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益生菌是促進(jìn)健康的微生物，在腸道微生物組學(xué)領(lǐng)域也被認(rèn)為是下一代生物療法。

乳酸菌(Lactobacillus)，乳球菌(Lactococcus)，芽孢桿菌(Bacillus)，鏈球菌(Streptococcus)，雙歧桿菌(Bifidobacterium)，小球菌(Pediococcus)和丙酸桿菌屬(Propionibacterium)是眾所周知的益生菌。

酵母（如啤酒酵母，卡里斯伯格葡萄球菌和布拉氏酵母）和真菌（如黑曲霉和米曲霉）也被視為益生菌。

然而，最常見的益生菌屬是乳桿菌和雙歧桿菌。到2020年3月，乳桿菌屬包含261個遺傳多樣性物種。最近，一群科學(xué)家根據(jù)全基因組測序?qū)⑵渲匦路诸悶?5屬。當(dāng)前分類學(xué)分類的更新可能有助于理解益生菌有益健康的機(jī)制。

除調(diào)節(jié)腸道功能外，益生菌還通過其在人體內(nèi)的生物學(xué)機(jī)制與多種其他健康益處相關(guān)聯(lián)，例如大腦功能，增強(qiáng)免疫力，降低膽固醇和促進(jìn)代謝穩(wěn)態(tài)。益生菌可以產(chǎn)生短鏈脂肪酸，維生素，酶，有機(jī)酸和抗菌肽。這些化合物參與人體的生理功能。

《益生菌補(bǔ)充劑市場-2020-2025年全球展望與預(yù)測》報告說，人們對免疫健康的關(guān)注增加導(dǎo)致COVID-19大流行期間益生菌補(bǔ)充劑的市場增長。

最近關(guān)于“益生菌市場-增長，趨勢和預(yù)測”的報告預(yù)測，到2024年，全球益生菌市場將達(dá)到768.5億美元，在2020年至2025年的預(yù)測期內(nèi)復(fù)合年增長率為8.15％。

該報告還指出，由于在益生菌強(qiáng)化食品中對顯著應(yīng)用的需求不斷增長，細(xì)菌市場將以最快的復(fù)合年增長率增長。

益生菌通過它們在體內(nèi)的生物學(xué)機(jī)制提供各種健康益處?！叭祟愇⑸锝M計劃”報告說，人體中其他細(xì)菌細(xì)胞的數(shù)量約為人體細(xì)胞數(shù)量的10倍。這些細(xì)菌還包括有益微生物，它們在維持人類健康方面也起著至關(guān)重要的作用。益生菌會產(chǎn)生短鏈脂肪酸，酶，乳酸，還會分泌殺死致病細(xì)菌菌株的抗菌肽。這些細(xì)菌素被認(rèn)為是“天然防腐劑” 。

益生菌也與營養(yǎng)物與病原體競爭，從而抑制在結(jié)腸腔框致病細(xì)菌粘附，從而改善粘液產(chǎn)生，這反過來又增強(qiáng)了免疫系統(tǒng)刺激腸上皮屏障。

益生菌減少通過膽鹽水解酶[毒素]，并通過其它的酶活性提高體內(nèi)的養(yǎng)分生物利用度。一些益生菌甚至有可能分泌有助于疾病治療的特定抗癌和抗氧化代謝產(chǎn)物。

內(nèi)源性補(bǔ)充益生菌可以幫助抗生素治療后腸道微生物組的補(bǔ)充。與抗生素一起使用或在抗生素治療后食用益生菌可以預(yù)防與抗生素有關(guān)的腹瀉。

除了增強(qiáng)消化健康，益生菌還與大腦功能有關(guān)，有助于治療腸易激綜合征，降低血液中的低密度脂蛋白水平，預(yù)防女性的陰道和尿道感染（酵母/細(xì)菌），預(yù)防胰腺炎和改善胰腺健康，促進(jìn)呼吸道健康，抑制腫瘤發(fā)生，調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，促進(jìn)代謝穩(wěn)態(tài)。

