功能性食品對腸道菌群調節作用的研究進(jìn)展

更新時(shí)間：2022-06-20 15:51 點(diǎn)擊次數：

功能性食品對腸道菌群調節作用的研究進(jìn)展
腸道菌群是當前國際社會(huì )的研究熱點(diǎn)。隨著(zhù)研究的深入，目前已發(fā)現腸道菌群失衡與代謝疾病、免疫類(lèi)疾病、胃腸道疾病、心血管疾病和神經(jīng)類(lèi)疾病都有著(zhù)密切的關(guān)系。因此，維持腸道菌群的平衡、保持腸道菌群的健康對各類(lèi)疾病的預防與治療有著(zhù)重要意義。本文從腸道菌群與健康的關(guān)系、國內外功能性食品以及功能性食品（功能性低聚糖、多酚類(lèi)物質(zhì)、益生菌、膳食纖維）對腸道菌群調節作用的研究現狀進(jìn)行了詳細地論述，以期為開(kāi)發(fā)腸道菌群類(lèi)保健品提供思路。
1.1 腸道菌群
腸道是人體最大的消化和排泄器官，其盤(pán)旋的布局被形象地稱(chēng)為人體第二大腦。人體腸道內寄生著(zhù)10萬(wàn)億個(gè)細菌，它們能影響體重和消化能力、抵抗感染和自體免疫疾病的患病風(fēng)險，還能影響人體對癌癥治療藥物的吸收。腸道菌群按一定比例組合，彼此制約、彼此依存，在數量上與宿主構成一種共生共贏(yíng)的生態(tài)平衡。

1.2 腸道微生態(tài)

人體微生態(tài)系統包括口腔、皮膚、泌尿、胃腸道4個(gè)生態(tài)系統，以腸道微生態(tài)系統最為主要、最為復雜，其微生物類(lèi)型包括了細菌、真菌、古菌和病毒。腸道微生態(tài)系統由腸道正常菌群及其所生活的環(huán)境共同組成，腸道微生物量占人體總微生物量的78%，腸道菌種類(lèi)約有30個(gè)屬1 500多種，主要由厭氧菌、兼性厭氧菌和需氧菌組成[1]。

1.3 腸道菌群與疾病

一旦宿主遭到自身及外界環(huán)境變化的影響，宿主與菌群之間的平衡狀態(tài)就會(huì )被打破，致使腸道微生態(tài)系統失衡，機體的各功能出現紊亂，進(jìn)而可導致疾病。引發(fā)腸道菌群失調的因素有很多，包括宿主本身基因型、飲食、年齡、疾病狀態(tài)及外來(lái)菌等。近些年來(lái)，越來(lái)越多的研究發(fā)現，腸道菌群失衡與很多疾病的發(fā)生有著(zhù)很密切的關(guān)系，并且發(fā)病部位不僅只限于腸道，甚至波及全身部位，還可能影響心理健康

2.1 功能性食品的發(fā)展

2.1.1 功能性食品的起源

功能性食品的起源可追溯到中國古代，因為中國人使用野菜預防和治療疾病的歷史已有數千年之久[3]。功能性食品生產(chǎn)與研究首先由日本人于20世紀70年代提出，主要目的是轉變日本民眾的健康觀(guān)念和減少醫療費用支出，這也是現代功能性食品誕生的原因。隨著(zhù)日本功能性食品的蓬勃發(fā)展，歐美等國家對此產(chǎn)生了強烈興趣，于20世紀80年代也紛紛開(kāi)始了功能性食品的研究與開(kāi)發(fā)[4]。

2.1.2 功能性食品的概念

功能性食品的概念到今天為止都沒(méi)有統一。在歐盟，功能性食品被定義為是一種可以滿(mǎn)足其所宣稱(chēng)的對人體的某個(gè)或多個(gè)組織具備有益影響而且在某種程度上具備改善人類(lèi)健康、減少疾病風(fēng)險能力的食品；在日本，功能性食品是具備生理調節功效，用于改良人體健康功能的特殊用途并印有FOSHU許可標志上市的食品；在美國，功能性食品是一種經(jīng)過(guò)加工而具有生理益處或具有可使慢性疾病風(fēng)險降低的能力，超過(guò)傳統食物營(yíng)養功能的食品類(lèi)型；在我國，功能性食品是調節人體生理功能，適宜特定人群食用、不以治療疾病為目的的一類(lèi)食品[5]。
雖然每個(gè)國家的概念各不相同，但都有共同點(diǎn)，只要有益于人體組織健康，能減少相關(guān)疾病產(chǎn)生的危害，對機體的生理和心理產(chǎn)生有益作用的食品，均可稱(chēng)為功能性食品。

