食物大分子成小分子物質(zhì) （2）產(chǎn)生多種營養(yǎng)物質(zhì) （3）刺激免疫系統(tǒng) （4）分解某些潛在的致癌物質(zhì),益生菌劑的常用菌株及其生理功能,1、乳酸菌制劑 2、芽胞桿菌制劑 3、酵母菌制劑,1、乳酸菌制劑,乳酸菌 乳酸菌定義：一類利用可溶性碳水化合物產(chǎn)生乳酸的細菌總稱。厭氧菌或兼性厭氧，革蘭氏陽性菌，生長繁殖于厭氧或微耗氧、礦物質(zhì)和有機營養(yǎng)豐富的微酸環(huán)境中。 乳酸桿菌 長桿狀、短桿或棒狀，一般成鏈排列，無芽孢、不運動，兼性好氧或耐氧，生長溫度3040，耐酸，最適ph 5.56.2，在ph5或更低的情況下仍能正常生長。 人類糞便中分離最多的6類乳桿菌：嗜酸乳桿菌、唾液乳桿菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌、短小乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌。 雙歧桿菌 形態(tài)多樣且不規(guī)則，桿狀、棒狀、v型、y型,單個或鏈狀。無芽孢、不運動、抗酸能力差，嚴格厭氧。 5種雙歧桿菌用于生產(chǎn)益生菌劑分別是：雙歧桿菌、長歧桿菌、青春雙歧桿菌、短雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌,1、乳酸菌制劑,乳酸菌制劑的生理功能： 對病原菌的抑制作用 （1）產(chǎn)生抗菌化合物 （2）營養(yǎng)物質(zhì)的競爭 （3）黏附位點的競爭 影響宿主或其他菌株的代謝活性 刺激機體的免疫系統(tǒng) 營養(yǎng)作用 減緩乳糖不適癥 降低膽固醇 用于結(jié)腸癌的治療,利用碳水化合物產(chǎn)生乳酸、乙酸、細菌素的代謝產(chǎn)物，抑制病原菌的生長繁殖，以維持自身的生長優(yōu)勢；乳酸、乙酸等導致腸道的ph值降低，刺激腸道蠕動，加速了病原菌的外排；產(chǎn)生廣譜抗菌小分子物質(zhì)如嗜酸菌素、路乳菌素和鏈霉菌素。,病原菌和乳酸菌的生長都需要碳源和氮源及腸道內(nèi)其它營養(yǎng)物質(zhì)，健康體內(nèi)，乳酸菌優(yōu)勢生長，抑制了病原菌生長；腸道功能紊亂時，正常菌群生長受到影響，病原菌趁此機會大量繁殖占據(jù)生長優(yōu)勢。,腸道病原菌菌體表面通常生有鞭毛和菌毛，他們的主要功能是幫助幫助病原菌在腸道上皮細胞上的粘附，而乳酸菌在腸粘膜表面的黏附力更強，它們借助菌體外的多糖、蛋白質(zhì)及脂壁酸與腸表皮細胞受體蛋白共價結(jié)合,乳酸菌產(chǎn)生的有機酸可促進對維生素d、鈣和鐵離子的吸收，菌株本身還可產(chǎn)生多種維生素，如硫胺素、核黃素、尼克酸、泛酸、葉酸等；雙歧桿菌能使體內(nèi)具有某些抗衰老作用的酶（超氧化物歧化酶，sod）活性提高。,腸道內(nèi)的有些細菌如梭菌、擬桿菌、能夠分泌高活性的-葡糖醛酸酶、-葡萄糖苷酶、偶氮還原酶、硝酸還原酶、吲哚-水解酶等，它們能將食物轉(zhuǎn)化成致癌物質(zhì)或腫瘤誘發(fā)因子。而結(jié)腸內(nèi)的雙歧乳桿菌和乳桿菌能夠抑制或降低這些酶的活性，因此降低了結(jié)腸癌的發(fā)病率。,膽汁酸、去氧膽汁酸經(jīng)常結(jié)合甘氨酸或?；撬?