益生菌钻研进展及其在宠物食品加工中的利用近况2024-11-07

伴侣动物已成为社会中极度沉要的成员，如犬在从前两个世纪里的社会角色已经从重要劳力（即监护、运输、放牧和狩猎）演变为可能胜任蕴含特殊行动（如接济、军事）、医治护理（如疾病检测、援手感官受损者）和陪划一工作的一系列角色�Ｋ伎嫉剿窃谌死嗌闹械闹拔辉嚼丛匠烈�，对于伴侣动物粮食的关注点也从能否提高其出产力转变为能否改善其健康、寿命和生涯质量。这种转变直接体此刻职能粮的出现，职能粮作为一种新兴产品，除提供必须的营养素表，更沉要的是可能推进机体健康。职能粮的有效成分蕴含植物提取物、纤维、关节补充剂、非必须营养素或微生物和酵母衍出产品，可通过阐扬预防或医治作用来提高宠物食品的价值。益生菌几个世纪以来一向用于人类食品发酵出产，如酸奶、奶酪、葡萄酒和面包等，近些年被视为健康食品的推进补充剂。但益生菌对宠物的功效是一个相对较新的钻研领域，文章对益生菌在宠物食品中的利用进行了综述并瞻望了潜在发展方向。

1 益生菌

益生菌是指对人类或动物有益的一类活性微生物，重要蕴含细菌和酵母等。对于动物而言，益生菌通常拥有提高其出产机能以及抗病力的作用，同时也拥有肯定的代替抗生素的潜力。益生菌是活的微生物，当赐与足够的量时，会给宿主健康带来益处，据估测，2020—2027年间益生菌强化食品市场预计将从480亿美元增长到940亿美元，复合年增长率为7.9%。然而相对于人类和畜禽，益生菌在猫和犬上的利用钻研仍较为不足。Pub Med数据库中1990—2021年间以“人类”和“益生菌”为关键词搜索中有关出版物超过20 000篇，而以“犬”和“益生菌”为关键词仅搜索到有关出版物仅有约250篇。只管钻研较少，但益生菌在宠物补充剂、食品和零食中得到急剧的推广利用，并且已经通过了部门临床实际。美国食品和药物治理局兽医中心与美国饲料节造官员协会（AAFCO）于1989年初次颁布了可用于猪和家禽等动物饲料的细菌和酵母生物清单，经过多年的订正，目前有41种非产毒细菌被以为可安全利用于伴侣动物食品中。我国农业村落部允许使用的饲料微生物增长剂的菌种有34种，分为乳酸菌类、芽孢杆菌类、酵母菌类和光合细菌类等。这些微生物能够凭据生理特点如细胞壁结构、耐氧性以及是否形成孢子来进行分类。

2 益生菌菌株选择尺度

通常来说，作为候选益生菌不只有满足安全和监管指南要求，还应对胃肠路中两种重要化学应激源（酸、胆汁盐）拥有肯定水平的抵抗力。此表，任何用于贸易加工宠物食品的菌株都应该在温度等表部前提产生变动或和食品自身化学成分（即基质酸度、氧气存在、水活性或存在微生物抑造剂）产生变动时阐发出较高的耐受性。宠物食品中增长益生菌与传统宠物食品相比能够提高产品的感知价值，但若是在选择益生菌时没有思考上述特点，现实利用成效难以保障。钻研人员通过对市面上的宠物食品调查钻研发现，53%的抽样贸易产品标签上的菌株分类和菌落形成单元保障值方面存在严沉不及，这批注必要对益生菌菌株活性进行验证，以确保动物食用时菌株的活性。

益生菌的代谢活动拥有菌株特异性，统一细菌的分歧菌种或菌株并非都拥有一样的代谢蹊径。肠球菌、乳杆菌和双歧杆菌是动物最常用的益生菌，它们的重要终产品为乳酸。传统意思上产乳酸菌株是革兰氏阳性厌氧菌或兼性厌氧菌且不形成孢子，但这些菌株会产生其他物质，例如过氧化氢和细菌素，这些物质会影响宿主微生物群。近期报路中系统评价了上述益生菌对犬的健康益处，蕴含改善粪便质量和对表观全消化路消化率、微生物发酵终产品以及免疫系统反映的综合影响。然而，可利用于食品中的营养细胞（正常生涯的细菌细胞）较易因烹饪和在胃肠路环境等压力而受损和殒命，因而必要使用例如微囊化等细胞�；ぜ际醯壤醇忧空庑┪⑸锏拇婊盥�。这是一个不休发展的钻研领域，对于含有非孢子形成益生菌的职能性食品的未来至关沉要。

3 宠物食品加工工艺对益生菌的影响

绝大无数宠物食品都需经过肯定水平的烹饪或灭菌，以达到耽搁保质期并降低病原微生物等在制品中悠久存在的风险的主张。热处置可削减或粉碎有害微生物活性，但若是处置不当，加热过程也可能对益生菌造成粉碎，导致其细胞表膜和肽聚糖壁、细胞质膜齐全性的失落以及细胞器、RNA、DNA和酶的变性，选用适当的加工步骤尤为沉要。