2.2 國內外功能食品的開(kāi)發(fā)現狀

2.2.1 國內現狀

目前，我國比較規范的功能性食品廠(chǎng)家大約有4 000多家，其中2/3以上屬于中小企業(yè)，但上市公司不足6家。1990年國內經(jīng)濟快速發(fā)展，功能性食品市場(chǎng)年銷(xiāo)售額為10億美元，2003年的SARS讓消費者重新建立了對功能性食品的信心，功能性食品市場(chǎng)年銷(xiāo)售額為50億美元，2005年超過(guò)80億美元，預計2021年將達到300億美元[6,7]。在原料方面，我國采用最多的微量元素是Ca、Fe、Zn，采用最多的維生素是維生素B、維生素C、維生素D，采用最多的中藥材有西洋參、蟲(chóng)草、當歸、枸杞、阿膠、枇杷葉、人參以及鹿茸等具有中國特色的原料[8]。產(chǎn)品主要集中在免疫調節、排毒養顏、健腦益智、減肥以及補腎等方面，與目前一些發(fā)生率較高的亞健康類(lèi)疾病相關(guān)的保健品很少。

2.2.2 國外現狀

目前，功能性食品發(fā)展已經(jīng)成為全球食品生產(chǎn)領(lǐng)域最集中的部分，在美國經(jīng)營(yíng)功能性食品的上市企業(yè)就有500多家，在日本經(jīng)營(yíng)功能性食品的上市企業(yè)就有400多家。據粗略估計，1995年國外功能性食品市場(chǎng)年銷(xiāo)售額，大約在100億到400億美元。并且還正以每一年8%的速度增長(cháng)，預計2021年將達到3 000億美元[9]。
近些年來(lái)，國外功能性食品在原料方面主要集中于維生素、礦物質(zhì)、深海魚(yú)、蜂產(chǎn)品、活菌、膳食纖維、添加稀有氨基酸。產(chǎn)品主要集中在天然產(chǎn)品、特色功能的保健飲料、強化食品、強化嬰兒配方食品、提神以及抗疲勞等方面，主要包括低脂肪、低熱量、低膽固醇的保健食品，植物性食品例如保健茶、中草藥，易于吸收的軟膠囊、運動(dòng)飲料等

3.1 功能性低聚糖

3.1.1 低聚糖與功能性低聚糖

低聚糖又稱(chēng)寡糖，指含有2至10個(gè)單糖分子經(jīng)由糖苷鍵連接而成的低度聚合糖。按吸收能力可分為普通低聚糖和功能性低聚糖。普通低聚糖可以被人體所消化吸收。
功能性低聚糖為非消化性低聚糖，由2至10個(gè)單糖分子脫水通過(guò)α、β型糖苷鍵連接形成有直鏈和支鏈的低度聚合糖，具有甜度、粘度等糖的特性，不能被人體吸收，但進(jìn)入大腸后能增殖有益細菌、抑制有害細菌[11]。