此外，益生菌有助于治療代謝紊亂，如糖尿病、非酒精性脂肪肝和心血管疾病、癌癥、口腔念珠菌感染和牙周炎。

因此需要知道自己缺乏哪些益生菌，以及整齊腸道菌群狀況來選擇合適的菌株和益生菌屬是不同應(yīng)用的關(guān)鍵。

益生菌的生物學(xué)作用可以基于它們的代謝過程進(jìn)行解釋，描述益生菌在人體中的重要性，即益生菌的生理作用。此類影響分為以下幾類：  

益生菌通過直接或間接影響抑制或激活信號通路調(diào)節(jié)的信號通路，參與代謝調(diào)節(jié)。益生菌粘附于腸粘膜進(jìn)行定植的能力及其與先天免疫反應(yīng)的相互作用可以調(diào)節(jié)腸上皮細(xì)胞的屏障功能，從而為宿主帶來健康益處。這些調(diào)節(jié)機(jī)制有助于對抗病原體，從而提高免疫力（免疫調(diào)節(jié)），增加抗氧化能力，改善腸道轉(zhuǎn)運，增強(qiáng)神經(jīng)反射（神經(jīng)調(diào)節(jié)），調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮功能和血壓，降低膽固醇水平，保持健康細(xì)胞和受損細(xì)胞的動態(tài)平衡。

益生菌活性的關(guān)鍵方面是合成活性代謝物。如：通過多種機(jī)制合成短鏈脂肪酸（乙酸、丁酸、丙酸），維生素（枯草芽孢桿菌合成B2、K2，B.megaterium 合成B12），菌株特有機(jī)制產(chǎn)生的信號分子（唾液乳桿菌LDR0723, BNL1059, RGS1746和CRL1528 菌株相關(guān)的細(xì)胞因子）。

益生菌可以提高微量營養(yǎng)素的生物利用度及其代謝。鐵以Fe²⁺形式吸收顯著；然而，在腸粘膜中，鐵與脫鐵蛋白結(jié)合，脫鐵蛋白將Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺（鐵蛋白）。腸道微生物群中的益生菌有助于將Fe³⁺還原為Fe²⁺，促進(jìn)十二指腸對鐵的吸收。

攝入乳酸菌可通過胞外酶提高鐵的吸收率和相對鐵的生物利用度。益生菌在增強(qiáng)鈣吸收以及通過結(jié)腸發(fā)酵改善鈣吸收方面起著重要作用。益生菌參與維生素D的合成和吸收。這些例子解釋了益生菌在提高人體維生素和礦物質(zhì)的生物利用度方面的作用。

益生菌的預(yù)防機(jī)制有助于預(yù)防疾病，降低感染、1型過敏、病毒感染和癌癥的風(fēng)險。此外，還有益生菌預(yù)防在細(xì)菌性陰道病治療中的作用。重要的是，一些介入性臨床試驗正在進(jìn)行，以了解益生菌預(yù)防的有效性。一些正在進(jìn)行的臨床試驗是益生菌預(yù)防微生物組調(diào)節(jié)和預(yù)防嚴(yán)重感染。

益生菌科學(xué)涵蓋了從微生物學(xué)到食品加工的各個方面，并且已在營養(yǎng)保健品和功能食品，牙科保健療法，皮膚護(hù)理，腫瘤學(xué)，腸胃病學(xué)，免疫學(xué)和神經(jīng)內(nèi)分泌學(xué)等各個領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

通常，益生菌是口服給藥的，并且可以以功能性食品，膳食補(bǔ)充劑和藥物（藥用益生菌）的形式在市場上買到。但人們更喜歡食物而不是補(bǔ)充劑/藥物。

糧農(nóng)組織/世衛(wèi)組織2002年報告指出，食品中益生菌的生存能力必須足以賦予健康。另外，據(jù)報道，益生菌食品應(yīng)至少含有10⁶ CFU / g的活的微生物的生存力。然而，益生菌的穩(wěn)定性是口服攝入靶向結(jié)腸時最需要考慮的問題。有必要在胃腸道（GI）轉(zhuǎn)運過程中維持其生存能力，以提高其功效。

此外，益生菌需要在加工，儲存和消化過程中防止各種壓力因素的影響。益生菌的不同菌株顯示出其能力的變化，例如功能特性，穩(wěn)定性和功效。益生菌的穩(wěn)定性可以通過各種策略來改善，例如通過預(yù)處理，誘變，選擇性壓力處理以及通過組學(xué)技術(shù)進(jìn)行基因改造等來適應(yīng)環(huán)境和選擇。

