益生菌（probiotics）是指通過改善宿主腸道微生物菌群的平衡而發揮作用的活性微生物制劑。它具有改善腸道菌群結構，抑制病原菌，生成營養物質，提高機體免疫力，消除致癌因子，降低膽固醇和血壓，改善乳糖消化性等功能。因此，益生菌對于人類的營養和健康具有重要的意義，也被視為21世紀重要的醫療保健概念。益生菌是目前國際上熱門的研究課題，并已廣泛應用于食品、功能性食品、膳食補充劑、藥品、化妝品、飼料、水質凈化和環保等領域；目前，益生菌應用于食品行業中的產品種類繁多，包括含益生菌的酸牛奶、酸乳酪、乳酸菌飲料、酸豆奶及含多種益生菌的口服液、片劑、膠囊、粉末劑等等。

1. 益生菌基礎

1.1  益生菌基礎

自1899年法國Tissier博士發現了第一株菌種雙歧因子以來，人們研究益生菌已有100多年的歷史。1900年奧地利醫生莫落驗證了人的生老病死和腸道內的益生菌關系密切。1908年俄國的科學家Metchnikoff指出了大量發酵乳制品的攝入與保加利亞人的長壽密切相關。1954年Vevgio比較了腸內微生物菌群和其他微生物物質的主要作用，首次介紹了益生菌。隨著科學研究的深入，益生菌的定義也在不斷的變化。

1965年，Lilly和Stillwel1首先提出了益生菌的概念：益生菌是指對平衡動物腸道菌群有益的物質或微生物。1974年Park定義為益生菌是有利于腸道平衡的有機物質，這一定義將抗生素也包括在內。Fuller于1989年首次給益生菌下定義：“益生菌是通過改善腸道菌群平衡而對宿主健康產生有益作用的活菌添加劑”。1992年Havenaar和HuisIn’t Veld將益生菌定義擴展為“通過改善內源性微生物，對動物或人類施加有益影響的單一或混合的活微生物”。1994年在德國召開的一次會議上，對益生菌的定義作了再次修訂：“益生菌是含活菌和／或死菌包括其組分和產物的細菌制品，經口或其他黏膜途徑投放，旨在改善黏膜表面微生物或酶的平衡，或者刺激特異性或非特異性免疫機制。”2001年FAO/WHO定義益生菌為活的微生物，通過攝入足夠數量，對宿主起有益健康的作用。2002年歐洲食品與飼料菌種協會（ EFFCA）定義益生菌為活的微生物，通過攝入足夠數量，對宿主產生一種或多種特殊且經論證的功能性健康益處。

迄今為止，已發現的益生菌大致可分為三大類，即：（1）乳桿菌類(如嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、詹氏乳桿菌、拉曼乳桿菌等等)，（2）雙歧桿菌類(如長雙歧桿菌，短雙岐桿菌、卵形雙歧桿菌和雙歧桿菌等等)，（3）革蘭氏陽性球菌(如糞鏈球菌、乳球菌、中介鏈球菌等等)。此外，還有一些酶和酵母菌亦可歸入“益生菌”范疇。通常，應用于人體的益生菌有雙吱桿菌、乳酸桿菌、腸球菌、枯草桿菌、臘樣芽抱桿菌、地衣芽抱桿菌、酵母菌等。

我國食品中益生菌使用規范大多參照《益生菌類保健食品申報與評審規定（試行）》，該規定共17條，首次規定了益生菌的定義：益生菌菌種必須是人體正常菌群的成員,可以利用其活菌、死菌及其代謝產物。并列出了可用于保健食品的益生菌菌種名單 (2005年7月 1日實施 )，即：兩岐雙岐桿菌 Bifidobacterium bifidum；嬰兒雙岐桿菌 Bifidobacterium infantis；長雙岐桿菌Bifidobacterium longum；短雙岐桿菌 Bifidobacterium breve；青春雙岐桿菌Bifidobacterium adolescentis；德氏乳桿菌保加利亞種 Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus；嗜酸乳桿菌 Lactobacillus acidophilus；干酪乳桿菌干酪亞種 Lactobacillus casei subsp. Casei；嗜熱鏈球菌 Streptococcus thermophilus；羅伊氏乳桿菌Lactobacillus reuteri。