3.1 挤压

挤压是当今宠物食品贸易出产中使用最宽泛的技术，钻研批注在挤压过程中施加到食品的热能与机械能的比率会影响宠物食品颗粒的结构特点。嗜热微生物如芽孢杆菌菌种由于拥有较高的耐热性，可凭据其数量变动来判断加工工艺能否实现灭菌作用，因而该菌种被普遍利用于工艺验证钻研。Okelo等钻研中将挤压机机筒出口温度、糖浆进料水分含量和机筒停顿功夫等成分组合在一路形成了15种工艺组合，了局批注当饲料在24.5%水分含量、3 s停顿功夫和82℃或更高模具温度挤压时沙门氏菌无存活，嗜热芽孢杆菌仍有存活，证了然形成孢子的微生物在挤压过程中拥有存活下来的潜力。

3.2 蒸煮烹饪

大无数宠物食品的蒸煮烹饪过程必要在低酸高水分前提下注入蒸汽，使产品加热至121℃以上，主张是解除营养性病原体和凋落微生物以及肉毒杆菌孢子，最终使产品实现无菌。凭据食品成分和包装类型，在3～10 min的升温期间将杀菌锅升温，并于121℃下维持至少2 min，若是这种病原体刚好存在于原资料基质中，则维持功夫必须足够长以实现孢子数量的削减。烹饪过程的严苛前提使得最倔强的微生物也难以存活，但蕴含益生元和后生元等在内的职能性成分可能会被保留。

3.3 冷冻干燥

冷冻干燥被以为是一种相对和善的脱水过程，冷冻干燥过程没有表部热量并且使用冷冻干燥法去除水的速度很慢。随着市场对拥有高生物利用度和较少热处置的产品的需要不休增长，冷冻干燥的宠物食品和零食在从前十年中受到市场欢迎。由于产品在没有表部热量的情况下脱水，因而冷冻干燥不被视为烹饪过程，但凭据产品的设计，冻干宠物食品配方中使用的成分可所以预煮的或生的。宠物食品中使用的很多益生菌造剂最初都是借助�；ば越橹释ü涠掣稍锢幢Ａ舻�，这种�；ば越橹视兄谠し老赴ず偷鞍字室蛳赴酥辛魇侄芩�，从而耽搁了益生菌造就物的货架期。益生菌脱水后由于其细胞含水量已经很低，冻干过程中除去的水分重要来自细胞表周而非细胞内，因而比未脱水的益生菌更适合与粮食混合后进行冷冻干燥。对于未脱水的营养细胞，冻干过程会使细胞内形成冰晶，造成细胞膜结构的粉碎，从而危险细胞。革兰氏阴性菌的细胞壁内存在较薄的肽聚糖层和脂多糖，因而革兰氏阴性菌相对于革兰氏阳性菌株的存活率较低。然而，冷冻干燥对活细胞的粉碎作用不及以减轻食源性病原体的风险，因而很多冻干宠物食品和零食可能会经过独立于冻干循环的辐照或高压处置等对其进行额表加工。

3.4 烘焙

烘焙在面包、零食、蛋糕、玉米饼、糕点、馅饼、宠物零食、宠物食品等产品加工过程中利用宽泛。传统的烘焙产品重要由谷物粉组成，但基于肉类配方的烘焙产品在宠物食品行业也较为常见。烘焙过程中活微生物遇到的重要压力源是热量，烘焙持续的功夫和温度足以灭活大肠杆菌或沙门氏菌病原体，但目前尚未有针对分歧烘焙过程中病原菌或直接可饲喂微生物灭活成效的科学验证。有试验批注，在190.6℃前提下经过17 min的烘焙，肠路沙门氏菌亚种由8 log CFU/g削减至3 log CFU/g，而烘焙21 min能力削减至1.9 log CFU/g；在传统烤箱中烘焙13 min的汉堡面包必要高达218.3℃能力达到削减至2 log CFU/g。这批注微生物存活率的可变性可能取决于烘焙温度和功夫以及微生物固有的耐热个性。为了躲避扰爪激，将益生菌细胞包裹在烘焙产品表表的可食用薄膜或涂层中是一种拥有发展远景的步骤，在以海藻酸钠为底物的成膜溶液中，浓缩乳清蛋白可将益生菌悬浮在上述凝胶中，用作烘焙食品的部门涂层。由94%的水、5%的淀粉和1%的微胶囊化益生菌组成的职能性淀粉基涂层利用于面包并于180℃下烘焙16 min后，微胶囊化嗜酸乳杆菌的存活率达到63%。钻研批注，植物乳杆菌（CIDCA83114菌株）在30℃烘焙40 min后，使用玉米淀粉基薄膜（活细胞计数削减4个对数）比海藻酸钠薄膜（活细胞计数削减6个对数）提高了存活率，这批注基于淀粉的悬浮液可能比其他薄膜更有效地�；ず姹呵疤嵯碌囊嫔钚��Ｋ伎嫉轿⑸镌毂浮⒊栉锸称泛鸵街闻浞街惺褂玫脑柿稀⒗梅绞胶图庸で疤岬雀鞲龌方谏婕暗牧煊蚪瞎�，有必要将益生菌活性验证作为贸易化尺度流程的一部门。

