益生菌及其作用
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【摘 要】简要的介绍了益生菌的种类。并且论述了益生菌在消耗系统中的作用以及益生菌选择的标准。
【关键词】益生菌；消化系统；选择标准
1.益生菌
益生菌的英文为Probiotic，该词源于拉丁文，意思是“有利于生命”。根据联合国粮食与农业组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）的最新定义，益生菌是一类当口服一定量后能够对人体健康起到促进作用的活体微生物。目前，可用作益生菌的微生物主要为细菌，包括乳杆菌、双歧杆菌、屎肠球菌、链球菌和芽孢杆菌等[。如芬兰维利奥公司开发的益生菌产品鼠李糖乳杆菌LGG、法国达能公司开发的益生菌产品干酪乳杆菌Immunitas、法国罗地亚公司开发的益生菌产品嗜酸乳杆菌NCFM、瑞士雀巢公司开发的益生菌产品约氏乳杆菌Lj1和La1、德国Biogaia公司开发的益生菌产品罗伊氏乳杆菌MM2和SD2112、丹麦科汉森公司开发的益生菌产品副干酪乳杆菌CRL431和乳双歧杆菌BB12、日本养乐多公司开发的益生菌产品干酪乳杆菌Shirota和短双歧杆菌Yakult、日本雪印公司开发的益生菌产品嗜酸乳杆菌SBT-2062和长双歧杆菌SBT-2928、内蒙古双奇药业股份有限公司生产的益生菌产品金双歧（含长型双歧杆菌、保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌）和北京韩美药品有限公司生产的的益生菌产品妈咪爱（含枯草芽孢杆菌和屎肠球菌）等。由此可见，乳杆菌和双歧杆菌是益生菌的主要成员。
2.益生菌在消化系统中的作用
益生菌具有多种生物活性，包括预防和辅助治疗肠易激综合预防和辅助治疗抗生素引起的腹泻、预防和辅助治疗阴道感染、增强人体免疫力、缓解机体过敏反应[86]、预防癌症和抑制肿瘤细胞生长[87]、降低人体血清胆固醇水平[88]、降低人体血糖水平[89]、降低人体血压水平[90]和预防人体骨质疏松等[91]。在上述生理活性中，预防和辅助治疗阴道感染属于益生菌在非消化系统发挥的生理功能，而其他的功能则属于益生菌在消化系统发挥的生理功能。由此可见，益生菌主要通过消化系统发挥生理活性。益生菌在消化系统发挥生理活性的过程中，有的功能是通过菌体本身发挥的，有的功能则是通过菌体的代谢产物发挥的，有的功能则是通过菌体本身和代谢产物的联合作用发挥的。既然益生菌主要是在消化系统发挥生理活性的，因此益生菌对消化系统生理环境的适应程度必然是影响其生理活性发挥的重要因素。
3.益生菌的选择标准
益生菌生理活性的发挥，一方面要取决于是否具有相应功能的作用机制以及该作用机制的强弱程度；另一方面则取决于在发生作用的生理部位内是否能够具有足够的生物量。具有不同生理活性的益生菌发挥相应功能的机制是不同的，但影响其在消化道的生物量的因素大致是相同的，即胃酸耐受能力、胆盐耐受能力和黏附肠道上皮细胞的能力。
摄入体内的益生菌必须经过胃才能到达肠道，而胃内的盐酸则是影响其存活能力的一个重要因素。人体胃液的pH值呈动态变化，空腹时其pH值可以低至1.5，然而进食后可高达6.0以上。在多数情况下，胃液的pH值主要在2.0-3.5之间波动。食物在胃内的排空时间随食物种类不同而有显著差异，纯液态食品的胃排空时间会低于0.5h，而肉类等一些难消化的食物的胃排空时间可高达4h以上。因此，在研究过程中，研究者通常根据人体胃液的生理参数以及食物的胃排空时间的特点，采用pH 2.0或2.5、时间2h或3h对菌株的胃酸耐受能力进行测定。
