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持续加码益生菌黑科技,润盈生物植物乳杆菌Lp-G18技能再升级

发布时间:2022-06-08

一、益生菌市场发展情况 

近年来,益生菌市场的基础研究与应用研究也百花齐放,全球都呈现快速发展趋势。相关数据显示,2021年全球益生菌市场规模约为611亿美元,且以8.3%的年复合增长率继续保持增长,预计到2026年全球益生菌市场规模将高达911亿美元;而中国保健协会的数据显示,2020年国内益生菌市场规模约为879.8亿元,且以每年10%以上增速攀升。与此同时,消费者也表现出对于益生菌产品的强烈需求。数据显示,近两年无论是食品还是饮料品类,益生菌均是最能吸引消费者购买的健康元素。益生菌的应用产品,也已经包括微生态药品、益生菌保健食品、营养膳食补充剂、发酵食品与饮料、休闲食品、日化产品、动物营养产品等。这些应用方向或直接利用益生菌本身或利用其发酵代谢产物在起作用。行业内也有人讲:益生菌产业应该是近20年来最佳的生物产业,应用面广,而且都能围绕应用找到益生菌发力起作用的数据! 

数据来源于调查机构markets and markets

二、益生菌中的植物乳杆菌 

在众多益生菌菌株中,植物乳杆菌是使用范围非常广泛的菌株,使用时间长久,安全性也非常好!全球益生菌法规应用中,基本都包括植物乳杆菌。我们国内的使用历史,也可以追溯到1000多年前的泡菜与自然发酵食品。在我们国内的益生菌法规中,植物乳杆菌也是可食用的安全菌种; 

植物乳杆菌,拉丁文Lactobacillus plantarum,菌种为直或弯的杆状,通常单个、成对或短链状呈现。缺乏鞭毛,能运动。革兰氏阳性,不生芽孢。兼性厌氧,表面菌落直径3mm,凸起,呈圆形,表面光滑,细密,色白,偶尔呈浅黄或深黄色。最适生长温度为30~35℃,属于同型发酵乳酸菌;

植物乳杆菌能高效快速利用碳水化合物,发酵或成长过程中能快速产生短链脂肪酸如乳酸等,也能产生一些特殊的有机酸,如己酸、苯乳酸、癸酸、酪酸等。这些有机酸一方面协助了人体内新陈代谢糖-脂代谢过程,短链脂肪酸本身也是体内能循环的能量源;另外通过这些有机酸,能帮助机体维持正常的肠道pH值,抑制有害菌或致病菌增殖;而同样在实际使用中,部分有机酸能抑制有害菌致病菌的特点,也可以放大到生物防腐应用上,来延长食品的货架期,无论是用于抗炎症、糖脂代谢干预、或应用在防腐保鲜上,都算是非常有潜力的安全应用方向;

植物乳杆菌发酵过程也会产生一些特殊的挥发性风味物质,有机酸的口感风味也普遍比较容易接受,再加上植物乳杆菌能高效利用糖的能力,把植物乳杆菌应用在发酵食品上的创新潜力也非常大,如开发植物酸奶、发酵植物饮料、发酵药食同源饮料等;

植物乳杆菌发酵代谢产物中也发现一些神经传递物质,如5-羟色胺酸、γ-氨基丁酸等,在改善情绪上有不错的潜力,很多乳酸菌都能产生γ-氨基丁酸,但γ-氨基丁酸在人体内能透过血脑屏障的水平不一,报道能透过血脑屏障有效率的人群也就30%左右,但5-羟色胺酸能透过血脑屏障的水平非常高,所以使用植物乳杆菌产生5-羟色胺酸的特性,也可以成为后续开发情绪管理、睡眠管理、大脑健康的不错选择;

