食品 营养 免疫及公共卫生多领域融合
乳酸菌在21世纪被称为“食品科技创新的明珠”。5月25—27日,以“乳酸菌健康及产业化”为主题的第十一届乳酸菌与健康国际研讨会在河北石家庄如期举行,会议吸引了来自全球乳酸菌行业的知名专家与企业界代表一道,聚焦科技前沿,剖析产业发展的机遇与挑战,为行业的健康成长蓄积能量。研讨会中,主办方中国食品科学技术学会所设立的乳酸菌的益生功能与肠道健康、乳酸菌的应用及产业化等四个专题研讨会受到与会者的关注。现将其中发言者的精彩观点采撷如下,以飨读者。
专题1
●乳酸菌的益生功能与肠道健康 基础研究夯实益生菌产业基石
在“乳酸菌的益生功能与肠道健康”专题分论坛上,来自科研院所和企业的业内人士围绕益生菌的基础研究展开了深入探讨。此次专题分论坛由杜邦营养与健康、杭州味全食品有限公司共同支持。
在专题研讨中,中国科学院大连化学物理研究所研究员靳艳在“酸奶在模拟消化系统中的肽组学及活性研究”的报告中介绍了自己对乳酸菌代谢产物肽的活性研究。靳艳介绍,在酸奶发酵过程中,文献报道有20%的蛋白质会降解为肽或者氨基酸。蛋白质降解为肽以后,肽就表现出各种活性,在消化道酶作用下,酸奶会释放出更多高活性的肽,使得酸奶的活性增加。酸奶中本身存活的生物活性肽,可以经得起消化道酶进一步降解。另外,蛋白质对酶的敏感度存在差异,选用不同的蛋白质可能得到的肽是完全不一样的。乳酸菌的酶体系是人体消化道酶的有益补充。
云南农业大学食品科学技术学院林秋叶教授介绍,目前大多数的研究主要集中在牛奶当中乳酸菌的免疫调节功效和相应的作用机制,而在大豆层面上,更多的研究也是关注在大豆异黄酮特色的组分对免疫系统的功能,而在发酵豆奶当中的乳酸菌免疫调节作用的机制却研究的还不是很清楚,并且更多的研究集中在一些点上,而缺乏面上的研究。其项目采用基因芯片技术来研究对肿瘤坏死因子所诱导的人肠上皮细胞当中的炎症基因表达的影响,目的是希望从转录水平上来阐明乳酸菌发酵豆奶免疫调节作用机制,研究成果将为开发乳酸菌发酵豆奶这种新型的大豆功能型食品提供理论依据。
此外,此次专题研讨中,中国科学院微生物研究所助理研究员滕坤玲作了“乳酸菌NICE表达系统的基因工程改造”;华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室副主任谢静莉就“基于基因组学分析的雷氏乳杆菌GABA合成途径分析”,浙江大学生物系统工程与食品科学学院博士后张国华就“宏转录组学技术揭示传统酸面团发酵中乳酸菌与酵母菌代谢机理”和与会者进行了探讨。江南大学食品学院博士李向菲带来了“具有抑制α-葡萄糖苷酶活力的植物乳杆菌CCFM12对糖尿病小鼠的缓解作用”的专题报告,上海理工大学医疗器械与食品学院宋馨带来了“乳酸菌报告系统的建立”的报告;天津科技大学食品工程与生物技术学院博士邢竹青作了“对两株不同来源马乳酒样乳杆菌的体内和体外益生功能评价”的报告。
专题2
●乳酸菌的应用及产业化 国内乳酸菌产业化及其应用日趋成熟
我国科技界几十年如一日对乳酸菌功效与机理的研究并将其产业化的努力一直没有停止过,企业纷纷推出乳酸菌相关产品,越来越多的上下游优势资源相继涌入,使乳酸菌行业呈现出更加火热的发展态势,成为食品行业健康转型的先行者。在此次大会所特别设立的,由河北一然生物科技有限公司支持的“乳酸菌的应用及产业化”分论坛上,专家和企业代表一道共同探讨乳酸菌的产业化应用。
与会专家强调,建立具有自主知识产权的乳酸菌菌种资源库,筛选和开发适合我国乳酸菌发酵饮料业发展的益生乳酸菌菌种、发酵剂和益生菌制剂,对于我国乳酸菌产业的未来发展尤为重要。为了迎合这一发展需求,加强企业与科研机构的密切协作是重中之重。哈尔滨工业大学张兰威教授在乳酸菌发酵剂产业化的报告中指出:“发酵剂的核心是乳酸菌,借助于现在的生物技术手段,构建乳酸菌发酵剂菌株资源库,发掘或在已有的乳酸菌基础上开发,具有功能性,新型高效乳酸菌发酵剂,或者利用乳酸菌之间的关系,研发含有更多菌种的发酵剂,有利于改善发酵过程,提高产品的质量,实现产品的多元化发展。同时,优化生产工艺,制定更为有效,成本更低的保护策略也是推动乳酸菌工业化发展的重要手段。”
