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内容来源:2024年6月25日,艾地盟ADM资深营养科学家李昕于FBIF2024功能性与配料分论坛,进行了题为“ADM新一代益生菌枯草芽孢杆菌DE111,开启肠道、免疫、代谢健康新时代”的演讲。

一株走过一个多世纪的“老”菌——DE111(枯草芽孢杆菌)正式获得卫健委批准上市。与其他一般活菌型益生菌相比,DE111可不娇气,能够在高达100℃的温度和胃部酸性环境等严苛的条件下保持活性,突破剂型限制,在肠道、免疫、心血管和运动表现等方面发挥功效。这款被充分验证的“老”菌,即将在中国市场迸发,打开更多创新的盒子!

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李昕,资深营养科学家,艾地盟ADM

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李昕,资深营养科学家,艾地盟AD

一、DE111的七大特点

今天介绍的是枯草芽孢杆菌DE111菌株。首先,我将介绍DE111菌株的特点以及一些临床研究结果。值得一提的是,2024年2月29日,DE111被国家卫生健康委员会批准为“三新”食品。这意味着,DE111可以用于各种普通食品中,但不包括婴幼儿食品。

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图片来源:FBIF

芽孢杆菌是一种和双歧杆菌、乳杆菌不同的益生菌。它的特别之处在于有一层芽孢,这使得它在自然界中能够更好地抵抗风吹雨淋等环境变化。所以,芽孢杆菌比LAB(乳酸菌)更稳定。它到达适合生长的环境,比如人体小肠时,就会发芽,给人体带来健康益处。分为几个点来介绍一下DE111的几个特点:

第一个特点是它是兼性厌氧菌,也就是说它可以在有氧或无氧的环境中生存。与一般的LAB(厌氧菌)不同,兼性厌氧菌在人体肠道内的生存条件更为灵活。需氧菌和厌氧菌的结合通常会产生一些有益的协同作用,有助于双方的成长。

第二个特点是它能够产生多种酶,尤其是蛋白酶。这不仅解释了枯草芽孢杆菌的生存特性,还表明它对人体有多种健康益处。我们目前推测其中的一些酶系可能在健康效益中发挥了重要作用。

第三,从体外的一些实验会发现,DE111能够产生一些细菌素或者抗菌类的活性化合物,在体外可以对像大肠杆菌、肠炎沙门氏菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌等比较有害的菌产生一些抑制作用,这也是它早期被筛选出来作为益生菌的一个苗头。

DE111实际上与LAB有些相似,它在有氧条件下也能生成短链脂肪酸。正如刚刚王博士提到的,短链脂肪酸是许多益生菌产生健康效应的共同基础。DE111也展现了类似的效果。比如说吃了DE111,它可以让肠道内的双歧杆菌提高,可以理解成吃一种好菌,保证另外一种好菌的生长,这是一种协同作用。

第四,良好的耐受性。我们把DE111和业内熟知的凝结芽孢杆菌做了一些对比。在模拟人体的胃液或者肠液的情况下,DE111在体外的生存率其实会比凝结芽孢杆菌会好一些,存活率会较高一些。DE111在体外有一种芽胞的保护作用,所以它在一些需要高温高压加工的饮料和食品加工过程中相比于传统LAB有一定的应用优势。DE111在人体的小肠内会逐渐萌发。尽管摄入时是其芽胞状态,但它能在上消化道中耐受酸性和胆盐的挑战,存活下来。大约两个小时后,DE111开始萌发,整个过程持续约8小时。在第8小时时,DE111达到一个稳定的状态,并在肠道内定植。

二、DE111的健康效应

(一)DE111™关于肠道健康的研究

对于一些偶发性的便秘或者腹泻,DE111能够改善人粪便的形状。布里斯托尔粪便图表也比较清楚,上面1、2理解成便秘的状态,人的排便体感非常不好。下面5、6、7理解成人是腹泻的状态,排便的体感也不好。最好的状态其实是第四个,我们称之为叫香蕉便,软硬适中,排便体感很好,速度也很快。DE111和安慰剂组大概有90天的干预时间。快结束的时候,干便和稀便的比例都会下降,而排香蕉便比例的人从本来的37%上升到43%,也就是说DE111对于改善人体排便的体感或者便型有很好的提升作用。

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布里斯托尔粪便图表

(二)DE111™关于运动健康的研究

以美国大学生联盟的女性运动员为实验对象。在运动完以后,单一以益生菌的干预缺乏物质基础,于是将DE111跟运动饮料联合使用,测量女性运动员的一些身体指标。比如说女运动员的体脂率、运动表现、下肢的肌肉力量等。在众多的研究结果里面,我们发现它有利于降低女性运动员的体脂率,某种程度上有助于提升女性运动员的运动表现。但是对于一些比较专业的具体的运动细分领域,并没有发现特别大的差异。

第二个是美国大学生联盟的男性棒球运动员的研究。第二个研究涉及美国大学生联盟的男性棒球运动员。棒球运动要求运动员在体力和精神集中方面达到高度一致,也就是说对运动员心理素质的要求会很高。比如说一个球抛过来的时候,他手上拿得稳不稳,心理状态稳定不稳定,会直接影响到球员能不能击中或者他下一次击中的表现。

