◎ 庾慶華,祝麗君,陳東波
(迪輔樂生物(上海)有限公司 微生物免疫代謝實驗室,上海 200335)
目前,我國成年人心血管疾病、腸炎和抑郁等疾病逐漸增多,嬰幼兒濕疹、腸絞痛和腹瀉等疾病頻發,給醫療系統和患者家庭帶來巨大的經濟負擔。食物來源、生活方式、生態環境等隨著現代化進程在逐漸改變,如高油脂類食物、抗生素、防腐劑和熬夜的生活習慣等,嚴重影響腸道菌群的穩態,造成腸道菌群紊亂。腸道菌群在長期進化過程中不斷適應個體和自然選擇,直接影響腸道內環境的穩態,與人們的眾多生理功能息息相關[1]。
最新研究證實,腸道菌群可通過腸-腦軸、腸-肺軸、腸-乳腺軸等參與調控宿主的代謝、免疫、內分泌等生理過程,從而影響肥胖、糖尿病、脂肪肝、心血管、自身免疫、炎癥性、精神和癌癥等疾病的風險。益生菌作為腸道的共生菌群,可調節免疫系統、菌群結構,維護腸黏膜屏障通透性,是目前用于調節腸道菌群失調的主要方法[2]。益生菌制劑產品屬于前沿高科技生物制品,目前我國市場上存在核心菌株模糊不清、菌株號標識不清和益生菌性能不確定等諸多問題,給消費者選購帶來諸多疑惑[3]。
國家發布的《可用于食品的菌種名單》中用于食品益生菌的微生物大約有數十種,包括雙歧桿菌屬、乳桿菌屬、鏈球菌屬、乳球菌屬、丙酸桿菌屬、片球菌屬、明串球菌屬和葡萄球菌屬。
在食品行業,益生菌可被用于發酵風味食品,如酸奶、泡菜、乳酸酒、釀造酒和食醋等。此外,益生菌還可作為食品補充劑添加到食品中,如奶粉、糖果和果蔬汁等[4]。
①單純活菌制劑。②活菌制劑配合其他有益成分,如DHA 等。③單株益生菌。④多種益生菌的組合,協同發揮作用。
益生菌制劑產品劑型主要以粉劑、顆粒劑、膠囊和片劑等固體形式居多[5]。目前,市場上益生菌制劑產品配方相似度高,缺乏足夠的創新性及差異性。因此,油滴劑等新型制劑的出現對于益生菌市場的創新發展至關重要。
益生菌粉劑的制作工藝通常是將益生菌菌液進行高度濃縮,收集益生菌菌體,將離心后的菌體加入凍干保護劑進行冷凍干燥獲得菌粉,制作成益生菌制劑產品。粉劑益生菌具有易生產、方便儲存和好吸收的優勢,但如果包裝儲存不當,就容易受潮,很大程度上影響益生菌的活性和產品質量[6]。
顆粒劑益生菌制劑通常是由凍干菌粉與淀粉、蔗糖粉和麥芽糊精等輔料經過粉碎、混合、制粒、干燥和包裝等制成[6]。顆粒劑易潮解,因此需注意產品的溶解性。此外,如沖飲使用,水的溫度、放置時間也會影響益生菌的活菌數。
膠囊益生菌制劑分為硬膠囊和軟膠囊,益生菌硬膠囊和軟膠囊劑型外觀整潔,可掩蓋成品的不適味道,但膠囊劑型的食品給人們一種“保健藥”的感覺,增加消費者的心理壓力。
益生菌片劑是將益生菌與賦形劑混合,通過粉末直接壓片法或濕法制粒技術獲得。片劑對于消費者來說易食用、攜帶方便,但對于嬰幼兒和牙齒不好的老年人來說不易咀嚼。
滴劑型益生菌制劑的生產工藝復雜,對生產廠家的工藝要求較高。如果使用水質溶劑,最好低溫運輸和保存,且益生菌在水環境中易失活,并不是合理的劑型;但選擇高品質的食物用油,如葵花籽油,可將氧氣和水與益生菌菌體隔離,即使在常溫也能長時間保存活菌數,是目前較為理想的益生菌制劑劑型。
