1、我国微生态制剂市场与研究进展,微生态制剂的定义,微生态制剂包括：益生菌（Probiotics）：它是一类口服的有益的活菌制剂。它能改善肠道菌群平衡，对人体和动物产生有益作用（保健食品要求保值期内活菌总数不低于106，双歧杆菌和乳杆菌菌料要求符合国家规定）益生元（Prebiotics）:是指不被宿主消化吸收，却又能选择性促进一种或几种有益菌代谢和繁殖，增进宿主健康，如各类功能性低聚糖。合生元（Synbiotics）:在制剂中包括益生菌和益生元两部分。,微生态制剂的市场,世界各国微生态制剂发展很快。如日本的FOSHU微生态制剂产品，2004年销售额为3456亿日元，占FOSHU产品总销售额的54.
2、4%，其中寡糖产品为70亿日元，乳酸菌产品为3145亿日元。台湾的健康食品中，益生菌产品销售额占第三位。个性化生产、个性化服务 成分包装，益生菌+益生元产品,台湾益生菌和益生元的市场：从1999-2006年底台湾卫生署共批准健康食品95个，其中益生菌和益生元的产品27个，占总数的28.4%。,微生态制剂的市场,一、人体消化道各器官的功能二、胃肠道正常菌群及其生理功能三、胃肠道菌群失调与疾病和亚健康四、微生态制剂与健康,（一）人体消化道各器官功能,口腔咀嚼、食团 机械消化咀嚼 化学消化唾液淀粉酶胃食糜（酸性）胃酸、胃蛋白酶 机械消化肠蠕动 化学消化盐酸、胃蛋白酶小肠小肠运动、消化与吸收 机械消化
3、分节运动，小肠蠕动 化学消化胰液、胆汁 蛋白质氨基酸、肽 淀粉葡萄糖 脂肪脂肪酸、甘油大肠大肠运动 机械消化蠕动、节段运动 化学消化水分吸收、肠道菌群,（二）人体胃肠道菌群（1）,人体各器官系统细胞总数约1013 个人体胃肠道内微生物50余属，约500余种， 1014 个，其中重量为1-1.5公斤，约有一个肝脏大小,（二）人体胃肠道菌群（2）,人粪便中菌群数量,（二）人体胃肠道菌群（3）,（二）人体胃肠道菌群（4）,人体胃肠道内的菌群分为三类,双歧杆菌与人的生命旅程,胃肠道菌群在人体肠道中定植（1）,正常情况下，人肠道菌群各类均达到动态平衡，构成一个为生态系统。,胃肠道菌群在人体肠道中定植（2
4、）,人体消化道的组织结构,（三）胃肠道菌群在人体肠道中的定植（1）,益生菌的粘附与定植细菌的粘附（adhesion）细菌（益生菌）对宿主细胞的粘附是他们在胃肠道定植的前提粘附是细菌的粘附素与宿主细胞上的特异性受体，在双方的基因决定下产生的综合效果，有其特异性和生理性。,（三）胃肠道菌群在人体肠道中的定植（2）,（1）粘附素 细菌表面有特异性的粘附因子 脂磷壁酸（LTA）：它由1,3二磷酸甘油和粘质构成。通过脂结构与细胞膜相连 肽聚糖（WPG） 多糖及表层蛋白（SLP）：细菌表面排列整齐的蛋白质，有一些被糖基化或磷酸化。,（三）胃肠道菌群在人体肠道中的定植（3）,（2）肠上皮细胞上特异性的粘附素
5、受体 粘附素受体可能是糖蛋白或粘蛋白。乳酸菌的粘附素受体与D-甘露醇有关 粘附素与受体结合是特异性的 粘附作用经胰蛋白酶或碘酸处理，粘附能力下降 不同细菌可在肠道不同部位定位或微生物在肠道分布有特异性,（三）胃肠道菌群在人体肠道中的定植（4）,（3）粘附与细胞通讯 细菌与细胞粘附者，在细菌和细胞本身都会发生复杂的的细胞通讯，他们之间也会有复杂的信号传递，两者构成网络系统。 如在肠细胞内Ca通道打开，从而诱导第二信使（cAMP，cGMP）产生，启动细胞活性,（三）胃肠道菌群在人体肠道中的定植（5）,2. 细菌的定植（colonization） 粘附后细菌就定植在肠壁上皮细胞上，产生了一系列生理效
6、应。定植是细菌生长发育的前提，也是产生一系列生理作用的前提。 （1）定植的微生物分泌特殊物质（细菌素、有机酸、双氧水、短链脂肪酸）来抑制其它菌株生长。 （2）肠道内一部分乳酸菌不受其它外界菌株生长影响，自我迅速扩增，迅速形成优势菌，排斥致病菌定植。,（四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（1）,（一）益生菌的免疫调节作用及其机制 1. 益生菌对免疫调节作用 益生菌对人体免疫的调节作用，特别是增强免疫作用研究很多。概括起来： 口服益生菌可通过肠粘膜刺激机体免疫反应。如益生菌（乳酸菌、双歧杆菌）提高机体抗体水平，人口服乳酸杆菌GG，提高机体对轮状病毒和沙门氏杆菌疫苗的抗体反应（Fangac等2
