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灭活益生菌:全球益生菌进入活菌与灭活菌竞争时代

灭活益生菌:全球益生菌进入活菌与灭活菌竞争时代

我国从上世纪50年代开始对益生菌以及与微生态相关的基础理论及应用进行研究, 80年代成立了微生态学的学会组织,继而出现了一些微生态制品。益生菌功能性的研究多限于活菌,在灭活益生菌及其制品方面的研究还比较少。

灭活益生菌的基础研究与应用,在日本、韩国、美国、俄罗斯、德国等国家较受重视,主要围绕灭活乳杆菌属、灭活双歧杆菌属、灭活枯草杆菌及一些灭活链球菌类进行研究。尤其日本在含灭活双歧杆菌属的产品非常盛行,并形成了较大的产业规模。

1、灭活益生菌的优势

1.1、安全性高

益生菌活菌的安全问题已引起人们的关注 ,WAGNER和 BALISH 报道了益生菌活菌制剂对于免疫力有缺陷的病人有潜在的危害,菌体的突变 、非正常部位转移以及抗药性基因转移 ,都可能会增加致病菌的危险 ,尤其对一些免疫力低下的病人而言 , 服用活菌制剂很容易引起病理反应。WANGNER等人把乳杆菌 、双歧杆菌 、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus aeidophilus)克隆在免疫缺陷的幼鼠体内 ,在一些克隆有乳杆菌的小鼠中出现死亡现象 ,在严重免疫缺陷的成年鼠中也出现了类似的现象,相比较而言灭活状态的益生菌具有更高的安全性,这就为灭活益生菌的临床应用提供了又一条全新的途径。

1.2、没有菌量的限制 

灭活益生菌制剂对于益生菌的数量没有限制,而活菌制剂通常要具备一定数量的。 TEMMERMAN 和HAMILTON-MILLER等人对美国和英国市场上益生菌制剂的菌体存活率进行了调查 ,结果发现在 30 种美国制剂和 13种英国制剂中,分别只有11 种和 6 种制剂中的活菌数达到标准,未达到活菌数标准的益生菌活菌制剂对人体存在潜在的危害 ,有时甚至会起到相反的效果 。

1.2、生产保存容易 质量稳定性高

益生菌活菌对其保质期,保存条件有严格的要求,为了降低益生菌在贮存,使用过程中活性的丧失,在益生菌活菌制剂中需要添加保护剂和稳定剂,还需低温保存。灭活益生菌制剂由于不需要维持一定的菌量,因此在运输,保存等方面较为容易,质量稳定性也比较高。

1.3、可同抗生素合用 

人和动物体的身上有许多正常的菌群 ,这些菌群对人体来说是必不可少的。活菌制剂不能和抗生素合用 ,原因是抗生素在杀灭致病菌的同时 ,也杀灭了益生菌活菌,结果造成人体正常菌群失调,而人体正常菌群失调则又引发了很多疾病,如造成肠道菌紊乱,引起腹泻,导致人体的消化、营养吸收等一系列不良反应。 而灭活益生菌对抗生素不敏感更稳定,可同抗生素同步使用,辅助治疗感染性疾病。

1.4、抗逆性强

益生菌活菌要想顺利到达胃肠道发挥作用,必须经受唾液、胃酸、胆汁、碱性、各种消化酶的考验,因为这些物质具有杀灭益生菌活菌的作用。而灭活益生菌的细胞不受环境变化的影响,耐高温、胃酸、胆汁、碱性等。

1.5、不会导致噬菌体感染

益生菌活菌还有一个噬菌体的问题,即细菌病毒感染。当一个空间里重复大量使用某种菌的活细胞,如枯草芽孢杆菌,酵母菌、乳酸菌等就会招致噬菌体的爆发。就好比人的的密度大了疾病就多,老鼠密度大了,传染病就多。微生物活细胞太多,也会招致噬菌体的爆发。因为灭活的益生菌,不需要其繁殖,只需要菌体细胞能粘附在动物肠道细胞壁上就可以发挥作用;并且,由于没有繁殖,就不会导致噬菌体感染。

