益生菌产业“卡脖子”难题如何破解?

益生菌产业发展已站在了风口,如何紧抓机遇,促进产业健康发展是科技界和产业界的共同期待。在近日由食品科学技术学会主办、食品科学技术学会益生菌分会承办的第十六届益生菌与健康研讨会上,主办方特别设置“益生菌研发技术挑战与创新”专题论坛,来自专家学者的精彩报告为行业发展带来了新的启迪与思考。

工程院院士、农业大学营养与健康研究院院长任发政在视频致辞中表示,我国益生菌产业保持良好的发展势头,众多研究机构及应用企业针对我国益生菌产品依赖进口的问题开展了大量卓有成效的工作,取得了许多关键技术突破。一些国产菌株实现了产业化应用,为推动行业发展做出了积极贡献。他希望通过论坛这一平台凝聚多方智慧,把握科学研究与产业创新的结合点,尤其要专注益生菌基础研发,加速自有菌株产业化进程,为国民健康做出新的更大贡献。

益生菌产业发展面临共性技术难题

食品科学技术学会益生菌分会副理事长、浙江大学生物系统工程与食品学院何国庆教授在论坛上作了题为“益生菌开发过程中面临的机遇与挑战”的报告。何国庆认为,保护和挖掘包括益生菌在内的微生物资源,既是国家战略层面的需求,也是保护生物多样性的需求。“要不断地挖掘下一代益生菌。从目前来看,对下一代益生菌产品的研究力度不足,对益生菌的研究很热,但产业化进程相对较慢。”

“国外一些国家的菌种基础工作做得好,使用历史悠久,临床证据也充足,而我们在这些方面做得还不够,这也是造成我们自己研究的菌种应用少的原因所在。”在谈及产业面临的挑战时何国庆如是说。他谈到,从目前来看,国内企业益生菌生产水平参差不齐,且益生菌高活性制备技术及装备力量薄弱,由此也带来了菌种的稳定性问题,即菌种的功能特性要稳定。

“本土优良菌种或者菌株会大批涌现,多菌株、复合益生元的复配产品也会越来越多,同时能够满足个性化需求的特异性产品也会不断出现。”何国庆勾画出一幅我国益生菌产业的美好蓝图。“未来,益生菌产业必须实现精准的菌种筛选,遗传信息必须是明确的,这包括清晰的益生机理机制、可信的功能循证。”何国庆满怀期待地说:“基于肠道菌群结构特征来精准用菌,就像健康码一样生成一个二维码,通过分析就可以知道你的肠道内缺哪些菌,从而可以精准干预。我们总有一天会实现。”

海洋大学食品科学与工程学院张兰威教授在“益生菌在食品中的应用及技术挑战”的报告中介绍,益生菌的概念日渐深入人心,对健康的益处也逐渐被消费者所认可。从目前来看,益生菌应用主要在以下几个方面:酸奶——益生菌酸奶约占益生菌业务总体量的78%,我国发酵乳制品的消费规模占国内益生菌整体市场的78.4%,是国内益生菌产业重要增长动力之一;益生菌婴幼儿配方食品——除了奶粉,如米粉、谷物等辅食中也有添加益生菌的产品;特医用途配方益生菌食品——在国内外特医产品中,也出现了以益生菌为主要功能原料的产品;益生菌膳食补充剂——益生菌膳食补充剂具有维持肠道功能、预防、等功效。

谈及我国益生菌产业存在的短板,张兰威坦言,起步晚、产业开发落后等因素,导致行业标准短缺、产品同质化严重,以及益生菌菌株筛选、功效评价、作用机制等研究不足等问题。张兰威介绍,目前,国内益生菌酸奶采用的菌种和发酵剂几乎被国外企业垄断,而真正具有自主知识产权且实现产业化的益生菌凤毛麟角,由此导致益生菌相关产品的生产成本高,制约了产业的进一步发展。”如何利用并保护益生菌株自主知识产权,是需要我国科技界、产业界和政府认真探讨的大事。”张兰威呼吁。

在张兰威看来,我国益生菌行业发展面临的共性技术难题主要包括:菌株功能性不突出,发掘耗时长;产品活菌数偏低,增植与凋亡的代谢机制不清;制剂活力偏低,代谢活性损伤机制及其影响;产品制造成本高 关键制造技术及其装备较弱。而实现工业化生产,关键在于解决优良菌株、高密度培养、便于使用和流通的剂型。

益生菌菌株须实现精准鉴定

工业微生物菌种保藏中心鉴定中心副主任程坤在会上分享了“益生菌菌株精准鉴定和活菌计数研究及应用实践”的报告。他介绍,2002年,粮农组织和世界卫生组织发布指南,指南中对于益生菌评价的内容包括菌株鉴定、性评价、功能性评价等方面。益生菌协会IPA也发布了相关指南,对于益生菌的鉴定是从株水平上鉴定,同时关注益生菌在人体肠道进行定植和存活下来的生理学特性。