7、000） 益生菌提高老年个体T细胞诱导免疫反应提高NK细胞和吞噬细胞功能（Solana等2000）,（四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（2）,（一）益生菌的免疫调节作用及其机制免疫学的基本概念 早在16世纪，人们就注意到，在传染病者痊愈后，对该病有不同程度的抵抗能力，即免疫能力。因此早期免疫（Immunity）的概念是指对传染因子再次感染有抵抗力。,现代的免疫概念认为：免疫系统具有防御、自稳和监视三种功能。防御 指机体对入侵微生物的防御功能，包括非特异性的细胞防御功能，即排除异物的功能。自稳 是指一切多细胞的生物具有保持自身细胞类型、代谢类型的功能。包括排除受损衰老的细胞成分。监视 指
8、识别体内不断产生的变异细胞（如肿瘤细胞），包括排除它们的能力。,（四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（3）,总之，机体的免疫（Immunity）功能是指：“识别自己，排斥异己”的一种生理功能。,（四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（4）,免疫系统的细胞和组织器官,机体的免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。,（四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（5）,免疫系统可分为：,天然免疫系统（Innate Immune system）机体生来具有的抵御外来入侵异物、细菌、病毒。但对蛋白质性质抗原无作用，无记忆功能,肥大细胞（mast cell）巨噬细胞（macrophage）天然
9、杀伤细胞(Nature Killer,NK)中性粒细胞可溶性分子如补体,非特异性免疫系统：在机体感染早期抑制微生物繁殖，扩散，甚至清除。,获得性免疫系统（Adapstive immune system）有记忆功能,T细胞,B细胞：通过B细胞受体，识别抗原而活化 增殖 浆细胞 抗体,CD4+:辅助性T细胞 细胞因子CD8+:杀伤性（细胞毒）性细胞 直接杀伤靶细胞,免疫系统,抗原是指能与淋巴细胞上独特的抗原受体特异性结合诱发（活化或抑制），淋巴细胞产生免疫应答反应的入侵异物（细菌、病毒、寄生虫、异体蛋白和药物等）抗体与抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。人的抗体分为五大类：IgG、IgA 、Ig
10、M、IgD和IgE。抗体由浆细胞（B淋巴细胞）合成。,（四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（6）,2. 益生菌免疫调节作用机理 这是目前研究最多，也是研究较为透彻的一个领域 （1）胃肠粘膜免疫系统（Mucosal immune system，MIS） 粘膜免疫系统是指机体与外界相通的胃肠道腔道表面的免疫。人体70%以上免疫细胞位于肠粘膜内。,（四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（7）,粘膜免疫系统构成 粘膜淋巴小结： 广泛分布于粘膜固有层淋巴组织。包括集合淋巴小结和孤立淋巴小结两部分：集合淋巴小结如皮氏小结（Peyers patche）它是位于小肠粘膜绒毛细胞之下散在分布的细胞团，
11、其中除B细胞外还包括巨噬细胞、树突状细胞及少量T细胞。在固有膜的皮氏小结团聚集成层称为集合淋巴组织，皮氏小结仅有输出淋巴系,（四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（8）,粘膜免疫系统构成 M细胞：又称潘氏细胞，在皮氏小结上方，它通过胞饮作用摄取肠腔内抗原形成吞饮小体，穿过M细胞，在另一侧排出传递给皮氏小结内的巨噬细胞或树突状细胞，也可通过引流淋巴管进入淋巴结，从而激活其中淋巴细胞,（四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（9）,粘膜免疫系统构成 孤立淋巴小结指广泛分布粘膜固有层中的活化B细胞，浆细胞、NK细胞和T细胞。这些细胞通过分泌抗体和细胞因子等执行粘膜免疫功能。 集合淋巴小结主要由