目前常用的益生菌通常都是厭氧菌或兼性厭氧菌,如雙歧桿菌、乳酸桿菌和戊糖片球菌等,低氧或無氧的環境是決定益生菌制劑產品在貨架儲存期內質量的重要因素。此外,大部分益生菌制劑產品是口服的腸內益生菌,被人體攝入后,益生菌的數量和活性均會被體內環境影響,如胃酸、消化酶和食糜的流動速率都會影響益生菌的定植效果。因此,良好的劑型是決定益生菌制劑產品質量的關鍵因素。益生菌通常被添加到食品基質、口服補液和食品中,以顆粒、膠囊、片劑的形式存在于食品市場[7]。大多數益生菌產品以膠囊或小袋的形式存在,如果產品封閉性差,則難以保證產品中益生菌與氧氣絕對隔離。油滴劑型益生菌由于油黏度高的天然屬性,食用油形成薄膜后能阻擋空氣、水等外界物質接觸益生菌菌體,有力保障了益生菌制劑的產品質量。
目前公認且權威的有關益生菌的定義是2001 年聯合國糧食及農業組織和世衛組織提出的“當攝入足夠數量時,對宿主產生健康益處的活體微生物”[8]。2014 年6 月,國際益生菌與益生元科學聯合會發布的關于益生菌的共識中也突出強調了益生菌的3 個核心特征,分別是足夠數量、活菌狀態以及有益健康功能[9]。益生菌的定義也得到了歐洲食品與飼料菌種協會(EFFCA)、加拿大衛生部(Health Canada)、世界胃腸病學組織(WGO)和歐洲食品安全局(EFSA)等相關組織和機構的認可。
我國《益生菌類保健食品申報與評審規定(試行)》中規定,活菌類益生菌保健食品在其保質期內活菌數目不得少于106CFU·mL-1(或CFU·g-1);2021 年11月,中國食品工業協會發布的《益生菌食品》團體標準規定,即食型益生菌食品在保質期內的活菌數量不得少于107CFU·g-1。因此,益生菌制劑產品的菌量和貨架期內的活菌數是產品的核心指標。益生菌能否發揮益生效果與每天的攝入量有密切聯系,當足夠數量的益生菌到達腸道才會對人體產生有益效果。臨床醫學研究證實每天攝取量大于109CFU的益生菌活菌數,會體現良好的生物學效應,如改善抗過敏和腸絞痛等癥狀[10-12]。
2013 年,世界胃腸病學組織發布了有關益生菌和益生元的全球指南,并確認益生菌的功效具有菌株特異性和劑量特異性[13]。國家發布的《可用于食品的菌種名單》和《可用于保健食品的益生菌菌種名單》尚未確定菌株水平,但臨床試驗表明,如果產品中每一種菌株的含量都不適宜身體的健康發展,無論加入多少種不同的菌株對人體都沒有好處[14]。益生菌種屬差異大,即使同種不同株的益生菌,其菌體結構、代謝產物成分也不完全相同,生物學功效也不完全一致。最近一項醫學研究結果顯示,嬰兒每日攝入鼠李糖乳桿菌LGG 及動物雙歧桿菌乳亞種BB-12,持續6 個月,可顯著降低嬰兒的濕疹發病率[15]。因此,良好的益生菌制劑產品中的益生菌需第三方機構鑒定、保藏,提供益生菌的菌株號。
益生菌的功效發揮應以活菌為先決條件,但益生菌的功能應建立在科學嚴謹的臨床試驗評價和循證醫學證據的基礎上。體外試驗結果不能全面反映益生菌的作用,動物試驗可作為參考,但需要更深入全面的人體或臨床試驗予以確認[16]。此外,值得重點關注的是益生菌菌株并不等同于益生菌制劑產品,菌株與輔料的配合是否合理可能會影響菌株的臨床效果。因此,對推薦使用的益生菌制劑產品開展臨床醫學研究更為合理。益生菌制劑產品開展臨床醫學研究需要投入大量時間和金錢,且存在失敗風險,而我國大部分益生菌企業起步較晚,科研投入不夠。因此,消費者在選擇益生菌制劑時,可優先考慮已開展臨床醫學研究且結果為正面評價的產品。