形成甘氨膽酸或牛磺膽酸,被乳酸桿菌中的細菌酶、膽鹽水解酶所解離(cilliland ,1990) 。解離的膽酸有殺菌作用,粘附到細菌纖絲上形成沉淀而排出體外, 導致腸肝循環(huán)減少,膽固醇轉(zhuǎn)化率升高,產(chǎn)生更多膽酸, 從而降低膽固醇( gilliland , 1990 )。,乳酸菌可提高腸道有益菌的活性，如-半乳糖苷酶、乳糖酶、蔗糖酶、葡萄糖苷水解酶活性，對乳糖不適正有很好的療效；乳酸菌還具有同化膽酸鹽和抑制膽酸鹽生成的作用，從而降低宿主膽固醇的合成。,2、芽胞桿菌制劑,芽孢桿菌種類 芽孢桿菌的作用 （1）產(chǎn)生多種消化酶類 （2）產(chǎn)生抗菌活性物質(zhì) （3）對病原菌有拮抗作用 （4）改善體內(nèi)外生態(tài)環(huán)境 （5）作為疫苗用于疾病的 防治,枯草芽孢桿菌可產(chǎn)生淀粉酶，淀粉酶降解飼料中的淀粉大分子物質(zhì)生成單糖，再由其他厭氧菌將單糖轉(zhuǎn)化成乳酸、乙酸、降低腸道的ph值，抑制腐敗菌生長；此外芽孢桿菌還能分泌蛋白酶、脂肪酶等水解酶，有利于飼料中大分子物質(zhì)的消化吸收。,多種芽孢桿菌都能產(chǎn)生抗菌活性物質(zhì)，枯草菌素（subtilin）是由枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的一種短肽，具有廣譜抑菌活性，在腸道中可抑制病原菌和腐敗菌的繁殖，有很好的熱穩(wěn)定性，在飼料加工過程中仍能保持較高的活性。,芽孢桿菌參與腸道內(nèi)益生菌群和有害菌群的生存空間、定殖部位以及營養(yǎng)物質(zhì)的競爭，芽孢具有強的抗逆性，在腸道內(nèi)膽酸及低ph環(huán)境下可以萌發(fā)生長，占據(jù)生長優(yōu)勢。,芽孢桿菌可以顯著降低腸道內(nèi)大腸桿菌、產(chǎn)氣假膜桿菌、沙門氏菌的數(shù)量，從而減少了胺、氨、吲哚、硫化氫等對腸道粘膜的毒害作用。,2、芽胞桿菌制劑,芽孢桿菌的特點 （1）在腸道低ph值條件下仍具活性并可在腸道內(nèi)萌發(fā)； （2）不能在腸道中定植，不能成為腸道內(nèi)的正常菌群； （3）對動物有明顯的促生長作用； （4）保存期長，易于加工和生產(chǎn)； （5）食品加工的常用菌株； （6）芽孢桿菌制劑促進人或動物免疫功能；,3、酵母菌制劑,酵母菌的特點： （1）能夠轉(zhuǎn)化農(nóng)副產(chǎn)品、工業(yè)下腳料生成菌體蛋白， 可以彌補飼料中蛋白質(zhì)含量的不足； （2）不是腸道正常菌群； （3）可以在消化系統(tǒng)中存活。 酵母菌的益生作用： （1）釀酒酵母可以減少腸道中大腸桿菌、志賀氏菌、沙門氏菌； （2）酵母細胞表面的甘露聚糖可以與病原菌分泌的毒素物質(zhì)結(jié)合，以降低其毒性； （3）釀酒酵母分泌“嗜殺因子”，在啤酒工業(yè)，乳制品工業(yè)中有很好的殺菌作用，對于腸道病原菌也有很強的殺傷力。目前已通過育種手段或基因工程技術(shù)將編碼“嗜殺因子”的基因克隆到生產(chǎn)乳制品的菌株乳球克呂沃爾菌（kluyveromm lactis）開發(fā)其在乳制品發(fā)酵中的潛力。