繼我國規定保健品中益生菌名單后，2010年4月28日我國衛生部辦公廳又發布可用于食品的菌種名單，即青春雙歧桿菌Bifidobacterium adolescentis，動物雙歧桿菌（乳雙歧桿菌）Bifidobacterium animalis（Bifidobacterium lactis），兩歧雙歧桿菌Bifidobacterium bifidum，短雙歧桿菌Bifidobacterium breve，嬰兒雙歧桿菌Bifidobacterium infantis，長雙歧桿菌Bifidobacterium longum，嗜酸乳桿菌Lactobacillus acidophilus，干酪乳桿菌Lactobacillus casei，卷曲乳桿菌Lactobacillus crispatus，德氏乳桿菌保加利亞亞種（保加利亞乳桿菌）Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus（Lactobacillus bulgaricus），德氏乳桿菌乳亞種Lactobacillus delbrueckii subsp. Lactis，發酵乳桿菌Lactobacillus fermentium，格氏乳桿菌Lactobacillus gasseri，瑞士乳桿菌Lactobacillus helveticus，約氏乳桿菌Lactobacillus johnsonii，副干酪乳桿菌Lactobacillus paracasei，植物乳桿菌Lactobacillus plantarum，羅伊氏乳桿菌Lactobacillus reuteri，鼠李糖乳桿菌Lactobacillus rhamnosus，唾液乳桿菌Lactobacillus salivarius，嗜熱鏈球菌Streptococcus thermophilus，糞鏈球菌Streptococcus faecalis，枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis，地衣芽孢桿菌Bacillus licheniformis等，共計21種，使益生菌的應用領域和種類再次擴大。

在農業養殖領域，益生菌主要是來源于動物腸道內正常生理性菌和非腸道菌。1989年美國食品和藥品管理局（FDA）以及美國飼料監察協會（AAFCO）公布了42種"可直接飼喂且通常認為安全的微生物".這些微生物有: 黑曲霉（Aspergillus niger）；米曲霉(Aspergillus oryzae)；凝結牙孢桿菌(Bacillus coagulans)；遲緩芽孢桿菌(Bacillus lentus)；地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）；短小芽孢桿菌(Bacillus Pumilus)；枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)；嗜淀粉擬桿菌(Bacteroides amylophilus)；多毛擬桿菌（Bacteroides capillosus）；棲瘤胃擬桿菌(Bacteroides ruminicola)；產琥珀酸擬桿菌(Bacteroides succinogenes)；青春雙岐桿菌(Bifidobacterium adolescentis)；動物雙岐桿菌(Bifidobacterium animalis)；兩岐雙岐桿菌(Bifidobacterium difidum)；嬰兒雙岐桿菌(Bifidobacterium infantis)；長雙岐桿菌(Bifidobacterium Longum)；嗜熱雙岐桿菌(Bifidobacterium therm ophilum)；嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)；短乳桿菌(Lactobacillus brevis)；保加利亞乳桿菌(Lactobacillus bulgaricus)；干酪乳桿菌(Lactobacillus casei)；纖維二糖乳桿菌(Lactobacillus helveticus)；彎曲乳桿菌(Lactobacillus curvatus)；德氏乳桿菌(Lactobacillus delbriickii)；發酵乳桿菌(Lactobacillus fermenti)；瑞士乳桿菌(Leuconostos mesenteroides)；乳酸乳桿菌(Lactobacillus lactis)；胚芽乳桿菌(Lactobacillus plantarum)；羅氏乳桿菌(Lactobacillus renteril)；腸膜明串珠菌(Leuconostos mesenteroides)；乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)；啤酒片球菌(Pediococcus cerevisiae)；戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)；費氏丙酸桿菌(Propionibacterium freudenreichii)；謝氏丙酸桿菌(Propionibacterium shermanii)；釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)；乳脂鏈球菌(Streptococcus lactis)；雙醋酸乳鏈球菌(Strepttococcus diacetylactis)；糞鏈球菌(Streptococcus faecalis)；中鏈球菌(Streptococcus intermendius)；乳鏈球菌（Streptococcus lactis）；嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)等。

我國于1996年公布了6種菌：乳酸桿菌、糞鏈球菌、雙歧桿菌、酵母菌、DM423臘狀芽孢桿菌和SA38臘狀芽孢桿菌可用作動物微生態調節劑。1999年我國農業部第105號文件發布的《允許使用的飼料添加劑品種目錄》有：干酪乳桿菌，植物乳桿菌，糞鏈球菌，屎鏈球菌，乳酸片球菌，枯草芽孢桿菌，納豆芽孢桿菌，嗜酸乳桿菌，乳鏈球菌，啤酒酵母菌，產朊假絲酵母，沼澤紅假單胞菌共計12種。2003年農業部第318號公告中,允許使用的微生物有：地衣芽孢桿菌，枯草芽孢桿菌，兩歧雙歧桿菌，糞腸球菌，屎腸球菌，乳酸腸球菌，嗜酸乳桿菌，干酪乳桿菌，乳酸乳桿菌，植物乳桿菌，乳酸片球菌，戊糖片球菌，產朊假絲酵母，釀酒酵母，沼澤紅假單胞菌共計14種。（同時規定1999年7月26日公告第105號發布的《允許使用的飼料添加劑品種目錄》即日起廢止。）