然而，一些這些方法中的可能改變的益生菌的潛力，并且還遺傳修飾的菌株不能很好轉(zhuǎn)化到食品應(yīng)用。事實證明，封裝是保護(hù)益生菌以確保其穩(wěn)定性而不改變天然菌株特性的最佳方法。

益生菌的包封提供了保護(hù)作用，這些包封材料通過增強(qiáng)抗逆性來穩(wěn)定益生菌在加工，儲存和作用部位時的穩(wěn)定性。因此，封裝過程也賦予了靶向遞送。配方是針對目標(biāo)給藥系統(tǒng)的關(guān)鍵考慮因素之一，可以通過適當(dāng)設(shè)計工藝來開發(fā)。

有許多方法可將益生菌輸送到結(jié)腸的降結(jié)腸。例如聚合物/脂質(zhì)涂覆的，pH控制的，磁性/酶觸發(fā)的和基于配體受體的遞送系統(tǒng)。牛奶，酸奶，奶酪，冰淇淋，蜂蜜，巧克力和發(fā)酵食品（大米/水果/蔬菜）是益生菌的天然遞送系統(tǒng)。

此外，益生元是支持益生菌遞送至結(jié)腸（如包封劑），并在所有情況下，不易消化的食物成分，滋養(yǎng)微生物的益生菌。天然的益生元包括生香蕉，洋蔥，大蒜，甘蔗，朝鮮薊，和菊苣和雪蓮果[根部]，并且是市售的如抗性淀粉，菊粉，乳果糖，乳糖醇，乳果糖，低聚果糖（FOS），低聚木糖，低聚半乳糖。

通常，微生物的生存能力高度取決于多種因素，如基質(zhì)，貯存溫度，濕度，pH值，和氧水平。包封基質(zhì)提高了益生菌的抗逆性。因此，當(dāng)兩種益生菌以基質(zhì)形式組合時，協(xié)同合生作用方法可確保共同施用的益生菌的穩(wěn)定性。同樣，這有助于在整個保質(zhì)期內(nèi)保持益生菌的潛力。

通過口服途徑攝入的益生菌在消化道中會遇到多種壓力環(huán)境。例如，人類消化系統(tǒng)的pH值是可變的。大約，口腔的pH值為6–7，胃的pH值較低，為1–3，小腸和大腸的pH值在6到7之間。由于胃的低pH條件和小腸的高膽鹽含量，維持到達(dá)大腸（結(jié)腸作用靶點）的益生菌的活性是一個挑戰(zhàn)。

因此，在任何功能性益生菌食品的開發(fā)過程中，益生菌的適當(dāng)保護(hù)是至關(guān)重要的。除人體條件外，其他因素，如：加工溫度、封裝/基質(zhì)材料的pH值、產(chǎn)品中的氧氣水平、其他競爭細(xì)菌的存在以及代謝物的毒性等，都會影響益生菌的生存能力。在這種情況下，在儲存期間，產(chǎn)品的溫度和水分含量是需要考慮的主要因素。此外，干燥的益生菌的再水化和溶解度行為與它們的生存和復(fù)蘇有關(guān)。

已經(jīng)開發(fā)了各種技術(shù)來提高益生菌對外界脅迫的耐受性，從而通過食物基質(zhì)修飾和采用過程工程方法來增強(qiáng)腸道微生物群的定植。在這方面，食品基質(zhì)的選擇和配方是技術(shù)性能和益生菌穩(wěn)定性的關(guān)鍵考慮因素。

將益生菌封裝為粉末制劑可以保護(hù)這些活的微生物，提高其穩(wěn)定性，并在靶向給藥方面提供益處。

重要的是，在優(yōu)化益生菌封裝方法的過程中，必須在封裝過程前后建立微生物穩(wěn)定性、功能性、安全性、有效性和靶向能力。

Yoha et al., Probiotics & Antimicro. Prot. 2021

上圖解釋了根據(jù)FAO/WHO指南評估食品用益生菌所涉及的各種篩選部分。為了保持益生菌的特性，封裝方法應(yīng)該考慮以下幾個方面。

已經(jīng)探索了各種技術(shù)來封裝益生菌（下圖）。盡管所有這些方法的重點是保護(hù)益生菌的生存能力/穩(wěn)定性，但每種技術(shù)的概念都是獨特的，并對產(chǎn)品質(zhì)量有直接影響。

