益生菌是指具有改善宿主體內內生性微生物相平衡,並有益於宿主健康的單一或數種微生物。一般而言,益生菌被認定為活菌本身,但是,近年發現某類益生菌所衍生之活性物質,也具有促進宿主健康的功效,因此目前已把活菌體、死菌體、菌體的萃取物,甚至其代謝產物等,都歸屬於益生菌的範疇。乳酸菌的「益生」形象已為一般消費者所接納。近年有關乳酸菌的應用研究更是突飛猛進且多元化,其健康訴求除了整腸和抑制致病菌外,還有降低膽固醇、活化免疫系統、抑制腫瘤、調節血壓、減緩過敏反應等功效,對於許多文明病的預防與醫療輔助均有顯著的效果。

一、乳酸菌的腸道功能
乳酸菌的功效與腸道健康息息相關, 因此有必要先針對腸道內微生物作一簡要說明。人體腸道微生物相十分複雜, 如圖一所示。小腸內菌數在104~108 CFU/mL 之間, 主要包括乳酸桿菌(Lactobacilli)、腸內細菌科(Enterobacteriaceae) 及鏈球菌群(Streptococci) 等兼性厭氧菌,以及其他的絕對厭氧菌,如類細菌屬(Bacteroides)、雙歧桿菌(Bifidobacteria) 及細梭菌(Fusobacteria) 等。大腸菌數在1010~1012 CFU/mL 之間,絕對厭氧菌是優勢菌種,如類細菌屬、雙歧桿菌、梭狀芽孢桿菌屬(Clostridia) 和細梭菌等,其他則由兼性厭氧菌如酵母菌(Yeast)、鏈球菌群、腸內細菌科及乳酸桿菌等構成次要菌群。乳酸菌是益生菌中最重要的一群,當乳酸菌進入腸道後,可刺激腸道相關淋巴組織特異性與非特異性的免疫反應,效果會受到菌體定殖於腸腔時與淋巴組織接觸的程度影響。一般認為乳酸菌必須定殖於腸道並繁殖才具有效用,有些實驗顯示,停止攝食乳酸菌後,在幾週內乳酸菌便會消失,並不會持續存在於腸道內,但是短暫的定殖,還是有刺激腸道免疫系統的效果,尤其是
對服用抗生素或腹瀉感染的病人,攝食乳酸菌後可幫助病人腸內菌叢的重建,而回復免疫系統的平衡。有研究指出,愈早攝食乳酸菌,愈有機會與宿主細胞上的接受器交互作用,在上皮細胞黏膜建立據點,成為共生的菌群。由於乳酸菌在腸道中扮演非常關鍵的角色,直接影響到人類的健康,因此乳酸菌產品或利用乳酸菌進行生物轉化的衍生性產品,已成為市場上的寵兒。

二、乳酸菌產品之型式
乳酸菌兼具多樣生理功能以及高度食用安全之特性,因此成為食品業者所樂於發展之產品。而國內市售的乳酸菌產品型式,大致可分為四種類別:1. 發酵乳品及飲料類:如濃稠、稀釋或凝態的發酵乳及乳酸飲料等;2. 奶粉類:為奶粉中添加活性益生菌;3. 錠片、粉末、膠囊類;4. 休閒食品類:在糖果、餅乾及口嚼片等添加益生菌。在國外的市場上,尤其是在歐美各國,還有乳酪類等固態乳製品;另外,還有在亞洲盛行的醃製蔬菜類產品,如韓國的泡菜製品,也因含有乳酸菌而大肆推展其保健形象。不過,整體而言,較受矚目的市場應屬發酵乳品類,及錠劑膠囊型式的保健產品。

三、已應用於產品之乳酸菌和其他益生菌菌種
目前已應用於商品的乳酸菌詳列於表一,其中較常使用的菌種以乳酸桿菌與雙歧桿菌二屬居多。此外,也有一些非乳酸菌類的菌株, 如大腸桿菌(Escherichia coli )、酵母菌屬(Saccharomyces spp.)、芽孢桿菌屬(Bacillus spp. ) 等,非乳酸菌菌種較少用於乳品或是食品中,大多是用於製藥方面,以凍乾或微膠囊的方式製造生產。是經過多年研發及人體臨床試驗證實其健康功效的益生菌株。
乳酸菌大多採用口服方式,若要在腸道中發揮功效,必須克服消化道的惡劣環境,因此所選用之菌株最好兼具耐酸、耐膽鹽之特性,且能夠定殖於腸道內。此外,乳酸菌群中的雙歧桿菌屬於厭氧菌,除了在消化道易受破壞外,在生產及加工過程中亦可能因接觸空氣中的氧而死亡,因此耐氧性也是菌株選用的考量點之

四、乳酸菌在醫藥保健業的應用
益生菌對人體健康的功效包括:(1) 維持正常腸道菌相;(2) 免疫調節作用;(3) 代謝作用,如圖所示。

五、結語
目前不管是在西方或已開發的東方社會中,正面對免疫調節或腸道健康的問題,這種疾病發生率正快速增加中,但其原因並不能以遺傳因素來解釋,相反的,可能和現代人的生活形態等環境因子有關。已有許多研究證實,有某些特定乳酸菌菌株可應用在急、慢性腸道感染疾病上,且成效顯著;此外,對於食物過敏與遺傳性過敏疾病,甚至結腸癌與直腸癌等均有預防和治療的效果。這些結果均顯示,乳酸菌藉著促進宿主內部防禦機制的功能和改善腸道菌相,可作為腸道異常和發炎反應等疾病上的治療。乳酸菌的效用非常多樣化,而在非腸胃道的保健功能應用上,也愈來愈受到廣泛重視,表示相關產品尚有很大的開發空間,市場發展潛力無窮,且有助於促進人類健康的福祉,值得我國生技產業積極的投入與開發。因此,如何結合不同領域的專家學者組成研發團隊,開發技術層次高、單價高、安全性高的保健性或醫療性的益生菌產品,將是日後研發的重要議題。

資料來源:農業生技產業季刊   撰文/陳慶源‧黃崇真‧邱雪惠‧廖啟成

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