3.1.2 常見(jiàn)功能性低聚糖

(1）低聚果糖。低聚果糖又稱(chēng)寡果糖或蔗果低聚糖，英文縮寫(xiě)FOS，是廣泛存在于香蕉、馬鈴薯、小麥、大蒜中的一種天然活性物質(zhì)。趙紅玲等[12]研究了雪蓮果低聚果糖體外對腸道菌的影響，通過(guò)體外實(shí)驗表明，雪蓮果低聚果糖具備對腸道菌群的調節作用，雪蓮果低聚果糖會(huì )促進(jìn)雙歧桿菌的增殖，并對大腸桿菌的抑制效果明顯。付萍等[13]研究了低聚果糖調節腸道菌群作用，研究表明，受試人群服用低聚果糖后，低聚果糖對雙歧桿菌的增值數量效果最明顯，對乳酸桿菌的增殖有增加的趨勢，對腸球菌、擬桿菌的數量有減少的趨勢。
(2）大豆低聚糖。大豆低聚糖是包括大豆中的蔗糖、棉子糖及水蘇糖，是大豆中可溶性糖的總稱(chēng)。英文縮寫(xiě)SBOS。ZHANG等[14]研究了大豆低聚糖的心臟保護作用評價(jià)，實(shí)驗表明大豆低聚糖中的水蘇糖和棉子糖是雙歧桿菌的增殖因子，對腐生菌的生長(cháng)抑制效果明顯，并能干擾有毒代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生。張立峰等[15]研究了大豆低聚糖對腸道菌群的調節作用，研究表明，雙歧桿菌的數量和比例顯著(zhù)提高，乳酸桿菌與雙歧桿菌的增加幅度大于腸桿菌和腸球菌的增加幅度。
(3）低聚異麥芽糖。低聚異麥芽糖又稱(chēng)異麥芽低聚糖、分枝低聚糖，英文縮寫(xiě)IMO，廣泛存在于大麥、小麥、馬鈴薯等植物。侯海榮等[16]研究了低聚果糖和低聚異麥芽糖促進(jìn)斑馬魚(yú)腸道蠕動(dòng)作用，以斑馬魚(yú)為實(shí)驗對象，研究表明在一定濃度內有效提高雙歧桿菌和乳酸桿菌的數量，減少大腸桿菌的數量，能使早期發(fā)育的斑馬魚(yú)蠕動(dòng)次數增多。楊遠志等[17]研究了低聚異麥芽糖對腸道菌群的調節作用，通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗表明低聚異麥芽糖能激發(fā)雙歧桿菌和乳桿菌的生長(cháng)繁殖，對腸桿菌、腸球菌無(wú)明顯變化。
(4）低聚木糖。低聚木糖又稱(chēng)木寡糖，英文縮寫(xiě)XOS，廣泛存在于玉米芯、稻殼、蔗渣、麩皮等。王鑫等[18]研究了低聚木糖潤腸通便及調節腸道菌群功能的作用，研究表明，低聚木糖能使雙歧桿菌及乳桿菌的數量明顯增加，腸球菌數量雖有增加，但是遠遠小于雙歧桿菌及乳桿菌增加幅度。徐海燕等[19]研究了低聚木糖對益生菌及人腸道菌群的影響，通過(guò)用培養基模擬人體腸道表明，植物乳桿菌、長(cháng)雙歧桿菌和青春雙歧桿菌有明顯的增殖趨勢，大腸桿菌有明顯下降趨勢，但腸球菌無(wú)明顯變化。
(5）低聚半乳糖。低聚半乳糖是一種具有天然屬性的功能性低聚糖，英文縮寫(xiě)GOS。陳遠東等[20]研究了低聚半乳糖對早產(chǎn)大鼠腸道菌群的調節作用，研究表明，低聚半乳糖對雙歧桿菌、乳桿菌的增殖效果較明顯，對腸桿菌、腸球菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌的增殖抑制明顯。王藝苑等[21]研究了不同濃度低聚半乳糖對初斷乳大鼠腸道菌群的影響，研究表明其對雙歧桿菌與乳酸桿菌的增殖效果顯著(zhù)，對大腸桿菌、產(chǎn)氣莢膜菌等條件致病菌的增殖抑制效果明顯。

3.2 多酚類(lèi)物質(zhì)

3.2.1 茶多酚

茶多酚又名抗氧靈、維多酚，是茶葉中多羥基酚類(lèi)化合物的復合物。TZOUNIS等[22]研究表明，通過(guò)體外發(fā)酵實(shí)驗發(fā)現茶多酚能促進(jìn)乳酸桿菌-腸球菌、雙歧桿菌和大腸桿菌的生長(cháng)，并抑制了溶組織梭菌的生長(cháng)。SINGH等[23]通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗發(fā)現，在綠茶提取物的干預下，茶多酚對疣微菌門(mén)和藍細菌門(mén)的增殖效果明顯，且在和麥芽糖低聚糖協(xié)同下效果最好，乳酸桿菌、雙歧桿菌、阿克曼氏菌和羅斯氏菌的豐富度增加。