来自国家食品安全风险评估中心的董银苹向与会者介绍了国内外食品工业用乳酸菌的安全性评价与管理情况。董银苹介绍,目前,国外对食品用微生物的菌种也没有很明确的定义,在法规管理上也没有很统一的管理,对于食品用微生物菌种的管理还是各国按照自己的方法进行管理。在美国,对于食品用的微生物菌种管理采用的是名单制:如果所用的这个菌种在其长期适用的微生物菌种的名单中,则不用申报,否则,就要根据美国FCC附录进行申报。对食品用微生物菌种的管理,欧盟实施的也是名单制管理。在欧盟有两个名单,首先一个名单就是欧洲食品安全局通过大量的评估所列出的一个名单,此外还有一个有长期适用历史的菌种微生物名单。如果所用的菌种在这两个名单之内则不需要申报,如果不在这两个名单之内,就必须通过新食品审批。如果这一菌种作为一个益生菌去进行申请,则除了要受到健康声称的管理外,还要受到类似于药品注册办法的管理。
董银苹谈到,相对于国外其他国家的菌种管理情况来看,在我国用于食品的菌种,其种类、数量上还是比较少的。传统上或者是有长期使用历史的菌种还是允许继续使用的。新的菌种要按照新食品原料的管理办法进行。
“在研究和实际应用中更应关注肠道菌群的菌种组成,而非数量的多少。”四川大学华西公共卫生学院营养与食品卫生毒理学系教授何方在做“人体肠道双歧杆菌(Bifidobacterium)的菌种组成及功能上的特异性”的报告时指出。何方介绍,在对过敏性小孩跟健康小孩肠道中双歧杆菌分析时发现,过敏性小孩的肠道菌群发生了很大变化,过敏小孩的肠道菌群中出现了大量的应该在成人身上才有的双歧杆菌,而这一点在健康的小孩的肠道中并没有出现。
作为专注于益生菌和乳酸菌产品的研发和生产的企业,河北一然生物科技有限公司生产总监马超介绍,国内乳酸菌产业化过程存在诸多优势:一是国内乳酸菌市场的不断扩大。乳酸菌被运用到不同的领域,尤其是在乳品和保健品,在近几年各种产品层出不穷。其次,国家政策大力支持。尤其“十一五”、“十二五”期间,国家部署了一系列有关乳酸菌产业化重点项目。还有就是乳酸菌对健康的作用正越来越受到消费者的关注。但马超同时也表示,我国乳酸菌产业同时也面临亟待解决的瓶颈:一是适合中国人肠道健康的乳酸菌工业菌种资源匮乏。二是国内乳酸菌产业化技术落后。三是国内乳酸菌生产自动化水平低,乳酸菌产业化需要精确控制的工艺。国内企业在面临这些困难和问题时,应考虑向国际公司学习,克服自身的困难与不足,以不断加快中国乳酸菌产业化的步伐。上海交大昂立股份有限公司的张旻工程师就长双歧杆菌菌株分型方法与菌株特异性定量检测技术同与会代表进行分享,借助于现有的《食品安全国家标准食品微生物学检验双歧杆菌的鉴定》(GB 4789.34—2012)可以对乳酸菌在属水平及部分种水平进行鉴定,借助这一方法,对双歧杆菌生理生化代谢能鉴定到属的水平是准确的,但是对于双歧杆菌种的鉴定其实不是那么百分之百的肯定。鉴于此,交大昂立联合部分研究机构,制定了行业标准《食品用乳酸菌鉴定技术指南》,现在正在报批稿的阶段,在这个鉴定技术指南里面把双歧杆菌的鉴定规定到种和亚种的水平。生合生物科技股份有限公司菌种研究所所长林金生在“喂饲多菌株益生菌对家禽肠道健康与生长性能的影响”的报告中介绍,在研究中筛选了一些来自于动物肠道或自然环境的菌株,针对它的耐酸、耐感染特性及对肠道的吸附性进行了肉鸡养殖的后续实验。从对肉鸡的饲养结果发现,喂饲多菌株益生菌,可以促进肠道健康,促进营养吸收,改善免疫反应,最终可以促进禽畜的生长。
在此次专题研讨中,来自江南大学食品学院、浙江大学生物系统工程与食品科学学院的代表也就各自的研究应用和与会者进行了分享与交流。
专题3
●益生菌与预防医学 益生菌减除生物毒素及抗过敏潜力巨大
“益生菌有助于肠道健康”这一观点已为公众所熟知,殊不知益生菌的功能远不止于此。此次由君乐宝乳业有限公司支持的“益生菌与预防医学”专题研讨中,通过来自江南大学、北京大学及台湾大学等多家科研院所专家们的介绍,让人了解了益生菌与预防医学之间的密切关系以及益生菌更多外界知之甚少的功能。
中国食品科学技术学会益生菌分会理事长、江南大学食品学院院长陈卫教授在“益生菌对食源性危害因子的生物减除”的专题演讲中介绍,益生菌对食源性危害因子具有多种生物减除功能,这些功能包括生物减除生物毒素、减除重金属及抗过敏作用等。
