益生菌(probiotics，別名：有益的活性微生物)，是指對人和動植物有益的活性微生物，具有無毒副作用的安全性和高穩定性特性。它通過定植于宿主體內，調節宿主的菌群結構，對宿主產生有益的效果。益生菌的發現最早可以追溯到19世紀，路易斯·巴斯德和約瑟夫·李斯特等人相繼發現了null?！耙嫔边@一概念最早由俄羅斯科學家Elie Metchnikoff提出，在1965年《自然》的一篇論文中，圣約翰大學的科學家Lilly等正式使用“Probiotic”作為益生菌的的科學名詞。益生菌的種類十分豐富，包括乳桿菌屬、雙歧桿菌屬、酵母菌、丁酸梭菌、益生芽孢菌、乳酸片球菌、嗜熱鏈球菌和放線菌等。益生菌具有優異的保健功能，既可以用于腸胃健康的調節，也可以輔助治療細菌性陰道病。并且實驗研究表明，益生菌在增強免疫力、降低血壓和膽固醇、改善糖尿病和延緩衰老等方面都有一定積極作用。除了用于乳制品、果蔬、嬰幼兒食品等方面，益生菌在豬羊、家禽、水產養殖等方面也具有廣泛的應用。
相關歷史
古代歷史
人類最早食用的益生菌來源于酸奶，酸奶起源不詳，但它可能來自于公元前3000年的安納托利亞高原（現在的土耳其）。十一世紀由馬赫穆德·喀什噶里編寫的《突厥語大詞典》以及尤素甫·哈斯·哈吉甫撰寫的《福樂智慧》兩本書中都記載了突厥人在中世紀就在食用酸奶了。中國古代，酸奶被稱為“酪”。戰國末年的《禮記·禮運》載有有“以烹以炙，以為醴酪”，《漢書·西域傳》《釋名·釋飲食》《齊民要術》卷六《養羊》等書中均有乳酪的記載。
早期的發現
益生菌最早被觀察和分離出來可以追溯到19世紀。
乳酸菌的發現：1857年，法國微生物學家Pasteur使用顯微鏡觀察到乳酸菌(Bacterium lactis)；并在1878年，由英國科學家Lister從牛奶中分離得到；
雙歧乳桿菌的發現：1899年，法國醫生Tissier發現一種在腸道炎癥治療方面具有一定功效的微生物——雙歧乳桿菌，并成功將其分離出來。
酵母菌的發現：19世紀晚期，法國微生物學家Pasteur證實了發酵過程是細菌和酵母菌導致的。
概念的提出
1905年，俄羅斯科學家Elie Metchnikoff在研究保加利亞人為何長壽者較多時，發現這些長壽者都愛喝酸奶，而提出乳酸菌可能具有許多益處，可以“改變我們體內的菌群并通過有用微生物替代有害微生物”的理論。
直到1965年，圣約翰大學的科學家Lilly在《自然》發表的論文中等正式使用“Probiotic”作為益生菌的的科學名詞。Probiotic一詞來源于希臘語，是“對生命有益”的意思。
隨著人們認知的不斷深入，益生菌的概念也一直處在變化之中。例如，1974年和1987年，美國科學家Parker和英國科學家Roy Fuller都先后給出了關于益生菌的定義。[27]
Parker給出的定義是益生菌是調節寄主腸道內菌群平衡的微生物或者物質，而Roy Fully則更加強調益生菌是活的微生物。
權威機構的認可
2001年，聯合國糧農組織（FAO）/世界衛生組織（WHO）聯合專家委員會提出了益生菌的科學定義：通過攝取適當的量、對食用者的身體健康能發揮有效作用的活菌。
2002年，聯合國世界糧農組織（FAO）和世界衛生組織（WHO）共同起草了《食品益生菌評價指南》，被各國管理部門、學術界和產業界普遍采用。2010年，國際益生菌和益生元科學協會 (ISAPP)發布了人類益生菌應用的臨床研究的設計、實施、發布和交流結果指南。2013年10月ISAPP在加拿大討論術語“益生菌”的范圍和適當使用，將定義調整為“活的微生物，當給予足夠的量時，會給宿主帶來健康益處”。
2020 年，中國食品科學技術學會益生菌分會根據益生菌的最新研究進展，形成《益生菌的科學共識 （2020 年版）》。該共識將對中國益生菌行業的發展和創新具有重要的指導意義。
