文：Wendy Wang 來源：Foodaily每日食品（ID：foodaily）
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如何抓住益生菌產品超過400億美元的商機？
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進入21世紀以來，人類對於益生菌的探索步伐明顯加速。全球消費者對益生菌的認知與接受度正達到一個前所未有的高度。含益生菌產品的銷售數據也一路高歌猛進。益生菌恢弘的商業版圖正吸引著全球食品產業的矚目！
Market Research Future的一份最新報告預測，2019年到2025年，全球益生菌製劑市場的年均複合增長率將達到8.48%，預計高達32.6億美元，其中大部分（17.5億美元）將用於功能性食品與飲料。而2019年，全球所有益生菌相關產業的總市場規模已經超過400億美元。
在益生菌產業發展中，科學研究無疑起到重要的支撐作用。無論是改善情緒、促進智力發育，還是強化骨密度，改善膽固醇代謝，每一項新的發現都能引發商業熱潮，成為食品產業的增長新動能。
今天，就讓Foodaily帶領大家一起洞察益生菌領域近幾年發生了哪些值得關注的新動向，這些動向將如何拓展益生菌的商業空間。
益生作用，不止於腸道
發酵乳製品、康普茶、泡菜……各類含益生菌食品的包裝宣稱和廣告已經讓消費者將它們與腸道健康牢牢綁定。但隨著對益生菌的瞭解不斷深入，研究人員發現其益處遠遠不止於腸道。
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起源於本世紀初的腦腸軸研究便是突破固有認知的一個典型例子。研究表明，腸道菌群藉助代謝產物參與神經系統的調控，補充益生菌將有助於改善認知、記憶等大腦功能。
大量薈萃分析表明，益生菌在改善睡眠、緩解焦慮/壓力及調節情緒狀態方面顯示出良好效果。《普通精神病學（General Psychiatry）》上發表的一篇研究綜述認為，通過使用益生菌與非益生菌食品及補充劑來調節腸道中的微生物，有助於緩解焦慮。2019年3月，對38名健康志願者進行的一項雙盲安慰對照研究也表明，益生菌的攝入對抑鬱情緒狀態和睡眠質量有積極影響。
此外，益生菌對炎症反應、心臟健康、運動機能及免疫系統等多方面均具有潛在益處。在一項臨床試驗中，DeerlandProbiotics & Enzymes公司的枯草芽孢桿菌DE111補充劑有助於組織恢復、降低受傷的可能性並降低體脂，還可顯著降低腫瘤壞死因子α(TNF-a)；杜邦公司的HOWARU Protect Prenatal+可支持孕期及產後母嬰健康，不僅能夠促進孕婦陰道健康，還可支持孕婦的健康血糖水平及母嬰的免疫功能；ROELMI HPC公司開發的乳酸菌屬與雙歧桿菌屬的專利菌株synballance系列，更是涉及多個目標健康領域，如皮膚炎症、認知功能、泌尿生殖支持、懷孕、心臟代謝健康以及運動和能量支持。
科研成果直接激發出益生菌市場的更大活力。據歐睿國際（EuromonitorInternational）的調查顯示，越來越多的消費者使用益生菌產品來支持記憶（24%的受訪者）、美容/皮膚健康（24%）、能量（22%）和情緒/放鬆（21%）。
新技術讓益生潛力完美變現
研究人員在不斷挖掘益生菌的潛能，而製造商們則通過改進技術與工藝讓這些潛能落地，真正造福於人們。
孢子益生菌
近年來，益生菌市場的一大重要進展是發現了可以形成孢子的益生菌。通過極端條件下的“應激”反應來形成孢子，可以幫助菌種提高抗逆性，使之比一般益生菌更能抵抗pH、熱、冷和壓力等極端條件。應用這些孢子，可以提高菌種在不同生產工藝下的成活率和在腸胃中的定植率，使它們更適合添加在日常的食品和飲料中來強化功能。
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這一成果徹底改變了益生菌類產品的面貌，打破了傳統市場“只有酸奶中會含有益生菌”的思維桎梏，開闢了更多可能。孢子型益生菌如今幾乎可以添加到任何產品中，包括茶、咖啡、燕麥片、鬆餅、披薩、薯片甚至是花生醬。
