益生菌
- Bifidobacterium bifidum
- Bifidobacterium longum
- Saccharomyces boulardii
- Lactobacillus paracasei
- Lactobacillus sporogenes Lacris-S
- Lactobacillus sporogenes LS-11
1.什麼是益生菌(Probiotics)?
即『能對人體產生健康幫助的微生物』。目前研究顯示，這些微生物多存在於人體腸道中，能利用其生物結構，對人體免疫系統產生訊息傳遞，使免疫系統作用趨於平衡；或者利用菌相競爭(好菌壞菌競爭)，達到預防疾病感染、促進腸道健康之作用。(詳見下圖)
2.什麼是益生質(Prebiotics)?
即『食物中能促進人體中益生菌生長或活化益生菌在腸道中作用的物質』。最常見的益生質有果寡醣、木寡醣…等。
3.益生菌的作用：
比菲德氏菌屬與乳酸桿菌屬為最主要的人體益生菌(資料來源：WHO & FAO expert group meeting)
參考文獻
| (1) | Probiotics for the treatment or prevention of atopic dermatitis: a review of the evidence from randomized controlled trials. Am J Clin Dermatol. 2008;9(2):93-103. |
| (2) | Probiotics for the prevention of pediatric antibiotic-associated diarrhea. Cochrane Database Syst Rev. 2007 Apr 18;(2):CD004827 |
| (3) | Probiotics in allergic diseases of childhood MMW Fortschr Med. 2006 Aug 31;148(35-36):34-6. |
| (4) | Microbial-gut interactions in health and disease. Probiotics. Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2004 Apr;18(2):299-313. |
| (5) | The role of microbiota and probiotics in stress-induced gastro-intestinal damage Curr Mol Med. 2008 Jun;8(4):282-98 |
| (6) | Probiotics: a role in the treatment of intestinal infection and inflammation? Gut. 2002 May;50 Suppl 3:III54-9 |
Bifidobacterium bifidum 比菲德氏菌
獨特作用
Bifidobacterium bifidum為一種具有特殊多醣結構的革蘭氏陽性厭氧益生菌。
目前研究顯示，Bifidobacterium bifidum細胞壁上的特殊多醣結構，賦于Bifidobacterium bifidum對腸道優越的吸附能力，遠遠超越其他腸道的益生菌種。(見下表)
| 比菲德氏菌種品系(Bifidobacterium strains) | 每50個Caco-2細胞吸附菌數 |
| Bifidobacterium bifidum | 500 |
| E2-18 | 168 |
| E-15 | 132 |
| JS-9 | 84 |
| RD-54 | 67 |
| SI | 61 |
| SH-2 | 47 |
| RD-60 | 42 |
| B.bifidum ATCC2952 | 35 |
| CN2 | 30 |
| SJ-32 | 26 |
| KJ | 24 |
| B.animalis ATCC2552 | 22 |
| B.adolescentis ATCC15703 | 19 |
| SH-5 | 17 |
| B.infantis ATCC15697 | 15 |
| B.longum ATCC15707 | 11 |
| M-6 | 10 |
| MS-1 | 10 |
使用Caco-2細胞株(從人類腸道細胞篩選出之細胞)作為吸附目標。左表為比菲德氏菌株群吸附Caco-2細胞數量，每50個腸黏膜細胞(Caco-2細胞)，可吸附500個Bifidobacterium bifidum益生菌，平均每個腸黏膜細胞表面具有10個Bifidobacterium bifidum益生菌保護。(其他益生菌吸附力約為2個益生菌/每個腸黏膜細胞。)
AIM調控療法
Bifidobacterium bifidum優越吸附能力，除了能有效改變腸道菌相，使腸道充滿好菌之外，還能持續經由腸道M細胞，做一連串的調節體質訊息傳遞(Signal transduction)得到調控作用：
- (1)分泌性抗體IgA的正常分泌。
- (2)經由活化Th1、Treg細胞路徑，降低不當發炎反應(Inflammation)。
- (3)活化巨嗜細胞(Macrophage)分泌毒殺物質(NO)與細胞激素IL-6與IL-10。
Bifidobacterium bifidum穩定性
Acid Tolerance Test
Bile Tolerance Test
- Acid Tolerance Test：對酸有良好的耐受性，在p.H2.0環境下，可存活5.5個小時。
- Bile Tolerance Test：對膽鹽有良好的耐受性，在1%膽鹽濃度可存活5.5個小時。
Bifidobacterium bifidum韓國專利證明書
Patent NO.KR 635454(2006.10.11)
抗過敏專利
Composition for prevention and treatment of food allergy containing Bifidobacterium bifidum as active ingredient.
