益生菌作为研究热点，其研究及市场价值不停攀升，且与其相关的产品种类繁多，已有相当一部分产品风靡全球。
根据多份市场趋势报告分析，益生菌产品的发展前景非常大。益生菌市场潜力惊人，如何在益生菌市场中跑出新赛道？挖掘新产品？《食品工业科技》杂志社冯媛媛副主编携手重庆第二师范学院的营养学博士赵欣教授、大江生医北中区实验室襄理詹淑婷博士一起为大家呈现新近的研究成果及进展。
冯媛媛：每年全球益生菌市场规模庞大——据欧睿国际数据显示，2019年全球益生菌市场价值约400亿欧元，近3000亿元人民币。我国益生菌市场平均每年增速约15%，预计2022年将达到近900亿元的市场规模。随着我国对益生菌产品的需求大幅增加，益生菌迎来蓬勃发展。请问赵教授和詹博士，为什么益生菌会如此受关注呢？
赵欣：益生菌之所以受关注是因为微生物与人类生活密切相关。人类健康与大部分的疾病均与微生物息息相关。研究发现，没有任何人的微生物组合是一样的，即使同卵双胞胎也不同。虽然人之间有99.9%是相同的DNA，但是以微生物的角度而言，人与人之间具有80%~90%不同的微生物共生群。从此角度而言，人类健康受自己基因影响的程度或许不如微生物群系在人体的交互作用所产生的影响。益生菌市场潜力庞大，且迎来了黄金发展期，多项科学临床验证表明，益生菌对人体健康有益；消费者对益生菌的认知率非常高——人体的生理运作须由微生物群来协助，维持身体运作，产生许多复杂的生理功能。基于以上，益生菌的市场潜力巨大，国内已经迎来了益生菌的黄金发展期。
詹淑婷：是的，伴随着益生菌的发展，其市场也庞大到吸引了国际企业并购投资益生菌行业。例如，2016年百事公司(PepsiCo)宣布收购美国益生菌饮料品牌KeVita。收购后的KeVita，生产益生菌饮料、红茶菌饮料以及醋饮料，并以有机、无基因改造为其饮品诉求，呈现健康饮品的概念。2017年通用磨坊(General Mills)旗下创投公司，以650万美元投资美国益生菌食品和饮料厂Farmhouse Culture，主打各种蔬菜口味的益生菌饮料、泡菜洋芋片等等。还有之前的日本食品制造商乐天推出含有乳酸菌的巧克力，帮助生菌直达肠道、发挥功效是其产品卖点，这款产品在市场上非常受欢迎。这些大厂的并购与投资，让我们看到饮料市场正朝向功能性饮品的方向发展。
赵欣：相较于欧美、日本市场，国内益生菌产业起步较晚，近些年人们的健康意识以及对益生菌的了解逐步提高，因此国内益生菌的基础研究和产业化升级随之提速。目前，益生菌除了被应用于乳酸菌饮料、酸奶等食品外，还有更多的项目正在发展中，比如保健食品、婴幼儿配方食品等特殊食品中的应用。
冯媛媛：酸奶和乳酸菌饮料是市场上常见的益生菌产品，从购买欲上看，消费者对于活菌的购买十分积极。但是如何让益生菌成功定植于肠道且发挥功效，打造更有效果的产品，是益生菌科研的必要课题。请问两位专家，在科研及生产实践中，可以采用哪些手段保持益生菌的活性呢？
赵欣：一般来说，会筛选出较耐胃酸或胆碱的菌种，以减少益生菌在抵达肠道前受到的破坏。另外，可以采用包埋技术提高益生菌的稳定性。
詹淑婷：包埋技术与配方是关键，除此之外发酵过程也十分重要。大江生医在生产益生菌时，采用自动化发酵系统，生产者可以通过自动监测系统实时监测发酵情况，并调整发酵条件，以确保菌种拥有最佳的活性质量。益生菌制作过程中离心不可或缺，但这个步骤又会对细胞造成机械伤害。大江生医采用柔性连续离心技术，可将益生菌的物理伤害降到最低，从而能够打造出千亿级的细胞数且拥有良好稳定性的益生菌菌粉。
冯媛媛：市场上的很多益生菌商品在宣传时的一个亮点是活菌数，比如10亿、50亿、100亿，那么不同的活菌数对人体的影响有什么不同？相关论点有没有科研数据支撑呢？
赵欣:补充足够的益生菌，可以提升益生菌对人体的效果。2019年国际期刊Nutrients发表了一篇论文，研究者比较了摄食700亿与70亿益生菌数后人体粪便的菌株残留量，实验为了避免不同的生长环境对于粪便残留量所造成的影响，采用了不同的菌种；结果表明，服用700亿的菌数相比70亿而言，能在粪便中检测出更多的益生菌，甚至在实验结束之后，粪便中还能更久得被检测到这些特定的益生菌。