保健功能
胃腸道健康調節
治療和緩解腹瀉
腹瀉病人往往會出現腸道菌群失衡的情況，攝入益生菌制品可以提高腹瀉病人的腸道中有益菌的數目和活性，從而對致病菌起到一定的抑制效果，恢復正常的菌群平衡狀態，從而可以減輕腹瀉的病癥，對成年人或小孩的細菌性腹瀉、痢疾、慢性腹瀉都具有很好的防治效果。
緩解乳糖不耐受
全球有將近七成的人患有乳糖不耐受，這是由于體內缺少了β-半乳糖酶所致，患病時往往會出現腹脹、腹瀉等癥狀。微生物不僅能夠分泌出更多的乳糖酶，促使乳糖分解。而且在攝入益生菌后，能夠降低胃排空速度，同時還能調節腸道的代謝環境，緩解乳糖不耐受。
治療腸道易激綜合癥
腸易激綜合征(Irritable Bowel 綜合征，IBS)是指未見腸道器質性病變的情況下，出現腹脹腹痛，腹部不適，同時排便規律改變，便秘或者腹瀉等。益生菌用于IBS治療的機制主要有：調節腸道菌群結構，加強腸道黏膜的免疫屏障，調節免疫功能等。
治療炎癥性腸炎
炎癥性腸炎（(Inflammatory Bowel Diseases，IBD）是一類以克羅恩氏病、潰瘍性結腸炎等多種疾病為特征的非特異性腸炎，主要表現為腸道功能紊亂。腸道微生態是影響腸道功能的關鍵因素，益生菌可緩解機體的炎癥反應，減少腸道抗原，有利于維護腸道菌群的平衡，保持腸道粘膜的完整性，從而改善 IBD患者的臨床表現，并有較好的療效。
改善便秘
人體攝入益生菌之后，一方面，益生菌可以通過改善小腸的吸收來緩解便秘；另一方面，益生菌繁殖代謝將產生水分和有機酸，水分進入大便可以有利于大便的排出，有機酸可以對腸道產生刺激，促使其蠕動，從而達到緩解便秘的功能。
預防結腸癌
益生菌的抗腫瘤作用主要體現在其生成的代謝產物可優化腸道菌群的組合，增強機體免疫功能，同時抗癌益生菌能降解亞硝胺，消除其致癌性，還可促進腸道蠕動，使有害菌和毒物排出人體。實驗室研究表明雙歧桿菌能顯著預防大腸癌的發生與發展，并能誘導其細胞凋亡，相關臨床研究報道不多，所以仍處于臨床研究階段。
抗幽門螺桿菌感染
幽門螺桿菌感染是痞滿，消化道潰瘍及胃癌的主要病因。已有實驗研究表明，益生菌可通過抑制幽門螺桿菌生長、調節宿主免疫反應等發揮作用，采用其聯合傳統的幽門螺桿菌三聯療法，不僅可以提高幽門螺桿菌的根除率、改善治療耐受性與患者的治療依從性，還可以減少治療帶來的腹瀉、腹脹等副作用。
免疫調節作用
形成免疫刺激
(1)對于成人，益生菌在人體形成的免疫刺激，可以提高體內細胞免疫的功能，如：激活巨噬細胞和T淋巴細胞，促使免疫細胞釋放免疫因子；
(2)對于嬰兒，益生菌可以促進嬰幼兒免疫系統的發育和成熟。
參與免疫調節的途徑和應用
(1)通過與腸道上皮細胞結合，在腸道內競爭病菌的營養物質，分泌細菌素并改變腸道pH值，從而干擾病菌定植；同時可增強宿主腸道屏障功能，減少病原體侵入，進而降低呼吸道感染等疾病的發生風險；
(2)調節腸道滲透性，預防黏膜免疫應答產生慢性炎癥;
(3)調節免疫反應，預防腸道腫瘤。
降膽固醇
實驗研究表明，益生菌可以在改善血脂，降低血清膽固醇方面具有一定功效。益生菌降低膽固醇的機制主要有三部分：(1) 益生菌可以分泌膽鹽水解酶，它可以促進膽固醇的在體內的轉化分解，從而降低血液中的膽固醇;(2) 益生菌通過將膽固醇同化吸附到菌體表面，或者攝入到細胞膜；(3) 益生菌產生膽固醇還原酶，促進膽固醇轉化成糞醇，減少膽固醇在腸道的吸收。
改善糖尿病癥狀
臨床實驗研究表明，益生菌在糖尿病人的血糖控制應用方面，具有良好的有效性和安全性?？赡艿母深A途徑有下面三種：(1)吸附在腸道壁上的益生菌可以抑制機體對葡萄糖的攝?。?2)腸道內的益生菌可以將部分葡萄糖吸收到菌體里面；(3)益生菌可以通過抑制致病菌的數量，從而減少致病菌攜帶的脂多糖(LSP)，進而減少LSP引起的炎癥反應和胰島素抵抗。