近年來，經過對益生菌不斷的研究，益生菌的含義也不斷完善，益生菌株也不斷增加，益生菌功能也不斷得到證實和承認。

1.2  益生菌的保健預防機理

如果講抗生素是治療醫學的代名詞，那么益生菌則是預防醫學的代名詞。眾多的研究表明，益生菌對于宿主的益處主要表現在補充宿主腸道固有微生物種群具有積極作用。通過穩定和提高微生物種群的穩定性，益生菌可以：減輕腹瀉；防止膀胱癌復發；降低膽固醇；控制腸炎病發；刺激免疫系統；促進結腸營養；有助于復合營養成分的分解；提供必需的維生素；避免有害的病原體侵入等。

1.2.1  人與微生物密不可分

人自出生之時起，甚至在被娩出的過程中，許多細菌、病毒和其他微生物就開始在人體內繁殖，并常年與人共生。在這個充滿微生物的世界中，人們早已適應了環境中及體內這些微生物的存在，將人與微生物分離開來既不可能，也不可取。根除這些與我們共生的微生物必將打破機體的平衡，并可能導致慢慢腹瀉、維生素缺乏、對食物產生不恰當的免疫耐受或發生機會性感染。人體腸道及體表棲息著數以億計的細菌，其種類多達40余種，重達兩公斤。這當中有對人有害的，被人們稱為有害菌；有對人有益的，被稱為有益菌(即：益生菌)；也有介于二者之間的條件致病菌，即在一定條件下會導致人體生病的細菌。人體內對人有益的細菌主要有：乳酸菌、雙歧桿菌、放線菌、酵母菌等，也就是上述的益生菌。

1.2.2  免疫系統的發育離不開微生物

任何動物都是通過固有和獲得性免疫這兩套免疫系統來抵御病原菌入侵的。固有免疫系統的作用是非特異性的，而獲得性免疫則是對特定病原體產生特異性抗體發揮特異性免疫作用的。很多臨床和基礎研究均清楚地證實，共生微生物群落在人體免疫系統的發育過程中發揮著中流砥柱的作用。用共生微生物菌株對無菌動物進行刺激后，試驗動物黏膜、胃腸道、呼吸道和泌尿生殖道的免疫系統活性才能被激活，并開始發揮防御功能。另外，微生物群落的存在可使巨噬細胞更加活躍。長期服用益生菌可使固有免疫系統在宿主需要防御時被快速激活，而當威脅不再時，其也可迅速失活。

腸道上皮細胞可在微生物的刺激下分泌大量免疫球蛋白和細胞因子。益生菌的治療目標就是激發腸道免疫系統的這種功能，使機體達到免疫穩態，并在隨時對共生微生物和與其有相似抗原決定簇的病原微生物產物反應的同時，不引發過激的炎性反應。益生菌可通過TLR調節免疫系統的功能。TLR是一種跨膜蛋白，是固有免疫系統行使防御功能過程中重要的信息傳遞者，其與特定物質結合后可激活脊椎動物的免疫系統。因此，在理論上益生菌可通過調節抗原呈遞細胞的活性，間接調節獲得免疫系統的功能。

1.2.3  通過多種機制增強機體防御功能

益生菌除可通過增強免疫系統達到預防疾病的作用外，還可通過多種途徑與體表和體內的細菌發生相互作用。益生菌可直接與致病微生物相互作用，使它們難以致病。益生菌可加固腸道中的天然生物屏障，使致腹瀉的病原體無孔可人。代謝產物產生生物拮抗，增強人體免疫力，益生菌可產生有機酸、游離脂肪酸、過氧化氫、細菌素抑制其它有害菌的生長；通過“生物奪氧”使需氧型致病菌大幅度下降，益生菌能夠定殖于粘膜、皮膚等表面或細胞之間形成生物屏障，這些屏障可以阻止病原微生物的定殖，起著占位、爭奪營養、互利共生或拮抗作用。并可以刺激機體的非特異性免疫功能，提高自然殺傷(NK)細胞的活性，增強腸道免疫球蛋白IgA的分泌，改善腸道的屏障功能。因此，在理論上，益生菌可預防并治療多種感染性疾病和自身免疫病。

