消费者去超市购买酸奶或饮料时,经常会在成分表中看到保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌等字样。近年来,益生菌相关产品越来越多地出现在日常生活中,如养乐多、益生菌补充剂、益生菌糖果、益生菌坚果、益生菌牙膏、益生菌护肤品等。我国益生菌产业正处于快速增长阶段,且消费需求持续扩大。据《2020年中国益生菌产业白皮书》显示,2010年我国益生菌产品市场规模约为222亿元,2020年达到850亿元。其中,发酵乳产品占益生菌市场规模70%以上。
我国益生菌产业市场规模近千亿
益生菌菌株是如何选择的? “益生菌菌株的筛选需要经过菌株分离、功能验证、功能基因分析等过程。”江南大学食品科学与技术学院教授王刚告诉记者,为了选育益生菌菌株,科学家首先要利用高通量测序技术来检测采集样品中不同种类微生物的丰度(指分析自然体中某种元素的重量与自然体总重量的相对比例);然后根据其生理生化特性,将目标益生菌与微生物分离纯化技术相结合。细菌最初从相对丰度较高的样品中富集、分离和鉴定;然后验证分离菌株的益生菌功能和安全性,最后通过临床试验验证其在人体内的功能。
积累大量具有益生菌功能的菌株后,可以进一步加速相关研究和创新。王刚解释说,通过结合菌株的基因组、转录组、蛋白质组、代谢组等组学信息,可以分析具有特定益生菌功能的益生菌在遗传背景、生理生化等方面的规律特征。在此基础上,通过基因组测序、生理生化分析等技术手段,可以更快地获得具有潜在益生功能的益生菌菌株。
随着国民健康意识的增强,我国益生菌产业持续升温,保持年均15%的增速,已发展成为接近千亿元的市场。益生菌巨大的市场潜力逐渐引起社会各界的关注。 “十一五”、“十二五”、“十三五”期间,科技部等不断加大对益生菌产业的重视和建设,开发出具有自主知识产权的益生菌菌株,部署了一批重点项目,旨在推动益生菌产业化、市场化进程,提高我国益生菌产品的加工技术和国际竞争力。
“益生菌菌株的筛选需要利用菌株的体外培养技术、基因测序技术、功能评价等生物学相关技术。”蒙牛集团低温事业部基础研究工程师孙尔娜表示,我国益生菌研究虽然起步较晚,但经过专家学者、企业技术人员等的不断努力,经过几十年的发展,我国益生菌研究已取得了长足进步。益生菌已形成从研发到菌种生产、销售的产业链已初具规模,掌握了益生菌选育关键技术,并达到国际先进水平。
关键应用技术仍需突破
目前有大量证据表明,益生菌可以调节人体肠道菌群结构,缓解各种肠道及其他疾病。 “然而,目前很多益生菌的益生机制尚不清楚,关键有效物质尚未找到。而且,益生菌的益生作用很大程度上取决于人体自身菌群,错综复杂的人体微生态网络系统使得分析难度大,找到益生菌真正的益生物质也变得非常困难。”王刚表示,这也需要科研机构利用组学技术、大数据分析等手段进行更深入的研究,寻找益生菌发挥益生作用的真正机制。 “这将进一步推动益生菌在保健领域的应用和产业发展。”
益生菌产业化仍需在一些关键产业应用技术上进一步突破,如高密度培养技术、高活性制剂、高稳定性维持技术等。 “虽然我国在这些产业化应用技术方面取得了长足进步,但与国外相比,部分技术仍有提升空间。国内科研机构和企业还需要加强合作,快速提升产业化关键应用技术水平我国的益生菌.”王刚说道。
为了给益生菌产品的生产和创新提供规范和依据,中国食品工业协会去年底发布了《益生菌食品》团体标准(以下简称团体标准),对益生菌和益生菌进行了定义和分类。益生菌食品,对生产工艺、质量控制、运输和贮存都有明确的规定。王刚表示,团体标准对于科研机构更加规范地开展高价值菌种选育研究、打破国外技术垄断具有较强的指导作用。
大力开发适合中国市场的益生菌产品
“现在越来越多的研究证明,来自不同地区、不同饮食、不同生活习惯、不同遗传背景的人,其肠道微生物结构可能存在显着差异。从中国人肠道中分离出的一些益生菌菌株,也会表现出不同的特征。”一些外来菌株的基因组特征。”王刚指出,目前市面上的一些国外商业益生菌可能不适合中国人群的肠道。来自中国人群肠道或中国传统发酵食品的益生菌菌株可能成为开发适合中国市场的益生菌产品的原材料。这些菌株可能是中国本土化益生菌产品发展的驱动力。
水和土壤的一侧支持细菌的一侧。目前,“中国好菌”的研发和市场应用也进展迅速。例如,2021年,蒙牛等推出了全球母乳益生菌儿童奶粉,其中添加了乳双歧杆菌Probio-M8,这是蒙牛与蒙牛共同开发的具有自主知识产权的中国菌株母乳源活性益生菌。内蒙古农业大学. 13年来,从全国数百名志愿者母亲的健康母乳样本中成功分离出1956株乳酸菌和双歧杆菌,并经过胃酸胆盐实验、毒理测试等,获得乳双歧杆菌Probio-M8。金奇生物研发的MP108鼠李糖乳杆菌成为我国自主研发的婴幼儿食用菌种,打破了“洋菌种”对婴幼儿的垄断;金奇生物已拥有鼠李糖乳杆菌MP108、动物双歧杆菌亚种。乳酸菌CP-9、鼠李糖乳杆菌F-1、副干酪乳杆菌MP137、副干酪乳杆菌ET-66 等5 种自主研发明星菌株。
江南大学食品生物技术研究中心还建立了国内最大的专有益生菌库。种质资源库共有益生菌菌株25000余株,是从全国29个省、131个县采集的长寿老人、婴儿粪便、母乳、发酵食品等样本6000余份中分离得到的。在此基础上获得了200多个专有益生菌菌株。
孙尔娜表示,目前我国发表的益生菌相关研究论文总数已超过美国,研发能力的增强成为益生菌菌株国产化的重要支撑。