1.6、不繁殖

灭活益生菌和活菌的区别在于灭活之后益生菌不能繁殖,但细胞及其碎片仍然存在。灭活的益生菌的作用机制不是靠益生菌的生长繁殖,而是靠菌体的竞争排斥作用及其产生的代谢产物。

1.7、吸附力强

益生乳酸菌是革兰氏阳性菌,其成分主要是肽聚糖以及少量的脂类物质,肽聚糖和脂蛋白使乳酸菌对动物肠道具有粘附作用。灭活了的乳酸菌细胞,其表面的肽

聚糖裸露出来,其对动物肠道粘附性更强,竞争排斥性也就更强,对致病性细菌具有更强的排斥作用。

1.8、吸附霉菌毒素

灭活乳酸菌细胞仍然可以与黄曲霉毒素接合,且比活菌的结合能力更强。由于灭活菌不再具有生长和繁殖能力,也就不存在代谢活性,所以不能分解毒素,只能依靠细胞表面的吸附作用去除霉菌毒素,而且吸附的非常紧密。吸附了毒素的灭活乳酸菌细胞对动物肠道上皮细胞的粘附能力下降,从而可快速排出体外。

许多研究比较了活菌和热灭活菌的作用,均发现热或酸灭活处理的乳细菌显示出更高的结合黄曲霉毒素的能力。Pierides等(2000)的研究表明,热灭活的细菌细胞可以比活细胞更好地结合牛奶中的黄曲霉毒素M1,与黄曲霉毒素B1结合能力也更强。Lee(2005)的研究显示,从韩国泡菜分离的热和酸灭活处理的植物乳杆菌KTCC3099去除了49.8%的黄曲霉毒素B1。

人的肠道内环境最适合乳酸菌对霉菌毒素的吸附。4-37 的温度变化,以及 2.5-8.5的pH范围对结合都没有影响(Haskard,2001)。此温度范围,以及pH范围刚好是人和动物肠道的生理值范围,因此肠道内环境不但不会影响乳酸菌灭活细胞对毒素的吸附,而且还是最佳的温度范围(EI-Nezami,1998)。

2、灭活益生菌功效

2.1、增强免疫和抗肿瘤 

灭活益生菌细胞壁组分中的肽聚糖、多糖和磷壁酸,以及其代谢产物(维生素和游离氨基酸等)成分免疫赋活作用的靶细胞主要是巨噬细胞和 B淋巴细胞。灭活益生菌能激活巨噬细胞 ,使之吞噬功能增强 ,并分泌多种具有杀死肿瘤功能的效应分子 ,如可溶性 α肿瘤坏死因子 、白细胞介素6 、白细胞介素 12 和干扰素-γ等 其中肿瘤坏死因子是对癌细胞有杀伤作用 ,引起肿瘤出血坏死的活性因子 。白细胞介素也是很重要的免疫活性因子 ,它参与炎症反应 ,调节机体具免疫功能 。同时灭活益生菌也能诱导 B淋巴细胞分泌多种抗体以及增强细胞毒性T 淋巴细胞和自然杀伤细胞的杀伤功能 。而这种免疫赋活作用可控制在肿瘤发生部位的较小范围内 ,避免了不必要的组织和器官的损伤 ,因此灭活益生菌的安全性高于卡介苗 。

2.2、抑制病原微生物

2.2.1、灭活的益生菌菌体抗病源微生物的能力主要源于两方面:

2.2.1.1、有效增强机体的免疫力;WA-TANABE和 HOTTA通过实验发现 ,在连续服用高脂肪低碳水化合物的食物8周后 ,大鼠的抗病能力显著下降 ,而服用热灭活的干酪乳杆菌 ,可显著提高这种大鼠对假单胞菌属 (Pseudomonas)、疱疹病毒属 (Her-pesviridae)等致病微生物非特异性免疫的拮抗能力 ,其原因是提高了巨噬细胞的数量。