,4、益生菌具備的條件,選擇優(yōu)良菌株應遵循以下幾項原則: （1）用作食品添加劑或醫(yī)藥的益生菌最好為在人體中存在的菌種,實踐證明從健康人體中分離是比較行之有效的方法,也可適當考慮能在人體環(huán)境下生存的其他有益菌種; （2）必須為非病原菌,且無毒,無殘留,不引起感染或胃腸道紊亂,不給人類健康帶來潛在的威脅; （3）不能攜帶可遺傳的抗藥性基因,具有遺傳穩(wěn)定性,最好保證菌種在人體環(huán)境中不變,具有遺傳可控性; （4）在選擇菌種時,應首先考慮目前已被廣泛應用的菌種,而這些菌種已被實踐證明對人類是有益的。,4、益生菌具備的條件,作為飼料添加劑理想微生物菌種應滿足以下條件 （1）菌株本身不會使人和動物致病，不產(chǎn)生毒素物質(zhì)； （2）對宿主有促生長作用，賦予宿主抗病能力； （3）在低ph環(huán)境和膽汁中可以存活，能定殖于腸粘膜； （4）易于體外培養(yǎng)，在保質(zhì)期內(nèi)能保持較高的活菌數(shù)； （5）代謝過程中，產(chǎn)生大腸桿菌、沙門氏菌、葡萄球菌、梭狀 芽孢桿菌等腸道致病菌的抑菌物質(zhì)而不影響菌株的活性； （6）加工后活菌存活率高，混入飼料后高溫下穩(wěn)定性好； （7）最好來自動物自身腸道，具有宿主專一性。,益生菌劑的作用機理及應用,1、優(yōu)勢菌學說 2、生物奪氧學說 3、菌群屏障學說 4、微生物的代謝活性 5、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng),1、優(yōu)勢菌學說,（1）微生態(tài)平衡的概念 微生態(tài)平衡是指正常微生物群與其宿主生態(tài)環(huán)境在長期進化過程中形成生理性組合的動態(tài)平衡. （2）優(yōu)勢菌群 益生菌群占優(yōu)勢，搶先利用小腸上皮細胞內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)進行生存和繁殖，抑制有害菌的消化道的增殖。 粘附能力通常被認為是病原菌的一種重要的毒性因子，許多益生菌可以通過與致病菌競爭腸上皮微絨毛上的脂質(zhì)與蛋白質(zhì)上的相同復合糖受體來達到阻止致病菌的定植。,2、生物奪氧學說,（1）好氧菌（芽孢桿菌等）造成厭氧環(huán)境，降低氧化還原電勢，使病原菌因缺氧而生長受限制； （2）厭氧環(huán)境促進乳酸菌的生長，產(chǎn)生的有機酸對病原菌具有抑制作用； （3）各菌株的生長狀況決定于添加益生菌對氧氣的爭奪； （4）兼性厭氧菌（酵母菌等）在有氧條件下進行好氧呼吸，為宿主提供能量和營養(yǎng)，從而抑制致病菌的生長。,3、菌群屏障學說,（1）益生菌通過細胞表面的糖蛋白和磷壁酸等多糖與腸粘膜上皮細胞相互作用，密切結(jié)合，占據(jù)腸粘膜的表面，形成一種天然屏障，從營養(yǎng)競爭、空間位阻等方面限制致病菌的生存繁殖； （2）益生菌結(jié)合毒素物質(zhì)，防止毒素和有害 物質(zhì)被 宿主吸收，有助于在腸道內(nèi)建立正常的有益的微生物區(qū)系，排除或控制潛在的病原菌。,4、微生物的代謝活性,（1）降低腸道的ph值 （2）抑制有害物質(zhì)的產(chǎn)生 （3）合成與分泌多種營養(yǎng)物質(zhì)和消化酶 （4）產(chǎn)生細菌素,保加利亞乳桿菌能中和大腸桿菌外毒素；酵母菌產(chǎn)生的超氧化物歧化酶（sod）、過氧化物酶、過氧化氫酶可消除體內(nèi)自由基；雙歧乳桿菌可減少腸道內(nèi)毒素的含量，減輕肝臟的解毒負擔。