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畜禽微生態

國內外微生態制劑在乳品中的應用現狀及發展趨勢

更新時間:2017-11-03 13:57:00點擊次數:16577次
  益生菌(probiotics)是通過改善宿主腸道微生物菌群的平衡而發揮作用的活性微生態制劑,又稱微生態調節劑、生態制品、活菌制劑。它具有改善腸道菌群結構,抑制病原菌,生成營養物質,提高機體免疫力,消除致癌因子,降低膽固醇和血壓,改善乳糖消化性等功能。因此,益生菌對于人類的營養和健康具有重要的意義。益生菌及其制品正日益受到人們的重視,并成為乳品微生物研究的熱門課題。

益生菌(probiotics)是通過改善宿主腸道微生物菌群的平衡而發揮作用的活性微生物制劑,又稱微生態調節劑、生態制品、活菌制劑。它具有改善腸道菌群結構,抑制病原菌,生成營養物質,提高機體免疫力,消除致癌因子,降低膽固醇和血壓,改善乳糖消化性等功能。因此,益生菌對于人類的營養和健康具有重要的意義。益生菌及其制品正日益受到人們的重視,并成為乳品微生物研究的熱門課題。
一、益生菌的定義
隨著科學研究的深入,益生菌的定義也在不斷的變化。1965年,Lilly和Stillwel1把益生菌描述為一種微生物產生的可以刺激其它微生物生長的物質,是與抗生素作用相反的物質。1974年Park定義為益生菌是有利于腸道平衡的有機物質,這一定義將抗生素也包括在內。1989年Fuller把益生菌定義為能夠促進腸內菌群生態平衡,對宿主起有益作用的活微生態制劑,這是目前人們最常用的定義。1994年有人對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物的細菌制品,經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制"。
目前在世界范圍內,學者們對其定義還存在著爭議。與益生菌相近的術語包括微生態制劑、微生物生長促進劑、直接飼喂微生物等。有人認為益生菌可以是單一菌株,也可以是多種菌株的發酵產物。目前普遍認為作為益生菌的細菌應該具備以下條件:(1)對宿主有益;(2)無毒性作用和無致病作用;(3)能在消化道存活;(4)能適應胃酸和膽鹽;(5)能在消化道表面定殖;(6)能夠產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。
二、益生菌的種類
目前用作益生菌的微生物均是來源于人或動物,人們研究和應用比較多的是乳酸菌和雙歧桿菌這些可以產生乳酸的腸道菌,因此益生菌制品也經常使用這兩個屬的菌。日本和歐美用于酸奶及益生菌制劑的乳酸菌種,主要是一些來自人體的乳酸菌種和雙歧桿菌,如嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、羅氏乳桿菌、植物乳酸桿菌、酪乳桿菌、詹氏乳酸桿菌、短雙歧桿菌、長雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌等等。2005年5月29日我國家食品藥品監督管理局頒布了《益生菌類保健食品申報與評審規定》,并公布了一批可用于保健食品的益生菌菌種名單:
兩歧雙歧桿菌    Bifidobacterium bifidum
嬰兒雙歧桿菌    Bifidobacterium infantis
長雙歧桿菌      Bifidobacterium longum
短雙歧桿菌      Bifidobacterium breve
青春雙歧桿菌    Bifidobacterium adolescentis
德氏乳桿菌保加利亞種  Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus
嗜酸乳桿菌      Lactobacillus acidophilus
干酪乳桿菌干酪亞種  Lactobacillus casei subsp.Casei
嗜熱鏈球菌      Streptococcus thermophilus
羅伊氏乳桿菌    Lactobacillus reuteri
三、國內外乳品中益生菌的應用概況
益生菌的研究與應用,在日本、法國、俄羅斯、德國等國家較受到重視,而且研究較顯得專業化和系統性。目前,在日本含雙歧桿菌的制品非常盛行,所有大的乳品企業都銷售這樣的產品。法國在益生菌方面的研究,不亞于日本人。目前該國已擁有一支非常龐大的和非常專業的益生菌科研隊伍,據說,每年用在此方面的研究開發經費高達數億法郎,其重視程度可見非一般。法國人對益生菌非常認同,益生菌產品市場顯得也很發達和成熟,在最近這幾年中,該國還盛行益生菌產品的熱銷。據說,一種不依賴于藥物的益生菌保健法,時下風摩東歐,其源頭就是由法國發源伸延的。
目前在益生菌的研究與應用顯得較有生機的國家,除了上述談及的日本、法國德國、俄羅斯等國外,還有美國、荷蘭、澳大利亞、英國等十多個國家,這些國家也有上乘的表現。目前國際上對乳酸菌等益生菌的研究顯得非?;钴S,產品消費成績驚人,據粗略估計,目前全球的年產品的生產總值約為300億美元左右,其中使用益生菌生產的乳制品總產值超過50億美元,且增長指數在逐年上升。
1.日本
就目前的研究與應用水平而言,日本處于較領先的地位。早在上一世紀30年代初時,日本的京都帝國大學,日本的京都帝國大學微生物教研室的代田稔博士就已成功地分離出來自于腸道的乳酸桿菌,這種有益菌在經過強化培養后,使之能活著到達腸內生存。而這種后來被人們稱之為益力多菌的乳酸桿菌,目前已被廣泛地運用在日本的食品、飲品、醫學等領域。其中在乳制品上的運用成績十分驚人,據國外有關公司調查,日本在2000/2001年由益生菌所生產的乳制品,其總產值就已達22億美元。而今的益力多,在日本已無人不曉,利用這種益生菌制作的乳制品成功地打入了國際奶品飲料市場, 目前已攻下了25個國家的城池,甚至在這些國家建造了18家加工廠,使目前全球每天至少2500萬人在飲用這種產品。
2.歐盟
2005年整個歐洲市場益生菌原料的市場規模估計約為0.35億歐元,到2010年能夠達到1.2億歐元。益生菌市場的產值估計為25億歐元。目前市場上大約有1000多種不同的益生菌產品。目前歐洲最主要的4類益生菌產品為:

1)傳統的發酵乳制品,例如酸奶。歐洲最主要的兩個產品是雀巢的LCI和達能的Bio。
2)益生菌飲料產品,Yakult食絕對的市場領導者。
3)濃縮的凍干的以膠囊、片劑或粉劑銷售的益生菌產品。
4)新型的益生菌產品形式,是益生菌在培養基或腸道內代謝的產物。
其中,法國含有雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌產品己經增長了300%,占總乳銷售量的4%。目前,法國所銷售酸奶的11%都含有雙歧桿菌。德國面世的第一個雙歧桿菌產品是Biogarde, 1976年的銷售額高達4億馬克,這種產品現在已經非常成形,在德國和周邊的國家有45個以上的乳品廠生產這種產品。在酸奶市場上,含有雙歧桿菌的Yoplait和Dannon(達能) 兩大品牌以廣為人知。在丹麥,醫生推薦通過攝食雙歧桿菌制品治療腸道紊亂,其中有MD食品公司生產的Cultura系列乳制品。據估計,英國含有益生菌和益生素的制品的銷售額達到了20億美元。同樣,荷蘭、瑞典、波蘭、捷克斯洛伐克和意大利等國都有含雙歧桿菌的產品。
3.美國
美國益生菌制劑方面的發展與日本、歐盟相比是比較落后的,在1987年,Mayfield公司生產了含有1%嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌(a/B)的非發酵低脂乳,許多以前不能喝奶的人群也能夠飲用。在美國市場上,益生菌產品以兩種形式銷售:食品和膳食補充劑。含有益生菌的食品幾乎全部是奶制品,所用菌種主要為乳酸菌和雙歧桿菌。產品類型主要是添加了益生菌的液態奶和酸奶。約0.6%的液態奶產品含有益生菌,使用的菌種約是奶制品中所用益生菌種類的40% ,其余60%用于酸奶。美國要求酸奶產品至少要用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌進行發酵,但沒有明確活菌含量。最近這兩年,美國此類產品的增長速度驚人,大多數消費者相信含有益生菌的酸奶能夠增進免疫系統的功能,而且它對各年齡段的人群都有效。
4.中國
益生菌在我國的研究與利用,基礎研究和開發利用,與發達國家相比尚存在一定的距離。隨著人們生活水平的提高以及對自身保健功能的需求,益生菌的應用逐漸受到了重視,它已被人們科學地運用到食品工業生產中,特別是在乳制品和一些功能性的食品中已廣為運用。目前我國已大量使用雙歧桿菌和乳桿菌這些有益菌生產營養、可口兼有保健功能的酸牛奶、益力多奶飲品等奶制品,較為著名的品牌包括廣州益力多、廣州達能等產品。
其中益生菌產品的保健效果在臺灣地區已經得到了普遍的的接受,優酪乳已經進入大眾市場。近年來,臺灣地區關于益生菌的研究力度在逐漸加大,利用先進保鮮技術添加益生菌,增加了活菌濃度近十倍,益生菌類乳制品的數量逐年上升(見表1)。
表1  臺灣通過健康食品認證之益生菌乳制品

