国内外微生态制剂在乳品中的应用现状及发展趋势

益生菌（probiotics）是通过改善宿主肠道微生物菌群的平衡而发挥作用的活性微生物制剂，又称微生态调节剂、生态制品、活菌制剂。它具有改善肠道菌群结构，抑制病原菌，生成营养物质，提高机体免疫力，消除致癌因子，降低胆固醇和血压，改善乳糖消化性等功能。因此，益生菌对于人类的营养和健康具有重要的意义。益生菌及其制品正日益受到人们的重视，并成为乳品微生物研究的热门课题。
一、益生菌的定义
随着科学研究的深入，益生菌的定义也在不断的变化。1965年，Lilly和Stillwel1把益生菌描述为一种微生物产生的可以刺激其它微生物生长的物质，是与抗生素作用相反的物质。1974年Park定义为益生菌是有利于肠道平衡的有机物质，这一定义将抗生素也包括在内。1989年Fuller把益生菌定义为能够促进肠内菌群生态平衡，对宿主起有益作用的活微生态制剂，这是目前人们最常用的定义。1994年有人对益生菌的定义又作了修订："益生菌是含活菌和死菌包括其组分和产物的细菌制品，经口或其它粘膜途径投入，旨在改善粘膜表面微生物或酶的平衡，或者刺激特异性或非特异性免疫机制"。
目前在世界范围内，学者们对其定义还存在着争议。与益生菌相近的术语包括微生态制剂、微生物生长促进剂、直接饲喂微生物等。有人认为益生菌可以是单一菌株，也可以是多种菌株的发酵产物。目前普遍认为作为益生菌的细菌应该具备以下条件：(1)对宿主有益；(2)无毒性作用和无致病作用；(3)能在消化道存活；(4)能适应胃酸和胆盐；(5)能在消化道表面定殖；(6)能够产生有用的酶类和代谢物；(7)在加工和贮存过程中能保持活性；(8)具有良好的感官特性。
二、益生菌的种类
目前用作益生菌的微生物均是来源于人或动物，人们研究和应用比较多的是乳酸菌和双歧杆菌这些可以产生乳酸的肠道菌，因此益生菌制品也经常使用这两个属的菌。日本和欧美用于酸奶及益生菌制剂的乳酸菌种，主要是一些来自人体的乳酸菌种和双歧杆菌，如嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、罗氏乳杆菌、植物乳酸杆菌、酪乳杆菌、詹氏乳酸杆菌、短双歧杆菌、长双歧杆菌、两歧双歧杆菌等等。2005年5月29日我国家食品药品监督管理局颁布了《益生菌类保健食品申报与评审规定》，并公布了一批可用于保健食品的益生菌菌种名单：
两歧双歧杆菌    Bifidobacterium bifidum
婴儿双歧杆菌    Bifidobacterium infantis
长双歧杆菌      Bifidobacterium longum
短双歧杆菌      Bifidobacterium breve
青春双歧杆菌    Bifidobacterium adolescentis
德氏乳杆菌保加利亚种  Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus
嗜酸乳杆菌      Lactobacillus acidophilus
干酪乳杆菌干酪亚种  Lactobacillus casei subsp.Casei
嗜热链球菌      Streptococcus thermophilus
罗伊氏乳杆菌    Lactobacillus reuteri
三、国内外乳品中益生菌的应用概况
益生菌的研究与应用，在日本、法国、俄罗斯、德国等国家较受到重视，而且研究较显得专业化和系统性。目前，在日本含双歧杆菌的制品非常盛行，所有大的乳品企业都销售这样的产品。法国在益生菌方面的研究，不亚于日本人。目前该国已拥有一支非常庞大的和非常专业的益生菌科研队伍，据说，每年用在此方面的研究开发经费高达数亿法郎，其重视程度可见非一般。法国人对益生菌非常认同，益生菌产品市场显得也很发达和成熟，在最近这几年中，该国还盛行益生菌产品的热销。据说，一种不依赖于药物的益生菌保健法，时下风摩东欧，其源头就是由法国发源伸延的。