12、B细胞组成可产生IgA和IgE，孤立淋巴小结则以T细胞为主。,（四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（10）,粘膜免疫系统构成 上皮间淋巴细胞和固有膜淋巴细胞上皮间淋巴组织位于具有吸收功能的上皮细胞之间，主要是CD8型T细胞固有膜淋巴细胞位于肠粘膜固有层内，含有大量浆细胞、B淋巴细胞和T淋巴细胞、巨噬细胞、嗜酸性粒细胞及肥大细胞。,（四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（11）,（2）肠道菌群对免疫功能影响 新生儿出生后，细菌就可按一定程序在肠粘膜粘附、定植构成原籍菌群。于是原籍菌群与肠粘膜构成一道保护屏障，阻止其他细胞、病毒和食物抗原入侵，同时刺激肠道的免疫器官发挥较强免疫功能。,（
13、四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（12）,3. 益生菌免疫增强作用意义 益生菌存在，可以明显促进肠道菌群平衡，提高机体免疫水平，增强抗病能力，改善临床症状，辅助治疗已有疾病。（1）抗炎抗感染 抗生素相关性肠炎：由于服用抗生素后引起严重度不同的，以腹泻为主要症状的疾病，称为肠菌群失调，用益生菌可辅助治疗。,（四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（13）,（2）抗肿瘤 双歧杆菌在动物体内可抑制多种肿瘤生长如肝癌、结肠癌和乳腺癌，乳杆菌可明显降低MCA诱导小鼠肉瘤发病率，其机理： 降低肠内具有致癌相关细菌酶的活性，如硝酸盐还原酶 激活体内免疫细胞 影响肿瘤细胞基因和酶表达，抑制癌细胞生长
14、。,（四）益生菌的生理作用免疫调节作用及其机制（14）,（3）对自身免疫病影响 小结： 益生菌对机体免疫有明显促进作用 促进新生儿免疫系统成熟，促进肠粘膜局部和系统免疫作用 对特异性和非特异性免疫应答均有调节作用，维持机体健康状态时免疫功能正常水平，促进免疫功能在疾病状态时增强。 益生菌不同菌种，同一菌种不同菌株之间活性存在明显差别。,（四）益生菌生理作用改善胃肠道功能（1）,（二）益生菌改善胃肠道功能 益生菌改善胃肠道功能：包括组成生物屏障；调节胃肠道菌群，使有益菌占优势；润肠通便及保护胃粘膜等。,（四）益生菌生理作用改善胃肠道功能（2）,1. 肠粘膜与有益菌优势 肠粘膜表层粘液也有益生菌结
15、合受体，细菌等粘附后就不能到达场上皮细胞，粘液被不断剥离进入肠腔，代之杯状细胞分泌新粘液，所以一些细菌如数量少，只在肠道内短暂定植，而只有当细胞增殖超过粘液层的转换和剥离，才可大量定植在肠上皮。 肠道内益生菌如果通过占位竞争、营养竞争能在肠道内大量繁殖。占优势后生成生物屏障防止有害菌在肠中繁殖发育,（四）益生菌生理作用改善胃肠道功能（3）,2. 通便 益生菌如双歧杆菌产生有机酸，使肠道pH下降，渗透压升高，水分进入肠腔，加之肠蠕动加快缓解便秘。 3. 保护胃肠粘膜 动物实验证明，乳酸菌能降低因摄入大量酒精后大鼠血清中乙醇浓度，病理检查结果显示，乳酸菌能减轻酒精对胃粘膜的损伤，同时对酒精肝损伤有
16、一定保护作用。,（四）益生菌生理作用改善胃肠道功能（4）,（三）益生菌改善维生素代谢 益生菌如双歧杆菌，不仅合成各种维生素VB1、VB2、VB6、VB12、烟酸和叶酸，还能通过抑制某些维生素分解菌，来保障机体维生素供应，如它能抑制分解VB1的芽胞杆菌。,（四）益生菌生理作用降胆固醇作用（1）,（四）益生菌降低动物和人体血浆胆固醇作用 Akalin用含有德氏乳杆菌的酸乳酪喂养老鼠发现动物血浆总胆固醇和LDL显著下降，粪便中乳杆菌数量大大提高，而肠球菌数量降低。 Xiao用一种双歧杆菌发酵牛奶制品，进行鼠和人的实验，血浆胆固醇明显下降。 有人从1974-2000年评价465人服用发酵牛奶制品对人体