Yoha et al., Probiotics & Antimicro. Prot. 2021

加工條件被認(rèn)為是主要因素，是負(fù)責(zé)保留質(zhì)量和活力的膠囊益生菌。此外，不同的壁材料已被探索作為保護(hù)/涂層劑用于封裝益生菌。

它們來源于膳食纖維、多糖、蛋白質(zhì)和合成聚合物。

通常，選擇取決于它們的功能性、成膜能力、穩(wěn)定性、溶解性、消化率和釋放特性。為了獲得所需的性能，還可以使用壁材的組合或乳化劑/填充劑的添加。

然而，大多數(shù)已建立的益生菌封裝方法只考慮了益生菌的生存能力，而沒有考慮益生菌的功能或特性。在益生菌的封裝/干燥過程中，細(xì)胞的表面性質(zhì)及其功能性會受到影響。這可能會影響益生菌的特性，如聚集（自聚集和共聚集）特性、腸粘液粘附能力、拮抗活性和膽鹽水解酶活性。

因此，未來的研究除了探討微囊化益生菌的生存能力外，還需要探索微囊化益生菌的功能特性，從而更好地關(guān)注微囊化益生菌的健康益處。

未封裝的益生菌（游離細(xì)胞）在高溫、高操作壓力、剪切應(yīng)力和低胃pH下失去活力，進(jìn)而導(dǎo)致益生菌細(xì)胞計數(shù)和性能的耗盡。

封裝過程可以通過將益生菌包埋在保護(hù)壁材料/基質(zhì)中來保護(hù)益生菌。益生元材料，如FOS、菊糖和填充材料，如麥芽糊精（MD）、乳清蛋白（WP）、乳清分離蛋白（WPI）、乳清濃縮蛋白（WPC）、海藻酸鈉、明膠，并在改善益生菌在不同外部環(huán)境中的穩(wěn)定性方面發(fā)揮了重要作用。

下圖詳述了據(jù)報道用于封裝益生菌的不同壁材料。

Yoha et al., Probiotics & Antimicro. Prot. 2021

在通過胃腸道的不利和波動條件的運輸過程中，包埋可以為益生菌提供顯著的保護(hù)。

例如微膠囊化對益生菌的貯藏穩(wěn)定性和貯藏后性能有顯著的影響。且膠囊化益生菌的后酸化過程比非膠囊化益生菌慢。

一項關(guān)于抗生素與膠囊型益生菌（抗生素敏感型益生菌）合用效果的研究顯示，膠囊型益生菌對抗生素耐藥病原體的治療效果有所提高。此外，抗生素治療可以殺死目標(biāo)病原體以外的有益細(xì)菌；因此，為了滋養(yǎng)腸道微生物，益生菌的補(bǔ)充是必要的。

封裝的益生菌有一個由海藻酸鈉或其他合適的生物相容性材料組成的保護(hù)殼，可以抵御抗生素。生物相容性脂質(zhì)涂層提供腸道微生物的生物界面超分子自組裝，用于增強(qiáng)口服給藥和治療。

研究人員和工業(yè)界已經(jīng)探索了不同的封裝方法來封裝感興趣的不同成分。作為公認(rèn)的優(yōu)點，膠囊益生菌可以提供更好的范圍，有針對性的 “交付”。本節(jié)解釋了每種技術(shù)的概念以及最近在益生菌的封裝效率、生存能力和穩(wěn)定性方面的應(yīng)用。