總之，由于臨床試驗的局限性，許多菌株的各種功能實驗還正在進行，許多新的功能也在研究和評價中。不同菌株其保健功能不盡相同，相互配合恰當可發揮良好生理功能。

1.3  益生菌的保健預防作用

1.3.1  防治腹瀉及消化道疾病

正常人體腸道內棲息著50多種、數十萬億個不同的細菌，它們在絕大多數情況下是互相制約、共存共榮的。一旦腸道菌叢平衡被打破，就會引起腹瀉。其次，濫用抗生素也會引起腹瀉。歐洲一些醫療中心試用以乳桿菌、雙歧桿菌與菊糖為主要成分的口服液治療旅行者腹瀉，也取得良好效果。證明益生菌治療有效最確鑿的例子莫過于用其治療輪狀病毒感染性腹瀉。多種益生菌均可使輪狀病毒感染患兒急性水樣瀉的持續時間縮短。另有很多試驗均證實，益生菌活著進入人體腸道內，通過其生長及各種代謝作用促進腸內細菌群的正常化，抑制腸內腐敗物質產生，保持腸道機能的正常，益生菌對其他病原體導致的腹瀉亦有效。益生菌能刺激腸道蠕動，增加糞便含水量，潤腸通便，這一功能正符合清除腸中垃圾之所需，而且它對潰瘍、下痢、腹瀉、便秘也有顯著治療效果，對病毒和細菌性急性腸炎等都有治療及預防作用。

益生菌和很多慢性胃炎，消化道潰瘍等消化道疾病有密切的關系。一部分的益生菌能抗胃酸，粘附在胃壁上皮細胞表面，通過其代謝活動抑制幽門螺旋桿菌的生長，預防胃潰瘍的發生。兒童中因幽門螺桿菌感染引起的胃與十二指腸炎，用含乳酸桿菌和雙歧桿菌的益生菌治療是非常有效的。乳酸桿菌和雙歧桿菌可防止幽門螺桿菌感染的主要原因是產生了大量的乳酸，從而抑制了幽門螺桿菌的生長。

1.3.2  緩解不耐乳糖癥狀

嬰幼兒胃腸功能、細胞免疫及體液免疫均未健全，自身防御能力差，常見腸道吸收不良(如乳糖不耐癥)及感染性疾病(如腹瀉)。乳糖不耐癥主要始發于斷奶期，它是一種由于機體缺乏乳糖酶，攝入的乳糖在小腸內不能完全分解，導致腸嗚、腹脹、腹痛、高滲性腹瀉等吸收不良綜合癥狀。經由益生菌發酵的活性乳酸菌乳品，在生產過程中已經分解了大部分乳糖，而且在其到達腸道后，以益生菌占優勢，抑制有害菌的繁殖，在乳酸菌特有的分解酶作用下，可以迅速分解乳糖，使乳糖不耐受患者不易發生腹瀉，特別是對嬰幼兒的生長發育能起到良好作用。

益生菌有助于營養物質在腸道內的消化。它能分解乳糖成為乳酸，減輕乳糖不耐癥。雙岐桿菌和乳酸桿菌不僅可以產生各種維生素如維生素B1、B2、B6、B12 、煙酸和葉酸等以供機體所需，還能通過抑制某些維生素分解菌來保障維生素的供應。

1.3.3  預防陰道感染和泌尿生殖道感染

益生菌的另一作用是，有抗菌作用，能抑制腐敗菌，如可殺滅李斯特菌，葡萄球菌和明串珠菌，以抑制和消滅革蘭氏陰性菌、過氧化氫酶陽性菌，大腸桿菌和沙門氏菌等。因此可預防陰道感染癥。不少益生菌有酸化泌尿生殖道的作用。它可以通過降低pH值來抑制有害細菌的生長。還可以通過與有害細菌競爭空間和資源而遏制它們。

歐洲所做的雙盲對照試驗(46名有陰道霉菌感染史的婦女參加了試驗)證實了這一點。女病人每人每日口服150mL含大量益生菌的酸牛奶，結果陰道感染發生率大大低于安慰劑組婦女。這是因為酸牛奶中的嗜酸乳桿菌可抑制陰道內白色念珠菌的繁殖。某些乳酸桿菌菌株可對抗尿道炎和細菌性陰道炎等泌尿生殖道感染。

1.3.4  降低血清膽固醇

益生菌能使腸道減少對膽固醇的吸收，并能將一部分膽固醇轉變成膽酸鹽排出體外。在腸道內的大量繁衍可促進并提高人體的全身免疫能力。降低血清膽固醇，可能與其調節和利用內源性代謝產物并且加速短鏈脂肪酸代謝有關。雙歧桿菌、乳桿菌的微生態制劑，服后可使膽固醇轉化為人體不吸收的糞甾醇類物質。從而降低膽固醇水平。

