在我们身体处于健康状态时,肠道微生物群保持良好的平衡状态,“好”细菌占据着主导地位。但是,压力、旅行、变质的食物和使用抗生素等因素会扰乱肠道菌群的平衡。
年,世界卫生组织(WHO)对益生菌做了如下定义:“通过适量摄取,对食用者的身体健康能发挥有益作用的活菌”。
帮助胃肠道保持良好的平衡状态,这是我们对益生菌的最初印象。
由智研咨询发布的《-年中国益生菌产业运营现状及投资盈利预测报告》数据显示:目前世界上益生菌产业已达亿美元,每年的增长速度为15%—20%。
作为发酵食品、保健食品、药品、日化用品以及农畜牧等产业健康转型的探索方向,益生菌产业下游产品横跨发酵乳品、乳饮料、休闲零食、膳食补充剂、日化用品及动物饲料等多个领域,产品品类丰富。
近5年来,我国益生菌产业以每年高于15%的增速快速发展。预计年产业规模将达到近亿。然而就数据显示,年第一季度,我国益生菌市场实现了疫情时期下的“逆势上扬”,突破20%以上销售额增长。年同期,益生菌市场的销售额增量为18%。
国内的益生菌市场存在巨大潜力。
丝素蛋白如何提升益生菌功效
益生菌最常见的应用方式为口服,以低损耗、低副作用的过程干预、调节胃肠道生物菌群,参与新陈代谢,改善人体内微生物环境。过去,益生菌通常被用于治疗口腔、胃肠道的相关炎症,伴随人民生活水平提高,身体素质加强,益生菌也从干预类药物变成预防型为主的的膳食补充剂。
虽然拥有诸多优势,但目前口服微生物制剂存在着生物利用度低和治疗效果单一等缺点,作用过程中的活性损耗更是一个困扰行业多年的问题。
蚕食桑叶28天左右后吐丝结茧,所做的蚕茧可保护自身的进化过程,受仿生学启发,上海交通大学刘尽尧教授等人通过实验成功研制出一种“模仿”蚕茧的纳米功能保护涂层,而丝素蛋白是其中的主要组成。
将该保护膜应用于益生菌产品,可有效提升菌种对胃酸侵蚀的抵抗性,进一步提高益生菌的载药率和药物利用率。与此同时,可针对其涂层成分实现定向功效开发,从而协同增强药物作用的疗效。
联合治疗:功能涂层+益生菌,协同增强疗效
丝素蛋白是一种医用级生物材料,具备可降解性、生物相容性,常备用于伤口敷料、人工关节、组织工程材料等高精尖医疗产品。
力学结构蛋白和可控降解性是丝素蛋白区别于其他材料的最大特点,丝素蛋白分子中含有大量β-折叠结构,这一结构决定了丝素蛋白体内分子的晶体含量和强度。通过调节其分子结构中大量的β-折叠链,改变丝素蛋白内的晶体含量,改变材料属性从而达到调节降解速率、活性物缓释速率等关键性指标的作用。
搭载丝素蛋白的益生菌产品,强调的不是蛋白功效,而是蛋白的机械力学,这也是为什么丝素蛋白材料可被加工成纤维、膜、片、凝胶、干粉微球、多孔材料等形态后,即便是在纳米状态下依然稳定的原因之一。
刘尽尧课题组将功能性丝素蛋白转化为稳定的β-折叠结构,再自组装到益生菌表面,在维持益生菌活力的情前提下对其起到保护作用。
通过小鼠肠道黏膜炎模型发现,丝素蛋白的保护性和药物保活作用,可帮助被丝素纳米包覆层包膜的细菌获得更好的生存能力,在对比中中表现出协同增强的治疗效果。
刘尽尧课题组使用包衣策略结合治疗成分与益生菌,为提高口服生物制剂的生物利用度和治疗效果,提供了全新的替代方案和开发思路。
应用于益生菌的技术全称为“丝素蛋白包埋”,这一技术不但可应用于食品,更可被应用于药物成分,作为药物载体,搭载关键成分到关键部位,控制有效成分的的释放速率,实现靶向作用的治疗效果。这也是纳米丝素蛋白在药物递送领域中极具价值的最大原因。
国内发展
20世纪90年代,益生菌在我国的研究才真正起步,近几年我国科技部始终高度重视我国益生菌产业的科技发展与支撑能力建设,在“十一五”、“十二五”以及“十三五”期间都部署安排了多项重大和重点项目。预计到年,中国益生菌市场规模将达到亿元。
随着技术发展,实现益生菌从医用领域到民用领域的转型升级,同时尽量保持医用领域的应用标准,这对我国益生菌产业在全球市场的竞争力提升具有重大意义。
本文内容参考自:DeepTech深科技推文——《为益生菌包裹蚕丝外衣,促进肠道菌群抵御疾病癌症》,侵权必删
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