下表總結(jié)了不同的封裝技術(shù)。

傳統(tǒng)方法

新型方法

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益生菌的封裝可以保護(hù)細(xì)胞直至到達(dá)結(jié)腸的生存能力，從而提高了到達(dá)腸道遠(yuǎn)端（胃腸道下部）后益生菌功能的有效性。益生菌遞送的確認(rèn)可以首先通過體外研究使用模擬的靜態(tài)體外消化或動態(tài)體外消化系統(tǒng)（模擬器）來完成。這些可以為目標(biāo)交付提供概念證明。此外，需要對益生菌的體內(nèi)研究來獲得對這種益生菌的現(xiàn)實看法以及對健康影響，功效和安全性進(jìn)行深入研究的需要。

可以在控制溫度，pH和連續(xù)搖動條件下，使用模擬消化液（例如模擬唾液（SSF），模擬胃液（SGF）和模擬腸液（SIF））進(jìn)行體外消化研究。盡管如此，這些還是很少地模仿消化過程（下圖）。

Yoha et al., Probiotics & Antimicro. Prot. 2021

de Almeida Paula等人評估了在模擬的GI條件下植物乳桿菌的雙過程微囊化對益生菌存活的效率。報告說，與游離細(xì)胞（25％）相比，微囊化植物乳桿菌中的細(xì)胞活力更高（80.4 ％）。

靜態(tài)模型只能代表胃腸道中的生化過程，但不能提供動態(tài)環(huán)境，例如對胃的恒定物理力（軸向和剪切力），胃排空，用于腸蠕動的非自愿肌肉的同步收縮，反饋機(jī)制，以及餐食和常駐微生物區(qū)系的影響。為了解決這些挑戰(zhàn)，已經(jīng)開發(fā)了動態(tài)體外消化模型。

人類上消化道的動力學(xué)模型模擬了上消化道運輸?shù)氖录?。該模型由胃（胃）和十二指腸反應(yīng)器組成，可用于驗證從人，動物和發(fā)酵乳制品中分離出的益生菌的存活率。該模型考慮了進(jìn)餐時胃中存在pH值以及小腸中的膽汁鹽的pH值變化。特別是，它證明了膳食以及包封基質(zhì)對益生菌生存力的影響。

模擬人腸道微生物生態(tài)系統(tǒng)（SHIME?）是計算機(jī)控制的模擬人胃腸道模型。該模型由五個反應(yīng)器組成，這些反應(yīng)器模擬從胃到大腸的降結(jié)腸。胃反應(yīng)器通過胃蛋白酶消化模擬酸性環(huán)境，小腸反應(yīng)器為消化過程提供膽汁條件，大腸的三個反應(yīng)器模擬結(jié)腸的不同區(qū)域（上升，橫向和下降），有助于研究結(jié)腸的差異。微生物過程。

研究使用SHIME?評估了藻酸鹽-殼聚糖微囊化嗜酸乳桿菌的靶向遞送，確認(rèn)了益生菌在目標(biāo)部位的成功遞送。

胃腸道模擬器（SIMGI?）是一種多隔室的GI模型，旨在模擬胃，小腸和大腸（具有上升，橫向和下降結(jié)腸隔室）的消化過程。SIMGI?系統(tǒng)可以處理結(jié)腸菌群的增殖。 

一項研究補(bǔ)充植物乳桿菌CLC17對多酚代謝的影響。他們將SIMGI?模型用于模擬的GI消化，并通過qPCR（定量聚合酶鏈反應(yīng)）和16S rRNA基因序列分析對微生物群組成進(jìn)行了定量。結(jié)果推斷該菌株可以成功地在結(jié)腸區(qū)域的區(qū)室中遞送。

另一項使用SIMGI?模型研究了納米銀顆粒對人體腸道菌群的影響，并報道納米顆粒不影響人體腸道菌群的代謝活性。

人工結(jié)腸（ARCOL）是模擬結(jié)腸（大腸）消化的單室模型。它可以與任何其他動態(tài)上層GI系統(tǒng)一起使用。腸道菌群的組成及其活性可以使用ARCOL模型進(jìn)行研究。此外，該模型中存在的透析纖維模仿了微生物代謝產(chǎn)物的被動吸收。

TNO胃腸模型（TNO）系統(tǒng)具有TIM-1（由胃，十二指腸，空腸和回腸組成）和TIM-2（大腸）兩種模型。Marteau等首先研究了使用TIM-1的乳酸菌的存活率，并報道了它可用于驗證胃腸道轉(zhuǎn)運過程中益生菌的生存能力。