中文品名

使用菌株(或成分)

中文品名

使用菌株(或成分)

統一 AB 優酪乳

L. acidophilus (La-5) B. lactis (Bb-12)

光泉晶球優酪乳-低脂

B. longum

味全優酪乳

B. longum

L. acidophilus

養樂多活菌發酵乳

L. casei Shirota

優沛蕾低脂原味活性酦酵乳 (佳乳)

Strep. thermophillus

L. delbrueckii

林鳳營優酪乳

(味全)

B. longum

L. acidophilus

優沛蕾活菌球低脂原味活性酦酵乳(佳乳)

B. longum

Strep. thermophillus

L. delbrueckii

LGG優酪乳-原味(黑松)

L. bulgaricus

Strep. thermophilus

L. rhamnosus GG

L. bulgaricus

B. bifidum

L. acidophilus

L. casei

優沛蕾ABC三益菌原味/草苺優酪乳(佳乳)

Strep. Thermophillus

L. delbrueckii

L. Acidophilus

B. longum

L. paracasei

雙歧桿菌

(味全)

B. longum BB536

康貝兒乳酸菌(葡萄王)

L. casei

L. rhamnosus GG

豐力富高鈣低脂奶粉(安佳)

B.lactisHN019 (DR10TM)

TCELL-1乳酸菌粉(鼎健)

L. rhamnosus Tcell-1

復合益生菌(味全)

B. longum

L. acidophilus

B. lactis Bb-12

L. casei

Enterococcus faecium

暢樂有益菌顆粒(生達)

L. sporogenes

(Bacillus coagulans)

B. longum

Oligo-saccharide

桂格成長奶粉健康三益菌配方(佳格)

B. lactis

L. acidophilus

L. casei

威望常寶寧(飲品)(維達)