在歐洲一些著名長壽之鄉(如高加索山區、地中海沿岸國家)，當地人常飲自制的酸牛奶，極少患糖尿病、心血管病、肥胖癥，研究認為這與酸牛奶中含大量益生菌有關。從20世紀70年代到90年代，國外所做的大量試驗證實：喝益生菌飲料確實可降低血清膽固醇。最近國外又有學者發表論文指出：每天喝20mL加入嗜酸乳桿菌以及菊糖后發酵的酸牛奶，可使高脂血癥患者的血脂平均下降4．4％左右。因為嗜酸乳桿菌與菊糖兩者均有降脂作用。

1.3.5  預防癌癥和抑制腫瘤生長，增強人體免疫力

人類腫瘤的產生在很大比例上是由飲食習慣引起的。發酵奶中的乳酸桿菌是有抗誘變和防癌作用的。如干酪乳桿菌 Shirota 被證明對一些癌癥病人有效，它能降低表面膀胱癌的復發，并且能延長生命和延長子宮頸癌復發的間隔時間。

能增強免疫功能和抗腫瘤病。這是因為乳酸菌對使人致癌的腸中亞硝胺有高達98％的吸收率，可減少腸癌的發生。乳酸菌還能刺激腸黏膜淋巴結，增強免疫細胞的活性，為致病細菌的侵入和繁殖設置一道屏障。乳酸桿菌能提高巨噬細胞的活性，并能防止腫瘤的生長。益生菌可抑制腸道內某些酶的活性，如β—葡糖醋酸酶、β—葡糖醛酸酶、尿素、酶、硝基還原酶、偶氮還原酶等。這些酶可能參與腸道內致癌物的形成。膽鹽經腸道碰到有害菌可能發生解離，就會產生致癌物質，容易引起腸癌。但益生菌可以抑制有害菌，即使有膽鹽的存在，致癌率也大大降低。

研究性報道說，長期飲用含大量益生菌的飲料，有預防癌癥和腫瘤疾病以及防止骨質丟失與骨質疏松癥的作用。科學家認為：此外，由于人體在生病的時候，通常使用一些抗生素藥品進行治療感染癥，其不僅殺死了致病菌，同時也將一些原本對人體非常有益的益生菌一起給殺滅了，從而導致人體的抵抗力減弱，病越治越多。在大量抗生素的作用下，非常有必要及時補充益生菌，以維護人體的動態平衡，恢復人體應有的抵抗力。另一方面，人體因逐步走向衰老，益生菌的數量也會不斷減少。補充益生菌可以進一步提高“機體防御能力”而對預防疾病有益處。

1.3.6  改善肝功能

人體大腸內含有大量的腐敗菌，它能對腸內剩余的物質，特別是蛋白類物質起分解作用，產生一些有毒的物質，如吲哚、糞臭素酚、硫醇等，這些物質被腸壁吸收后進人人的血液和淋巴內，影響神經系統促使機體衰老，如引起腦血管及全身血管的硬化癥，引起慢性腎炎和肝硬化等，當大腸呈堿性時有利于腐敗菌的繁殖和作用。當服用益生菌制劑后，在大腸內產生大量的具有活性的乳酸，使腸道pH值降低，使有毒害的細菌不能生殖而起到抑制腐敗菌繁殖的作用，同時可殺滅某些病原菌，使肝臟減輕解毒重荷。另外，益生菌還可以直接降低血氨濃度，改善肝臟功能。

1.3.7  對高血壓的效果

乳酸菌產生的某些物質如γ-氨基丁酸（GABA）具有降低血壓的功效。還有一部分的益生菌能特異分解乳蛋白（酪蛋白），產生具有抑制引起血壓上升的酶（血管緊張素轉化酶，ACE）活性的多肽（如 VPP和LPP）。常期飲用含有這種活性多肽的酸奶有防止高血壓的效果。

1.3.8  緩解過敏作用

過敏是一種免疫疾病，是人體內免疫功能失調出現不平衡的狀況。有過敏體質的人當外來物質或生物體刺激免疫系統產生免疫球蛋白（IgE）數量過多，使其釋放出一種叫組織胺的物質從而引發過敏癥狀。益生菌療法是目前國內外流行輔助治療過敏的有效方法之一。能利用益生菌調節體內免疫球蛋白（IgE）抗體，達到緩解過敏的免疫療法。口服鼠李糖乳桿菌和羅伊乳桿菌均對特異性濕疹患者有益(LGG)。