益生菌通过胃后，便进入了十二指肠，然后会依次通过空肠、回肠、盲肠、结肠和直肠，最后随粪便排出体外。小肠内的胆盐是影响益生菌生长和存活的重要因素之一。胆盐是一种阴离子型表面活性剂，能破坏微生物的细胞膜，导致胞内物质泄漏，从而影响微生物的生长及存活。胆盐是胆汁的主要成分。胆汁中的胆盐主要由甘氨胆酸（GCA）、甘氨脱氧胆酸（GDCA）、甘氨鹅脱氧胆酸（GCDCA）、牛磺胆酸（TCA）、牛磺脱氧胆酸（TDCA）、牛磺鹅脱氧胆酸（TCDCA）组成。胆盐的浓度在人体肠道内是呈动态变化的，在十二指肠浓度最高，在下行过程中由于肠道的吸收作用浓度逐渐降低，但平均胆盐浓度应在0.3%左右，所以研究者经常采用0.3%的浓度对菌株的胆盐耐受能力进行测定。
益生菌必须在肠道内停留足够长的时间才能发挥相应的生理活性，否则作为过路菌很难发挥相应的生理功能。多数益生菌虽不能像肠道固有细菌那样可以在肠道内长期定植，但通常都可以具有一定的短期定植的能力。由于黏附能力是菌株能够在肠道内进行短期定植的先决条件，因此研究者在体外通常通过测定菌株对肠道细胞的黏附能力间接了解菌株在肠道内潜在定植能力的强弱。常用的细胞模型有Caco-2、HT-29和HT-29MTX等，它们都属于结肠癌细胞，然而它们具有与人类肠道上皮细胞相似的生物学特性，这也是它们被广泛用于体外黏附测试的重要原因。由于黏附实验的结果与细胞类型、培养基pH值以及接种量等有很大关系，因此同一菌株采用不同方法测出的黏附数据存在着较大差别。
益生菌无论在肠道内发挥何种生理功能，都与其生物量的高低密切相关，因此提高益生菌在肠道内的生物量是提高其生理活性的重要措施之一。益生菌在体内和体外的生长模式完全不同。在体外培养基中培养时，由于营养物质充分，菌株的生长速度很快，存在对数生长期。而在肠道中生长时，由于营养物质相对匮乏，再加之存在胆盐等抑菌物质，菌株的生长速度很慢，生长模式类似稳定期。
脂肪、蛋白质和非益生元类碳水化合物进入人体后，首先会被胃液和胰液的消化，然后绝大部分在空肠内就已经被吸收，而益生菌真正发挥生理活性的肠道部位是空肠以下的回肠、盲肠和结肠，因此只有那些能逃逸十二指肠和空肠吸收的物质才可能进入回肠、盲肠和结肠，进而成为益生菌生长和繁殖所需的营养来源。益生元正是这样的一类物质，它们由单糖通过α或β糖苷键聚合在一起形成直连或带有分支结构的聚合物，在小肠内不被胰腺分泌的α-淀粉酶和β-淀粉酶等消化酶降解，却可以固有形式选择性刺激某种肠道细菌在宿主肠道内生长和活化，进而促进宿主健康。益生元具有以下几种特性：⑴ 不被宿主胃肠道消化或吸收；⑵仅能够被几种特定肠道细菌利用；⑶ 能够改善肠道菌群组成，增进宿主健康。目前已经用作益生元的低聚糖主要有低聚果糖（FOS）、低聚木糖（XOS）、低聚半乳糖（GOS）、菊粉（IN）、抗性糊精（RD）和阿拉伯半乳聚糖（AG）等。
益生菌对益生元的利用具有特异选择性，例如乳杆菌通常对FOS和GOS具有较高的利用能力；双歧杆菌通常对XOS和GOS具有较高的利用能力；链球菌通常对IN具有较高的利用能力。益生菌之所以可以利用小肠不能消化的碳水化合物作为作为碳源，是由于其细胞可分泌一些特殊的糖苷酶以及在细胞内存在着一些特殊的转运系统。利用FOS的益生菌可分泌β-呋喃果糖苷酶，该酶可将FOS降解为果糖和蔗糖；利用GOS的益生菌可分泌β-半乳糖苷酶，该酶可将GOS水解为葡萄糖和半乳糖；而利用XOS的益生菌可分泌D-木糖苷酶，该酶可将XOS降解为木糖单体。在益生元的降解过程中，其首先被益生菌降解为小分子单糖，这些单糖作为碳源参与了益生菌骨架的构建，进而促进益生菌的生长和繁殖，随后剩余的单糖则会被益生菌通过糖代谢途径降解为短链脂肪酸（SCFA）。 [科]