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当我们谈论健康,往往会聚焦于饮食、运动、睡眠这些肉眼可见的生活方式,却忽略了体内一个庞大且神秘的“微观世界”——肠道微生态。在我们的肠道中,居住着数十万亿甚至上百万亿的微生物,它们无声无息地陪伴着我们,参与消化、调节免疫、影响情绪,甚至左右着衰老进程。而在这个微观世界里,益生菌发挥着“健康卫士”的作用。
面对市场上五花八门的益生菌产品,从冷藏柜里的酸奶、发酵乳,到药店货架上的胶囊、粉剂,很多人难免困惑:益生菌到底是什么?它真的能守护我们的健康吗?那些与益生菌相关的益生元、后生元,又有着怎样的作用,该如何选择?本文将带你走进肠道微生态的世界,解锁益生菌的健康密码。
“超有机体”
现代科学早已证实,人类并非独立的个体,而是一个由人体细胞与微生物共同组成的“超有机体”。 在我们的体表、口腔、鼻腔,尤其是肠道内,寄居着数量庞大的微生物群落,其总数远超人体自身细胞,可达数十万亿个细胞,其中90%以上都栖息在肠道内,形成了一个复杂而庞大的肠道微生态系统。
这些微生物种类繁多,包括细菌、病毒、原生动物、真菌等,它们相互依存、相互制约,共同构成了人类微生物组,而它们的基因组总和则被称为人类“第二基因组”,肠道微生物甚至被科研工作者形象地定义为一个“隐形器官”,深刻影响着人体的生理功能。
早在20世纪初,诺贝尔奖获得者、俄国免疫学家梅契尼科夫(Mechnikov)就偶然发现,保加利亚居民的长寿率远高于其他地区,而这一现象与当地人常年饮用自酿酸奶密切相关。他推测,酸奶中富含的乳酸菌,在发酵过程中会产生大量乳酸,这种物质能够抑制有害细菌增殖,减少毒素生成,弱化有害物质对机体损伤,进而保护肠道健康、增强机体抵抗力,最终达到延缓衰老的效果。这一推测启发了后来肠道微生态与益生菌的研究。
如今,随着基因测序技术的发展,我们更清楚地认识到,人体微生物组与健康、疾病息息相关,而益生菌由于其调节肠道菌群的有效作用,成为守护健康的关键力量之一。
益生菌的三个必要条件与菌株特异性
很多人会将益生菌与乳酸菌混淆,实则二者并不等同——多数益生菌属于乳酸菌,但并非所有乳酸菌都是益生菌。根据世界卫生组织(WHO)与联合国粮食及农业组织(FAO)的定义,益生菌必须满足三个条件:一是活的微生物,二是人体摄入数量足够,三是能对人体产生明确的健康益处。
从这个界定上看,益生菌要能以活菌形式到达肠道,并在穿过肠道期间保持活性。那些无法耐受胃酸、未到达肠道就失效,或未被科学验证有益的微生物,都不能称为益生菌。
益生菌最易被忽视的特性是“菌株特异性”,即其功效具有高度的菌株差异性,某一菌株的有益作用,不能推广到同种其他菌株。可以把益生菌的命名理解为一套“生物分类+谱系档案”的系统,其命名遵循“属-种-株”的体系。
例如“鼠李糖乳酪杆菌GG株”:“乳酪杆菌”是一个属;“鼠李糖乳酪杆菌”对应具体的种;而“GG”则表示具体的一个菌株,其功效证据主要针对这一菌株本身。一“株”里有很多细胞,但它们都来自共同祖先,遗传特征高度一致。
同一物种的不同菌株,功能可能天差地别。正如爱因斯坦擅长物理、姚明擅长打篮球——同为智人,能力各异。例如,鼠李糖乳酪杆菌GG株擅长改善腹泻、过敏、特应性皮炎等,鼠李糖乳酪杆菌Probio-M9株则侧重改善压力人群的身心状态;鼠李糖乳酪杆菌KF7株有助于降低神经炎症和改善年龄相关的认知减退等;鼠李糖乳酪杆菌B6株则在代谢性脂肪肝改善方面有一定作用。
因此,挑选益生菌产品时,需关注具体菌株名称和编号,而非仅看“含乳酪杆菌”或“含双歧杆菌”的笼统表述。
益生菌与肠道健康
肠道被誉为人体“第二大脑”,肠道微生态的平衡,直接影响全身健康。越来越多的研究表明,多种疾病的发生,都与肠道菌群失衡相关。调节肠道菌群的方式有很多,包括饮食调整、药物干预、菌群移植等,其中食用益生菌及其发酵食品,是最日常、最易被大众接受的方式之一。
益生菌的益处包括调节肠道菌群平衡、润肠通便、免疫调节、调节血糖血脂等。需要注意的是,益生菌发挥作用的前提是“活着到达肠道”,益生菌胶囊会通过特殊壁材抵御胃酸,而普通酸奶中的保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌,因无法耐受胃酸,无法活着达到肠道,并非真正的益生菌。
当益生菌在肠道内达到一定数量并发挥代谢活性时,会通过三道“攻守防线”,守护人体健康,兼顾微生物、化学、机械、免疫四大屏障功能。
第一道是竞争压制防线:益生菌在肠道黏膜抢占“地盘”和营养,与有害菌展开竞争,同时分泌有机酸、细菌素等物质,直接抑制或杀死有害菌,中和其产生的毒素。
