益生菌活性的研究分析

张弘

（天津市食品研究所有限公司，天津301609）

益生菌活性的研究分析

张弘

（天津市食品研究所有限公司，天津301609）

以益生菌为对象，就益生菌制品的活性指标，影响其活性的因素，以及目前对提高益生菌活菌数的相关研究进展进行归纳介绍。

益生菌；活性；工艺

在现代社会中，不健康的饮食结构和作息习惯给人们的身体健康，尤其是肠道健康带来了巨大的隐患。而肠道健康与人体的其他方面健康息息相关，被认为是“万病之源”。因此，身体健康应从肠道健康开始。

1 益生菌制品的活性

1．1益生菌制品的活性指标

目前，益生菌已广泛地应用于食品、保健品、药品等行业中。许多益生菌制品中活菌数较低，这直接制约了益生菌制品的功效。活菌数指标，成为了益生菌制品最为关键的指标之一。有报道称，产品中益生菌的活菌数必须至少大于106cfu/mL，才能发挥益生作用[1]。许多国家和组织都对益生菌制品中的活菌数作出了明确规定。例如，瑞士和国际乳联标准化委员会规定产品中益生菌的活菌数必须大于106cfu/mL；日本则规定必须保证终产品益生菌的活菌数大于107cfu/mL[1]。

1．2影响益生菌活性的因素

益生菌从菌种到制成产品，要经历菌种筛选、发酵培养、浓缩加工、储存等多个环节，每个环节不同因素的变化，都会影响到最终益生菌制品的活性[2]：首先，菌种本身的遗传性状对其活性有着重要的作用，尤其是耐酸和耐胆盐的菌株，其存活率将会较高；其次，菌种发酵培养时，培养基合适的营养条件、pH和水活环境，培养过程中合适的温度、湿度等条件、细胞代谢过程中产生的过氧化氢浓度、有机酸浓度，对菌的存活率亦有重要的作用；而在益生菌菌粉制作、储存和使用工艺的各个步骤会给益生菌带来环境压力的变化，比如离心损伤、浓缩时的高盐浓度压力、冷冻时的低温损伤、干燥时的气压压力损伤、再水化过程中的损伤等，都会不同程度地影响益生菌的活性；而在益生菌制品储存的过程中，储存温度、水活含量、氧气浓度、菌粉酸度等也会影响益生菌制品的保藏活性效率。

2 提高益生菌制品活性的研究

2．1益生菌的鉴定和筛选

应用分子生物学的方法，可以根据益生菌基因组DNA序列的特异性，将所需要的菌株从复杂的培养物中鉴定和分离出来。结合自然或人工诱变等技术，可以不断地筛选出耐酸和耐胆盐的菌株，从而有助于提高原生菌的生存能力。帮助鉴定益生菌的分子生物学方法主要包括基因组探针技术和基因组指纹技术（如RFLPs技术、RAPD技术和AFLPs技术）[3]。

2．2益生菌的发酵培养

益生菌发酵培养过程主要受培养基和发酵工艺的影响。培养基方面，要获得高密度的培养物，需投入几倍于生物量的多元营养成分，以满足菌迅速生长繁殖的需要。发酵工艺包括温度、氧、pH、渗透压等各种发酵条件的影响[4-5]。温度的变化一方面影响各种酶反应的速率和蛋白质的性质，另一方面影响发酵液的物理性质，两者皆直接影响细胞的生长和繁殖过程；氧是制约专性厌氧菌生长的关键因素，尤其是对氧比较敏感的双歧杆菌；pH变化会通过弱酸或弱碱的变化而改变菌体细胞内的pH，从而影响细菌的代谢反应，进而影响细胞的生物量和基因产物的表达；渗透压的变化，尤其是糖浓度、盐浓度变化引起的渗透压变化，会破坏菌体细胞的水分平衡，影响正常的新陈代谢活动。

目前国内外的研究中，对于发酵培养过程中提高活菌数，主要的思路有：（1）选择合适的接种量；（2）采用单因素试验、正交试验等方法，以求优化培养基成分及用量；（3）运用二步发酵法；（4）调整发酵工艺中的各影响因素，使益生菌的生长情况最佳。

2．3益生菌的浓缩工艺

菌体细胞的浓缩分离技术是制备益生菌冻干制剂重要的中间工艺环节。为了方便操作、节省成本，目前最常用的菌体细胞浓缩分离技术是离心分离法浓缩菌体。该法具有操作简便、设备便于清洗、处理量大适合商业化生产等优点[6]。

2．4益生菌的干燥工艺

大多数益生菌制品都首先制成益生菌菌粉，然后再经过一定的配比，或与其他产品（如酸奶、奶粉）搭配形成终产品后最终进入消费领域。因此，在益生菌菌粉的制作工艺过程中，干燥工艺是必不可少的重要步骤，但同时干燥过程也是益生菌活性细胞损失比较严重的步骤。目前，常用的干燥工艺有冷冻干燥、喷雾干燥、挤压膨化等。

目前国内外的研究中，对于在干燥过程中如何提高活菌数，是益生菌活性研究的热点，主要的思路有：（1）添加明胶、黄胞胶、乳脂或可溶性淀粉等干燥保护剂；（2）采用微胶囊或微包埋技术，保护菌体在干燥和储存过程中免受极端热或湿环境对其活性影响；（3）利用超声波降解乳酸菌释放α－半乳糖酶；（4）添加氨基酸、多肽、蛋白质等营养成分。

2．5益生菌的保藏工艺

在益生菌的后期保存中，温度、空气、光照、相对湿度等因素都对益生菌菌粉的存活率起到很大的影响。有研究表明，在真空、低水活、暗处的环境下保存，益生菌的活性能够得到较长时间的保持。

3 展望

纵观全世界近年来益生菌及其制品的研发、生产和销售情况，益生菌在人体健康中起到的重要功效越来越受到研究人员和消费者的关注。而面对益生菌制品在培养、制作和保藏等过程中易损失活性，导致终产品存活率不高的情况，目前国内外的研究人员开展了大量研究工作，取得了一定的成效。相信随着这一难题的有效解决，益生菌及其制品会有更广阔的发展前景。

[1]Nagendra P Shah,Warnakulasuriya E V.Survival of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium bifidum in commercial yoghurt during refrigerated storage[J].International Dairy Journal,1995(5): 515-521

[2]Ana S Carvalho,Joana Silva.Relevant factors for the preparation of freeze-dried lactic acid bacteria[J].International Dairy Journal,2004 (14):835-847

[3]袁铁铮,姚斌.分子水平上益生菌研究进展[J].中国生物工程杂志,2004,24(10):27-33

[4]杨基础,刘佳.双歧杆菌生长和代谢过程的研究[J].微生物学通报,1995,22(6):347-350

[5]吴拥军,王嘉福.耐氧双歧杆菌生长代谢过程的研究[J].食品科学,2001,22(10):40-43

[6]鲍行豪,沈为民,郑锡荣.双歧杆菌某些生长因素的研究[J].中国微生态学杂志,1998,10(2):65-69

Probiotic Activity of Research and Analysis

ZHANG Hong
（Tianjin Food Research Institued Co.，Ltd.，Tianjin 301609，China）

This article will probiotics as an object，an important indicator on the activity of probiotic products，its activity factors，as well as current research progress on improving the number of viable probiotic summarize introduction.

probiotics；activity；analysis

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.04.035

2013-09-26

张弘（1986—），女（汉），助理工程师，本科，研究方向：食品科学与工程。