2019年,国家市场监督管理总局发布的《益生菌类保健食品申报与评审规定(征求意见稿)》中,对于什么样的菌种可以用作益生菌类保健食品做出了规定。程坤指出,作为益生菌类保健食品进行申报时,需要提供菌种鉴定报告,要结合表型信息和基因分型进行鉴定。

此外,程坤介绍了益生菌的功能性和性评价。在申报时,需要提供功能性的研究报告,目前批准的对于保健食品的功能声称涉及益生菌的功能主要包括:、调节肠道菌群、调节体内脂肪和润肠通便功能等,针对不同的功能有具体的方法用于评价。而益生菌的性评价和功能性同样重要。

如何科学评价益生菌的功能?在江南大学食品学院王刚副教授看来,任何益生菌的功能重要评价一定要通过动物实验的证据,终要在人群上有效。但是,人群实验只是一个验证方式,而不是功能研究的终点。功能研究的终点在于人群和动物上得到的证据与益生菌自身的特性和特殊的产物相关联,形成一个鉴定网络,终可以定义到底什么样的微生物才是益生菌。

谈及对产业的思考,王刚表示,我国益生菌产业前景可期,对于下一代益生菌在特异性产品、药品中的使用,都是未来需要考虑的问题。如何基于靶标物的筛选建立网络体系,终实现个性化菌的筛选,需要着手思考。

益生菌临床研究扎实推进

复旦大学附属华东医院副主任冯颖在会上分享了“益生菌减脂功效人群试食研究”的报告。冯颖介绍,相关数据显示,在我国,18岁以上的成年人超重肥胖率超过50%,6—17岁儿童青少年超重肥胖率超过19%,6岁以下的儿童超重肥胖率超过了10%。随着老龄化、高龄化时代的到来,在更大年龄阶段的人群中是不是也有超重肥胖?这与未来人群的慢病高发和失能都息息相关。伴随着未来我国慢病防治的挑战,应加大对体重尤其是体脂的管理。冯颖介绍了副干酪乳杆菌K56减脂功效人体研究的进展。她表示,该菌在减少腹部脂肪方面具有很好效果,但是减脂具体的原理或者效果还要具体分析。

相关研究提示,对于肥胖的要个体化,而的个体化离不开肠道个体化的设定。“每个人身上的微生态、微生物群组的差异非常大。每个人的进食和周围环境都会影响肠道常驻菌群的结构。在未来,要关注的是微生物群的靶向,测出处于特定环境下哪些菌是失调的。”冯颖说,在靶向中,并不是只要吃益生菌就可以实现有效调节。要看到的是,临床上用的药品益生菌和食品益生菌不同。未来,益生菌作为食品,带来的感觉应该是愉悦的。希望不久的将来,通过检测可以知道不同机体的肠道菌群,以便选择更多有利于健康的益生菌,促进全人群健康。“肠道菌群对于免疫调节是‘双刃剑’,到底补什么、补多少,需要多学科共同关注。”冯颖提醒。

农业大学食品科学与营养工程学院郝彦玲教授介绍了益生菌在维护口腔健康领域的研究进展。郝彦玲提出,口腔的菌群是继肠道微生物的第二大人体菌群。根据人类口腔基因组数据库统计,目前已经发现口腔共788种,肠道微生物接近1200个菌种。“口腔内的菌群必须维护动态平衡,当平衡被打破,就会发生口腔疾病。如长时间摄入碳酸饮料且不及时清理,就会导致龋齿。”口腔菌群的失衡不仅导致龋齿,还会引起各种各样的口腔疾病,包括牙菌斑、牙结石等。口腔疾病患病率高达97.4%,就诊率仅仅是10%。“益生菌在口腔健康维护上有非常积极的作用,但目前对口腔益生菌的研究严重滞后于肠道菌群研究。相关研究一定要深入到菌株。”郝彦玲介绍了课题组围绕副干酪乳杆菌ET-22开展的研究。分离自健康人体肠道的副干酪乳杆菌ET-22保存于伊利集团益生菌研究中心。通过变异链球菌诱发小鼠龋齿模型的研究结果显示,ET-22显着抑制小鼠牙齿咬合面的龋齿。

厦门大学公共卫生学院预防医学系李红卫副教授作了题为“乳双歧杆菌BL-99对DSS诱导结肠炎小鼠骨质疏松的保护作用”的报告。李红卫介绍,动物实验发现,给予益生菌BL-99干预后,骨流失和骨质疏松起到了缓解作用。原因在于BL-99可以改变肠道菌群的状态,改变肠道菌群物种的丰度,可能会降低血清和结肠组织中炎症因子的表达,改善炎症表达,这种炎症状态改变了骨代谢、骨转化,从而达到骨保护的作用。

来源:食品报社