抗高血壓
通過調節血脂代謝來抗高血壓
血液中膽固醇含量會造成心臟外周血管阻力，導致血壓上升。益生菌可以調節血脂代謝，降低血液中膽固醇含量，從而治療和緩解高血壓。
減少糖尿病共生性高血壓的發生
糖尿病患者，出現高血壓的風險比普通人群高出一倍。益生菌可以通過改善糖尿病的癥狀，從而降低出現共生性的高血壓的風險。
抑制血管緊張素轉化酶來降血壓
血管緊張素轉化酶(angiotensin-converting enzyme，ACE)活性過高會造成血壓升高；而益生菌因為具有分解酪蛋白和乳糖的酶，可以將乳蛋白分解，釋放多種ACE抑制劑，達到降血壓的功能。
延緩衰老
益生菌被報道具有潛在的延緩衰老作用，可能的機制包括：(1)通過調節腸道微生物的生態平衡，調節血脂、血壓、血糖，抑菌、防癌的方式來延緩衰老；(2)清除自由基，吸收重金屬等各種腸內毒素，并且改善排便，避免體內毒素累積的功能；(3)改善認知能力和情緒行為。
不良反應和安全性
大部分益生菌使用的菌種主要來自健康人體腸道，作為人體的一部分，這些正常菌群是人類進化過程中形成的，并且部分菌株作為發酵菌種，應用已經有上百年的歷史，因此益生菌的安全性得到了時間的驗證。但益生菌仍然存在少量的不良反應，如皮疹、頭暈、口干、惡心、嘔吐和便秘等。
在全球范圍內，極少有益生菌藥物引起嚴重毒副作用的報道。對于益生菌安全性的擔心主要是藥物所使用的菌株能否引起潛在的感染，是否能攜帶和傳遞耐藥性及能否產生有害的代謝產物等。尤其是當機體處于易感狀態時， 如腸道未成熟、炎癥或免疫功能不全時，益生菌可能會突破腸壁，成為條件致病菌引起感染。
注意事項
藥用時：用后癥狀無明顯改善者應停止使用并咨詢醫師，妊娠期婦女慎用或遵醫囑。
用量：適當攝入益生菌，益生菌具有多種酶的活性，同樣有可能產生對機體有害的代謝產物，如生物胺，過量攝入生物胺會引起惡心、嘔吐、發熱等食物中毒癥狀。尤其是嬰幼兒，過量攝入益生菌，有可能導致腹瀉的發生。
藥物相互作用：益生菌與抗生素合用可能降低療效，不應同服；也不宜同時使用喹諾酮類、亞胺培南－西司他丁鈉、鉍劑、酸、藥用炭等(能抑制、吸附活菌)。
使用條件：益生菌作為制劑服用時 ，不能耐受熱 ，服用時不宜用熱水 吞服 ，宜選用40 ℃ 以下溫水服用 。部分益生菌制劑不耐受酸 ，需要空腹服用。
益生菌的種類
人類食用
常見的益生菌種類主要有三大類：乳桿菌屬、雙歧桿菌和鏈球菌屬，見表1。
表1. 食品用益生菌
動物養殖
常見的益生菌有乳酸菌類、芽孢菌類、鏈球菌屬、酵母菌和霉菌，見表2。
表2. 動物養殖用益生菌
菌種選用標準
人類食用
動物飼用
應用領域
食品領域
乳制品
常見有如酸乳酒、酸奶酪、酸奶、干酪等。
在乳制品中，益生菌的使用不僅可以增加乳制品的口感，還可以提高乳制品中營養含量。通常將益生菌用于乳制品的方式有下面三種：①將常規菌種與雙歧桿菌或者嗜酸乳桿菌等進行復配使用；②添加適當數量的專利益生菌，促進其在發酵過程中的繁殖；③利用嗜熱乳酸菌和酵母菌的協同作用， 產生酒精或者氣體等特殊產物。
嬰幼兒食品
用益生菌制作的嬰幼兒食物，能夠幫助“免疫不全期”的嬰幼兒維持腸道的菌群平衡，對嬰幼兒的身體發育和健康有很好的幫助。其中最常見的一種就是嬰幼兒的益生菌配方奶粉。
果蔬
將益生菌用于果蔬制品當中，不僅可以保留果蔬的營養價值，還可以改善果蔬的食用口感，增加果蔬的儲藏時間。常見有益生菌發酵果蔬醬料、酸菜。
蔬菜類：泡菜、酸菜等；主食類：面包、饅頭等；乳制品：酸奶、開菲爾、干酪等；豆制品：豆豉、醬油、味增。?