益生菌還具有減少體內有害物質(如吲哚及胺類)的形成，可防治變態反應性疾病(過敏)。

所以，從理論上，益生菌可預防并治療多種感染性疾病和自身免疫病。在臨床上，益生菌已被用來有效治療的一些疾病

腹瀉證明益生菌治療有效最確鑿的例子莫過于用其治療輪狀病毒感染性腹瀉。多種益生菌均可使輪狀病毒感染患兒急性水樣瀉的持續時間縮短。另有很多試驗均證實，益生菌對其他病原體導致的腹瀉亦有效。

隱窩炎隱窩炎是一種回腸隱窩的復發性炎癥，該隱窩通常是在因潰瘍性結腸炎接受結腸切除術后形成的，而因腫瘤或外傷切除結腸的患者很少發生。用益生菌預防和治療潰瘍性結腸炎均有效，因此治療隱窩炎同樣有效。

腸易激綜合征有些特定配方的益生菌制劑可治療腸易激綜合征，且在治療過程中常會導致宿主細胞因子水平的變化，這表明某些益生菌有抗炎活性。

膀胱癌 用干酪乳酸桿菌治療可降低膀胱腫瘤的復發率。

泌尿生殖道感染 某些乳酸桿菌菌株可對抗尿道炎和細菌性陰道炎等泌尿生殖道感染。

艱難索狀芽孢桿菌感染 用布拉酵母菌治療可縮短艱難索狀芽孢桿菌感染的持續時間。

特異性濕疹 口服鼠李糖乳桿菌和羅伊乳桿菌均對特異性濕疹患者有益。

此外,許多益生菌的配方也被用于動物飼養。比如歐盟已禁止給家畜使用抗生素，這使歐洲農場益生菌的使用率高于世界其他地區。

將來除上述領域外，益生菌的應用領域可能還包括:針對特殊感染和菌群失調實施生物治療，排除有害生物群落(如幽門螺桿菌)，調整免疫缺陷患者的免疫狀態，改變宿主的營養狀態和物質代謝功能等。

1.4  研發

國際益生菌研發狀況

益生菌的研究與運用，在日本、法國、美國、俄羅斯、德國等國家受到重視，而且其研究顯得專業化和系統性。就目前的研發與市場而言，要數日本和法國處于較領先地位。早在20世紀30年代初時，日本的京都帝國大學微生物教研室的代田稔博士就已成功地分離出來自于腸道的乳酸桿菌，這種有益菌在經過強化培養后，使之能活著到達腸內生存。而這種后來被人們稱之為益力多菌的乳酸桿菌，目前已被廣泛地運用在日本的食品、飲品、醫學等領域。其中在乳制品上的運用成績十分驚人，據國外有關公司調查，日本在2000／2001年由益生菌所生產的乳制品，其總產值就已達22億美元。而今的益力多，在日本已無人不曉。聰明的日本人，利用這種益生菌制作的乳制品成功地打入了國際奶品飲料市場，目前已在這些國家建造了25家加工廠，使目前全球每天至少2700萬人在飲用這種產品。

法國在益生菌方面的研究，不亞于日本人。目前該國已擁有一支非常龐大的和非常專業的益生菌科研隊伍，據說，每年用在此方面的研究開發經費高達上億歐元。法國人對益生菌非常認同，益生菌產品市場顯得也很發達和成熟。一種不依賴于藥物的益生菌保健法，時下風靡東歐。其源頭就是由法國發源伸延的。目前在益生菌研究與運用顯得較有生機的國家，除了上述談及的日本、法國、美國、德國、俄羅斯等國外，還有荷蘭、澳大利亞、英國等十多個國家。據估計，目前全球的乳制品生產總值約為30億美元，其中使用益生菌生產的乳制品總產值超過50億美元，且增長指數在逐年上升，呈上升發展態勢。

我國的益生菌研發狀況

益生菌在我國的研究與利用，起步較遲。基礎研究和開發利用，與發達國相比，尚差一定的距離。特別是受文革等因素的影響，在20世紀的中后期，大部分的學者中斷了對益生菌的研究。故此，在這一時期，我國關于益生菌方面的研究論文或科研成果寥寥無幾。當進入21世紀后，狀況有所改觀。益生菌的研究已開始復蘇，益生菌的應用也受到了重視。例如，在廣東，廣東省食品學會、廣東微生物學會等機構就在此前曾經組織舉辦過兩屆益生菌研討會；有關奶業協會在去年黑龍江也召開過乳酸菌專題高層論壇；上海奶業界在此前亦曾邀請了美國等乳酸菌專家云集上海召開了國際性的乳酸菌研討交流會；國內由中國食品學會牽頭，國內知名企業如丹尼斯克、伊利等參與成立了乳酸菌協會。另，在廣東從事益生菌研究與應用的有關人士，還在積極醞釀籌備中國的第一個益生菌學會，奮發致力于益生菌在中國的研究、運用和消費引導。繼國家“九五”、“十五”都將益生菌研究列為重大科研項目后，2009年5月11日科技部再次將益生菌的研究“乳酸菌資源庫建設及益生菌發酵劑和制劑產業化示范”重點項目課題”列入“十一五”科技項目。說明國家對益生菌行業的重視及產業發展前景。