17、血脂作用，总胆固醇降低5.4%-23.2%，LDL降低9%-9.8%,（四）益生菌生理作用降胆固醇作用（2）,降低胆固醇机理 （1）共沉淀作用 去结合型胆酸盐和胆固醇在pH5.5时共沉淀 （2）渗入人体细胞膜 （3）细菌对胆固醇吸收 （4）将结合型胆酸盐降解为去结合型胆酸盐 胆酸盐是胆固醇水溶性代谢终产物，是某些肠道细菌在肠肝循环中通过酶的作用形成，体内高BSH（胆酸盐水解酶）活性可以加快胆固醇排出。因为去结合型胆酸盐与结合型相比，不易被肠道粘膜吸收。,（四）益生菌生理作用降血压作用,（五）降血压作用 益生菌，如乳酸菌降压作用 1.通过胞外酶，肽酶（羧肽酶、氨肽酶）的水解作用，将食物蛋白如乳蛋
18、白中具有降压活性的肽片断释放出来，如ACE抑制肽。 2. 乳酸菌的菌体成分如细胞里的一种多肽肽聚糖具有降压作用。 3. 部分乳酸菌特别是可到达肠道的乳酸菌，在肠道可促进具有降压作用矿物质吸收 4. 部分乳酸菌能产生胞外多糖有一定降压作用。,（四）益生菌生理作用促进矿物质吸收,（六）促进矿物质吸收 益生菌如乳酸菌产生有机酸，使Ca、P和Fe等元素处于离子状态，易于肠道吸收，而且还可与肽等有机物组成更易吸收有机Ca、Fe。,（四）益生菌生理作用促进乳糖水解,（七）分泌乳糖酶 益生菌分泌乳糖酶，水解乳糖，有利于乳糖不耐症的人群服用乳制品。,（四）益生菌生理作用预防龋齿,（八）预防龋齿 实验证明，乳酸
19、菌能抑制龋齿活动，阻碍牙周病菌增值作用，对龋齿和牙周病有一定预防效果。,（五）胃肠道菌群失调与疾病（1）,（一）胃肠道菌群失调 胃肠道内的细菌、宿主（人体）和环境三方面生态失调引起的疾病称为菌群失调。 菌群失调分为：质的失调，量的失调及定位转移。,（五）胃肠道菌群失调与疾病（1）,（一）胃肠道菌群失调 胃肠道内的细菌、宿主（人体）和环境三方面生态失调引起的疾病称为菌群失调。 菌群失调分为：质的失调，量的失调及定位转移。,（五）胃肠道菌群失调与疾病（2）,（一）胃肠道菌群失调 菌群质的失调 消化道内厌氧菌应占优势，若它的优势地位发生变化则为质的失调。 消化道内占优势的原籍菌被过路的外籍菌取代，也
20、是质的失调。 如使用抗生素治疗后或体内药物过敏菌被耐药菌取代。,（五）胃肠道菌群失调与疾病（3）,（一）胃肠道菌群失调菌群量的失调 一度失调：可自愈，如服用四环素等抗生素 后引起便秘，停药后会自愈。 二度失调：不能自愈，如慢性腹泻、便秘或功能紊乱。 三度失调：更严重，如急性肠炎，原籍菌被外籍菌代替。,（五）胃肠道菌群失调与疾病（4）,（一）胃肠道菌群失调定位转移 不同菌群在肠道内定位是固定的，肠道内局部的物理、化学及生理条件决定了各种菌群平衡。当局部环境发生改变如使用抗生素，原籍菌在抗生素的作用下从肠粘膜上脱落下来，外籍菌取而代之，称之定位转移，产生疾病。,（五）胃肠道菌群失调与疾病（5）,（
21、二）胃肠道菌群与亚健康 中国中医研究院报告，在我国人群中有60%-70%人处于亚健康。而且几乎所有导致亚健康的原因，如精神压力、疲劳、机体损伤、营养失衡及滥用抗生素等，都能导致胃肠道菌群失调。因此可以认为：人体亚健康发生，发展和转归均伴随胃肠道菌群失调和复衡,（五）胃肠道菌群失调与疾病（6）,（二）胃肠道菌群与亚健康 1. 滥用抗生素问题：由于大量使用抗生素，同时也杀死胃肠道、口腔、阴道和皮肤中有害和有益微生物。对那些抗生素有耐药性的细菌、寄生虫、病毒和真菌提供了生长空间，在反复使用抗生素情况下，导致机体微生态失调。,（五）胃肠道菌群失调与疾病（7）,（二）胃肠道菌群与亚健康 2. 环境压力如
22、饥饿，外科手术、疾病侵袭和情绪波动都会通过某种方式影响肠道菌群。 通过对宇航员肠内菌群研究，当情绪波动或愤怒时，肠道菌群都会出现较大波动，出现微生态失衡。 日常工作、紧张也可影响肠道菌群。细菌感染，长时间旅行，大便干燥等情况都会使肠内菌群遭受破坏。,（五）胃肠道菌群失调与疾病（8）,（二）胃肠道菌群与亚健康 3. 便秘 便秘也是一种亚健康，它会产生一系列的症状，如头痛、肩痛、食欲不振、气胀、放屁、皮肤干燥等亚健康症状。 研究指出，肠道菌群失调是便秘原因之一。便秘者肠道内有益菌较正常健康人少25%。也有报道，50%的便秘者粪便中无有益菌。故可通过服用益生菌改善便秘。,肠道与美丽密不可分,（二）胃