眾所周知，凝結芽孢桿菌GanedenBC30是孢子型益生菌最成功的商業化產品。其特有的極強耐受力使其可用於熱、冷、冷凍等各類儲藏和食用、烹製條件，覆蓋900多種食品飲料。2016年，Ganeden公司進行的一項研究表明：BC30與酪蛋白一起服用時，比單獨使用酪蛋白更能有效地減少運動後的肌肉損傷。事實上，BC30同樣能促進消化道對植物蛋白的消化吸收，可減少結腸中過量未消化的蛋白質，促進結腸環境健康。BC30是唯一一種已證實的對蛋白質消化有影響的凝結芽孢桿菌。
基因工程益生菌
儘管圍繞轉基因食物的爭論仍將長期持續下去，但是對於通過基因手段獲得特殊性能的益生菌，從而不斷拓寬益生菌應用，最終推動功能食品創新，毫無疑問早已成為行業共識。
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2019年，美國基因工程公司ZBiotics推出市場上首個商業化基因工程益生菌製品Zbiotics。產品採用專利菌株枯草芽孢桿菌ZB183，利用同源重組技術，將人體肝臟內促進乙醛分解的DNA片段，在自身DNA中複製表達。將此種益生菌加入到常規飲料中，就變成一款抗宿醉飲品。與市面上加入植物提取物獲得抗宿醉功能的同類型飲料相比，
益生菌抗宿醉飲料能夠同時實現優化腸道微生態、促進消化和免疫提升等多重功效，明顯具有更好的市場前景。
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基因工程藉助益生菌實現以往難以想象的生理訴求，為“藥食同源”賦予另一種更直觀的含義。
比利時公司Actobio Therapeutics在一種能夠生產乳酪的細菌體內用基因手段表達2種藥物成分，刺激調節性T細胞，以指導免疫系統停止攻擊胰島素生成細胞。利用此種原理製成的口服制劑，能夠在有限時間內使1型糖尿病患者不需要使用胰島素，或在診斷後延遲對胰島素的需求。
這裡不妨展開一下想象：用這種細菌生產的乳酪或其他發酵乳製品，是否可以成為糖尿病人日常生活中的美味藥丸？
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數量vs穩定性，誰更重要？
2019年5月，第14屆益生菌與健康國際研討會發布《益生菌科學共識》（2019年版），提出益生菌的3個核心特徵：①足夠數量；②活菌狀態；③有益健康功能。這種描述傳遞出2個信息：1、數量的確是益生菌發揮功效的一個重要參照指標；2、數量不是唯一，或者說是最重要的指標。活菌狀態同樣需要重視。
一粒膠囊，可能含有高達2000億CFU益生菌。然而，沒有研究表明高CFU對健康更有益，真正重要的是生存能力、穩定性和適應性。
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許多菌株是脆弱的，對加工條件極其敏感，只能使用在冷藏乳製品中。而孢子型菌株形成保護殼的能力使它們能夠承受更嚴苛的加工過程，如粉末混合、高溫短時殺菌、高壓、巴氏殺菌、煮沸和冷凍。
孢子型菌株的少數配方挑戰之一是貨架穩定的液體飲料，目前已有瓶蓋分配器和吸管技術等解決方案。乳酸菌和雙歧桿菌是發酵乳製品的傳統菌株。有效劑量、貨架期和成本效益之間的平衡取決於菌株類型、pH值、發酵溫度（影響益生菌生長）、儲存溫度、包裝類型（氧氣傳遞性）、加工步驟（熱處理和均質化）以及與其他成分的相互作用（水果，穀物和甜味劑）都會對益生菌的生存能力造成不利影響。
Triphase Pharmaceuticals PVT公司創始人兼首席執行官Shrilakshmi Desiraju博士認為，保持凍幹菌株的活力頗具挑戰，但可以通過使用溫度穩定的TSP菌株來克服。該公司的TSP菌株可以在加工過程中的適當工序進行配製，以保持低水分活度並在室溫下提供18個月的貨架期。
由於食品基質更為複雜，諸如pH值、酸和花青素等小分子成分的影響，含益生菌的非乳基食品的貨架期明顯短於膳食補充劑。將製冷和pH平衡等技術結合有助於維持菌株代謝活性，避免果汁、發酵培養基（如康普茶）或植物基酸奶等液體的變質。
在貨架穩定的飲料中，將益生菌隔離在瓶蓋或吸管等獨立空間中的輔助包裝，有助於在食用前保護益生菌並釋放適當的劑量。
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水分活度在控制固體食物形式（如早餐穀物、薯條、巧克力、糖果、餅乾、零食、花生醬和格蘭諾拉穀物棒）的益生菌穩定性和生存能力中起著關鍵作用。一般來說，要滿足25℃下12個月的貨架期，水分活度應小於0.25。巧克力和花生醬是水分活度準則的例外，因為它們的脂肪基質可以支持益生菌的穩定性，水分活度可高達0.4。