詹淑婷:健康的粪便当中，有80％是水分，剩下的20％当中，有三分之一是食物残渣，其余的是肠内细菌，所以我们也能根据此方法检测肠道中益生菌停留的时间。补充足够的益生菌，对于肠道的调理是相对有效且必要的。
Taverniti et al.Nutrients 11(2):285, 2019
赵欣:而究竟菌数的高低与其功效性有没有呈现剂量效应呢？2017年发表在科学期刊Beneficial Microbes的回顾性研究指出，针对抗生素相关性腹泻，益生菌的菌数确实呈现剂量效应，但针对梭状杆菌腹泻则没有此效应存在，而另一篇meta-analysis的研究指出高剂量，该篇是指超过千亿以上的菌数，对于血压的改善效果比低剂量更好，另外也发现常见的LGG鼠李糖乳杆菌在治疗小孩的急性肠胃炎上也有呈现剂量效应，而刚刚所提到的回顾性研究就在最后的结论也明确指出，虽然还没有研究证实有些菌种可以呈现剂量反应，但并不代表这种可能性就不存在，甚至值得我们透过更多的研究去找出更多的菌种对不同的疾病或症状改善上所存在的剂量效应。
冯媛媛：市面上的益生菌剂型，大部份都是粉剂，而液态剂型的益生菌饮品，方便携带且可以饮用。然而我们都知道在饮料需高温杀菌才能保证其货架期，而低温型酸奶则需冷藏保存。那么，是否可以研发出无需冷藏保存的活菌型饮料呢，既能保证饮用的方便性，又能便于保存？这种产品的研发是否存在技术瓶颈呢？
赵欣：一般的液态活菌饮料，大多都是酸奶、酸奶酪类型，普遍来说菌数都在几十亿到百亿左右，为了保存活菌，需要将酸奶存放在冰箱内，保存期限大多都在14-21天左右。刚才也有提到，补充足够的益生菌是相当必要，但液态剂型中，益生菌的存活率是一大技术难题，想要有高菌量、却又难以维持菌数稳定。虽然各种产品相应上市，但面对这样的市场，唯有真正有效的益生菌产品，才能争得消费者的喜爱。
詹淑婷：正如赵欣教授所言，消费者对益生菌日益剧增的高认知促使大江生医（TCI）积极研发新产品，其中活菌饮料的研发是TCI的研发重点。经过TCI的多年研发，我手上这瓶“活菌的科学”饮料已成功问世。研发的过程中，我们针对不同菌株在不同条件下进行了调控，掌握了制作过程中的关键时间、温度及pH值，以调控益生菌活菌数的变化，从而可以达到更高的活菌量；并且在常温保存下，还能让活菌稳定在最佳状态。最终研发出的成品中，活菌数可以达到千亿。
詹淑婷：TCI的这个项目在国内是一个全新的创举，还有登上好几家媒体的报导，像FOX NEWS、AP NEWS、WBOC都曾经报导过。
赵欣：近年来人们为了追求健康采用了各类饮食法，如地中海饮食法、北欧饮食法、低醣饮食法、生酮饮食法等等，最近好菌饮食法也开始流行。好菌饮食法主要是补充益生菌，给肠道塑造一个好菌安心繁殖的好环境，塑造一个人体与好菌的共生生态圈。可以通过次世代定序技术 (NextGeneration Sequencing，NGS)，解开肠道菌相组成。在肠道微生物已被证实对人体健康影响甚巨的现在，世界各国都纷纷在这个领域发表许多研究报告，并通过NGS技术开始累积属于自己的肠道菌数据库。
詹淑婷：是的，我们也一直在做这方面的研究，补充特定的益生菌之后，从粪便中去分析菌相NGS的结果发现，服用TCI378益生菌后，可以看到受试者的肠道菌的丰度是明显改变的，且也可以明确地看到服用TCI378益生菌后肠道中会造成肥胖的Firmicutes菌明显降低，瘦子菌明显上升。TCI378益生菌不只让你瘦身，还打造一个瘦子的肠道菌相，维持瘦子体态。
冯媛媛：相关研究表明，益生菌除对肠道有健康益处外，还有其他益生功能，请问两位专家，这些益生菌是怎样在体内达成这些作用的呢？