23、肠道菌群与亚健康 4. 美容 当肠内细菌平衡遭到破坏时，有益菌减少，有害菌增加，有害菌产生大量的腐败和有毒物质，经血液散布到全身，就会引起皮肤长疙瘩、暗沉、粗糙等皮肤问题。,（五）胃肠道菌群失调与疾病（9）,（五）胃肠道菌群失调与疾病（10）,致病菌,条件致病菌,肠道益生菌在数量上处于绝对优势地位，是维持人体微生态平衡的前提和基础。,益生菌,益生菌,微生态平衡,微生态失调,内源性感染,外源性感染,环境因素,（五）胃肠道菌群失调与疾病（11）,（三）胃肠道菌群失调与疾病 1. 炎症性肠病（IBD） 在炎症性肠病动物模型研究证实，在无菌状态下不会致病，说明IBD必须有肠道菌群参与。 用益生菌可治疗
24、IBD，研究认为乳酸杆菌产生的代谢产物酪酸，可改善大肠上皮功能，促使生成细胞因子，抑制可致炎症的转录因子NF-B,（五）胃肠道菌群失调与疾病（12）,（三）胃肠道菌群失调与疾病 2. 特异性皮炎 应用益生菌可预防乳儿期特异性皮炎（一种过敏性皮炎）。研究发现活菌及死菌均有效，但活菌制剂效果更好，但机制尚不十分清楚。,（五）胃肠道菌群失调与疾病（13）,（三）胃肠道菌群失调与疾病 3. 流感 利用益生菌L. Casei Shirota(Lcs)株可增强机体细胞免疫和抗流感病毒能力，小鼠经鼻投入Lcs三次后，检查因流感病毒感染小鼠上呼吸道中病毒滴度下降，小鼠生存率明显提高,（五）胃肠道菌群失调与疾病
25、（14）,（三）胃肠道菌群失调与疾病 4. 牙周病 牙周病是近年备受重视多发病，特别发现牙周病患者易患心肌梗塞和糖尿病。 石川（2003）研究了57名志愿者服用乳酸菌L. Salivarious 1次5片，日服5次（每日2000万菌体），以服用前、服后四周和服后八周对比，结果显示牙周病菌数显著降低，有三分之一病例，服用8周后口臭消失或减轻。,（五）胃肠道菌群失调与疾病（15）,（三）胃肠道菌群失调与疾病 5. 大肠癌 不少研究报告，Lcs株LcGG株对大鼠因化学致癌剂AOM和DMH有降低致癌效果。临床证明含有乳酸菌及双歧杆菌发酵的乳制品可能有预防大肠癌作用。如芬兰人经常摄取高脂肪餐，但结肠癌发
26、病率不高，可能与多饮酸奶有关。,（五）胃肠道菌群失调与疾病（16）,（三）胃肠道菌群失调与疾病 6. 短肠综合症及难治性肠炎 用益生菌（Bifidobacterium breve of Lactobacillus casei）加之乳寡糖，治疗患有短肠综合症、难治性肠炎小儿，发现患儿治疗前无一例外有肠道菌群异常，显示发现厌氧菌发育不良和致癌微生物生长。治疗后肠道菌群很快转为厌氧菌为主，并出现治病微生物明显受抑，随之患者营养状态良好，从而不致发生重症感染,（五）胃肠道菌群失调与疾病（17）,（三）胃肠道菌群失调与疾病 7. 肠道感染 益生菌除了抑制肠道菌群有害菌外，还有增强肠道蠕动，修复肠管上皮，
27、降低肠道pH，使肠道通透性正常，又有激活肠道免疫系统，所以利用益生菌可防止抗生素诱发腹泻（ADD）预防旅行者腹泻或治疗轮状病毒腹泻。,（五）胃肠道菌群失调与疾病（18）,小结： 由上所述可见，胃肠道菌群的失调是造成亚健康的原因之一，也是引起胃肠道疾病的病因。利用微生态制剂对于治疗一些胃肠道疾病，改善亚健康均有重要意义。,（六）微生态制剂与健康（1）,利用微生态制剂可以纠正胃肠菌群失调，从而增进健康，微生态制剂包括： 益生菌（probiotics）、益生元、（prebiotics） 和合生元（synbiotics）三类。,（六）微生态制剂与健康（2）,（一）益生菌 1. 益生菌定义： Lilly
28、（1965）：最早提出“益生菌”概念，是指对饲养动物肠道菌有益的促进物和微生物。 Fuller（1989）：“益生菌是补充活的微生物可通过改善肠道菌群平衡而对宿主产生良好健康效应” Fuller（1991）：“益生菌剂是含有生理活性菌”能通过胃肠或定植于结肠或在肠道增殖调整肠道菌群而提高机体免疫力活的微生物。 Arameo（1996）对益生菌制剂不再是活的微生物。“益生菌是含生理活性菌或死细胞，包括代谢产物或细胞组成，摄取后可改善粘膜表面菌群或酶平衡或刺激机体特异性或非特异性免疫里的微生物制剂”,（六）微生态制剂与健康（3）,（一）益生菌 2. 益生菌的安全性包括： （1）应用于人体的益生菌最