在目前的工業化生產中,益生菌菌粉的生產主要采取大罐液體發酵法,該法適于工業化生產,便于無菌操作,但成本高。益生菌制劑產品應選擇優勢明顯且對人體不會產生任何危害的輔料,輔料不能掩蓋產品的腐敗變質、產品本身或加工過程中的質量缺陷,或以摻假、偽造為目的,選擇輔料應符合《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》(GB 2760—2014)及有關規定。采購原料應向供應商索要益生菌菌種的檢驗報告(國外供應商還需提供出入境貨物檢驗檢疫證明)、生產工藝參數、質量標準、原料供應商資質以及其他要求提供的資料信息,確保產品質量[17]。
益生菌菌株號是保證益生菌制劑產品有效體現益生作用的基礎,常見的乳雙歧桿菌和短雙歧桿菌等益生菌都在國家發布的《可用于食品的菌種名單》中。實際上,同種不同株的益生菌生物學功能差異較大,只有確定菌株號才能明確益生菌的功效。丹麥科漢森的乳雙歧桿菌Bb-12 菌株具有良好的胃酸膽汁耐受能力,在食品工業中已經應用了30 多年,相關研究文獻發表了200 多篇,臨床研究證明乳雙歧桿菌Bb-12菌株可增強胃腸道屏障功能,有效改善兒童濕疹等過敏癥狀[18-19];日本森永的短雙歧桿菌M-16V 菌株可有效改善嬰兒的過敏性鼻炎和哮喘等呼吸道問題,同時促進嬰兒出生后腸道黏膜免疫系統和全身免疫系統發育成熟[20-21]。近期國際著名的學術期刊Frontiers in Pediatrics 發表的研究證實,戊糖片球菌CECT 8330 和長雙歧桿菌CECT 7894 聯合使用可有效緩解中國嬰兒腸絞痛癥狀[10]。
選購益生菌產品時需注意,生產時添加足夠數量的益生菌并不代表整個貨架期內益生菌的活菌數穩定不變。聯合國糧食及農業組織和世衛組織將益生菌明確定義為活的微生物,當攝入足夠數量時,會對宿主產生健康益處。足夠數量且活體微生物對于益生菌制劑產品的質量至關重要。臨床醫學研究中常規選用的益生菌菌量基本維持在每人每天攝入109CFU 及以上水平,才能展現益生菌的良好生物學功能[10-12]。實際上,雙歧桿菌等益生菌偏好厭氧或低氧的環境,生產和儲存不當會嚴重影響益生菌的活菌數。此外,益生菌在保存期內最好不要接觸水,產品受潮也會影響活菌數量。目前市場上油滴劑益生菌制劑產品,如選擇高品質的葵花籽油,可以很好地將益生菌與氧氣和水隔離,能夠有效地保障益生菌在銷售期內的高活菌數。
消費者選購益生菌制劑產品時更多的是希望產品中的益生菌能對機體產生益處。同種不同株的益生菌生物學功能有所差別,體外試驗和動物試驗可以作為參考,但不能作為判斷益生菌在人體內的益生作用的依據。因此,科學嚴謹的臨床醫學研究是保證益生菌制劑產品能否發揮益生功效的基礎。鼠李糖乳桿菌LGG 能有效調整人體腸道菌群結構,分析結果顯示LGG可減少大便次數,輔助兒童急性腹瀉的治療[22]。鼠李糖乳桿菌GG 和乳雙歧桿菌Bb-12 菌株聯合使用或可恢復營養不良兒童的腸道菌群,并減少腹瀉[23]。植物乳桿菌組合CECT7527、7528 和7529 可有效降低高血脂患者的血清膽固醇含量,減少炎癥反應,改善心血管健康[24-25]。植物乳桿菌CECT 7315 和CECT 7316 聯合使用可刺激T 輔助淋巴細胞和抗原呈遞細胞的增加,增強免疫功能[26]。日本森永的長雙歧桿菌BB536 可改善腸道菌群失調和潰瘍性結腸炎患者病理癥狀,并具有調節免疫功能的作用[27-28]。