Bifidobacterium bifidum韓國專利證明書
Patent NO.KR 554346(2006.02.15)
抗腫瘤專利
A new anti-cancer polysaccharide from the genus Bifidobacterium.
Bifidobacterium longum 比菲德氏龍根菌
獨特作用
(1)Anti-Rotavirus
Bifidobacterium longum為一種細胞壁具有特殊蛋白成分的革蘭氏陽性厭氧益生菌。研究顯示，Bifidobacterium longum細胞壁所含有的特殊蛋白，能吸附腸黏膜。
(2)Anti-Rotavirus syndrome
耐胃酸：在pH2.0可存活約三小時。
耐胃酸：在pH2.0可存活約三小時。
Bifidobacterium longum中分離的活性蛋白專利
關於 SB-55 酵益菌
布拉迪酵益菌是一種能停留於腸道作用的益生菌，是目前唯一對人類腸道具有特殊健康幫助的酵母菌，國際間研究其對人類的功效，已達50年以上歷史。國際學者證實，酵母菌細胞表面的特殊受器，能有效調節機能。
此外，布拉迪酵益菌分泌的多醣物質除了結合有害物質之外，還能與乳酸菌形成協同作用提高腸道免疫活性，並刺激免疫細胞分泌多種細胞激素，調整IL-10/IL-12之比例，降低腸道不當發炎反應，調節腸道蠕動的症狀，促進腸道健康。
SB-55酵益菌獨特作用
- 1、結合腸道內致病毒和中和致病菌。
- 2、提供腸黏膜暫時性保護： 幫助腸黏膜結構重建並復元。 提供益生菌附著環境，爭取益生菌定殖（colonization）時間與效率。
- 3、促進雙醣酶的分泌，有效分解乳糖成分。
Lactobacillus paracasei為一種革蘭氏陽性厭氧乳酸菌，能分泌大量乳酸，乳酸可改變腸道環境與菌相，並能調節腸道機能，目前各國學者均已發表多篇國際論文，證明Lactobacillus paracasei能有效誘導IFN-γ，經由腸道黏膜細胞的訊息傳遞，有效調節體質作用。
Lactobacillus paracasei 副乾酪乳桿菌
獨特作用
誘導分泌高濃度IFN-γ
Lactobacillus paracasei的細胞壁成分-胜肽聚醣(peptidoglycan)，能結合腸道內皮細胞的Toll-2接受器，釋放大量細胞激素，活化細胞的發育。
Altered gut micro flora改變腸道菌相
Lactobacillus paracasei對於人類腸黏膜細胞具有相當良好的吸附力，能與致病菌相互競爭，改變腸道環境與菌相。(相關文獻：Competition of Lactobacillus paracasei with Salmonella enteric for adhesion to Caco2 Cell.出處：Journal of Biomedicine and Biotechnology Volume 2008,Article ID 357964.)
觀察Lactobacillus paracasei是否具有抑制沙門氏菌附著腸黏膜細胞作用，將Caco-2細胞與S.enterica與Lactobacillus paracasei混合培養2小時與4小時，發現Lactobacillus paracasei能有效降低S.enterica的附著菌數。
穩定性試驗
A、耐胃酸試驗
一般乳酸菌無法通過胃酸環境（pH2.0），所以乳酸菌對酸的耐受性十分重要。
*以下為pH2.0環境中培養3小時乳酸菌存活率：
- (1) 經過包埋的乳酸菌：由原先菌數1X1010 cfu/g降至1X108 cfu/g，存活率約1%。
- (2) BIFIDO公司篩選耐胃酸的L.paracasei菌株，經過專利製程培養，使菌株能在損失最小的情況下通過強酸環境。原先菌數1.2X1010 cfu/g降至1.0X1010 cfu/g，存活率約83.33%。
B、耐膽鹽測驗
一般乳酸菌會被腸道中的膽鹽所抑制而無法發揮作用。
*以下為pH2.0環境中培養3小時乳酸菌存活率：
- (1) 經過包埋的乳酸菌：由原先菌數1X1010 cfu/g降至1X108 cfu/g，存活率約1%。
- (2) BIFIDO公司篩選耐胃酸的L.paracasei菌株，經過專利製程培養，使菌株能在損失最小的情況下通過強酸環境。原先菌數1.2X1010 cfu/g降至1.0X1010 cfu/g，存活率約83.33%。