29、好来自人体，从健康人体肠道中分离。 （2）必须进过一定时间证明无致病性 （3）不能携带可以转移的抗生素基因。 （4）不能引起一些与疾病相联系疾病（如心内膜炎肠道不适症） （5）抗酸、抗胆汁能力较强,（六）微生态制剂与健康（4）,可用于保健食品的益生菌菌种： 两岐双岐杆菌 Bifidobacterium bifidum婴儿双岐杆菌 B.infantis长双岐杆菌 B.longum短双岐杆菌 B.breve青春双岐杆菌 B.adolescentis保加利亚乳杆菌 Lactobacillus bulgaricus嗜酸乳杆菌 L.acidophilus干酪乳杆菌干酪亚种 L.Casei subsp.C
30、asei嗜热金链球菌 Streptococcu thermophilus,（六）微生态制剂与健康（5）,3. 益生菌制剂研发动向及提高食用益生菌活性的方法。 （1）与益生元的协同作用（后面详述）,（六）微生态制剂与健康（6）,（2）微胶囊包埋技术 利用微胶囊技术可以提高益生菌产品的活菌存活率，延长存活期，使产品赋有耐贮藏、改善加工性能，减少使用率，充分发挥益生菌产品作用，采用微胶囊技术优点有： 改变益生菌产品形态，将益生菌产品微胶囊化，使它转变为一种细粉状颗粒，因而具有良好流动性、分散性，易于其他产品混合，便于运输贮藏。 提高益生菌产品稳定性，有胶囊保护不易失活 将与配伍禁忌的一些成分隔开 使
31、用不同极性的物质均匀稳定分散在一起。,（六）微生态制剂与健康（7）,（3）与中药配伍问题 有些中药与益生菌有协同促进作用，如人参提取物含有双歧杆菌促生长因子。日本一些公司在研发益生菌、益生元及人参抽提物产品，并已问世。,（六）微生态制剂与健康（8）,（4）饮食对益生菌影响 肠道中微生物具有选择利用不同寡糖能力。因而食物中碳水化合物组成对肠道微生物组成有一定影响，据日本研究，吃精米的人群肠道内双歧杆菌少，食粗粮者多。 多吃蔬菜人群肠道内双歧杆菌多，食高比例肉类、高脂肪食物人群肠道内双歧杆菌少。 长寿老人与一般健康老人比较，肠道内双歧杆菌多 肠道内双歧杆菌数量成了衡量人体健康与否标志之一。,二、益
32、生元及其健康功能,益生元的定义,益生元（Prebiotics）:是指不被宿主消化吸收，却又能选择性促进一种或几种有益菌代谢和繁殖，增进宿主健康，如各类功能性低聚糖。如低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚乳果糖、低聚壳聚糖、水苏糖等。,低聚糖的概念与分类（一）,低聚糖： 由2-10个单糖由糖苷键相连，合成的直链或支链低度聚合糖。,（一）低聚糖的概念与分类（1）,低聚糖（Oligosaccharide）普通低聚糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖功能性低聚糖：低聚异麦芽糖、低聚木糖、低聚半乳糖、水苏糖等。,（一）低聚糖的概念与分类（2）,普通低聚糖主要功能： 为人体提供能量及怡人的甜味，对肠道内益生菌（probioti
33、cs）生长无促进作用。,（一）低聚糖的概念与分类（3）,功能性低聚糖（Functional Oligo Saccharide,FOS） 人体肠道内无水解功能性低聚糖的酶系统，它也不被人体胃酸、胃酶水解，故不能在小肠内吸收，直接进入大肠，优先为肠道内益生菌利用，促进其生长，故称之为益生元（prebiotics）,（二）功能性低聚糖主要生理功能（1）,1. 低热值及减少机体脂肪积累功能性低聚糖，很难被人体吸收，故提供能量很低或没有，有些还有一定甜味，可适用于糖尿病、肥胖病人食用。,（二）功能性低聚糖主要生理功能（2）,减少脂肪的积累 有些低聚糖如魔芋葡甘聚糖，具有较强吸水性，黏度大，膨胀率高，而且