,乳酸菌產(chǎn)生乳酸、乙酸，降低了消化道的ph值，抑制了病原菌生長繁殖，維持了正常菌群的平衡；有機酸可加強腸道的蠕動分泌，促進飼料的消化吸收。,乳酸菌、雙歧桿菌合成多種維生素氨基酸，增加鈣、鎂的吸收，提高機體對礦物質(zhì)的利用率；芽孢桿菌產(chǎn)生的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等水解酶類，能提高對大分子有機質(zhì)的消化利用率；瘤胃微生物可利用纖維素、半纖維素、果膠、幾丁質(zhì)、植酸等，提高了飼料的利用率；嗜酸乳桿菌可產(chǎn)生過氧化氫，激活動物腸道內(nèi)的過氧化物酶硫氰酸鹽反應系統(tǒng)，使乳酸過氧化酶與過氧化氫結(jié)合將硫氰酸鹽氧化成中間產(chǎn)物，抑制了葡萄球菌生長繁殖。,5、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng),（1）影響非特異性免疫應答 增強單核吞噬細胞（單核細胞和巨噬細胞）、多形核白細胞（主要是嗜中性粒細胞）和自然殺傷細胞活力，刺激活性氧、溶酶體和單核因子的分泌 （2）刺激特異性免疫應答 提高血清中iga、igm和igg的水平以強化體液免疫，促進t淋巴細胞、b淋巴細胞的增加和成熟，促進細胞免疫。,給無菌動物灌注長雙歧桿菌，24d后從小鼠體內(nèi)器官如腸系膜淋巴結(jié)、肝腎中分離出長雙歧桿菌iga 抗體，并且發(fā)現(xiàn)有針對其的免疫反應，說明腸道中的雙歧桿菌能移位到其它器官，被單核巨噬細胞吞噬，從而激活單核巨噬細胞，表明雙歧桿菌能促進巨噬細胞的吞噬和殺菌功能。,從雞腸道中分離到的一株產(chǎn)胞外多糖的菌株堅強腸球菌,其多糖成分eps-i體外免疫小鼠實驗證明eps-i能促進體外淋巴細胞增殖、促進con a 誘導的細胞轉(zhuǎn)化，提高脾細胞產(chǎn)1l-2的能力，增強nk細胞殺傷腫瘤細胞yac-1的能力。,益生菌引發(fā)與調(diào)節(jié)免疫功能的三條途徑,il12 il10,益生菌調(diào)節(jié)腸免疫細胞的途徑,益生菌劑的市場及其影響因素,1、益生菌劑的現(xiàn)有市場及主要產(chǎn)品 2、益生菌劑成功的原因及改進方向 3、益生菌劑進入市場需要考量的因素,1、益生菌劑的現(xiàn)有市場及主要產(chǎn)品,益生菌劑產(chǎn)品在1999年的消費總額是13.5億美元，到2004年時達到了17.4億美元。 在歐洲，主要的市場位于斯堪的納維亞半島，如荷蘭、瑞士、克羅地亞、愛沙尼亞；具有發(fā)展?jié)摿Φ氖袌鑫挥谙ＥD、法國、西班牙；德國、法國、英國和荷蘭占據(jù)了整個歐洲市場2/3的消費份額。 近年來益生菌劑市場發(fā)展很迅速，德國從1995年的5百萬的消費額增長到2000年的3千萬的消費額。,1、益生菌劑的現(xiàn)有市場及主要產(chǎn)品,東歐的一些國家，如捷克、匈牙利、羅馬尼亞，這些國家的市場產(chǎn)品都是由國際大公司支配的，如unilever、panone；并且國內(nèi)的主要生產(chǎn)廠家也只能從國外引進技術(shù)與原料。,歐洲市場主要的益生菌劑的產(chǎn)品品牌及制造商,2、益生菌劑成功的原因及改進方向,益生菌劑的成功的原因在于在消費者中一直有著良好的印象，并且益生菌劑的技術(shù)很成熟。 