L. acidophilus

L. bulgaricus

B, bifidum

B. longum

Strep. thermophilus

黃豆蛋白、釀酒酵母

金車乳酸活菌

B. lactis

L. acidophilus

En. faecium

L. paracasei



四、益生菌類產品的發展趨勢
隨著對益生菌不斷深入地研究,益生菌的應用日益廣泛。在乳制品中,它主要用于酸奶、奶酪、奶油、干酪、微生態制劑等的生產。
傳統應用領域的發展但非常有創新
傳統生產酸奶的發酵菌種以保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌為最優組合,但隨著加工技術的發展,傳統意義上的酸奶已有更為廣泛的內涵,如干制酸奶、冷凍酸奶、殺菌酸奶均屬于酸奶的范疇。新型酸奶以及多種發酵乳制品不斷涌現。芬蘭、挪威、荷蘭等上市的新型功能性酸奶、干酪、乳桿菌酸奶已上市銷售,雙歧桿菌酸奶、嗜酸乳桿菌酸奶已被消費者接受。Ymer(丹麥)、Nordic ropy milk(北歐黏性乳)等酪乳類制品以及濃縮酸奶(中東)、Chakka(印度)等類酸奶制品和Kefir(開菲乳)、Koumiss(乳酒)酵母發酵產品正成為開發熱點,每年新上市的含有益生菌的乳制品的數量大幅增加,在短短的5年之間含益生菌的新產品上市數量增長了5倍(見圖1)。
2.益生菌在乳品應用中出現的新趨勢
1)含有益生菌的奶酪在農家奶酪、硬質和半硬質奶酪中已出現。如俄羅斯2006年上市的的能強化纖維(含纖維的膠體)和雙歧桿菌,有助消化功能的農家干酪;奧地利在2006年上市的強調低脂和益生菌的低脂涂抹奶酪;以及奧地利在同年上市的含13%脂肪和益生菌的由Draudamer和Goudamer型干酪制成的低脂奶酪。
2)低脂肪是益生菌類乳制品發展的主要趨勢。如比利時2006年上市的含有0%脂肪,有助于調節腸道輸送的雙歧桿菌乳制品;俄羅斯2006年8月上市的能改善消化的含雙歧桿菌的系列風味酸奶飲料,其產品只含2%的脂肪。還有其生產的kefir乳飲料,含有5種維他命:A、C、D、E和B9及雙歧桿菌,這個產品含2.5%的脂肪。
3)益生菌外加益生源的協同功效產品。如哥倫比亞2006年9月上市的有助于腸道平衡的含雙歧桿菌和纖維的酸奶飲料;土耳其在2006年7月上市的含膳食纖維,減少了60%脂肪、含有嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌和菊粉的檸檬和綠茶味的清爽酸奶。
4)益生菌增進純天然飲料的健康點。如中國五洲冰泉公司2006年開發的含雙歧桿菌的大豆黑芝麻飲料;俄羅斯開發的降膽固醇和提高免疫力的含有雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌的燕麥飲料;法國2006年上市的增強腸道輸送及減少發胖的含雙歧桿菌和乳酸桿菌的纖維飲料。
5)益生菌早餐谷物食品。如英國2006年上市的平衡消化系統,強化了鈣和維他命D的含嗜酸乳桿菌的早餐奶;臺灣2006年上市的強化鈣、纖維和各種營養成分的含嗜酸乳桿菌、兩歧雙歧、長雙歧的燕麥牛奶;墨西哥開發的強化12種維他命和礦物質的含嗜熱鏈球菌、乳酸雙歧、保加利亞乳桿菌的谷物類酸奶。
3.針對特殊人群的產品不斷呈現
越來越多的產品將鎖定特定年齡段人群,幼兒,兒童,婦女,老人,同時強調某種特殊的保健功能。如波蘭開發的針對婦女的新一代柚子味飲用型酸奶,含輔酶Q10和益生菌:雙歧桿菌、干酪如桿菌、嗜酸乳桿菌。以色列開發的適合于婦女的含有益菌和omega 3 的減肥酸奶飲料。中國開發的家庭裝的含雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌的每升含50億個有益菌的果粒酸奶。
4.強調健康的益生菌產品
強調健康的益生菌產品特別是有助于胃腸道消化系統的仍占絕對優勢(57%),但其它的健康聲稱如調節免疫系統開始逐漸上升(見圖2)。
圖2  不同健康功效的益生菌產品的比例
五、展望
益生菌研究雖不過百年歷史,但是發展速度很快,在菌種開發、產品研發方面都取得了長足的進步。目前,世界上許多科學家們也在加緊研究如何利用益生菌中所具有的活性,激活免疫功能,使它怎樣才能更好的應用在抗過敏、調節免疫系統、控制腫瘤和抑制癌癥、改善胃腸動力等上而為人類作更大的貢獻??梢哉f,在不久的將來,益生菌對人類生活將會更加息息相關。
中國是擁有13億人口的國家,它是全球公認的一個最大的最具消費潛力和市場空間的消費大國。隨著社會的不斷發展,人們對生活和健康的日益重視,對自然的、健康的制品越來越認知,勢必為益生菌產品的開發和應用帶來契機,尤其是可以作為食品的益生菌制劑越來越受到人們的青睞。中國在最近幾年來已加快了對益生菌研究與開發應用的步伐,可以預料,21世紀,益生菌產品將會被人們更加廣泛地應用,中國的益生菌產品市場,其前景無限寬廣。

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