豆制品
將益生菌應用于大豆制品,，既有利于擴大益生菌的應用范圍，又能使大豆制品的營養價值更大。常見有酸豆奶、發酵布丁豆腐。
主食類
益生菌可影響谷物淀粉和蛋白質消化率、減少抗營養素及增加酚類化合物和維生素等營養成分。例如：通過益生菌發酵可以通過增大饅頭比容，改善饅頭的質構特性，豐富饅頭的風味來提高饅頭的品質。
藥物領域
在胃腸道疾病中的應用
益生菌通過與有害細菌競爭氧、營養和定植位點，抑制有害細菌增殖，從而調節腸道菌群平衡，改善腸內環境。常見的益生菌類藥物有地衣芽孢桿菌活菌顆粒、雙歧桿菌活菌散、酪酸梭菌二聯活菌散等。?
在婦科疾病中的應用
益生菌可以調節陰道內菌群平衡，抑制并消除陰道中的有害細菌。常見的益生菌類藥物有陰道用乳桿活菌膠囊。?但單獨使用益生菌不能起到治療作用，故而治療方案還要以抗感染治療為主。
乳桿活菌膠囊：陰道用乳桿菌屬活菌膠囊在臨床使用期間有利于陰道微環境的發育 ，改善患者癥狀，縮短治療時間。但存在如適應證的選擇 、藥物型號 、使用時間選擇等問題。
養殖領域
養豬方面的應用
提高仔豬的窩重和成活率
母豬飼喂益生菌劑能夠提高斷奶仔豬的窩重；此外，添加益生菌劑(如枯草芽孢桿菌)可以減少母豬腸道內大腸桿菌的數量，從而減少了哺乳仔豬直接感染，從而提高仔豬的生長和成活率。
提高母豬產奶量
益生菌劑中有些細菌培養物和酵母有利于盲腸和大腸的發酵使揮發性脂肪酸和細菌發酵產物增加,可以給母豬多提供 30%的能量,提高了母豬的產奶量。
增強仔豬機體免疫功能
益生菌可通過激發細胞和體液免疫增強仔豬免疫功能，提高仔豬的抗病力。
減少糞中產生的臭味物質
益生菌顯著提高了豬的日增重率和飼料轉化效率，降低了類中氨、氮和揮發性脂肪酸(反映類臭味的指標)的含量。
反芻動物養殖方面
(1)用于牛羊飼料的預處理
牛羊等反芻動物主要以青貯玉米、高粱和苜蓿為飼料，利用益生菌發酵降解飼料中纖維素和大分子蛋白的優勢，不僅可以改善反動物飼料的營養品質，還可以降低養殖的經濟成本。
提高牛羊的免疫力和抗菌能力
以嗜酸乳桿菌為代表的微生物可以通過調節反芻動物瘤胃的PH值，改善其因瘤胃酸中毒造成的消化功能和體內代謝的紊亂；以酵母菌為代表的微生物可以通過營造反芻動物瘤胃的無氧環境，從而抑制有氧病菌，來提高牛羊的抗菌能力；另外，飼料中的活性益生菌，可以未作免疫激活劑，提高反芻亞目的免疫力。
提高牛羊的產奶量和產奶品質
對于牛羊等畜牧而言，產奶量和產奶品質是衡量養殖效益和水平的重要衡量指標。一方面益生菌可以通過改善反芻動物的免疫力來改善生產性能，另一方面，益生菌處理后的飼料，可以提高牛羊攝入的氨基酸量，從而提高泌乳蛋白含量。
家禽飼養
常用益生菌種類
用于家禽飼養的益生菌主要為芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌。
功能
a. 改善家禽腸道微生態
以芽孢桿菌類為主的益生菌可以在家禽腸道形成良好的無氧環境，而以乳酸菌為主的益生菌可以調節改善家禽腸道的PH，從而抑制有氧病菌的繁殖，改善家禽腸道菌群結構。
b. 調節家禽的代謝吸收
益生菌可合成消化酶，它們與動物體合成的消化酶一起，參與腸道中營養物質的消化，刺激動物體分泌消化酶，降低小腸隱窩深度，增加絨毛高度，增加小腸表面積，促進腸道營養物質的吸收。