赵欣：一般来说益生菌到达体内后可能会透过竞争坏菌生存空间、分泌抑菌素抑制坏菌生存、在肠表面定植形成防护膜或是透过细胞壁刺激人体肠道免疫接受体来间接提升免疫系统等各种不同方式在体内发挥不同的功效，而相对而言比较新颖的例子或说法当属所谓的肠轴线了，我们就以肠脑轴线来举例，简单来说，肠脑轴线是大脑和消化道之间的沟通桥梁，我们的肠道会分泌血清素、多巴胺等神经传递物质，并透过迷走神经与大脑连结而成的肠脑轴线来调节情绪。因此，若体内的血清素及多巴胺过低，则会使人情绪低落、精神不济或产生厌世的念头，而由于体内有80%-90%的血清素产自肠道，所以肠道与人的情绪有非常大的关联。
詹淑婷:大家比较熟悉的是，肠道微生物会影响免疫系统的发育和功能，宿主免疫系统可以决定肠道菌群的组成和多样性。许多研究证据指出，肠道微生物对胃肠道的生理作用具有重要的影响，还有可能影响到其他器官的功能，包括肝、肾、脑，心血管系统和骨骼系统等。甚至，研究发现宿主与肠道菌群之间是双向交流，不同的细菌借由代谢产物影响宿主生理机制的调节，与宿主免疫系统对话。
赵欣:近年来针对肠道菌的研究非常多，涵盖的领域又深又广。以目前最常听说且被开发成为产品的功效性区分，大致可以分为调理肠道功能、调整免疫功能、调整过敏体质、辅助情绪管理、调控血糖稳定、调整身体脂肪，甚至是预防生殖感染等等。随着科技日新月异，我们对于益生菌的研究会越来越广且越来越精准，未来益生菌对于人体的好处或影响肯定会更广为人知。
冯媛媛：益生菌来源很多，刚刚说到跟减重相关的益生菌，是否有科学证据呢？
赵欣：益生菌的来源确实很多，常见的有泡菜、味噌、天贝、酸菜、纳豆、优格，甚至很多蔬果发酵液当中都含有，而不同来源的益生菌其实功效或是生物性质也都有所不同，因此从特定食物中筛选出菌株并研究其特殊性，是很多学者及企业在进行的事情。关于减重相关的益生菌，泡菜菌就是一个典型的例子。曾经一个韩国女星靠泡菜减肥法成功减肥，而后科研工作者通过菌株的筛选及培养，从韩国泡菜中筛选出一支具有抑制胆盐作用的菌株，此菌株可以抑制脂肪的乳化而减少最终热量的吸收，相关的研究成果也于2019年刊载于《Preventive Nutrition and Food Science》。此项研究证明了益生菌无所不在，只是人类可能没有留意到它小小的存在却对身体带来如此巨大的影响而已。
詹淑婷:是的，由大江生医自主筛选的TCI378，具有非常有效的减脂特性——在人体试验中发现，食用14天后能够减少腰围及降低体重。
冯媛媛：针对功能型益生菌，是否有方法得知功效成份呢?
赵欣：利用核磁共振光谱仪技术(nuclear magnetic resonance spectroscopy, NMR)，将益生菌一步步萃取后，能够得知其中有效物质。ＮＭＲ可应用于化学结构及未知物分析，还可以应用在定量及食品掺伪等领域，近年来成为国际上相当重视的食品及药品检验新颖技术。
詹淑婷：针对微生物代谢产物进行NMR的分析与鉴定，进而扫描其对人体多种类细胞的反应是当前较为先进的研究手段及方法。大江生医采用NMR技术分析出TCI378的三种有效活性物，如此便可确保其有效性，并做到产品差异化。
詹淑婷：打造企业自有品牌产品，做到产品差异化，是提升企业竞争力的核心方法——掌握核心技术无疑是关键。大江生医自主研发的活菌乳酸饮添加了TCI378益生菌，通过温度及pH条件的掌控，使菌株更加稳定，而且相较于市场上的粉剂益生菌产品，这款益生菌具有饮料无需冷藏即能保证益生菌活性的特性，是一款方便饮用、易贮藏、易携带的益生菌饮料产品，可以满足消费者肠道保健及减脂的养生需求。
近十年来供货商及原料端产生了很大的转变，其中功能性益生菌逐渐成为全球主流趋势，消费者不再仅仅选择肠胃益生菌，而会挑选更多的具有其他功能的益生菌作为日常的保养必需品，所以对于生产端及原料端，开发更好的原料、使用更有效率且能保存益生菌功效的制作方式等，也是来自市场反馈的科研挑战。期待相关研究者及相关企业以此为目标，研发出更多有效且高效的益生菌产品，服务消费者，造福人类。
食品营养专业博士，重庆第二师范学院重庆市功能性食品协同创新中心主任。研究方向为益生菌研发和儿童功能性食品的研发。
中山医学大学营养学系，为大江生医北中区实验室襄理，具有TQUK国际营养咨询师及保健食品工程师证照。研究方向为天然植物萃取、酵素及益生菌功能性食品开发，及临床试验功效验证。