1.5 應用

早在公元前200年，印度、埃及和古希臘就有用有益于人體的乳酸菌制作發酵食品的記載；公元1008年，德國建立了世界上第一個酸奶作坊;到16世紀中葉，發酵乳酪漸漸成為一些民族的傳統食品。我國制作酸奶的歷史也很悠久，后魏賈思姍的《齊民要術》記載了酸奶的做法。20世紀初，梅奇尼科夫出版了《長壽》一書，論述了酸奶能使人長壽，掀起了近代發酵乳生產和消費的開端；1934年，Henneberg首先提出，為了提高酸奶的保健價值，在制作酸奶的菌中補充嗜酸乳桿菌。

益生菌可以改善腸道菌群結構，抑制病原菌，消除致癌因子，提高機體免疫力，降低膽固醇。因此，益生菌作為一個新領域，在食品中應用欲加廣泛，除應用于發酵乳制品外，也正逐步被應用于開發各種功能性食品，如果汁、糖果、冰淇淋、冷凍酸奶等(Dobrogosz, 1994; Gregor,1999)，對于人類的營養和健康具有重要的意義。益生菌己作為一個新的領域正逐步被了解和關注。

目前應用于人體的益生菌有雙歧桿菌、乳桿菌、腸球菌、大腸桿菌、枯草桿菌、蠟樣芽胞桿菌、地衣芽胞桿菌、酵母菌等。在這些益生菌當中研究最多和應用最多的要屬乳酸桿菌屬和雙岐桿菌屬等。而對于芽孢桿菌屬的研究相對較少,不過有研究表明芽孢桿菌屬有著很強的營養特性,并且具有耐高溫,耐酸堿的良好穩定性和優良的產酸、產酶、產維生素等性能,能保持較高活菌數,并且能夠較好地發揮生理生化作用,有著很好的應用前景。

在國外市場上,益生菌產品以兩種形式銷售:食品和膳食補充劑。含有益生菌的食品幾乎全部是奶制品,所用菌種主要為乳酸菌和雙歧桿菌。產品類型主要是添加了益生菌的液態奶和酸奶。約0.6%的液態奶產品含有益生菌,使用的菌種約是奶制品中所用益生菌種類的40%,其余60%用于酸奶。國內益生菌產品由生產商自己制定,奶制品中未明確益生菌是否是活菌及含量。在美國含益生菌的美式奶制品的配方多由生產商自己制定。美國要求酸奶產品至少要用保加利亞乳酸桿菌和嗜熱鏈球菌進行發酵,但沒有明確活菌含量。僅有加州和俄勒岡州規定了所有奶制品中益生菌的最低水平;非發酵的酸性奶要求為1×106cfu/ml。生產商建議在貨架期末酸奶和非發酵的酸性奶中益生菌含量應為1×106cfu/ml。

雖然奶制品中益生菌數目很高,但在含有初始菌種的環境中進行益生菌的選擇性計數還比較困難。產品中不同種屬細菌和受損細胞相混雜都使細菌計數變得復雜。另外,奶制品中益生菌的存活情況也是一個重要問題,液態奶中的益生菌在整個貨架期十分穩定,而酸奶產品中的益生菌由于對酸或氧敏感,存活數目易下降,這些因素可能使產品中活性益生菌含量低于上述規定和建議的水平。

