益生菌的定義與功能

益生菌的定義與功能

蠕蟲是活性微生物，通過改善主腸微生物群的平衡而發(fā)揮作用。益生菌對(duì)健康的有益作用是俄國(guó)科學(xué)家Mctchnikoff首先提出的,他認(rèn)為腸道乳酸菌能夠通過防止腐敗菌的生長(zhǎng)而起到延長(zhǎng)壽命的作用。到目前為止,人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)益生菌可以改善腸道菌群結(jié)構(gòu),抑制病原菌,消除致癌因子,提高機(jī)體免疫力,降低膽固醇。益生菌與人體的健康有著密切的關(guān)系,在牛奶中添加益生菌可以改善消化功能,促進(jìn)胃腸蠕動(dòng),減輕人體乳糖不耐受癥,防止嬰幼兒的腹瀉和消化不良,對(duì)嬰幼兒的營(yíng)養(yǎng)與健康有重要的作用。在醫(yī)學(xué)上,益生菌可以用于急性輪狀病毒引起的腹瀉,便秘,結(jié)腸功能失調(diào)以及放射性治療引起的負(fù)作用,還可以用來抗腫瘤和抗癌。由于益生菌劑無毒性、無殘留、無污染、不產(chǎn)生耐藥性,能克服使用抗生素引起的菌群失調(diào)和二重感染,避免濫用抗生素等產(chǎn)生的不良后果;在使用抗生素后,再使用益生菌劑對(duì)恢復(fù)動(dòng)物機(jī)體微生態(tài)平衡有明顯的調(diào)節(jié)促進(jìn)作用,因此益生菌應(yīng)用在飼料工業(yè)中雖然只有20多年的歷史,發(fā)展卻比較快,是動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。1益生菌的定義隨著科學(xué)研究的深入,益生菌的定義也在不斷的變化。1965年,Lilly和Stillwell把益生菌描述為一種微生物產(chǎn)生的可以刺激其它微生物生長(zhǎng)的物質(zhì),是與抗生素作用相反的物質(zhì)。1974年P(guān)ark定義為益生菌是有利于腸道平衡的有機(jī)物質(zhì),這一定義將抗生素也包括在內(nèi)。1989年Fuller把益生菌定義為能夠促進(jìn)腸內(nèi)菌群生態(tài)平衡,對(duì)宿主起有益作用的活微生物制劑,這是目前人們最常用的定義。1994年有人對(duì)益生菌的定義又作了修訂:“益生菌是含活菌和死菌包括其組分和產(chǎn)物的細(xì)菌制品,經(jīng)口或其它粘膜途徑投入,旨在改善粘膜表面微生物或酶的平衡,或者刺激特異性或非特異性免疫機(jī)制”。目前在世界范圍內(nèi),學(xué)者們對(duì)其定義還存在著爭(zhēng)議。與益生菌相近的術(shù)語包括微生態(tài)制劑、微生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、直接飼喂微生物等。有人認(rèn)為益生菌可以是單一菌株,也可以是多種菌株的發(fā)酵產(chǎn)物。目前普遍認(rèn)為作為益生菌的細(xì)菌應(yīng)該具備以下條件:(1)對(duì)宿主有益;(2)無毒性作用和無致病作用;(3)能在消化道存活;(4)能適應(yīng)胃酸和膽鹽;(5)能在消化道表面定殖;(6)能夠產(chǎn)生有用的酶類和代謝物;(7)在加工和貯存過程中能保持活性;(8)具有良好的感官特性。2益生菌菌種使用益生菌來源主要是動(dòng)物腸道正常生理性菌和非腸道菌。1989年美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)以及美國(guó)飼料監(jiān)察協(xié)會(huì)(AAFCO)公布了41種可用于飼料的安全菌株。我國(guó)農(nóng)業(yè)部于1996年公布了6種菌:乳酸桿菌、糞鏈球菌、雙岐桿菌、酵母菌、DM423臘樣芽孢桿菌和SA38臘樣芽孢桿菌可用于動(dòng)物微生態(tài)調(diào)節(jié)劑。在制劑中,有的為單一菌種,有的為多種菌聯(lián)合使用,幾種菌種聯(lián)合使用有增多的趨勢(shì)。