食品中的益生元和益生菌對腸道微生物的作用和影響研究

◎ 鄭雪松，孫建偉，董 碟，張小飛

（武漢貝茵萊生物科技有限公司，湖北 武漢 430000）

腸道微生物群落是人體內最重要的微生物群落之一，與人體健康密切相關。近年，越來越多的研究表明，腸道微生物群落對人體的健康有著至關重要的影響[1]。①腸道微生物參與人體消化過程。許多營養物質在腸道中被吸收，而一些纖維素和復雜碳水化合物則會被腸道微生物分解，為身體提供額外的能量和營養。②腸道微生物有助于維持身體免疫系統的健康，可以刺激免疫細胞的反應，產生抗體和其他免疫調節物質，幫助身體抵御感染和疾病。③腸道微生物參與維生素的合成和吸收。例如，腸道微生物可以合成維生素K、維生素B12和葉酸等，對于人體的生長、發育和健康都至關重要。

益生元和益生菌可以調節腸道微生物群落，預防多種疾病。①益生元是一種可溶性膳食纖維，能夠被腸道微生物分解為短鏈脂肪酸，為腸道上皮細胞提供能量。研究表明，益生元能夠促進雙歧桿菌、乳酸菌等有益菌的生長繁殖，抑制有害菌的生長，調節腸道微生物群落的平衡[2-3]。②益生菌是一種活的微生物，通過定植在腸道內產生有益于人體健康的物質。益生元和益生菌具有廣泛的應用前景。例如，在食品、藥品和生物治療等領域中具有潛在的應用價值。

此外，通過研究益生元和益生菌對腸道微生物的作用機制，有助于深入了解腸道微生物群落的生態學特征和人類健康的關系，為開發新的治療方法提供理論支持和實踐指導。同時，研究益生元和益生菌對于腸道微生物的作用，可以為營養學、微生物學等領域的發展提供有力支持，推動相關領域的研究和發展。

1 益生元的定義

根據國際營養學界的定義，益生元是指一種能夠被宿主體內的有益菌分解利用，并促進其生長繁殖的膳食纖維。這種膳食纖維并非是有益菌自身的產物，而是來自食物中的可溶性多糖、寡糖、蛋白質等物質。也就是說，益生元是一種特殊的膳食補充劑，它能夠促進腸道中有益菌群的生長和活性，從而改善人體健康。益生元并不直接為人體提供能量或者營養，但它能夠通過調節腸道微生物群落的結構和功能，對人體的消化、吸收、代謝和免疫等方面產生積極的影響。

作為一種復雜的低聚糖類物質，益生元和益生菌不能被人體消化吸收，但可以被腸道中的有益菌分解利用。這些有益菌在代謝過程中會將益生元作為碳源，促進其生長繁殖。同時，益生元可以通過調節腸道pH、抑制有害菌生長、提高機體免疫力等多種途徑，發揮其保健作用。益生元具有多種生物活性，可以改善腸道健康、調節血脂、降低血糖、增強免疫力等[4]。其中，低聚果糖、菊粉等益生元能夠顯著增加腸道雙歧桿菌等有益菌的數量和活性，改善腸道健康。異麥芽低聚糖等益生元可以通過調節腸道微生物群落的結構和功能，降低血脂和血糖，預防心血管病和糖尿病等疾病。

此外，益生元還具有安全性和耐受性高的特點。大部分益生元物質在人體內不會產生不良反應，即使長期使用也不會對人體產生副作用。同時，由于其作用機制不同于抗生素等化學藥物，因此不會導致人體產生抗藥性。

2 益生菌的定義

益生菌是一類對宿主（人體）有益的、活的微生物，它們可以在腸道、生殖道或其他身體部位定植，并改善宿主健康狀況或預防疾病。這些微生物通常包括乳酸菌、雙歧桿菌、酵母菌等，其可以通過多種方式對腸道微生物產生影響，從而改善腸道健康、增強免疫力、降低血脂和血糖等。益生菌的主要作用機制是通過調節腸道微生物群落的結構和功能改善腸道健康[5]。