在脑-肠轴的研究中,也发现,一些短链脂肪酸与多巴胺、5-羟色胺酸、γ-氨基丁酸这些研究相对比较透彻的神经传递物质相比,能起到影响神经的作用,具体是哪种短链脂肪酸还不是非常透彻,但神经传递物质除了本身对情绪与脑部健康的作用,也能干预到调控排便便意的潜力,国内外使用植物乳杆菌来研究改善便秘的报道也非常多;

对植物乳杆菌的研究也发现,植物乳杆菌也能产生一些特殊的酶系,而这些特殊的酶系在人体内参与更广泛的新陈代谢,如谷胺酰氨合成酶Glutamine Synthetase,谷胺酰氨是非常卓越的一种氨基酸,本身能促进蛋白质合成、增肌、减脂、抗氧化、改善机体代谢、氮平衡、也能改善脑机能、改善情绪等。相比谷胺酰氨本身,通过内源性酶系自身能合成的谷胺酰氨在利用度上会更直接更高效;

三、植物乳杆菌Lp-G18

菌株植物乳杆菌Lp-G18,是润盈生物工程(上海)有限公司的知识产权菌株,经基因结构确认属于菌种植物乳杆菌,菌株商业代号Lp-G18,此菌株也在中国典型性微生物培养保藏中心进行专利典藏,菌株典藏号CCTCC M 2013690。此菌株经过10多年的研究与工艺打磨,已经成为非常优秀的一株益生菌。国内外客户围绕此菌株的研究也已有30余篇。一部分围绕菌株植物乳杆菌Lp-G18的功能益处开展,一部分围绕菌株植物乳杆菌Lp-G18的代谢特征开展。列举一些典型性的研究如下:

3.1 植物乳杆菌Lp-G18的功能性研究

【临床研究一】在儿童与成人肾病综合症研究中发现植物乳杆菌Lp-G18有降低炎症水平,降低血脂水平、提高免疫力的效果。植物乳杆菌Lp-G18能显著降低血清促炎因子TNF-α水平,显著提高血清抗炎因子IL-10水平,显著降低血清甘油三酯水平及血清总胆固醇水平。

参考文献:Inflammatory cytokines and lipid profile in children and adolescents with nephrotic syndrome receiving L. Plantarum: a randomized, controlled feasibility trial. REV ASSOC MED BRAS 2020; 66(10):1487-1492;

【临床研究二】植物乳杆菌Lp-G18的复合制剂对代谢疾病、肥胖、高血压干预有效,可增强能量限制对肥胖高血压患者心脏代谢危险因素的有益作用,有助于心血管健康。

参考文献:Rationale and Design of a Randomized Controlled Trial to Evaluate the Effects of Probiotics during Energy Restriction on Blood Pressure, Body Composition, Metabolic Profile and Vascular Function in Obese Hypertensive Individuals.Artery Research Vol. 26(2); June(2020),pp.102-110;

【基础研究三】植物乳杆菌Lp-G18的发酵小麦胚芽动物实验对降脂、抗衰抗氧化等有非常好的潜力;能提升小鼠的学习与记忆能力;降低总胆固醇、甘油三酯、血清葡萄糖水平;有明显增加抗氧酶系效果,如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、以及总抗氧化水平等,也能降低机体脑、肠及不同器官丙二醛水平、改善肠道丰度、提高有益菌比例、降低肠道致病菌水平;

参考文献:Potential anti-aging effects of fermented wheat germ in aging mice. Food Bioscience,2021.101182;

3.2 其他发酵方向的研究报道举例:

(1)  J. Li , X. Tang, J. Zhao , S. Chen, S. Wang and T. Shao. Improvement of fermentation quality and cellulose convertibility of Napier grass silage by inoculation of cellulolytic bacteria from Tibetan yak (Bos grunniens). Journal of Applied Microbiology ISSN 1364-5072, doi:10.1111/jam.14917

(2)  陈华丽.复合果汁混菌发酵特性及贮藏过程中的品质变化研究.湘潭大学硕士学位论文,20196月;

(3)  杨宇.复合益生菌黑米饮料工艺研究,生物化工Biological Chemical Engineering, 20218月第7卷第4;

