[发明专利]用于提高益生菌肠道存活率和粘附性的益生菌冻干物再激活组合物

说明书

公开了一种Zeta‑bio组合物，用于通过在益生菌的细胞表面上赋予负zeta电位来重新激活冻干益生菌，所述组合物包含选自由L‑赖氨酸、L‑鸟氨酸、L‑酪氨酸和L‑组氨酸组成的组中的至少一种作为激活剂。所述组合物通过赋予冻干益生菌负zeta电位来激活冻干益生菌，从而提高冻干益生菌的肠道存活率和粘附性，此外还表现出对由于冻干造成的细胞损伤的恢复作用。

技术领域

本公开涉及一种在短时间内再水化并激活冻干益生菌的组合物，以及一种激活冻干益生菌的方法。

背景技术

众所周知，当适量摄取益生菌时，益生菌对宿主的健康有有益的影响。关于益生菌以各种方式对人类健康产生有益影响的科学证据正在不断积累，包括缓解免疫紊乱、炎症性肠病、2型糖尿病、动脉硬化等。尽管建议倾向于食用高剂量的益生菌，但假定的益生菌菌株所需的具体剂量和最小活菌数都没有明确的定义。

虽然具有潜在益生菌特性的菌株可以通过酸奶等发酵食品“自然地”获得，但包装在小袋或胶囊中的冻干益生菌粉末在市场上的分布也在迅速扩大。市面上销售的益生菌应该是便于运输的、可稳定贮存的浓缩物，以保证其在室温下的固有功能特性的效果。非乳制品益生菌产品的商业化需要精确优化最终加工步骤，如冷冻和干燥过程。

冷冻干燥(或冻干)过程被认为是保证大多数益生菌产品延长保质期的合适方法。然而，众所周知，这一过程也会给活菌带来压力。冷冻干燥过程确实是对益生菌菌株生存能力的“挑战”。因此，为了维持有效剂量，大多数益生菌产品在生产过程中投入的细菌数量比产品标签上注明的数量高出三到十倍。

在冷冻干燥过程中，益生菌在很大程度上会受到致命的损伤，并且当在这种损伤状态下暴露于人体内的胃酸和胆汁中时，由于致命的压力，益生菌的生存能力会进一步降低。除非它们能有效地粘附在肠道上，否则即使存活在肠道的益生菌也很难充分发挥其功能作用。因此，保证益生菌有效性的关键要求包括它们在胃肠道压力条件下的存活和与肠壁的粘附。结肠细胞系可用作测定假定益生菌菌株的粘附潜能的体外模型(非专利文献1)。细菌细胞膜的粘附特性由表面特性决定，如疏水性、胞外聚合物和电荷。同时，细胞膜在维持细胞内稳态和支持细胞内功能方面起着关键作用。在与环境相互作用时，细菌会受到各种物理力的影响，这些力是由特定的表面结构传递给细胞的。多种功能性酸性和碱性基团(如革兰氏阴性菌膜表面上的磷脂、脂多糖(LPS))和表面蛋白，以及类烃蛋白(如革兰氏阳性菌细胞表面的脂磷壁酸和磷壁酸)决定了菌株对环境的反应(非专利文献2和3)。

保护细胞膜以维持细胞活力和粘附功能是重要的，这是有效的潜在益生菌所必需的。为了促进免疫调节和代谢功能，帮助加强肠道屏障，并竞争性地抑制病原体的粘附，细胞必须在胃压力下存活并正确地附着在肠道细胞上。大多数粘附因子，例如脂磷壁酸、表层蛋白、粘液结合蛋白等，位于细菌的细胞表面周围。尽管冻干过程通过降低水活性有助于保持细菌的保质期，但它也破坏了细胞膜，这可能导致其原有功能的丧失(非专利文献4)。恢复细胞膜的完整性可能有助于通过提高细胞活力和细胞粘附性来重新激活其功能。

细胞表面的静电荷被认为是其官能团的反映。当与液体接触时，细菌细胞的表面电荷可以用毫伏单位测量为zeta或电动电位。细胞的表面成分和周围介质的性质(如电导率/离子强度和pH值)都决定了细胞的zeta电位。

近期，细菌周围的zeta电位已成为衡量细菌活力和整体效能的重要指标，特别是在生理学方面。然而，还没有关于将zeta电位用于通过将益生菌冻干物再水化而进行的细胞再激活的报道。