Cordonnier等使用TIM -1和ARCOL動態(tài)仿真器研究釀酒酵母的存活動力學(xué)以及CNCM I-3856及其對腸道菌群的影響。結(jié)果表明，益生菌菌株在上消化道中具有較高的存活率，而該菌株對結(jié)腸條件更敏感。

Venema等使用TNO GI模型（TIM-1系統(tǒng)）研究了多層包被的益生菌菌株（加氏乳桿菌PA 16/8，長雙歧桿菌SP 07/3和雙歧雙歧桿菌MF 20/5）的存活率-胃和小腸的體外模型。他們報告說，胃存活率雙歧桿菌和乳桿菌分別以72％和53％的比例被遞送到小腸。因此，與未包衣的益生菌菌株相比，益生菌菌株的腸溶衣提供的活細(xì)胞遞送增加了20–40倍。

胃腸道模擬器（GITS）是模擬人類胃腸道狀況的單個生物反應(yīng)器。

Sumeri等使用GITS研究了不同的益生菌（嗜酸乳桿菌La-5，約翰遜乳桿菌NCC533，干酪乳桿菌Shirota和鼠李糖乳桿菌GG）的存活率，并報道了嗜酸乳桿菌La-5和約翰遜乳桿菌NCC533對膽汁鹽表現(xiàn)出更高的抗性，而干酪乳桿菌菌株Shirota和鼠李糖乳桿菌GG的生存能力降低。

胃腸道消化模擬器（GIDS）-一種半動態(tài)體外胃腸道模型，其模擬“禁食模式”，即空腹消化-添加樣品前不含消化液。唾液在喂入胃反應(yīng)器之前被人工添加到外面，以模擬口腔消化。

Adouard等人專門為益生菌開發(fā)了這個模型，并建立了它來評估整個人類胃腸道的益生菌生存能力。GIDS系統(tǒng)為識別到達(dá)結(jié)腸的目標(biāo)菌株提供了有效的見解。

Moumita等人使用定制的體外GI模型研究了膠囊化乳酸菌的GI耐受性。對游離型和包封型乳酸菌進(jìn)行了消化，觀察到包封型乳酸菌在消化過程中的變化。

嗜酸菌NCIM-2660與游離菌相比表現(xiàn)出更高的抗性。除了封裝外，抗應(yīng)力/耐應(yīng)力條件與應(yīng)變有關(guān)。設(shè)計體外胃腸道模型，觀察益生菌菌株在10.25小時（包括2小時胃、0.25小時十二指腸、3小時空腸、4小時回腸和1小時盲腸5個隔室）的釋放和活力，并觀察益生菌菌株的釋放。在SGIF（模擬胃腸液）中，在pH值（6.0–6.5）范圍內(nèi)釋放益生菌菌株，因此，在小腸的空腸腔中發(fā)現(xiàn)了活性益生菌。

Parthasarathi等人開發(fā)了一種工程化的小腸系統(tǒng)，以研究腸吸收和灌注過程以及粘膜層的干擾。它由一個與蠕動泵、pH計、供體、受體和緩沖循環(huán)室相連的灌注室組成。小動物（大鼠/雞）的小腸可與該模型相吻合，該模型模擬了精確的體內(nèi)模型。

Parthasarathi等人在這種工程化小腸系統(tǒng)中使用大鼠小腸來研究生物活性化合物的腸道通透性，并報告所開發(fā)的系統(tǒng)非常適合腸道通透性的被動擴(kuò)散。

利用這種方法研究了納米膠囊化玉米醇溶蛋白-白藜蘆醇的生物利用度，改進(jìn)后的方法可以推廣到益生菌。

其他一些系統(tǒng)，如M.I.D.A.（嬰兒消化器官模型）、動態(tài)胃模型（DGM）、人類胃模擬器（HGS）、DIDGI? 系統(tǒng)和工程化胃和小腸（ESIN）已被用于評估食物的消化率、溶解特性、營養(yǎng)素的吸收和生物可利用性，包括藥物應(yīng)用。