腸道微生物群落是一個復雜的生態系統，包括許多不同的微生物種類和菌株。益生菌可以通過競爭腸道黏膜表面的位點、產生抗菌物質、調節免疫反應等方式，抑制有害菌的生長繁殖，促進有益菌的生長繁殖，從而維持腸道微生物群落的平衡和多樣性。此外，益生菌還可以刺激腸道黏膜細胞的生長和分化，促進腸道黏膜的修復和再生。而且，益生菌在預防和治療胃腸道疾病方面具有廣泛的應用。例如，益生菌可以緩解胃腸道癥狀，如腹瀉、腹脹、腹痛等，并改善腸道炎癥和潰瘍性結腸炎等炎癥性腸病的癥狀。一些研究表明，益生菌不僅可以降低感染風險，如感冒、腹瀉等，還可以改善乳糖不耐受、過敏等癥狀。

3 食品中益生元和益生菌對腸道微生物的作用和影響

3.1 食品中益生元對腸道微生物的作用和影響

食品中益生元對腸道微生物的作用和影響，是近年營養學和微生物學領域的研究熱點之一。益生元是一種可溶性膳食纖維，能夠被腸道有益菌分解利用，從而促進其生長繁殖。這種物質能夠維護腸道健康、預防腸道疾病，其對腸道微生物的作用和影響主要包括以下方面：①促進有益菌的生長繁殖。益生元可被腸道有益菌如雙歧桿菌、乳酸菌等分解利用，促進其生長繁殖。通過這種方式，益生元可增加腸道中有益菌的數量和活性，進而維護腸道微生態平衡，有助于預防便秘、腹瀉等腸道問題，并提高機體對營養物質的吸收利用[6]。②抑制有害菌的生長繁殖。益生元可降低腸道內的pH，產生乳酸等代謝產物，抑制有害菌如大腸桿菌、沙門氏菌等的生長繁殖。這種抑制作用有助于預防腸道感染和疾病。③增強腸道屏障功能。益生元可促進腸道上皮細胞的生長和分化，減少腸道內毒素和細菌的入侵，對于維護腸道健康和預防腸道疾病具有重要意義。

3.2 食品中益生菌對腸道微生物的作用和影響

益生菌是一類對人體有益的微生物，通過定植在腸道內發揮其保健作用，可以對腸道微生物的組成和功能產生積極的影響。益生菌的作用機制主要包括以下方面：①益生菌能夠調節腸道微生物群落，增加有益菌的數量和活性，抑制有害菌的生長繁殖，有助于恢復腸道微生物群落的平衡，改善腸道健康。例如，乳酸菌、雙歧桿菌等益生菌，能夠利用腸黏膜作為營養源，在腸道內定植，從而增加有益菌的數量和活性。②益生菌能夠產生一些具有生物活性的物質，如乳酸、醋酸等，能夠降低腸道內的pH，促進鈣、鐵、維生素D 等營養物質的吸收，同時抑制有害菌的生長繁殖。③益生菌能夠通過刺激免疫細胞的活性和數量來調節免疫系統。這種調節作用有助于預防感染和疾病，提高機體免疫力。同時，還能夠改善胃腸道的消化功能，解決消化問題，緩解便秘等腸道問題。

此外，益生菌能夠促進腸道上皮細胞的生長和分化，增強腸道屏障功能，減少腸道內毒素和細菌的入侵，對于維持腸道健康和預防腸道疾病具有重要意義。例如，乳酸菌能夠通過增加腸道上皮細胞的緊密性和減少炎癥反應，增強腸道屏障功能；嗜酸乳桿菌能夠通過刺激小腸黏膜的免疫細胞分泌IgA 抗體，增強機體免疫力。

4 結語

腸道微生物對于人體健康具有重要的作用。通過維護腸道微生物的平衡和多樣性，可以促進人體消化、免疫、代謝等方面的健康，預防和治療一些疾病。因此，益生元和益生菌在各行各業具有廣泛的應用前景，例如，在食品、藥品和生物治療等領域，具有潛在的應用價值。通過分析食品中益生元和益生菌對腸道微生物的作用機制，有助于深入了解腸道微生物群落的生態學特征和人類健康的關系，為營養學、微生物學等領域的研究提供有力支持，推動相關領域的發展。