目前在益生菌的研究与应用显得较有生机的国家，除了上述谈及的日本、法国德国、俄罗斯等国外，还有美国、荷兰、澳大利亚、英国等十多个国家，这些国家也有上乘的表现。目前国际上对乳酸菌等益生菌的研究显得非常活跃，产品消费成绩惊人，据粗略估计，目前全球的年产品的生产总值约为300亿美元左右，其中使用益生菌生产的乳制品总产值超过50亿美元，且增长指数在逐年上升。
1．日本
就目前的研究与应用水平而言，日本处于较领先的地位。早在上一世纪30年代初时，日本的京都帝国大学，日本的京都帝国大学微生物教研室的代田稔博士就已成功地分离出来自于肠道的乳酸杆菌，这种有益菌在经过强化培养后，使之能活着到达肠内生存。而这种后来被人们称之为益力多菌的乳酸杆菌，目前已被广泛地运用在日本的食品、饮品、医学等领域。其中在乳制品上的运用成绩十分惊人，据国外有关公司调查，日本在2000／2001年由益生菌所生产的乳制品，其总产值就已达22亿美元。而今的益力多，在日本已无人不晓，利用这种益生菌制作的乳制品成功地打入了国际奶品饮料市场， 目前已攻下了25个国家的城池，甚至在这些国家建造了18家加工厂，使目前全球每天至少2500万人在饮用这种产品。
2．欧盟
2005年整个欧洲市场益生菌原料的市场规模估计约为0.35亿欧元，到2010年能够达到1.2亿欧元。益生菌市场的产值估计为25亿欧元。目前市场上大约有1000多种不同的益生菌产品。目前欧洲最主要的4类益生菌产品为：

1）传统的发酵乳制品，例如酸奶。欧洲最主要的两个产品是雀巢的LCI和达能的Bio。
2）益生菌饮料产品，Yakult食绝对的市场领导者。
3）浓缩的冻干的以胶囊、片剂或粉剂销售的益生菌产品。
4）新型的益生菌产品形式，是益生菌在培养基或肠道内代谢的产物。
其中，法国含有双歧杆菌和嗜酸乳杆菌产品己经增长了300%，占总乳销售量的4%。目前，法国所销售酸奶的11%都含有双歧杆菌。德国面世的第一个双歧杆菌产品是Biogarde, 1976年的销售额高达4亿马克，这种产品现在已经非常成形，在德国和周边的国家有45个以上的乳品厂生产这种产品。在酸奶市场上，含有双歧杆菌的Yoplait和Dannon(达能) 两大品牌以广为人知。在丹麦，医生推荐通过摄食双歧杆菌制品治疗肠道紊乱，其中有MD食品公司生产的Cultura系列乳制品。据估计，英国含有益生菌和益生素的制品的销售额达到了20亿美元。同样，荷兰、瑞典、波兰、捷克斯洛伐克和意大利等国都有含双歧杆菌的产品。
3．美国
美国益生菌制剂方面的发展与日本、欧盟相比是比较落后的，在1987年，Mayfield公司生产了含有1%嗜酸乳杆菌和双歧杆菌(a/B)的非发酵低脂乳，许多以前不能喝奶的人群也能够饮用。在美国市场上，益生菌产品以两种形式销售:食品和膳食补充剂。含有益生菌的食品几乎全部是奶制品，所用菌种主要为乳酸菌和双歧杆菌。产品类型主要是添加了益生菌的液态奶和酸奶。约0.6%的液态奶产品含有益生菌，使用的菌种约是奶制品中所用益生菌种类的40% ，其余60%用于酸奶。美国要求酸奶产品至少要用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌进行发酵，但没有明确活菌含量。最近这两年，美国此类产品的增长速度惊人，大多数消费者相信含有益生菌的酸奶能够增进免疫系统的功能，而且它对各年龄段的人群都有效。
4．中国
益生菌在我国的研究与利用，基础研究和开发利用，与发达国家相比尚存在一定的距离。随着人们生活水平的提高以及对自身保健功能的需求，益生菌的应用逐渐受到了重视，它已被人们科学地运用到食品工业生产中，特别是在乳制品和一些功能性的食品中已广为运用。目前我国已大量使用双歧杆菌和乳杆菌这些有益菌生产营养、可口兼有保健功能的酸牛奶、益力多奶饮品等奶制品，较为著名的品牌包括广州益力多、广州达能等产品。
其中益生菌产品的保健效果在台湾地区已经得到了普遍的的接受，优酪乳已经进入大众市场。近年来，台湾地区关于益生菌的研究力度在逐渐加大，利用先进保鲜技术添加益生菌，增加了活菌浓度近十倍，益生菌类乳制品的数量逐年上升（见表1）。
表1  台湾通过健康食品认证之益生菌乳制品

四、益生菌类产品的发展趋势
随着对益生菌不断深入地研究，益生菌的应用日益广泛。在乳制品中，它主要用于酸奶、奶酪、奶油、干酪、微生态制剂等的生产。