陈卫谈到,食源性危害因子对健康影响巨大。其中,肠道致病菌是临床上引起以腹泻、呕吐为主要症状的首要病因之一,也是危害食品安全的主要因素。全球每年死于感染性腹泻的人口数量超过200万,大部分归因于食物和饮用水中致病菌的污染;世界卫生组织统计报告表明,肠道感染性疾病的实际发病率要比报告的病例数多300-500倍,全世界的患病者已达数亿。其次,生物毒素对人体健康的危害也不容小视:根据联合国粮食及农业组织(FAO)的评估,全球约有25%的粮食谷物被真菌毒素污染。2001至2011年10年间,我国出口欧盟食品违例事件达2559起,其中真菌毒素超标占28.6%,为最主要的影响因素。同时,食源性过敏原的危害也日渐凸显:全球有22%的人群患有过敏性鼻炎、哮喘、湿疹等过敏性疾病,并以每10年23倍的速度增加。目前中国有2亿以上过敏性疾病患者。重金属及其危害也不容小觑:镉、铅、汞、铜、砷等重金属对人体健康的危害正逐渐延伸,相对密度每平方厘米大于4.5克。
如何对上述的这些食源性危害因子进行生物减除?这离不开益生菌。“相比于副作用较大的抗生素,益生菌是微生态生物疗法预防和治疗肠道致病菌感染的较佳候选者。”陈卫说,在研究中从四川泡菜、酸奶、苋菜梗卤液等来源中的192株乳酸菌初筛出10株乳酸菌对空肠弯曲杆菌具有一定的抑菌活性。记者了解到,目前,围绕益生菌对食源性致病菌的生物拮抗,已发表SCI论文6篇,申请专利8项,获授权4项。
陈卫介绍,益生菌具有较大的减除生物毒素及抗过敏的潜力。在抗过敏方面,重组乳酸菌可以在粘膜表面表达抗原、过敏原、细胞因子、酶、抗菌肽等分子,发挥特异性地调节作用,增强了乳酸菌的特异性免疫调节作用。其优点在于:可实现特异性的治疗或预防;无需复杂的生产过程;经口腔、鼻腔等途径作用与机体;可实现几种蛋白分子的同时表达。研究发现,从42株益生菌中筛选得到植物乳杆菌LP18,24小时内对藻毒素清除率达到40%。此外,从生牛乳中筛选出一株具有降低β-乳球蛋白抗原性能力的干酪乳杆菌WPC09,抗原性降低率达到92.0%,可有效降低过敏原β-乳球蛋白的抗原性,预防和缓解牛乳过敏。据介绍,围绕益生菌减除生物毒素和抗过敏功能,已发表SCI论文5篇,申请专利10项,获授权3项。
北京大学公共卫生学院营养与食品卫生学教授张玉梅阐述了益生菌与心脑血管疾病的关系。张玉梅介绍,全球约有20%-25%的成人有代谢综合征。我国血脂异常率呈缓慢上升趋势,且部分地区已经达到较高水平。全国营养与健康调查血脂异常患病率从2002的18.6%,上升到2012年的24.7%。同时,肠道微生态正越来越受到人们关注:人体肠道内有超过1000种细菌,细胞总量几乎是人体自身细胞的10倍,编码的基因数量几乎是人体自身细胞的100倍。张玉梅介绍,在临床试验中选择了副干酪乳杆菌N1115。在我国批准的用于食品的益生菌名单中,分离于内蒙古牧民家中长期食用的发酵乳制品中的副干酪乳杆菌N1115,具有长期的食用历史,并通过实验验证其具有耐酸耐胆盐等耐受消化道极端条件的性质。
张玉梅介绍,通过临床试验发现,口服副干酪乳杆菌N1115,可以显著降低高脂血症患者的LDL-C,提示可能可以改善TC及空腹血糖状况。同时,口服副干酪乳杆菌N1115可以调节高脂血症患者肠道内某些菌群的相对丰度,如提高巨单胞菌属(megamonas)的相对丰度,降低拟杆菌属(bacteroides)及考拉杆菌属(phascolarctobacterium)的相对丰度。口服副干酪乳杆菌N1115可以显著增加高脂血症患者肠道菌群的丰富度(Chao1指数)及多样性(Shannon和Simpson指数)。口服副干酪乳杆菌N1115可能可以通过降低高脂血症患者的躯干脂肪量,从而调节体脂分布状况。
此外,研讨中,来自杜邦营养与健康营养事业部的科研人员Anna lyra介绍了益生菌与人体免疫系统平衡的关系,四川大学华西公共卫生学院营养与食品卫生毒理学系教授何方谈了肠道菌群及益生菌对中老年人健康影响的研究。台湾大学免疫学博士许庭源分享了“个人化免疫调节益生菌对于NK细胞毒杀能力的提升及我国个人化菌种的统计”的专题报告。本报记者 王薇/文 唐卫/摄
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