冰淇淋可以使益生菌存活一年以上。重要的是將冰淇淋基料保持在中性或接近中性的pH值，具有較高的總固體含量，特別是脂肪含量。高充氣冰淇淋存在充氣過多的問題，氧氣暴露的增加會干擾益生菌存活。
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為益生菌重寫家譜：很難，但值得去做！
隨著研究範圍的擴大，益生菌產業及科學界對益生菌的理解也在發生變化。其中最大的變化在於對益生菌的分類和命名。
根據《原核生物國際命名規則Principle of the InternationalCode of Nomenclature of Prokaryotes》（2008年修訂版）的原則，分類學名稱應該保持穩定。而目前的乳酸菌屬種類過於龐雜，2017年，乳酸菌家族超過260種菌株且仍在不斷增加，已經成為細菌分類學中最大的種屬之一，超過了可接受的“正常多樣性”，其穩定性正岌岌可危。
圖片來源：theartofmed.wordpress.com
益生菌菌株的分類學分析對於基礎研究和應用研究都十分必要，因為在菌種和菌株水平上的可靠識別是進行安全評估、質量保證和非欺騙性標記的基礎。這意味著與類似的屬相比，保持群體的合理緊湊和獨特性必不可少。因此，這個特殊的“生物部落”必須被精準劃分並重新分類。
Salvetti等人利用系統發育分析（即核糖體蛋白質和一組管家基因的多位點序列分析）、平均氨基酸特性及保守蛋白質百分比評估相結合的方法，分析了269種乳酸菌和相關物種，發現目前的乳酸菌屬可劃分為至少10個進化類群。每一個類群將至少代表一個新屬。在這些類群中，至少有7個具有重要商業價值。Salvetti研究小組對乳酸菌屬進行了完整的重新分類，並最終向原核生物系統學國際委員會（TheInternational Committee on Systematics of Prokaryotes, ICSP）提交了研究結果。
乳酸菌屬可劃分為10個進化類群。圖片來源：naturalproducts insider
一旦ICSP在其官方期刊《國際系統與進化微生物學雜誌（the International Journal of Systematicand Evolutionary Microbiology）》上發佈新的命名法，都將被視為科學有效，受到官方認可的結果。
2018年10月乳酸菌產業平臺（theLactic Acid Bacteria Industrial Platform，LABIP）召開了一次研討會，討論各利益相關方對改變當前乳酸菌分類的興趣和意見。學術方與行業相關方達成共識：對乳酸菌的重新分類應以實現分類的穩定性為目標。儘管這可能會帶來新屬，但也為未來接納新菌株提供更大的靈活性。乳酸菌的屬名會改變，但有機體和種名不會改變，新的屬名將以“L”開頭以最大程度地減少干擾。
重新分類乳酸菌屬將帶來實質性的好處。通過創造更準確的命名法並降低當前乳酸菌屬的多樣性，可以更好地對其進行表徵、識別與交流，加深對其代謝、生態和特性的理解。緊湊、清晰、穩定的分類單元可以更好地反映物種間的遺傳親緣關係。這將是確定特定益生菌群歸屬和支持其作用機制的重要一步。
小結
在信息產業裡有一個著名的摩爾定律：即每隔18-24個月，整個行業的技術能力就會提高一倍（從2013年開始，這個速度降為每3年一倍）。摩爾定律對於其他行業產生了深刻影響。2013年，科學家就將摩爾定律應用到了地球生命複雜性的研究上。他們將摩爾定律中的晶體管換成了核苷酸，將電路換成了遺傳物質進行數學計算。結果顯示：有機生命的存在時間遠超過地球本身。
前寒武紀早期多細胞生命的藝術想象圖。圖片來源：biologyonline.com
在人類整體知識呈指數增長的背景下，益生菌科學研究和產業發展很可能會沿著摩爾之路走下去。我們可以很容易地發現：針對益生菌的研究論文和專利申請數量正在以指數級別快速增長。儘管益生菌產品的市場表現要相對溫和許多，但誰能斷言：這不是爆發前的寧靜呢？
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