目前,常用的益生菌菌種有雙岐桿菌,乳酸桿菌和一些鏈球菌。其中,雙岐桿菌有青春雙岐桿菌、短雙岐桿菌等;乳酸桿菌有嗜酸乳桿菌、保加利亞乳桿菌、干酪乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌、胚芽乳桿菌、短乳桿菌、纖維二糖乳桿菌和乳酸乳桿菌。其他用作益生菌的鏈球菌有:糞鏈球菌、乳鏈球菌、嗜熱唾液鏈球菌和乙酸乳酸雙鏈球菌。此外,還有明串球菌屬、足球菌屬、丙酸桿菌屬和芽孢桿菌屬的菌種也可用作益生菌。通常,應(yīng)用于人體的益生菌有雙岐桿菌、乳酸桿菌、腸球菌、枯草桿菌、臘樣芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、酵母菌等。3抗生素作用機(jī)制很多學(xué)者對(duì)益生菌的作用機(jī)理都進(jìn)行了研究,綜合起來看,基本表現(xiàn)在:3.1微生物氧當(dāng)需氧型益生菌進(jìn)入消化道后,生長(zhǎng)繁殖消耗腸道內(nèi)大量氧氣,通過“生物奪氧”使需氧型致病菌大幅度下降,因而起到了防止動(dòng)物患病的作用。3.2細(xì)胞屏障,阻止病原菌的定殖研究發(fā)現(xiàn),益生菌能夠有秩序的定殖于粘膜、皮膚等表面或細(xì)胞之間形成生物屏障,這些屏障可以阻止病原微生物的定殖,起著占位、爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)、互利共生或拮抗作用,形成保護(hù)屏障,阻止病原菌的侵入,從而對(duì)致病菌的定殖產(chǎn)生抑制作用。3.3腸道用藥活性有些有益的菌落可產(chǎn)生有益的代謝產(chǎn)物,如產(chǎn)生有機(jī)酸,降低腸道pH值;產(chǎn)生過氧化氫和天然抗生素類物質(zhì),減少腸道內(nèi)氨及胺等毒性物質(zhì)的產(chǎn)生,其可形成抑制或殺死有害菌的環(huán)境。O.B.Maia認(rèn)為益生菌對(duì)沙門氏寒菌具有很好的抑制性及殺菌效果。3.4對(duì)克氏原螯蝦的處理目前有營(yíng)養(yǎng)特性的益生菌主要有芽孢桿菌、其次是雙岐桿菌、乳酸桿菌等。其營(yíng)養(yǎng)特性具體表現(xiàn)在:(1)芽孢桿菌在其生長(zhǎng)繁殖過程中能夠產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性酸,這些酸類能夠降低動(dòng)物腸道的pH值,可有效抑制病原菌的生長(zhǎng),為乳酸菌的生長(zhǎng)創(chuàng)造了條件。同時(shí),它還能夠產(chǎn)生很多維生素B1、B2、B6等B族維生素和維生素C,為動(dòng)物提供維生素營(yíng)養(yǎng),從而促進(jìn)動(dòng)物生產(chǎn)性能的提高。另外,它產(chǎn)生植酸酶,促進(jìn)動(dòng)物對(duì)植酸磷的利用和對(duì)脂肪的消化吸收率;產(chǎn)生的氨基氧化酶及分解硫化氫的酶類,可將吲哚類氧化成無毒、無害的物質(zhì),從而降低畜禽舍內(nèi)氨氣、硫化氫的濃度和臭味,減少環(huán)境污染。(2)雙岐桿菌不僅可以產(chǎn)生各種維生素如維生素B1、B2、B6、B12、煙酸和葉酸等以供機(jī)體所需,還能通過抑制某些維生素分解菌來保障維生素的供應(yīng)。另外,它還可以降低血氨改善肝臟功能。腸道內(nèi)腐生菌產(chǎn)生的大量吲哚、硫化氫、胺等代謝產(chǎn)物需在肝臟中由酸解毒,隨后以葡萄糖醛酸鹽和硫酸鹽等形式排除,若不及時(shí)解毒將導(dǎo)致肝功能紊亂和循環(huán)系統(tǒng)失常。雙岐桿菌在腸道內(nèi)可吸收利用這些含氮有害物質(zhì),抑制產(chǎn)胺的腐敗菌,降低腸道內(nèi)的pH值,使氨變?yōu)殡y于吸收的離子型,達(dá)到降低血氨的功效。(3)乳酸桿菌能合成動(dòng)物所需要的多種維生素,如B1、B2、B6、B12、煙酸、泛酸、葉酸等,當(dāng)腸道菌群失調(diào)時(shí),動(dòng)物會(huì)表現(xiàn)出維生素缺乏癥。