益生菌菌株性能是保障益生菌制劑產品質量的關鍵基礎,同一菌株依托不同生產廠商的發酵設備和工藝技術,獲得的菌株性能可能不完全相同。此外,為確保產品質量的穩定性和可靠性,益生菌制劑產品不僅需要生產廠商出廠的質量報告,還應具備第三方CMA或CNAS等資質認證機構的安全檢測報告。因此,建議消費者選購獲得益生菌菌株持有者授權,且通過第三方安全檢測的益生菌制劑產品,對于保護消費者權益更有保障。
酸奶等飲品中的益生菌含量不僅有限,且多來源于動物[29]。益生菌產生功效的基礎是保持活性,酸奶從制作到消費者食用需經過生產、物流、銷售等漫長的過程,溫度等環境變化會影響益生菌的活性。此外,發酵過程中過高的溫度并不適宜益生菌的良好生長。目前市場中的酸奶和乳酸飲料為了改善口感,通常大量加入糖和甜味劑,甚至增稠劑、色素、香精等成分。
益生菌是活的微生物,但儲存或使用不當會造成益生菌制劑產品中活菌數量快速下降。市售的粉劑益生菌通常不能用溫度過高的水或飲料去沖兌,高溫會快速殺死大部分益生菌。目前常規選用的益生菌多為雙歧桿菌和乳酸桿菌,屬于厭氧或兼性厭氧菌,應避免與空氣長時間接觸。粉劑益生菌在沖泡后與空氣中的氧氣接觸,會造成雙歧桿菌屬益生菌易失活。此外,延長食用時間也會影響益生菌活力。油滴劑益生菌制劑因油的隔離而避免氧氣對活菌量的影響,是較為理想的選擇。
益生菌制劑產品發揮益生作用的基礎是優良的益生菌菌株,基于對嬰幼兒食用安全的考慮,最好選擇少量純凈自然或已研究證實有助于嬰幼兒健康發育的食品添加劑,避免因成分復雜造成嬰幼兒過敏和腹瀉的風險。
成癮性屬于精神類疾病,常見于藥物和煙酒成癮等,主要特征是對藥物等的使用無法自控,戒斷后對藥物等產生強烈的渴望并出現戒斷癥狀。專業級益生菌制劑產品選用的菌株通常從人體中獲取,菌株自身就是人類菌群組成的一部分,通過維護腸道菌群穩態和調控免疫功能等發揮益生作用,不存在成癮一說。部分消費者停用益生菌制劑后發現腸胃等問題重現,很可能是由不合理的生活方式造成,如吸煙、喝酒和高脂高鹽飲食。最新研究發現,益生菌制品本身不僅不存在成癮性的問題,益生菌活菌還可通過腸道菌群代謝通路影響腦-腸軸調控神經系統,將是今后治療煙酒和藥物成癮的潛在方式[30]。因此,消費者可放心選用高活菌量的專業級益生菌制劑產品。
目前過敏和腸炎等眾多疾病需長期使用化學藥物或激素治療,絕大多數患者仍存在病情易復發、難以徹底治愈的問題;且藥物長期使用給患者帶來的副作用也值得重視。益生菌制劑產品可調整人體免疫和腸道等健康,將是人類未來健康管理的優先選擇方式。目前我國大多數益生菌制劑產品缺乏創新性,缺少自主研發創新,且產品質量參差不齊。選擇功能有效的益生菌制劑產品,需要消費者掌握一定的專業知識,更需益生菌制劑產品公司嚴格把控益生菌制劑的產品質量,尤其在劑型研究上更要有所創新。目前,油滴劑型益生菌對于益生菌活菌保存具有獨特的優勢,將是未來益生菌制劑產品的潛力劑型。