第二道是防御工事防线:益生菌刺激肠道杯状细胞产生更多黏蛋白,增厚肠道黏液层,同时通过产生短链脂肪酸,增强肠道上皮细胞的紧密连接,减少“肠漏”风险,阻止有害物质进入血液循环。
第三道是免疫调节防线:人体70%的免疫细胞集中在肠道,益生菌如同“免疫教练”,帮助免疫细胞精准识别“敌友”,平衡免疫反应,既增强抵抗力,又避免过敏、自身免疫性疾病的发生。
益生菌与益生元、合生元、后生元
益生元是益生菌的“专属口粮”,指不能被人体消化吸收,但能被肠道有益菌选择性利用,促进有益菌增殖、抑制有害菌的物质。益生元与益生菌协同作用,共同守护肠道健康。常见的益生元分为三类:
一是低聚糖,包括低聚果糖(FOS)、低聚半乳糖(GOS)等,低聚果糖广泛存在于洋葱、香蕉等食物中,而低聚半乳糖以及母乳中天然存在的人乳低聚糖(HMOs)对婴儿肠道友好。二是多糖类,如菊粉、魔芋多糖,菊粉可辅助调节血脂血糖。三是部分抗性淀粉、膳食纤维等,抗性淀粉常见于放凉的米饭、土豆中。
并非所有膳食纤维都是益生元,只有能被有益菌特异性利用并证实有益健康的才能获此称号。益生元稳定性强,适用人群广泛,日常饮食中适量摄入,就能为益生菌生长提供良好条件。
合生元是益生菌与益生元的组合,分为互补型和协同型。优秀的合生元不仅是简单相加,有些还能实现“协同匹配”发挥更大的功效。在针对特定健康诉求时,科学配比的合生元可能比单一补充具有更全面的健康优势。合生元适合肠道菌群失衡较明显的人群,如长期用抗生素者、腹泻便秘人群、老年人等。
后生元是益生菌非活细胞的部分,根据国际益生菌和益生元科学协会(ISAPP)定义,它是对宿主有益的灭活微生物和/或其成分的制剂,包含灭活的菌体(其前体不一定是益生菌)及其细胞组分,即不含活菌,却能发挥健康作用。
完整的死菌体、菌体碎片以及发酵液中的代谢产物(如短链脂肪酸、细菌素)共同构成了后生元制剂,但单一提取纯化的短链脂肪酸或维生素本身并不属于后生元。后生元安全性高、稳定性强,一般后生元粉剂不需要严格冷藏保存。
三者与益生菌并非替代关系,而是针对不同场景的微生态干预工具:当肠道稳态较好、仅需要日常温和养护时,日常饮食中补充益生元“喂养”原籍菌即可;当面临抗生素使用后明显腹泻或便秘等情况时,补充针对性菌株的益生菌,或者选择联合了底物的合生元,能提供更直接的干预;而对于婴幼儿、老年人、危重症或免疫脆弱等不适合直接摄入活菌的人群,安全性更高、性质更稳定的后生元,则提供了一种极具潜力的选择。
益生菌功能发酵乳
益生菌食品应用形式主要有冷冻干燥菌粉和发酵形成功能乳品等两种形式,二者各有优势。
前一种方式的活菌数可以达到千亿甚至万亿个CFU/g(CFU为菌落形成单位,Colony-Forming Unit),冻干技术让益生菌处于休眠状态,极大提高了其在常温下的稳定性和货架期,进入肠道吸收水分后便能迅速“苏醒”发挥作用。
而发酵乳是益生菌最好的液体载体之一,因为乳体系本身就对益生菌有保护作用,有助于抵御胃酸胆汁侵蚀,提高活菌存活率;同时,益生菌经过发酵产生大量代谢产物,具有较高的生长代谢活性,有的益生菌会产生胞外多糖来保护菌体、抵抗外界环境压力。但发酵乳也面临着活菌易衰减、多需冷藏的挑战。
与冻干菌粉相比,发酵乳中的益生菌处于活跃状态,但开发过程也面临挑战:多数益生菌在牛乳中生长缓慢、易污染杂菌,发酵口味不佳,额外添加益生菌则会增加成本。
目前,科研团队已突破植物乳植杆菌在牛乳中的生长限制,开发出高活菌型纯植物乳植杆菌发酵乳饮品,最高可达109 CFU/mL活菌,在兼顾口味、成本等要求下,每瓶(250 mL)活菌数可达千亿个数量级CFU,且保质期内活菌数较稳定。该技术也适用于双歧杆菌、鼠李糖乳酪杆菌等菌种。研发团队开发的菌株水平的定性定量技术还能精准检测产品中菌株的数量和纯度,确保产品的质量和功能。
未来展望
从梅契尼科夫初步发现酸奶与长寿的关系,到如今肠道微生态研究的深入,一百多年来,我们对益生菌的认知不断升级。益生菌已从模糊的“长寿概念”成为精准的微生态干预手段,守护着肠道健康,影响着全身状态。
未来,益生菌领域的发展将聚焦三个方向:一是挖掘更多优质益生菌菌株,扩大菌种资源库,深入研究其功能特性;二是优化发酵乳加工与质量控制技术,降低成本、改善口感,让更多人受益;三是针对不同人群的年龄、健康状况、肠道菌群特征,开发个性化益生菌产品,实现“千人千菌”的精准健康干预。
肠道微生态的奥秘仍在不断被揭开,这些看不见的微观生命,正成为守护人类健康的重要力量。关注肠道健康,了解益生菌的作用,与体内的微小生命和谐共处,便是我们迈向健康长寿的重要一步。
-本文作者梁偲是上海市科学学研究所副研究员;游春苹是光明乳业股份有限公司乳业研究院科研中心总监兼食品安全研究部部长,食品生物工程正高级工程师-
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