c. 增強家禽的免疫功能
益生菌主要通過菌體和分泌物來刺激家禽的免疫系統，從而提高機體的免疫功能。
d. 減少家禽糞便中有害物質堆積
家禽糞便中會有氨氣以及硫化氫等有害氣體，不僅影響環境，也會增加養殖成本。而益生菌可以通過調節家禽的消化吸收以及優化其腸道微生態等功能，來減少這些有害物質的形成和堆積。
e. 提高肉類和蛋類產品的品質
益生菌對于家禽免疫能力的調節以及消化功能的改善，不僅促進了家禽的生長發育，提高了雞鴨鵝肉的產量，而且可以有效提高家禽蛋類的產率和品質。益生菌可通過抑制脂質過氧化，延緩高鐵血紅蛋白的形成，從而提高肌肉的亮度。益生菌還可影響脂肪酸代謝，提高肌肉的嫩度。
水產養殖中應用
改善水體質量
益生菌可參與水體中的多種循環過程，既可以幫助分解水體里面的有害化學物質(如硫化氫、氮氧化物)、也可以促進動植物殘骸以及排泄物的分解，還能通過自身代謝消耗水中有機物質，減少水體中亞硝酸鹽氮、氨氮的濃度，從而改善并維持良好的水體質量。
提高魚、蝦幼苗的存活率
益生菌可以通過激活魚、蝦幼苗的免疫系統，競爭病原菌的營養物質和附著位點，分泌細菌素等抑菌物質的方式，來提高魚蝦幼苗的存活率。
提升魚肉蛋白含量
益生菌不僅可以促進營養物質的合成，也可以調節魚的消化功能和代謝水平，從而促進魚肉蛋白的合成。
益生菌的保存
不同種類的益生菌保存條件和方法會有所差異，常見的益生菌的保存方法列于下表3。
相關條例
中國：還沒有國家級法規對益生菌進行定義，僅在新修訂的《益生菌類保健食品申報與審評規定（征求意見稿）》中提出了益生菌類保健食品的相關定義和要求，企業可通過申報保健食品獲得健康聲稱的批準。獲得批準的益生菌類保健食品已有一百多個，已經批準的功能聲稱主要包括調節腸道菌群、通便、增強免疫力等。需要注意的是，中國不允許任何一種益生菌類保健食品聲稱可以預防或治療某種疾病，同時保健食品企業不得宣傳保健食品具有疾病預防或治療功能。
中國營養學會于2021年7月開始立項制定《益生菌術語》團體標準。2021年11月8日，由中國食品工業協會牽頭制定了《益生菌食品》團體標準。
2022年5月28日，中國營養保健食品協會發布團體標準《益生菌食品活菌率分級規范》。
歐洲：2007年，歐洲食品安全局（European Food Safety Authority，EFSA）正式提出全稱安全資格認證（Qualified Presumption of Safety，QPS），它是用于對添加到食品及飼料中的微生物實施上市前的進行風險評估的管理體系。
另外，部分歐盟成員國對益生菌制定了自己的規定。例如2014年，意大利發布《意大利衛生部益生菌和益生元指南》，它在歐盟QPS基礎上，提出了其他相關要求。
美國：益生菌的相關監督管理由美國食品藥品監督管理局 (Food andDrug Administration，FDA)負責。1997年，FDA提出了“公認安全使用物質” (Generally Recognized as Safe，GRAS) 的管理模式，益生菌菌種的相關申報需要按照GRAS進行評價。
相關爭議