传统应用领域的发展但非常有创新
传统生产酸奶的发酵菌种以保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌为最优组合，但随着加工技术的发展，传统意义上的酸奶已有更为广泛的内涵，如干制酸奶、冷冻酸奶、杀菌酸奶均属于酸奶的范畴。新型酸奶以及多种发酵乳制品不断涌现。芬兰、挪威、荷兰等上市的新型功能性酸奶、干酪、乳杆菌酸奶已上市销售，双歧杆菌酸奶、嗜酸乳杆菌酸奶已被消费者接受。Ymer(丹麦）、Nordic ropy milk（北欧黏性乳）等酪乳类制品以及浓缩酸奶（中东）、Chakka（印度）等类酸奶制品和Kefir（开菲乳）、Koumiss（乳酒）酵母发酵产品正成为开发热点，每年新上市的含有益生菌的乳制品的数量大幅增加，在短短的5年之间含益生菌的新产品上市数量增长了5倍（见图1）。
2．益生菌在乳品应用中出现的新趋势
1）含有益生菌的奶酪在农家奶酪、硬质和半硬质奶酪中已出现。如俄罗斯2006年上市的的能强化纤维（含纤维的胶体）和双歧杆菌，有助消化功能的农家干酪；奥地利在2006年上市的强调低脂和益生菌的低脂涂抹奶酪；以及奥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）低脂肪是益生菌类乳制品发展的主要趋势。如比利时2006年上市的含有0％脂肪，有助于调节肠道输送的双歧杆菌乳制品；俄罗斯2006年8月上市的能改善消化的含双歧杆菌的系列风味酸奶饮料，其产品只含2％的脂肪。还有其生产的kefir乳饮料，含有5种维他命：A、C、D、E和B9及双歧杆菌，这个产品含2.5％的脂肪。
3）益生菌外加益生源的协同功效产品。如哥伦比亚2006年9月上市的有助于肠道平衡的含双歧杆菌和纤维的酸奶饮料；土耳其在2006年7月上市的含膳食纤维，减少了60％脂肪、含有嗜酸乳杆菌、双歧杆菌和菊粉的柠檬和绿茶味的清爽酸奶。
4）益生菌增进纯天然饮料的健康点。如中国五洲冰泉公司2006年开发的含双歧杆菌的大豆黑芝麻饮料；俄罗斯开发的降胆固醇和提高免疫力的含有双歧杆菌和嗜酸乳杆菌的燕麦饮料；法国2006年上市的增强肠道输送及减少发胖的含双歧杆菌和乳酸杆菌的纤维饮料。
5）益生菌早餐谷物食品。如英国2006年上市的平衡消化系统，强化了钙和维他命D的含嗜酸乳杆菌的早餐奶；台湾2006年上市的强化钙、纤维和各种营养成分的含嗜酸乳杆菌、两歧双歧、长双歧的燕麦牛奶；墨西哥开发的强化12种维他命和矿物质的含嗜热链球菌、乳酸双歧、保加利亚乳杆菌的谷物类酸奶。
3．针对特殊人群的产品不断呈现
越来越多的产品将锁定特定年龄段人群，幼儿，儿童，妇女，老人，同时强调某种特殊的保健功能。如波兰开发的针对妇女的新一代柚子味饮用型酸奶，含辅酶Q10和益生菌：双歧杆菌、干酪如杆菌、嗜酸乳杆菌。以色列开发的适合于妇女的含有益菌和omega 3 的减肥酸奶饮料。中国开发的家庭装的含双歧杆菌和嗜酸乳杆菌的每升含50亿个有益菌的果粒酸奶。
4．强调健康的益生菌产品
强调健康的益生菌产品特别是有助于胃肠道消化系统的仍占绝对优势（57％），但其它的健康声称如调节免疫系统开始逐渐上升（见图2）。
图2  不同健康功效的益生菌产品的比例
五、展望
益生菌研究虽不过百年历史，但是发展速度很快，在菌种开发、产品研发方面都取得了长足的进步。目前，世界上许多科学家们也在加紧研究如何利用益生菌中所具有的活性，激活免疫功能，使它怎样才能更好的应用在抗过敏、调节免疫系统、控制肿瘤和抑制癌症、改善胃肠动力等上而为人类作更大的贡献。可以说，在不久的将来，益生菌对人类生活将会更加息息相关。
中国是拥有13亿人口的国家，它是全球公认的一个最大的最具消费潜力和市场空间的消费大国。随着社会的不断发展，人们对生活和健康的日益重视，对自然的、健康的制品越来越认知，势必为益生菌产品的开发和应用带来契机，尤其是可以作为食品的益生菌制剂越来越受到人们的青睐。中国在最近几年来已加快了对益生菌研究与开发应用的步伐，可以预料，21世纪，益生菌产品将会被人们更加广泛地应用，中国的益生菌产品市场，其前景无限宽广。