2.2.1.2、靠灭活后细胞表面暴露更多的吸附位点,可以吸附在机体粘膜表面实现对病原菌的竞争性排斥。灭活益生菌能粘附于肠细胞 ,并阻止肠道病原体与肠细胞的结合 ,刺激宿主的防御机制 ,引起宿主的生理变化 ,减少钠盐和水的分泌 。CHAUVIERE等人研究发现 ,引起腹泻的大肠埃希菌通过黏附因子 ,可特异性的结合到人体肠上皮黏膜细胞上 ,从而引起病症 ,而热灭活的嗜酸乳杆菌可以黏附肠上皮黏膜细胞 ,抑制大肠埃希菌的黏附 ,这种效果与嗜酸乳杆菌的量呈正比。

2.2.1.3、灭活乳酸菌制剂中含有乳酸,抗菌肽等代谢产物,可降低肠道微生态的PH值和氧化还原电势(Eh),有利于肠道内原有乳酸菌等益生菌的生长,抑制病原菌的生长。

2.3、缓解过敏

体内的IgE攻击摄入体内的抗原,引发细胞反应,是引起过敏的主要原因。MASTSUZAKI和 CHIN研究发现 ,口服灭活的干酪乳杆菌可以刺激大鼠免疫细胞分泌免疫细胞因子 ,抑制 IgE抗体合成 ,从而起到调节免疫 ,治疗过敏症状的作用。MUROSAKI 等研究发现 ,热灭活植物乳杆菌可在体外直接诱导大鼠腹膜的巨噬细胞分泌白细胞介素 12;诱导脾细胞分泌白细胞介素 12和干扰素-γ。进一步对过敏的模型大鼠(喂食酪蛋白等富含抗原的食物)的研究发现 ,灌服热灭活的植物乳杆菌 ,可提高血液中白细胞介素12 的水平 ,降低抗原特异性 IgE的水平 ,但不影响抗原特异性 IgG的水平 ,并在停止服用热灭活的植物乳杆菌后 ,抑制 IgE的作用依然能持续 2周以上。

2.4、吸附霉菌毒素

灭活乳酸菌细胞仍然可以与黄曲霉毒素接合,且比活菌的结合能力更强。由于灭活菌不再具有生长和繁殖能力,也就不存在代谢活性,所以不能分解毒素,只能依靠细胞表面的吸附作用去除霉菌毒素,而且吸附的非常紧密。吸附了毒素的灭活乳酸菌细胞对动物肠道上皮细胞的粘附能力下降,从而可快速排出体外。

2.5、调整肠道菌群

经研究发现 ,灭活益生菌能通过改善肠道微生态平衡而促进人体的健康 。吕密凯等人通过灭活的双歧杆菌及培养液用于抗生素脱污染的小鼠肠道菌群失调的调整试验 ,研究了灭活的双歧杆菌对抗生素脱污染小鼠肠道生理菌群的调整 ,结果表明了灭活的双歧杆菌及其代谢产物对小鼠肠道正常菌群均有调节作用 ,使其恢复了正常的生理功能。

2.6、预防龋齿

BAYONA GONZALEZ 等人研究了热灭活链球菌和热灭活乳杆菌防龋齿的作用 。试验对象为 245名 7岁儿童 ,试验组服用含灭活益生菌和维生素 B6 的咀嚼片 , 对照组服用仅含有维生素 B6的咀嚼片 ,每周服用 1 次 ,共服用 16 周 ,自试验开始后的两年内定期检查龋齿情况 ,结果发现 ,与对照组相比 ,试验组的

患龋齿人的数量较少 ,严重程度较轻 ,2 年后试验组患龋齿的人数比对照组低 42%。灭活益生菌由于易加工、品质稳定,其应用已经渗透到各类产品中,在日本甚至出现了活菌产品和灭活菌产品平分秋色的局面。所以,活菌产品当然够好,灭活的益生菌功能也不差呢。


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