截至 2019 年，歐洲食品安全局拒絕了歐洲商業制造商對益生菌產品提出的所有健康聲明申請，原因是益處的因果機制證據不足，因此有效性證據尚無定論。歐盟委員會禁止在產品包裝上使用“益生菌”一詞，因為這種標簽會誤導消費者，讓他們相信產品對健康有益，而沒有科學證據證明保健作用。??美國食品藥品監督管理局(FDA)并沒有批準益生菌在用作健康治療方面的聲明，并要求生產者需要對益生菌功能的準確性和真實性負責。
因此，益生菌通常是作為具有改善腸道動力的安全的膳食補充劑來營銷宣傳的，并沒有明確以促進健康方面的功效來宣傳。這種令人困惑的狀態，需要進一步研究來論證益生菌對人類的影響。
相關研究進展
菌株生產和培養
傳統方法：傳統的微生物育種方法一般是從自然界、宿主或發酵食品中分離篩選菌株，其工作量大、育種周期長且效率低。
微生物遺傳育種：運用遺傳學原理和技術對特定生產目的菌株進行改造，增加其有益新性狀，以獲得遺傳穩定、高產、耐受性優良和低耗的菌種，從而更好地滿足工業生產和其它特定需求。常見有原生質體融合、基因組重排技術、常壓室溫等離子體誘變和基因編輯技術（CRISPR-Cas 技術和堿 基編輯技術）等育種方法。
健康相關研究
呼吸系統：實驗研究表明，益生菌可以通過腸-肺軸的作用影響肺部免疫系統，從而參與肺炎的發生和發展。例如，益生菌可以降低重癥監護患者使用呼吸機后發生肺炎的概率，而益生菌聯合維生素D治療6歲以下兒童反復呼吸道感染的效果也很顯著，能夠快速改善臨床癥狀。
神經系統：益生菌對中樞神經系統的影響主要在臨床試驗中進行研究。有數據表明，腸道微生物組可以改變人類大腦發育功能。
消化系統：消使用益生菌的最有力證據是與胃腸道疾病的治療有關，特別是急性腹瀉。
免疫系統：益生菌可以通過競爭性排斥病原體、改善腸道屏障功能、調節免疫系統等不同的作用機制，積極調節宿主細胞的免疫反應，并保護宿主免受有害影響。
泌尿系統：臨床試驗研究表明，益生菌可以模擬正常微生物群所促進的防御機制，作為預防和控制尿路感染的治療替代方案，試圖降低抗菌素耐藥性和復發性感染的發生率。
循環系統：血管生成是傷口愈合所需的一種重要現象，通過描繪細胞反應來恢復受損組織。已經證實，S. boulardii這種非致病性益生菌酵母可以防止腸道損傷和炎癥。然而，益生菌發揮這些益處的分子機制尚不清楚。益生菌可能影響炎性細胞因子譜，阻斷菌株特異性促炎級聯反應，或激活調節機制、上皮屏障功能、內臟超敏反應減少、脊髓傳入和應激反應。
參考資料 >
《益生菌類保健食品申報與審評規定（征求意見稿）》公開征求意見的反饋.國家市場監管總局.2023-04-20
中國營養學會關于2021年團體標準立項的公告.中國營養學會.2023-04-20
中國食品工業協會制定的團體標準（2023.3.31）.中國食品工業協會.2023-04-20
關于發布《中國營養保健食品協會<益生菌食品活菌率分級規范>團體標準采標信息發布管理辦法》的通知.中國營養保健食品協會.2023-04-20
Qualified presumption of safety (QPS).EUROPEAN FOOD SAFETY AUTHORITY.2023-04-20
Guidelines of the Italian Ministry of Health on Probiotics and Prebiotics. .Italian Ministry of Health.2023-04-20