在BALB/c小鼠中評估了逐層包裹的凝結(jié)芽孢桿菌的靶向遞送，并報告了逐層涂層可提高益生菌的存活率。此外，他們還利用豬小腸進(jìn)行了粘液粘附和腸道定植研究，并通過使用活體成像系統(tǒng)（IVIS）軟件進(jìn)行生物發(fā)光成像，觀察到益生菌在短時間內(nèi)與腸組織良好粘附。

Coelho Rocha等人通過口服給藥研究了C57BL/6小鼠體內(nèi)微囊化和非微囊化乳酸菌的存活情況，并通過共聚焦顯微鏡和qRT PCR（定量逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)）分析了小鼠的腸道切片。結(jié)果確保在腸的不同部分存在活的乳酸菌。研究人員觀察到，包封乳酸菌和非包封乳酸菌在十二指腸和空腸切片中均有較高的相對表達(dá)，而回腸和結(jié)腸切片中僅在包封乳酸菌中觀察到相對表達(dá)。

上述體內(nèi)研究實例可證實益生菌在作用靶點的遞送；盡管如此，還需要證據(jù)證明它們的健康主張/功效/健康用途路徑。

包囊技術(shù)的范圍提供了貨架穩(wěn)定的益生菌。然而，監(jiān)管問題存儲期間與在環(huán)境條件下益生菌的貯存穩(wěn)定性產(chǎn)生。市場上的大多數(shù)益生菌產(chǎn)品都需要冷藏。但事實上，即使是膠囊形式，也應(yīng)至少在打開包裝后進(jìn)行冷藏以保持益生菌的效力，因為大氣中的潮濕條件會導(dǎo)致代謝發(fā)酵或降解。

尤其是在益生菌果汁中，由于高有機(jī)酸含量需要冷藏，因此酸性脅迫是一個挑戰(zhàn)。

通過選擇特定的彈性基因型益生菌（如形成孢子的益生菌）可以克服這一挑戰(zhàn)。包封方法與益生菌的選擇性菌株一起，即使在非冷藏條件下也將提高貨架期。

在應(yīng)用的基礎(chǔ)上，益生菌在各種疾病的治療中起著至關(guān)重要的作用，如本文前面的部分所述。有趣的是，益生菌在病毒感染中的作用-“抗病毒益生菌”是醫(yī)學(xué)界的一個新概念。最近許多研究都集中在使用益生菌的急性呼吸道感染的治療，考慮到涉及通過腸道-肺軸腸肺串?dāng)_科學(xué)。

益生菌的免疫調(diào)節(jié)和預(yù)防機(jī)制可用于治療/預(yù)防病毒感染。眾所周知，腸道益生菌介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)通過細(xì)胞因子的分泌來上調(diào)呼吸道粘膜免疫，從而預(yù)防呼吸道病毒感染。

有幾個關(guān)于益生菌防治呼吸道感染的干預(yù)臨床試驗報道（NCT01782755，NCT03449459，NCT03636191和NCT03683927）。

最近，國家衛(wèi)生委員會建議益生菌用于COVID-19感染的患者，以維持腸道菌群的平衡并預(yù)防繼發(fā)性細(xì)菌感染。此外，已經(jīng)在我國臨床試驗注冊中心（ChiCTR2000029974）下注冊了臨床試驗，以評估丁酸梭狀芽孢桿菌膠囊和凝結(jié)芽孢桿菌的有效性和安全性片治療新型冠狀病毒性肺炎患者并研究其作用機(jī)制。對益生菌及其新發(fā)現(xiàn)的認(rèn)識不斷提高，可能為改善人類健康的解決方案鋪平道路，并且封裝作用仍然至關(guān)重要。

這篇文章闡述了益生菌在人類健康中的作用以及為實現(xiàn)所需益處而對益生菌進(jìn)行封裝的必要性。

通過提供對人類口腔胃腸道的復(fù)雜途徑和一系列應(yīng)激環(huán)境的理解，來解釋對封裝的需求。益生菌的封裝已被證明具有保護(hù)益生菌和促進(jìn)其靶標(biāo)遞送的潛力。

益生菌的包封，靶向遞送以及菌群檢測方法以及包封對益生菌的作用等面臨的挑戰(zhàn)，是益生菌從研究進(jìn)入商業(yè)化所必須解決的。

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參考文獻(xiàn)