但是因為益生菌對物理、化學變化及熱都很敏感，使得產(chǎn)品受到一定的影響。,2、益生菌劑成功的原因及改進方向,現(xiàn)在的研究主要集中在提升益生菌的抗逆性上。 尋求好的益生菌載體是一個很好的解決方式，例如果汁就是一個現(xiàn)在研究很廣泛的載體，因為果汁本身就是一種很有營養(yǎng)的飲品，又有很大的固定消費群體，但是加入益生菌后的果汁的口味可能會限制其市場。,3、益生菌劑進入市場需要考量的因素,產(chǎn)品本身 益生菌劑產(chǎn)品已經(jīng)不僅僅是解決人們的饑餓問題，更重要的是能讓人們更加健康，抵御疾病。 廠家在生產(chǎn)益生菌劑產(chǎn)品的時候，應該清楚自己的產(chǎn)品的成分，評估產(chǎn)品的生理學作用以及產(chǎn)品在加工生產(chǎn)過程中成分的變化，測試產(chǎn)品的生物利用度。,3、益生菌劑進入市場需要考量的因素,生產(chǎn)技術(shù)與策略 要想生產(chǎn)的產(chǎn)品成功，需要的是不斷的開拓市場，及時引進先進的技術(shù)，與其他的公司合作，創(chuàng)建品牌效應，富有創(chuàng)新精神。,3、益生菌劑進入市場需要考量的因素,立法機關(guān) 當產(chǎn)品進行全球銷售的時候，很重要一點是要注意當?shù)氐恼吲c法規(guī)，因為地區(qū)與地區(qū)之間的法律、法規(guī)是不同的，要因地制宜的改進產(chǎn)品。,3、益生菌劑進入市場需要考量的因素,消費者 消費者是最重要的一個因素，現(xiàn)在的消費者對于能夠預防心腦血管疾病、高血壓、惡性腫瘤和肥胖的益生菌產(chǎn)品較重視。 鑒于消費者的不同知識背景，在介紹宣傳產(chǎn)品的時候盡量不要使用過于專業(yè)的語言，應當使用具體的事例，這樣消費者會更加易于接受。,3、益生菌劑進入市場需要考量的因素,消費者 不同的年齡層對益生菌產(chǎn)品的要求也不一樣，例如年輕的女性希望產(chǎn)品能夠有助于保持身材；而年老的人則希望產(chǎn)品能夠低膽固醇。 隨著現(xiàn)代人對健康越來越重視，益生菌產(chǎn)品還是有很廣闊的發(fā)展空間的。,益生菌劑的最新研究成果與展望,益生菌的抗抑郁作用,益生菌的抗抑郁作用,益生菌對于宿主的有益作用已經(jīng)得到很多研究的證實，但是以前對于益生菌的有益作用的研究大多數(shù)僅限于宿主腸道系統(tǒng)的改善。 現(xiàn)在最新的研究傾向于將腸道系統(tǒng)免疫系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)聯(lián)系起來，研究益生菌對其他系統(tǒng)的改善。,益生菌的抗抑郁作用,現(xiàn)在的研究已經(jīng)證實腸道紊亂與精神疾病之間存在著一定的聯(lián)系。最好的例子就是腸易激綜合癥。 腸易激綜合癥的發(fā)病原因：研究認為，本病癥狀發(fā)作或加重均與情緒緊張有關(guān)，焦慮、抑郁、激動、恐懼等情緒不安因素刺激機體，影響了植物神經(jīng)功能，從而引起結(jié)腸和小腸的運動功能改變及分泌功能的失調(diào)。,益生菌的抗抑郁作用,益生菌對患者腸道的調(diào)節(jié) 軀體癥狀是相對精神癥狀而言，就是身