Lacris-S 三共芽胞菌
【Background】
通稱『三共芽胞菌』，因添加於『三共胃腸藥』效果卓越而聞名。2007年三共胃腸藥被三菱化學併購，從此Lacris-S歸三菱化學經營。此外，Lacris-S具對抗花粉症功效，於2007年由三菱化學送審通過專利，證實Lacris-S菌珠除了腸胃道功能外，抗敏效果亦不容忽視。
【Background】
日本三菱化學的Lacris-S芽孢乳酸菌(Bacillus coagulans或Lactobacillus sporogenes) 是山梨大學的中山大樹教授於1946年在綠麥芽中發現，可自行產生如同「防護罩」般的「內生孢子」（endospore），有自我防護的功能。
一般乳酸菌細胞壁的組成具有通透性，以維持活化狀態，但也使得乳酸菌容易受到胃酸、膽鹼、高熱等因素影響，細胞壁被破壞，造成死亡失效。而芽孢乳酸菌的細胞壁如同植物的種子一般，有堅固的外殼保護，為芽孢乳酸菌提供了一層堅固的防護罩，避免受到胃酸、膽鹼、高熱等因素的破壞，確實保護乳酸菌的活性成分通過胃酸與膽鹼的作用區域，成功抵達腸道發揮整腸保健功效。
- 1.原本歸類於Bacillus屬是由於菌種能自發性產生內生孢子(endospore)，用於抵禦外界不良環境；後因其分泌乳酸量高，與其基因體重新定位，改歸類為Lactobacillus，較符合菌種特性。
- 2.為革蘭氏陽性桿菌(Gram positive bacillus)，能形成內生孢子(endospore)。
- 3.內生孢子之特性：
- ◎少數種類革蘭氏陽性桿菌才能形成
- ◎為細菌休眠狀態，停止一切生理活動，將基因體與生存必須胞器濃縮脫水，保存於特殊細胞壁結構中。此結構具多層保護，沒有通透性，所以對高溫、強酸、強鹼與高鹽均有良好的耐受性，所以十分好保存。
- ◎因腸道環境是Lacris-S良好生存環境，故Lacris-S內生孢子會在腸道中『發芽』，恢復完整細菌體，並定殖於腸道。
特色
1.卓越的穩定性－耐胃酸膽鹽、耐熱、耐久存。
2. 腸道定殖率高、活性強、產乳酸能力強。
腸道中蛋白質分解後會產生大量氨，造成腸道環境成為鹼性，排出的糞便即成為鹼性。腸道環境鹼性，會使糞便中水分減少，容易引起便秘。
使用Lacris-S後，糞便中pH値下降，使腸內環境趨於正常。3.多種生理功能、功效強 (日本第一三共腸胃藥原料)
4.日本專利申請 (特開2007-055986: Anti-allergy Agent抗過敏製劑)
LS-11菌
1949年，中山大樹博士研發出由綠麥芽分離出的L. sporogenes (Bacillus coagulans)，為一種形成孢子的乳酸菌，有別於一般市售乳酸菌，不僅擁有可抵抗人體的胃酸與膽鹽，並可直接達到小腸壁保護小腸的特性。此外，生命力極強，即使在惡劣環境中亦能繁殖。
對腸道細胞具有吸附性
以體外試驗模擬菌株進入消化道吸附腸道上皮細胞之能力評估結果得知，芽孢乳酸菌對於人類腸道細胞株具有吸附能力(箭頭處)。此外，進行動物腸管內菌數實驗顯示，餵食本菌30分鐘左右，在腸內再度發芽甚至分裂增殖。即使是在餵食160分鐘後菌數仍有發育良好情形。
對照組：人類腸道細胞株
處理組：芽孢乳酸菌吸附腸道上皮細胞之情形
耐酸性
芽孢乳酸菌也能夠藉由自我產孢將自己包覆起來並能通過胃酸、膽汁，而且抵抗抗生素或化學療法劑。
| 表1. 仿胃酸處理之殘存活菌量 | ||
| 平均菌數(cfu/ml) | 37℃處理時間(hr) | |
| 起始菌數 | 1.10×107 | 0 |
| 胃酸分泌初期pH 2.0 | 4.85×105 | 2 |
| 胃排空期pH 3.5~4.0 | 1.22×107 | 2 |
| 空白試驗pH 6.0~7.0 | 1.00×107 | 2 |
| 新竹食品研究所檢驗報告 號碼 90CT172-1 | ||
耐熱性
90℃、30分鐘加熱過程菌數仍維持不變。另外，由實驗結果得知即使在真空乾燥中孢子數量亦無減少。芽孢乳酸菌可以穩定的儲存在室溫中兩年；並不需要冷藏來保持他的顛峰狀態。
| 表2.不同溫度下之殘留菌數 | |||
| 溫度(℃) | 升溫滯留時間(min) | 反應時間(min) | 菌數(CFU/mL) |
| 90 | 2.81 | 5 | 1.38×108 |
| 15 | 1.54×108 | ||
| 30 | 7.20×108 | ||