4 益生菌在伴侣动物中的功效钻研近况

猫和犬的消化系统相对单一，适合消化高蛋白质的食品。相对于犬，猫是相对严格的食肉动物，对葡萄糖等碳水化合物利用率低，对高蛋白质食品的要求更高；固然犬与猫有很多一样的解剖学和代谢特点，但犬更左袒于杂食，可消化、吸收和代谢大量碳水化合物。由于猫和犬拥有分歧的饮食需要和消化系统，它们对益生菌的需要以及益生菌产生的成效也分歧。

4.1 犬用益生菌

胃肠路疾病是犬类最常见的健康问题之一，大无数阐发为急性或慢性腹泻，在某些情况下阐发为呕吐或厌食。已有钻研批注分歧类型的益生菌对于医治犬的肠路疾病拥有积极了局。目前在犬上钻研利用较多的益生菌蕴含乳杆菌属（Lactobacillus）和肠球菌属（Enterococcus）。例如，饲喂犬源约氏乳杆菌（L.johnsonii CPN23）可能降低雌犬血浆葡萄糖和胆固醇水平，并增长高密度脂蛋白和低密度脂蛋白比率，同时增长提高其纤维消化率，增长粪便短链脂肪酸浓度、降低氨浓度；饲喂犬源发酵乳杆菌（L.fermentum CCM 7421）可能提高犬只粪便乳酸菌数量、降低梭菌数量，改善血液中的总蛋白质、胆固醇和丙氨酸转氨酶水平；此表，饲喂鼠乳杆菌（L.murinus Lb P2)或嗜酸乳杆菌（L.acidophilus D2/CSL)可能改善犬只体况评分、粪便稠度、心灵状态及食欲。肠球菌钻研方面，饲喂屎肠球菌（E.faecium DSM 32820）犬只在整个试验过程中拥有最佳的粪便稠度，刺激了血液吞噬细菌活性和白细胞代谢活性；饲喂屎肠球菌（E.faecium SF68）可能改善犬只腹泻症状并解除贾第鞭毛虫包囊，同时提高三酰甘油浓度并降低胆固醇浓度。除上述两类益生菌之表，也有钻研发现饲喂双歧杆菌（Bifidobacterium animalis Bb12）的犬只粪便中三酰甘油和白蛋白浓度显著降低，乙酸、乙酰乙酸和戊酸浓度增长。益生菌之间也可能存在协同作用，例如，同时饲喂犬只乳杆菌（L.casei Zhang和L.plantarum P-8）和双歧杆菌（B.animalis subsp.lactis V9）可能显著提高其均匀日采食量和均匀日增沉，增长粪便中的有益细菌并削减潜在有害细菌数量。

4.2 猫用益生菌

与犬相比，益生菌在猫中使用的钻研较少，并且由于生理特点和日粮组成的差距，益生菌对猫成长和健康的作用功效无法齐全从犬的钻研了局中揣度。与犬类似的是，在猫上钻研利用的益生菌重要也是乳杆菌属和肠球菌属，其中屎肠球菌SF68对猫的益生作用钻研较多：幼猫阶段，屎肠球菌SF68可能通过提高CD4+淋巴细胞比例改善其免疫力；在成年猫阶段，屎肠球菌SF68可能缓解其腹泻产生率，同时使粪便微生物多样性，这批注微生物群更不变；此表，屎肠球菌SF68对改善习染慢性猫科动物疱疹病毒1的猫肠路微生物群落不变性，并降低了与该病毒习染有关的发病率。除屎肠球菌表，增长另一种肠球菌属的益生菌——多毛肠球菌（E.hirae）可能提高该菌在幼猫肠路中的定植水平。乳杆菌属方面，嗜酸乳杆菌DSM13241可增长成年猫粪便中有益的嗜酸乳杆菌和嗜酸乳杆菌群的数量，并削减梭菌属的数量，降低粪便p H和血浆内毒素浓度；另一方面，嗜酸乳杆菌D2/CSL可能改善健康成年猫的粪便状态并增长粪便中的乳杆菌数量。

5 结论

益生菌有助于推进伴侣动物的健康和保健，在现实出产中，益生菌产品重要以饲料增长剂、炊事补充剂和含益生菌食品的大局出现，但在宠物食品加工过程中若何保障益生菌活性、保障产品的功效仍存在很多挑战，因而，选择相宜的菌株至关沉要。在选择宠物食品出产利用中遴选益生菌菌株要思考生理个性（尤其是耐热性、耐氧性、耐酸和胆汁性）、不变步骤（如孢子形成、冷冻干燥或封装）、加工前提（蕴含功夫、温度、压力、水分、水分活度、p H）、使用步骤、包装和贮存前提等，且未来在开发利用新型益生菌菌株或在对加工前提、产品配方或包装设计进行任何调整时均应验证益生菌的活性。

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