(4)  单静.适于脱脂羊奶益生菌直投式发酵剂的研究,烟台大学,专业硕士学位论文,20194月;

(5)  吴万林,余元善,肖更生,徐玉娟,吴继军,李璐,邹波,邹颖.蓝莓汁乳酸菌的发酵特性,现代食品科技Modern Food Science and Technology 2020, Vol.36, No.3 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2020.3.021

(6) 徐煜,蒋德意,韩迪.植物乳杆菌Lp-G18谷氨酰胺合成酶活力发酵工艺优化, 乳业科学与技术;201902

(7)  Junfeng Li, Xianjun Yuan, Zhihao Dong, Wazha Mugabe, Tao Shao. The effects of fibrolytic enzymes, cellulolytic fungi and bacteria on the fermentation characteristics, structural carbohydrates degradation, and enzymatic conversion yields of Pennisetum sinese silage. Bioresource Technology 264 (2018) 123130. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.05.059 

四、围绕植物乳杆菌Lp-G18高产谷胺酰氨合成酶潜力特性的挖掘与研究

对比发现,植物乳杆菌Lp-G18相比其他商业化植物乳杆菌菌株具备产生GS谷胺酰氨合成酶的优秀潜力,进一步扩大谷胺酰氨合成酶未来在健康益处上的张力,润盈生物在不改变细菌基因结构的伦理红线要求上,结合自己对植物乳杆菌特性的研究,通过调整发酵底物与发酵参数来刺激植物乳杆菌Lp-G18定向高表达GS谷胺酰氨合成酶,经过系统研究与反复验证,成功提高GS谷胺酰氨合成酶30%以上的表达水平。这一工艺也于2018年申请了发明专利,并近期获得国家知识产权局的授权:

乳酸菌由于自身基因结构的特性,通过发酵与代谢,能产生一定定性的代谢产物,在同种不同株之间可能有一定的近似性,但难的是如何能让菌株代谢表达定量,如何能让表达更优化更高;这才是我们开发益生菌走专业化差异化的正确方式。从菌种共性到菌株特性,从菌株特性到工艺保障,益生菌产业链的源头技术护城河壁垒才会更明确;

五、润盈生物技术与质量体系优势为植物乳杆菌Lp-G18等特色菌株保驾护航

单纯从益生菌专利布局上来看,中国益生菌的专利已是全球最多的国家,也确实在菌种层面的研究上,我们发现不少布局专利的机会,但最终的归途,哪怕是布局了专利,如何能保证菌株在专利方向特征上更稳定更高效更优化表达,如何能在定性后再定量就成了非常关键的技术问题。

5.1 润盈生物在益生菌菌种/株与应用上的技术优势:

ü 高活性益生菌粉制备技术

ü 高稳定性冻干?;ぜ际?/span>

ü 高生物利用度菌粉技术

ü 无过敏原菌粉制备技术

ü 发酵底物诱导高表达技术

ü 高纯度、低交叉污染控制技术

ü 基于菌株代谢特性,围绕适应症产品精准配方开的制备技术

ü 高加工稳定性与存储稳定性制备技术

5.2 健全高标准的质量体系及内控体系

Ø  国家市场局三大类产品生产许可证:乳酸菌原料、乳酸菌胶囊(保健食品)、固体饮料等;

Ø  ISO9001、ISO22000等质量保证体系

Ø  HACCP认证体系

Ø  HALAL认证

Ø  BRCGS认证

Ø  美国FDAFFRM认证工厂

Ø  美国NSF-cGMP

Ø  加拿大卫生部NNHPD-FSRN认证工厂 

 

目前此植物乳杆菌Lp-G18也在围绕特征与表达特性在做深度开发,并已经应用于某些特殊疾病的临床干预治疗以及特殊发酵产品的开发中,也欢迎对此植物乳杆菌Lp-G18有兴趣的朋友来探讨合作,共同把益生菌的专业化与差异化效果做得更好!

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