2001年,联合国粮农组织、世界卫生组织联合专家委员会提出益生菌的科学定义,益生菌系指活的微生物,当摄取足够数量时,对宿主健康有益。2020年发布的《益生菌的科学共识》明确指出益生菌的3个核心特征,包括足够数量、活菌状态、有益健康功能。近年来,在“健康中国2030”“国民营养计划”等国家战略推动下,消费者逐步树立追求高品质生活的大健康理念,治未病意识增强。机体维持充足益生菌摄入量会对健康产生有益效果,益生菌可辅助治疗便秘、肠易激综合征(IBS)、过敏、癌症、高血压等。
发酵乳制品是益生菌最有效的输送载体,对健康有积极益处。奶酪、酸奶和开菲尔等由乳酸菌、酵母菌发酵制成的益生菌发酵乳制品,营养价值丰富,口感和风味独特,受到大众喜爱。研究发现,长期摄入发酵乳制品对机体肠道保持微生态平衡有积极作用,可减少代谢失调、心脏代谢疾病侵害。发酵乳常用益生菌主要分布在双歧杆菌、乳杆菌中。研究表明,益生菌产品中的活菌数量保持106~107CFU/g及以上水平,才能对身体健康产生有益影响。胞外多糖、活性肽等乳酸菌代谢产物可发挥广泛代谢和调节作用。双歧杆菌可定殖在人体肠道,促进机体消化吸收能力。发酵乳制品产生的一类肽类物质可促进心脏代谢、增强抗炎作用,比存在于非发酵乳制品中的肽类更能发挥积极的机体健康调节作用。
研究表明,发酵乳代谢产物的生物活性肽可通过影响抗菌、抗炎信号通路基因表达,对机体心脏、葡萄糖代谢起调节作用。本综述阐释益生菌发酵乳对人体健康改善、调节情况,为进一步探索益生菌发酵乳预防相关疾病机制提供理论依据,为开发新型益生菌发酵乳提供参考。
肠道失衡是导致便秘的主要原因。一些便秘患者表现出肠道炎等症状。临床上,便秘治疗最初通过患者饮食、生活方式控制及调整后给予泻药和灌肠,这些措施通常容易复发。长期使用泻药易形成机体依赖、肠功能障碍。缓解便秘时,对症状潜在机制减缓可能与益生菌调节能力有关,包含肠道菌群、结肠代谢物和炎症因素等。使用益生菌产品(如益生菌发酵乳)可辅助治疗胃肠道疾病,且副作用小,是可长期服用的功能食品。
大量研究表明,益生菌或益生菌发酵乳制品对便秘具有缓解作用,但目前缺乏系统分析,并不能为临床提供有用的参考信息,当前工作目标是系统评价益生菌治疗便秘症状的效果。此外,为了对宿主发挥功能作用,益生菌必须在人体胃肠道中存活,转运益生菌的肠道、食品基质材料是益生菌载体,确保其在运输过程的高存活能力。Yan等研究发现,摄入益生菌可增加排便次数,缓解腹胀、便秘腹痛,提高受试者总体生活质量。胶囊形式的临床效果最好,大多数临床试验只局限在改善症状,缺乏益生菌对便秘的有益作用机制探讨。
白晓晔结合临床症试验状评估LB益生菌发酵乳治疗便秘的机制原理,连续4周持续饮用富含双歧杆菌v9(LB益生菌发酵乳)、干酪乳酸杆菌的发酵乳后,大多数志愿者便秘症状明显缓解,排便次数、时间以及粪便黏度明显改善。受试者肠道中的动物肠道双歧杆菌数量在食用LB益生菌发酵牛奶后显着增加,血液中的抗炎因子和酰基肉碱水平增加,促炎因子水平降低。益生菌发酵乳可通过调节肠道微生物菌群,平衡炎症因子,刺激肠神经代谢物、促进肠蠕动等途径实现便秘症状改善(图1)。
大多数疾病与机体免疫系统有关,机体有益影响可调节免疫系统,降低患病风险,至少部分是由特定益生菌菌株的IMP引起(如鼠李糖乳杆菌GG、嗜酸乳杆菌、长乳杆菌和干酪乳杆菌)。Lourdes等研究表明,乳酸菌、其他益生菌对机体黏液层和/或相互作用肠上皮细胞(IEC)调节黏膜特定功能有关,以此调节黏膜免疫系统。