在一些歐洲國家，自80年代中期以來，一些含有益生菌，特別是嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌的發酵奶開始上市，估計占到當前歐洲市場總酸奶產品的10％－20%，但在這方面嗜酸乳桿菌更占有優勢。因雙歧桿菌在加工及保藏過程中都需要嚴格的厭氧條件，要保持較高的活菌數及活力尚存在一定的技術困難。利用益生菌開發的其他各種功能食品也正逐步被投放市場，如瑞典的Malm。大學醫院與Probi生物技術公司Skanemejerier乳品公司共同開發出了一種非乳制品的乳桿菌發酵的燕麥粥；美國威斯康星大學開發涂有長雙歧和嗜酸乳桿菌的松脆曲奇。在乳制品中，主要用于酸奶、奶酪、奶油、干酪、微生態制劑等的生產。從功能上來講，一方面，益生菌主要用于發酵乳制品食品的生產，并逐步用于開發各種功能性食品，如酸奶、奶酪、益生菌飲料等等；另一方面，作為功能性食品補充劑，益生菌也添加到奶粉、冰淇淋、奶酪、果汁、糖果、冷凍酸奶等食品中。在歐美、澳大利亞、日本等國將含有嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌的酸奶稱為AB酸奶；含嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌和干酪乳桿菌的酸奶稱為ABC酸奶，較為盛行。這類產品的生產均離不開嗜酸乳桿菌發酵劑：目前，傳統的乳酸菌發酵劑逐漸被遺棄，取而代之的將是一次性直投式粉末發酵劑。開發此類發酵劑的公司如科漢森（Hansen）和丹尼斯克（Danisco）。此類發酵劑可以直接用于生產發酵乳品。

另外，象Ymer(丹麥）、Nordic ropy milk（北歐黏性乳）等酪乳類制品以及濃縮酸奶（中東）、Chakka（印度）等類酸奶制品和Kefir（開菲爾）、Koumiss（乳酒）酵母發酵產品正成為開發熱點，每年新上市的含有益生菌的乳制品的數量大幅增加。

泡菜是民間自制的營養食品，以其豐富的營養養育著一代又一代人，在我國，泡菜有幾千年的食用歷史，泡菜中有豐富的活性乳酸菌，其中包括嗜酸乳桿菌。從上世紀50年代開始對益生菌以及與微生態相關的基礎理論及應用進行研究。80年代成立了微生態學的學會組織，繼而出現了一些微生態制品。進入21世紀后，益生菌的研究應用受到了廣泛重視。目前，常用的益生菌菌種有雙歧桿菌，乳酸桿菌和某些鏈球菌。其中，雙歧桿菌有青春雙歧桿菌、短雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌等；乳酸桿菌有嗜酸乳桿菌、保加利亞乳桿菌、干酪乳桿菌、發酵乳桿菌、胚芽乳桿菌、短乳桿菌、纖維二糖乳桿菌和乳酸乳桿菌。鏈球菌有糞鏈球菌、乳鏈球菌、嗜熱唾液鏈球菌和乙酸乳酸鏈球菌。此外，明串球菌屬、足球菌屬、丙酸桿菌屬和芽孢桿菌屬的菌種也可用作益生菌。在食品中的應用有光明集團、蒙牛、伊利等國內乳制品廠家生產的含有嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌等益生菌的酸奶（含有嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌），正日益受到人們的青睞。

含益生菌的膳食補充劑劑型有膠囊、粉劑、口服液、片劑,并添加了其它成份,如:奶制品、非乳載體、羊奶粉、酸果提取物、低聚果糖、免疫球蛋白、發酵副產物及其它生物活性物質。膳食補充劑主要作為保健食品和天然(natural)食品進行銷售。過去的幾年中,隨著天然產品市場的總體增長,這一市場也穩定增長。

在美國另一種益生菌產品是生物治療劑。這類產品并不普遍,它們在醫生推薦下食用來緩解某些不適,而不是用來促進健康。一種用來治膜性結腸炎的含假絲酵母菌的新產品正處于試驗階段。一些非處方產品用于幫助那些易于產生陰道感染的婦女恢復正常的陰道菌群。

益生菌的臨床效力與每日攝入量有關。大量的益生菌生理效應研究(如治療腹瀉、乳糖不耐受、提高糞酶活性等試驗室研究)證實,每日有效攝入量為1×109-10cfu。現在膳食補充劑中活性益生菌含量很容易達到這一水平。由于缺乏對一般健康人群產生特定效果所需劑量的藥理學資料,生產廠家難以標明益生菌的適應服用劑量。

近10年來,越來越多的學者認識到腸道菌群對人類健康的重要性,以及膳食成份對腸道菌群的構成及代謝的有益調節作用。隨著微生態基礎理論研究的深入,以及該理論被應用在實踐上取得成效,益生菌產品得到迅速發展。國內外益生菌市場也呈現出良好的發展態勢。

益生菌的基礎研究與應用，在日本、法國、美國、俄羅斯、德國等國家較受重視。在歐洲，益生菌飲料代表著一種新型的健康品，下表為近幾十年來國外大規模使用的典型的益生菌菌株。

下表格為近幾十年來國外大規模使用的典型的益生菌菌株

發酵乳制品常用菌種功能與用途