3.5對(duì)免疫能力的影響擁有完整腸道菌群的常規(guī)動(dòng)物比無菌動(dòng)物有更高的巨噬細(xì)胞活性和免疫球蛋白水平,乳酸桿菌能提高巨噬細(xì)胞的活性,并能防止腫瘤的生長(zhǎng)。另外,雙岐桿菌也具有良好的抗菌性并能增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。HeFang等對(duì)一些益生菌進(jìn)行的研究表明:有些益生菌能夠影響人體免疫系統(tǒng)的應(yīng)答能力,不同菌體的影響程度不同。而HarsharnjitS.Gill等也通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了乳酸桿菌能夠增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力。張春楊等的研究表明,用產(chǎn)蛋白酶的益生菌制備成益生菌劑飼喂肉雞,能明顯促進(jìn)免疫器官的生長(zhǎng)發(fā)育,提高免疫器官指數(shù)(提高脾臟、法氏囊、胸腺指數(shù)分別可達(dá)18.47%、6.42%、41.46%、P<0.05);也能促進(jìn)消化道的生長(zhǎng)發(fā)育,提高消化道重量指數(shù)(消化道重/體重×100%)最高達(dá)27.55%(P<0.01);能明顯提高循環(huán)抗體的水平和消化道內(nèi)容物中的蛋白酶活力;因而能極顯著促進(jìn)肉用仔雞的生長(zhǎng)發(fā)育,料肉比可減少8.96%,大大提高了生產(chǎn)效益。劉克琳等采用有益芽孢桿菌制成微生物添加劑飼喂鯉魚,實(shí)驗(yàn)組添加1%生態(tài)制劑,經(jīng)100d飼喂試驗(yàn),結(jié)果試驗(yàn)組較對(duì)照組增重11.8%,飼料系數(shù)下降0.24;試驗(yàn)組免疫器官胸腺、脾臟生長(zhǎng)發(fā)育較對(duì)照組迅速、成熟快,電鏡觀察免疫器官內(nèi)T.B淋巴細(xì)胞較對(duì)照組成熟快,數(shù)量增多,產(chǎn)生抗體增多,免疫功能增強(qiáng)。楊雋等在小白鼠試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)益生菌制劑有一定的抗輻射、抗疲勞、保護(hù)肝臟和潤(rùn)腸通便的作用。4益生菌lac-蚤益生菌的安全性主要包括以下幾個(gè)方面:(1)應(yīng)用于人類的益生菌最好來自人體;(2)必須從健康人的腸道中分離;(3)必須經(jīng)過一定時(shí)間證明無致病性;(4)不能使膽鹽早期解離;(5)不能攜帶可以轉(zhuǎn)移的抗生素基因;(6)不能有與一些疾病(如心內(nèi)膜炎、腸道不適癥)相聯(lián)系的歷史。到目前為止,應(yīng)用于食品的益生菌——乳酸桿菌都被證明是安全的,益生菌產(chǎn)品在歐洲和日本大量生產(chǎn),也證明是安全的,但對(duì)于那些免疫妥協(xié)的個(gè)體而言,也有可能發(fā)生較嚴(yán)重的感染。Wangner等把Lac-GG、雙岐桿菌、L嗜酸乳桿菌克隆在免疫缺陷的幼鼠體內(nèi),在一些克隆有Lac-GG的小鼠中出現(xiàn)死亡現(xiàn)象,在嚴(yán)重免疫缺陷的成年鼠中也出現(xiàn)了類似現(xiàn)象。一位73歲的慢性淋巴性血病患者使用雙岐桿菌制劑后,也導(dǎo)致了死亡。R.D.Wagner和E.Balish也報(bào)道了益生菌對(duì)于免疫力有缺陷的病人有潛在的危害。因此對(duì)于益生菌的使用應(yīng)該謹(jǐn)慎,不能不加區(qū)別的將益生菌應(yīng)用于人體、獸藥和動(dòng)物生長(zhǎng)促進(jìn)劑。