这个实验的结果也跟上面的女性运动员是一致的,唯一不一样的是会观察运动员跟心理相关的一些指标,比如说皮质醇激素水平、肿瘤坏死因子等。可以理解为:运动员吃了DE111之后是否能通过降低其心理应激水平来获得更好的运动表现。

(三)DE111™关于儿童健康的研究

第三个是DE111对于儿童健康的研究,ADM也做了两个实验。给2-6岁的小朋友吃DE111,吃完之后测量小朋友粪便里面肠道菌群多样性情况。人体内肠道菌群多样性是人体肠道菌群健康与否重要的标志性指标。一个人的肠道里面菌群多样性越丰富,肠道里面的生态平衡就越优秀,会产生好菌之间的相互滋养,或者是产生好菌对于坏菌的抑制作用,在维生素合成方面都会有比较好的益处。小朋友吃完DE111之后能够极大促进肠道菌群的多样性,促进肠道有益菌的比例。

第二个是针对于儿童的实验,比较集中地观察DE111对于儿童肠道和呼吸道感染的影响。研究表明,DE111对小朋友的肠道不适感,如肠道胀气、打嗝、呕吐以及排便困难等症状,相较于安慰剂组有显著的改善效果。

(四)DE111™关于免疫健康的研究

DE111对于人体免疫健康的作用,在多种人群各个功效方面都会有所涉猎,观察的指标比较多。DE111对于免疫这个角度来讲比较复杂。简单来说,在人体状态没有特别的免疫炎症应激的情况下,它会让人体免疫细胞水平维持在一个相对低和不活跃的状态。人一旦出现低密度或者是中高密度炎症反应,DE111反倒能够促进人的免疫力表现。我对它的理解叫“遇强则强,遇弱它也不弱”。DE111能比较聪明地来调节人体,不是说一味提高免疫力,或者是一味降低免疫力。但是这个机制只是一个观察性结果,还并没有一个机制性的阐述。

(五)DE111™关于代谢健康的研究

最后是DE111在代谢方面的作用。补充DE111能较好地调控人体血糖和血脂水平,主要是对于餐后血糖、甘油三脂以及血液总胆固醇水平有比较好的调节作用。

最后一个是血脂和血管内皮的实验结果,它涉及到总胆固醇,DE111可以降低人的总胆固醇水平和非高密度脂蛋白,DE111对所有的低密度脂蛋白或者是中高密度的脂蛋白都有降低作用,表现出明显的血脂保护作用。

还有一个叫反应性充血指数(RHI),这个其实是心脏病领域的一个指数。它可以理解为当血管受到挤压后,血管能不能很快地复原或者是弹回来。这个指数越高说明血管状态越健康,它受到挤压或者是应激反应时韧性比较好,容易恢复到人体的正常状态。

最后文章认为DE111在心血管系统里面的保护作用可能跟它产生各种各样的短链脂肪酸,不仅仅是乙酸、丙酸、丁酸,还有分子量或者是碳链更长的一些短链脂肪酸的作用都会有关联。

三、DE111食品应用概念

最后介绍一下DE111在食品领域里的应用。这个菌株在中国相对来说比较新。在美国,DE111已经应用在食品、饮料、功能性食品和保健性食品里面。亚马逊或者是国外的购物网站有很多添加DE111的产品。

在中国,现在主推的还是DE111在消化、免疫方向的作用。DE111是枯草芽孢杆菌,它本身外面有保护,因此它在酸奶食品或者是饮料里面的应用稳定性比较好,它跟传统的LAB相比,在产品应用方面具有一定的应用优势。下面带来三个概念:

(一)益生菌的直饮粉

使用了DE111和后生元,它等于是DE111跟后生元BPL1™的组合,达到控制人体代谢的效果。

(二)益生菌软糖

ADM客户和友商在亚马逊平台上销售添加了DE111的软糖,表现非常出色。这体现了DE111作为芽孢菌的优势,因为与LAB不同,DE111无需进行晶球处理,具有良好的耐热性和操作稳定性。

(三)伴餐益生菌气泡饮

它添加了益生菌DE111、后生元HT ES1以及ADM的益生元Fibersol-2。它主打益生菌、后生元和益生元三种成分,主要也是调节胃肠或者支持免疫。

四、现场问答

提问:李博士,您好,这款菌株DE111,它为什么可以改善肠道便秘?

李昕:这个是机理的问题是吧?

提问:对。

李昕:我们临床研究是一个观察性研究,现在要做循证的话,需要发现因果关系。但现在据我所知,可能像我们的友商慧颖博士做了很多因果性研究,ADM现在只能做一些推测。比如说DE111能够产生短链脂肪酸,能够促进肠道中别的菌的合成,包括酸性物质也能够促进肠道的蠕动。具体哪些机制或者机理我们还要进一步探讨。

提问:您好,这株菌株在生产上是不是要有一个独立的车间?

李昕:对,芽孢杆菌一般在生产的时候,确实会面临一个共线的问题。考虑到这个菌本身的特点跟特征,我们不太推荐它跟别的LAB进行共线生产。

提问:我还有一个再细一点的问题。比如说,我有一个独立的车间生产凝结芽孢杆菌,它是不是也要跟DE111独立开?我用生产凝结芽孢杆菌的车间不能来生产DE111?

李昕:ADM还没有官方的数据,但是我听国外同事口头的一个分享,好像也不太推荐共线。

提问:就是要完全独立?

李昕:具体方面,我们可以进一步讨论,这还不是一个定论的问题。

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