这些细胞包括核苷酸寡聚结构域样受体、toll样受体(TLRs)、c型凝集素受体等先天模式识别受体(PRRs)。值得注意的是,LeBlanc等发现,除了发酵乳中的益生菌,发酵过程中产生的乳源活性肽、胞外多糖等非菌成分也有助于免疫调节。在这种情况下,益生菌发酵乳成为输送生物活性化合物的理想载体,对免疫系统疾病具有调节作用。动物、人体模型研究表明,益生菌发酵乳对细胞因子产生影响,可使吞噬活性增强,激活抗体,使t细胞、NK(自然杀伤)细胞活性(Nagao等)增强。
食用益生菌发酵乳后,巨噬细胞特异性很明显,免疫球蛋白和一些细胞因子同时被激活。胡盼盼等发现,从新疆卡玛奶酒中分离副干酪乳杆菌M5L能促进肿瘤细胞凋亡,通过诱导Caco-2细胞内活性氧类,增加Caspase3和Bax基因表达,并降低Bcl-2基因表达方式实现。此外,副乳酸杆菌可丰富发酵乳营养功能,拓展乳酸菌抗肿瘤应用。Masumoto等报道,老年人饮用乳酸菌LKM512后粪便中的诱变剂明显减少,饮用前后肠道菌群结构变化,益生菌可降低体内致癌物含量,抑制肠道中癌细胞增殖,促进肠道健康。
肠道微生物研究发现,人类健康发展与肠道菌群平衡密切相关。被称为第二大脑的“肠道菌群”可通过肠道X轴调节并连接大脑、肝、肺等器官。益生菌发酵乳作为一种含有益生菌的功能性食品,被证明可改善神经相关疾病(如阿尔茨海默氏病)。
Naveed等研究表明,被称为第二大脑的“肠道菌群”通过调节大脑复杂神经活动,影响宿主神经系统发育,调节脑神经类相关疾病。具体路径是通过微生物代谢物-免疫系统-肠道激素信号转导-迷走神经进行。Kato-Kataoka等、Tillisch等研究表明,益生菌发酵乳可对阿尔茨海默病(AD)和焦虑症等精神疾病起预防、缓解作用。阿尔茨海默病属于一种进行性神经退行性疾病,临床表现为运动、认知和记忆缺陷,发病机制主要是由于神经元外β-淀粉样蛋白斑块沉积或神经元中tau缠结。一个恶性循环产生始于致病性Aβ聚集,产生促炎细胞因子,引发Aβ异常聚集,诱发神经炎性反应,产生一连串级联放大反应。Akbari等对60例阿尔茨海默病患者开展临床试验,将其分为对照组、益生菌组两组,30名益生菌组患者每天饮用200 mL益生菌发酵乳,混合益生菌包括发酵乳杆菌、干酪乳酸杆菌、嗜酸乳酸杆菌、双歧杆菌,含量8×109CFU/g,试验3个月后,阿尔茨海默病患者的单纯心理状态检查量表评分显著提高,表明发酵乳对该类患者认知功能可起到积极改善作用。刘军莉等发现类似结果,青海藏区益生菌发酵乳可减少阿尔茨海默病患者双转基因(APP/PS1)模型小鼠的Aβ沉积,通过抑制NF-κB活性抑制炎症反应。
益生菌发酵乳对人体健康具有积极调节作用,除对消化系统、免疫系统、神经系统积极影响外,在调节机体血压、血脂、血糖、骨骼、关节、视力、过敏症状、压力等也受到广泛关注。人们对健康、营养关注越来越多,未来丰富多样的功能性发酵乳制品可能出现在市场,但应注意个体差异、菌株特性是益生菌对人类健康影响的两个关键点。要进一步研究益生菌调节机体健康的机制,了解益生菌功效、数量的关系,研发功能性发酵乳制品,让消费者能自由灵活选择适合自身健康的产品。目前,我国已建立了益生菌管理监管制度体系,但随着益生菌行业发展,会有更多创新产品出现。为满足消费者对益生菌发酵乳制品的多样化需求,相关法律法规要依据市场变化不断完善,解决益生菌行业发展中出现问题,使乳制品行业持续保持活力。