34、在胃内停留时间长，产生饱腹感，降低机体摄食量，又不被人体吸收，故减少机体脂肪积累。动物实验证实0.17-1.5g/Kg魔芋甘露聚糖可使营养性肥胖鼠体重降低，并减少脂肪堆积，降低脂肪细胞的数量和大小。,（二）功能性低聚糖主要生理功能（3）,2. 双歧杆菌的增殖因子：功能性低聚糖进入大肠后，为肠道内双歧杆菌利用，使双歧杆菌大量增殖，起到益生元作用；双歧杆菌利用FOS，产生酸性物质使肠道pH值降低，抑制有害菌生长，故有效改善肠道菌群，又促进肠道蠕动，有改善便秘功能。,（二）功能性低聚糖主要生理功能（4）,功能性低聚糖及糖醇改善胃肠道功能的研究,（二）功能性低聚糖主要生理功能（5）,3. 降低龋齿发生
35、率： 因FOS不被龋齿的病原菌-突变链球菌利用，与蔗糖并用，能阻止蔗糖与突变链球菌作用，从而抑制蔗糖的龋齿性。,（二）功能性低聚糖主要生理功能（6）,4. 降低血清胆固醇： 每天摄入6-12g低聚半乳糖，维持2周-3个月，血清总胆固醇降低20-50mg/dL。 其机理可能是FOS与胆固醇和胆酸结合增加粪便排出量。胆酸是利用胆固醇在肝脏合成，故胆酸排出体外，会增加体内胆酸合成，降低胆固醇水平。,（二）功能性低聚糖主要生理功能（7）,5. 增强机体免疫动物实验证明，FOS提高小鼠血清溶血素和淋转，增加肿瘤坏死因子（TNF）产生，对巨噬细胞合成和释放白细胞介素I（IL1）有明显促进作用；改善便秘，降
36、低消化道内有毒物质吸收；改善菌群：抑制有害菌生长；FOS在肠道内吸附有害物质，排出体外。,（二）功能性低聚糖主要生理功能（8）,6. 提高抗氧化能力 动物实验证明FOS提高SOD活性，降低LPO水平。7. 促进矿物质吸收 有的FOS，有效促进Ca、Mg、P吸收，促进蛋白质消化。,（三）保健食品中几种常用的功能性低聚糖（1）,迄今为止FOS有1000多种，已经开发成功的也有70多种，如低聚果糖、低聚乳果糖、低聚异麦芽糖、低聚木糖、低聚龙胆糖、低聚壳聚糖、低聚半乳糖、水苏糖等。,（三）保健食品中几种常用的功能性低聚糖（2）-低聚果糖,1. 低聚果糖（Fructo oligossaccharide,
37、GF）（1）结构,蔗糖分子的果糖残基上通过-1，2糖苷键结合1-3个果糖分子。故有蔗果三糖（GF2）、蔗果四糖（GF3）、蔗果五糖（GF4）。,（三）保健食品中几种常用的功能性低聚糖（3） -低聚果糖,（2）来源天然GF：洋葱（2.8%），牛蒡（3.6%），小麦（0.7%），大蒜（1%）人工GF：蔗糖 低聚果糖聚合度5，平均3.7甜度为蔗糖的40%菊糖（inulin）经内切糖苷酶（endoglyosidase）水解而成聚合度9，平均4.5甜度为蔗糖的30%,黑曲霉-果糖基转移酶,（三）保健食品中几种常用的功能性低聚糖（4） -低聚果糖,（3）体内代谢： 在大肠内，由于厌氧菌（双歧杆菌、乳杆菌）
38、能产生水解-1，2糖苷键的酶，将其水解生成：醋酸（83%）；丙酸（13%） ；丁酸（4%）；乳酸。这些物质被大肠吸收。还会产生气体。 实验证明89%的GF的代谢产物可在回肠吸收，在尿、粪便中很少检出，不到10%,（三）保健食品中几种常用的功能性低聚糖（5） -低聚果糖,（4）摄入量和耐受性Tomomatsu研究： 每日有效剂量-3.0g最大有效剂量（Hata）不引起腹泻0.3g/Kg体重（男）0.4g/Kg体重（女）即男性（70Kg）每天21g，女性（60Kg）每天24g50%最大有效剂量（50%志愿者腹泻）0.78g/Kg体重（男）0.84g/Kg体重（女）即男性（70Kg）每天55g，女性
39、（60Kg）每天50g,（三）保健食品中几种常用的功能性低聚糖（6） -低聚果糖,（5）毒性进行毒理研究表明：未发现有潜在基因毒性；长期摄入2170mg/Kg体重，未发现有毒副作用；摄入大量GF，副作用仅为稀便和腹泻；美FDA批准为GRAS。,1、实验材料1.1样品：由江门量子高科生物工程有限公司 提供的低聚果糖，为淡黄色透明黏稠状液体。批号：06720B1.2实验动物:选用体重18-22g,BALB/C健康清洁级雄性小鼠。由中国医学科学院实验动物研究所繁殖许可证号：SCXK-(京)2004-0001,低聚果糖改善胃肠道菌群和增强免疫功能的研究,1.3剂量与分组：试验按成人60kg体重每日8.
