第一章 文獻回顧
四、 益生菌之應用
雖然許多的微生物都被視為具有成為益生菌的潛力，但在商業量產上，使用最 廣泛的益生菌以乳酸桿菌屬(Lactobacillus)及雙叉桿菌屬(Bifidobacterium)二大類
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為 主 ( 表 1.8.) ， 包 括 了 Lb. acidophilus 、 Lactobacillus delbrueckii ssp.
bulgaricus 、Lactobacillus paracasei、Lactobacillus johnsoni、Lactobacillus casei、Lb.
rhamnosus、Lactococcus lactis、Bifidobacterium breve、Bifidobacterium lactis 等，因 為這些菌株具長期安全使用的歷史，並被認為是 GRAS (generally recognized as safe)，同時也是人體腸道中主要存在的菌屬(Tripathi and Giri, 2014)，而被大量運 用於產製機能性發酵產品。過去幾十年中，全球消費市場出現超過 500 多種益生 菌產品，產品品項不斷增加中，由榖物、水果和蔬菜(包括果汁、零嘴、截切水果) 及肉製品發酵製成的益生菌產品逐漸被學界及消費者重視 (S. Gupta and Abu-Ghannam, 2012; Kołożyn-Krajewska and Dolatowski, 2012; Rouhi et al., 2013)。
以益生開發機能性食品擁有廣大的消費市場，其產值已佔據全世界機能性食 品市場的 65％，並且不斷增長，美國具益生菌之機能性食品產值已超過 750 億美 元(Holzapfel and Schillinger, 2002)，在歐洲、日本及澳洲市場中，改善腸胃道功能 之 probiotics 及 prebioytics 產品同樣為機能性食品消費市場之主力(Saarela et al., 2002)。在美國，益生菌以食品、膳食補充劑或藥品之形式作為有益健康之補充劑，含 益生菌之食品包含了乳酪、嬰兒配方食品及果汁(Sanders, 2003)。發酵乳製品除含 有益生菌外，尚有維生素 B 群及鈣等營養成份，加上適於日常飲食天天飲用，故 為補充益生菌之良好來源。近十餘年來，乳酸菌產業在台灣蓬勃發展，以發酵乳為 例，年產值由新台幣 20 餘億元增加至 70 餘億元，若加上其他應用產品，乳酸菌相 關產品之產值已超過新台幣 100 億元，但台灣地區民眾飲用發酵乳之每人平均 量，仍低於日本及歐美，故具機能性之乳酸發酵飲料仍有很大之發展空間(廖，2007)。
益生菌為公認安全的微生物，廣泛被運用於製作發酵乳品、蔬菜、乳酪等加工 食品，研究發現，部分益生菌具有 GAD 活性，可催化 L-麩胺酸或麩胺酸鈉進行α –脫羧作用產生 GABA (Li et al., 2016)，近年以益生菌發酵產生 GABA 之相關研 究如表 1.9.。這些益生菌株分別自韓國泡菜、發酵肉品或果汁中篩選而來，自泰國 Kung-Som（以海蝦、糖、鹽製成之傳統發酵食品）分離出 Lactobacillus futsaii CS3 接種於 MRS 培養基(de Man, Rogosa and Sharpe)，於 37℃培養 108 小時，可產生約 11,000 mg/l GABA (Sanchart et al., 2016) 。 自 胡 蘿 蔔 汁 分 離 的 Leuconostoc mesenteroides SM 與自韓國泡菜分離之 Lb. plantarum 於水芹汁中共發酵，可產生 10,000 mg/l GABA (Kwon et al., 2016)。魚腸道中分離之 Lb. brevis FPA 3709 接種於
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黑豆奶，經 20℃培養 72 小時，可使 GABA 含量達 6,120 mg/l (Ko et al., 2013)。不 同菌株產生 GABA 的能力各有差異，透過篩選適合之益生菌接種於食品原料進行 發酵，可生產同時含益生菌及 GABA 之雙機能保健食品，並符合現代人重視天 然、原態的消費需求。
本研究以產自屏東縣萬丹鄉之高雄 8 號國產紅豆為原料，評估不同前處理條 件對提高紅豆中γ-胺基丁酸含量之影響，進一步以不同益生菌接種於紅豆乳中，篩 選最適生產 GABA 之益生菌株，並調整培養基最適化條件，以開發兼具益生菌及 GABA 雙重功效之機能性紅豆發酵乳。
31 表 1.8. 商業應用之益生菌株表
Table 1. 8. List of probiotic strains used in commercial applications
(Tripathi and Giri, 2014)
Source/product Strain
Chr. Hansen Lb. acidophilus LA1/LA5
Lb. delbrueckii ssp. bulgaricus Lb12 Lb. paracasei CRL431
B. animalis ssp. lactis Bb12 Danisco Lb. acidophilus NCFMs
Lb. acidophilus La Lb. paracasei Lpc
B. lactis HOWARUTM/Bl DSM Food Specialties Lb. acidophilus LAFTIs L10
B. lactis LAFTIs B94 Lb. paracasei LAFTIs L26
Nestle Lb. johnsonii La1
Snow Brand Milk Lb. acidophilus SBT-20621 Products Co. Ltd.
B. longum SBT-29281 Institute Rosell Lb. rhamnosus R0011 Lb. acidophilus R0052
Yakult Lb. casei Shirota
B. breve strain Yaku Foneterra B. lactis HN019 (DR10)
Lb. rhamnosus HN001 (DR20) Probi AB Lb. plantarum 299V
Lb. rhamnosus 271 Danone Lb. casei Immunitas
B. animalis DN173010 (Bioactiva) Essum AB Lb. rhamnosus LB21
Lc. lactis L1A Biogaia Lb. reuteri SD2112 Morinaga Milk Industry Co. Ltd. B. longum BB536 Lacteol Laboratory Lb. acidophilus LB Medipharm Lb. paracasei F19
32 表 1.9. 不同益生菌生產 GABA 的應用
Table 1.9. Application of GABA produced by different probiotics
Probiotics Isolation source Culture medium GABA production Reference
Lactococcus lactis subsp. lactis Chinese cabbage/ Kimchi
Brown rice juice, skim milk, and germinated soybean juice
7200 mg/l Lu et al., 2009 Lactobacillus brevis GABA100 NP MSG 13,000 mg/l Kim et al., 2009 Lactobacillus brevis FPA 3709 Fish Black soybean milk 6,120 mg/l Ko et al., 2013 Lactobacillus brevis BJ20 Kimchi Seaweeds and rice flour 2,465 mg/l Lee et al., 2010 Lactobacillus futsaii CS3 Thai fermented shrimp
product MRS broth 11,000 mg/l Sanchart et al., 2016 Lactobacillus plantarum DW12 Fermented foods Red seaweed 4,000 mg/l Ratanaburee et al., 2011 Lactobacillus plantarum K154 Kimchi MRS broth 155 mg/l Park et al., 2014
Lactobacillus plantarum DM5 Traditional fermented
beverage MRS broth 1,000 mg/l Das and Goyal, 2015 Lactobacillus plantarum M-6 Chinese fermented food MRS broth 537 mg/l Li et al., 2016
Leuconostoc mesenteroides SM and
Lactobacillus plantarum K154 Carrot juice / Kimchi Water dropwort 10,000 mg/l Kwon et al., 2016 Streptococcus thermophiles APC151 Digestive tract of fish Skim milk 2,000 mg/l Linares et al., 2016 Pediococcus pentosaceus HN8 and
Lactobacillus namurensis NH2 Fermented meats Fermented ground pork
(Nham) 4,051 mg/kg Ratanaburee et al., 2013 NP: Not provided.
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