3.2.2 類(lèi)黃酮

類(lèi)黃酮又稱(chēng)生物類(lèi)黃酮，是食品中含量十分豐富的一類(lèi)植物多酚，廣泛存在于蔬菜、水果、茶葉中。呂小迅等[24]研究了黃芩、黃精抗真菌作用活性部位，研究表明黃芩中的黃酮類(lèi)成分對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的增殖有抑制效果。張蔚[25]研究了二氫黃酮苷及異黃酮苷與人體腸道細菌的相互作用，研究表明黃酮苷類(lèi)物質(zhì)對腸球菌和腸桿菌的增殖效果有抑制作用，濃度越高，抑制越明顯。

3.2.3 非類(lèi)黃酮

非類(lèi)黃酮，植物多酚的另一系列化合物，包括酚酸類(lèi)和芪類(lèi)等。LEE等[26]研究表明茶酚類(lèi)及其芳香菌代謝產(chǎn)物對產(chǎn)氣莢膜梭菌、大腸桿菌、假單胞菌和沙門(mén)氏菌的增殖有抑制作用，對乳酸桿菌、雙歧桿菌的增殖有促進(jìn)效果。

3.3 益生菌

益生菌是通過(guò)定殖在人體內，改變宿主某一部位菌群組成的一類(lèi)對宿主有益的活性微生物。臧凱麗等[27]研究了益生菌劑對腸道疾病人群菌群結構豐度水平的調節能力，通過(guò)對不同健康狀況人群的分析表明，益生菌能降低便秘人群的擬桿菌門(mén)、理研菌科的相對豐富度，提升厚壁菌門(mén)、黏乳產(chǎn)堿桿菌、紅蝽桿菌科的相對豐富度，并且能提高健康人群的變形菌門(mén)、放線(xiàn)菌門(mén)、腸桿菌科、雙歧桿菌科、理研菌科、臭桿菌科以及脫硫弧菌科的相對豐富度[28]。

3.4 膳食纖維

膳食纖維是一種多糖，它既不能被胃腸道消化吸收，也不能產(chǎn)生能量，被稱(chēng)為人體必不可少的第七營(yíng)養素[29]。白冰瑤等[30]研究了紅棗膳食纖維改善小鼠功能性便秘及調節腸道菌群的功能，通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗并采用平板計數法表明，紅棗膳食纖維使益生菌乳桿菌和雙歧桿菌的數量增長(cháng)明顯，而腸桿菌、腸球菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌受到強烈抑制。
功能性食品中功能性低聚糖、多酚類(lèi)物質(zhì)、益生菌、膳食纖維，都會(huì )對腸道菌群產(chǎn)生很大影響。在眾多腸道菌群中，雙歧桿菌最易受到影響，幾乎所有報道都會(huì )指出功能性食品會(huì )使它的豐富度增加，還有許多功能性食品能促進(jìn)乳桿菌的生長(cháng)。除了這2種被顯著(zhù)提升的菌群外，還有相當高比例的文章指出，功能性食品能抑制梭菌類(lèi)，如產(chǎn)氣莢膜梭菌、溶組織梭菌和大腸桿菌等致病菌的生長(cháng)。功能性食品與腸道菌群的關(guān)系極其微妙，致使它們之間的相互作用更加復雜多變。用功能性食品來(lái)調節腸道菌群的組成，通過(guò)改善腸道菌群的組成進(jìn)而影響疾病的發(fā)生發(fā)展，其相關(guān)作用機制還需進(jìn)一步地研究。目前，腸道菌群已被證實(shí)可通過(guò)腦—腸軸對機體產(chǎn)生影響，同時(shí)有研究報道攝入功能性食品可調節腸道菌群的組成，因此，開(kāi)發(fā)功能性食品調節腸道菌群從而預防疾病發(fā)生或影響一些疾病的發(fā)展，將是未來(lái)保健品開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要方向。
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