40、3g剂量的5倍、10倍、30倍，即0.69g/kgBW、1.38g/kgBW、4.15g/kgBW分为低、中、高三个剂量试验组。同时设空白对照组，每日给予同体积的白水。每组动物12只。连续灌胃20天1.4仪器与试剂：略2实验方法,取样和稀释,菌群培养和鉴定,菌落计数,数据处理,3实验结果 3.1低聚果糖对小鼠体重的影响,由表1可知，试验前、后各试验组小鼠体重与0g/kgBW组比较， 差异无显著性P0.05。说明低聚糖对小鼠体重没有影响。,3.2低聚果糖对小鼠肠道中肠杆菌的影响,log10 cfu/g,给受试物前、后各剂量组与0g/kgBW组间比较，肠杆菌的数量均无显著性差异（p0.05）；给受
41、试物前、后0g/kgBW组和0.69g/kgBW组自身比较，肠杆菌的数量分别增加12.9%和12.6%有显著性差异（p0.05）,3.3低聚果糖对小鼠肠道中肠球菌的影响,log10 cfu/g,给受试物前、后各剂量组与og/kgBW组间比较，肠球菌的数量无显著性差异（p0.05）。给受试物前、后，0g/kgBW、0.69g/kgBW和1.38g/kgBW组自身比较，肠球菌的数量分别增加7.4%、7.0%和10.7%有显著性差异(p0.05),log10 cfu/g,3.4低聚果糖对小鼠肠道中乳杆菌的影响,给受试物前各组间乳杆菌数无差异。给受试物后1.38g/kgBW和4.15g/kgBW剂量组
42、自身比较分别提高8.4%和9.1%有显著性（p0.01）；与0g/kgBW比较乳杆菌增加也有显著性（p0.05）,log10 cfu/g,3.5低聚果糖对小鼠肠道中双歧杆菌的影响,4.15g/kgBW高剂量组在给受试物后与给受试物前和0g/kgBW比较双歧杆菌数量有明显增加（p0.05）。,12个,17个,25个,12个,17个,17个,25个,12个,3.6低聚果糖对小鼠肠道中产气荚膜梭菌的影响,给受试物前、后各剂量组自身比较和与0g/kgBW比较，产气荚膜梭菌的数量均无性差异,各组菌群变化一览表,对照组和低剂量组试验前后自身比较，肠杆菌、肠球菌都有明显的增加。中剂量组实验前、后自身比较，肠
43、球菌、乳杆菌明显增加，且乳杆菌比肠球菌增加明显。高剂量组前后自身比较，双歧杆菌、乳杆菌明显增加，而肠杆菌、肠球菌、产气夹膜梭菌都无增值。,（二）人体试食实验研究,1实验对象与材料1.1受试者条件：年龄在18-65岁之间，一个月内未患过肠胃疾病，未服用过抗生素，体检指标全部正常的志愿者。1.2试验分组与试食方法：将志愿者随机分为两组，每组50人，采用自身和组间两种对照设计。试验组每日服用OLIGO(低聚果糖)1袋， 6ml/袋（8.3g/袋）；对照组服用同体积果脯糖浆1袋1.3仪器与试剂：略,2观察指标2.1安全性指标2.1.1一般状况：血压、心率、大小便、饮食、睡眠2.1.2血尿便常规2.1.
44、3生化指标:血清肝肾功能2.1.4腹部B超，心电图，X光胸部透视2.1.5膳食调查：于试验开始、结速前三天进行膳食调查，观察饮食因素对实验结果的影响。,2.2功效性指标2.2.1临床症状观察：食欲不振、体倦、眩晕、心慌气短等。2.2.2肠道菌群指标：肠杆菌、肠球菌、拟杆菌、产气荚膜梭菌、双歧杆菌、乳酸杆菌2.2.3试验方法：同上,3人体试食试验结果3.1试验分组情况：试食组50例，其中男23例，女27例，平均年龄42.98.5岁；对照组50例，男14例，女36例，平均年龄40.89.1岁3.2安全性指标检测：试食组与对照组试食前、后：精神、睡眠、饮食、大小便正常；血压、心率正常；血、尿、便常规
45、检查及肝、肾功能检查正常；腹部B超，心电图，X线胸部透视正常。受试者无其它不良反应。见表1、2,表1 试食前后血压、心率变化,表2 安全性指标检测,log10cfu/g, XSD,试验前后自身比较,试食组实验前、后比较，双歧杆菌数明显增加5.8%(p0.01)产气夹膜梭菌数明显下降9p 0.01)，拟杆菌增1.0%(p0.01),肠杆菌、肠球菌分别增0.4%和0.8%(p0.05),但增幅明显低于双歧杆菌。,log10cfu/g, XSD,试食组与对照组比较,实验后试食组与对照组比，双歧杆菌增4.2%(p0.01)，产气夹膜梭菌数减少7.2%（p0.01),3.5膳食调查表6 膳食调查表（千卡/天）,两组试食前后及组间进食量无明显差异，具有可比性,表6 各组菌群变化一览表,试食组实验前后自身比较，肠杆菌、肠球菌、拟杆菌、双歧杆菌都明显增加，但双歧杆菌增加幅度明显高于肠杆菌、肠球菌、拟杆菌，试食后实验组与对照组比，双歧菌明显增加，产气夹膜梭菌明显减少。,