| 60 | 2.80×107 | ||
| 100 | 2.77 | 5 | 1.10×107 |
| 15 | 3.00×104 | ||
| 30 | 4.00×102 | ||
| 60 | 2.00×102 | ||
| 新竹食品研究所檢驗報告號碼90CT172 | |||
◎芽孢乳酸菌在90℃、30min的加熱過程並無明顯死滅的情形，另外由實驗 結果得知，既使在真空乾燥中孢子數量亦不會減少。
◎起始菌數3.5×108 CFU/Ml
在儲存狀態下其安定性相當良好
Lactobacillus sporogenes 因可產生孢子，故即使放在45℃、溼度75﹪的條件下儲存3個月，菌數依然沒有減少；其餘一般乳酸菌，如Lactobacillus acidophilus與Bifidobacterium bifidum之菌數則隨儲存時間的增加而迅速下降。
表3.仿胃酸處理之殘存活菌量
芽孢乳酸菌(S菌)與市售乳酸菌特性分析
◎S菌與其他乳酸菌在特性上及應用方面之比較
孢子 之有無 | 耐酸性 | 耐熱性 | 耐膽鹽 | 安全性 試驗 | 穩定性 (加工性能) | 廣泛性 (食品應用) | |
| S菌 | + | ++++ | ++ | + | + | +++ | + |
| A菌 | – | – | + | + | + | + | |
| B菌 | – | + | + | + | + | + | |
| C菌 | – | ++ | + | + | + | + | |
| Lxx菌 | – | ++ | + | + | + | ||
| Lxx3菌 | – | ++ | + | + | + |
「＋」，有正面之功效。「＋＋＋＋」＞「＋＋＋」＞「＋＋」＞「＋」。
「－」，無此特性或功效。其餘空白處：尚未有研究證實。
Lactobacillus sporogenes (Bacillus coagulans)(S菌)、Lactobacillus acidophilus (A菌)、Bifidobacterium (B菌)、Lactobacillus casei (C菌)
◎S菌與A、B、C等菌之比較
| S菌 | A菌 | B菌 | C菌 | |
| 菌種 | Bacillus coagulans | Lactobacillusacidophilus | Bifido-bacterium | Lactobacillus casei |
| 產孢性 | 具內生孢子 | 無孢子型態 | 無孢子型態 | 無孢子型態 |
| 耐酸性 | pH3.5-4.0•2hr→菌數不變 pH2.0•2hr→菌數下降25﹪ | pH3.5-4.0•2hr→完全死滅 pH2.0•2hr→完全死滅 | pH3.5-4.0•2hr→完全死滅 pH2.0•2hr→完全死滅 | pH3.5-4.0•2hr→完全死滅 pH2.0•2hr→完全死滅 |
| 耐熱性 | 90℃、15min | 60℃以下 | 60℃以下 | 60℃以下 |
| 耐氧性 | 兼性菌 | 厭氧性菌 | 厭氧性菌 | 厭氧性菌 |
| 耐保存性(耐儲存性) | 塑膠瓶、好氧狀態 45℃下、3個月菌數不變 | 玻璃瓶、厭氧狀態、4℃下、4個月菌數下降15﹪ | 玻璃瓶、厭氧狀態、4℃下、4個月菌數下降20﹪ | 玻璃瓶、厭氧狀態、4℃下、4個月菌數下降10﹪ |
◎S菌與Lxx、Lxx3及Tx6等乳酸菌之比較
| S菌 | L菌 | L3菌 | X菌 | |
| 菌種 | Bacillus coagulans | – | – | ABC等六株 乳酸菌共生複合菌 |
| 產孢性 | 具內生孢子 | 無孢子型態 | 無孢子型態 | 無孢子型態 |
| 耐酸性 | pH3.5-4.0•2hr →菌數不變 pH2.0•2hr →菌數下降25﹪ | pH3.5-4.0•2hr →菌數下降25﹪ pH2.0•2hr →菌數下降70﹪ | pH3.5-4.0•2hr →菌數微量減少 pH2.0•2hr →菌數下降30﹪ | pH3.5-4.0•2hr →→完全死滅 pH2.0•2hr →→完全死滅 |
| 耐熱性 | 90℃、15min | 60℃以下 | 60℃以下 | 60℃以下 |
| 耐氧性 | 兼性菌 | 厭氧性菌 | 厭氧性菌 | 厭氧性菌 |
耐保存性 (耐儲存性) | 適合室溫保存 | 需冷藏 | 需冷藏 | 需冷藏 |