5抗菌藥物的使用益生菌可部分代替抗生素,且是抗生素的良好補(bǔ)充,從抗生素和益生菌的作用機(jī)理和應(yīng)用技術(shù)上看,益生菌在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)很難完全取代抗生素,因此,抗生素的使用范圍限制到一定程度時(shí),必將有一個(gè)抗生素與益生菌劑配合使用的時(shí)代,因此了解益生菌對(duì)各種常用抗生素的敏感性及配伍禁忌至關(guān)重要。有學(xué)者認(rèn)為益生菌制劑不能和抗生素同時(shí)使用,即使應(yīng)用也要在治療后一定時(shí)期內(nèi)才能使用。馬艷等進(jìn)行了益生菌對(duì)抗生素的敏感性實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:乳酸菌對(duì)鹽酸林可霉素、慶大霉素敏感,不能與之配伍使用,而對(duì)丁胺卡那霉素不敏感,可以配伍使用;芽孢桿菌對(duì)慶大霉素敏感,兩者不能配伍使用,對(duì)鹽酸林可霉素不敏感,可以配伍使用,對(duì)丁胺卡那霉素中度敏感,視具體情況配伍使用;糞鏈球菌對(duì)慶大霉素敏感,不能配伍使用,而對(duì)鹽酸林可霉素、丁胺卡那霉素不敏感,可以配伍使用;而3種菌的復(fù)合菌可以分別與以上3種抗生素配伍使用。劉清源對(duì)滄海生物公司生產(chǎn)的益生素產(chǎn)品“康源菌寶”中兩種主要益生菌――乳酸桿菌和臘樣芽孢桿菌進(jìn)行了16種抗菌藥的藥敏實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn):頭孢呋新、四環(huán)素、慶大霉素、青霉素、復(fù)合磺胺對(duì)兩種菌無任何抑制作用;其他抗菌藥對(duì)其均有不同程度的抑菌作用,鏈霉素、立福平、頭孢三嗪、頭孢哌酮抑制作用最小;卡那霉素對(duì)乳酸桿菌抑制作用最小,對(duì)臘樣芽孢桿菌抑制作用較小。有研究發(fā)現(xiàn)要獲得所期望的治療效果,益生菌的數(shù)量必須達(dá)到足夠的數(shù)量。因此提高益生菌活菌數(shù)量已成為商業(yè)中的重點(diǎn)研究課題。目前,提高益生菌存活力的方法有:(1)選擇耐酸和耐膽汁的菌株,有助于提高原生菌的生存能力;(2)選擇合適的包裝容器;(3)選擇合適的接種量;(4)運(yùn)用二步發(fā)酵法;(5)采用微膠囊技術(shù);(6)添加蛋白質(zhì)、肽和氨基酸;(7)添加抗壞血酸;(8)添加半胱氨酸;(9)利用超聲波降解乳酸菌釋放a-半乳糖酶。6發(fā)酵降腸茶汁目前益生菌已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥保健和飼料等各個(gè)領(lǐng)域。在食品和醫(yī)藥保健上多采用乳酸菌、雙岐桿菌和腸球菌及酵母菌等。在食品中益生菌主要用于發(fā)酵乳制品的生產(chǎn),發(fā)酵奶不僅含有豐富的鈣、蛋白質(zhì)、核黃素和維生素B12等營(yíng)養(yǎng)素,具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,而且還含有大量對(duì)人體健康很有益處的活的益生菌。含有雙岐桿菌的發(fā)酵奶能增加腸道中的雙岐桿菌,從而改善腸道菌落;干酪乳桿菌則具有縮短腹瀉病程的作用。酸奶是用嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌在嚴(yán)格的溫度和時(shí)間控制下發(fā)酵的奶,它可減輕乳糖吸收不良的癥狀,從而縮短各種腹瀉尤其是兒童腹瀉的病程,世界衛(wèi)生組織建議在治療腹瀉期以酸奶代替牛奶。而酸乳酒則是用細(xì)菌(包括各種乳桿菌、乳球菌、白串珠菌和醋桿菌)和酵母(發(fā)酵乳糖和不發(fā)酵乳糖的酵母)的復(fù)雜混合物發(fā)酵的牛奶制作的一種刺激性飲料。據(jù)報(bào)道酸乳酒具有潛在的抗菌、免疫、抗腫瘤和降膽固醇的作用。呂嘉櫪等還研究了益生菌中的嗜酸乳酸桿菌在甜酒釀中的生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)條件和培養(yǎng)條件,并用于指導(dǎo)生產(chǎn)含高活性的益生菌