《Food Bioscience》：Probiotics: A critical review from strain sourcing and characterization to safety, mechanisms, and applications
编辑推荐：
•提供了一个批判性和整合的框架，连接菌株来源、表征、安全性评估、机制和应用。•批判性地审视了菌株选择和方法选择中的优势、局限性和潜在偏见。•系统综合和分类了现有益生菌菌株多层级安全性评估方法。•批判性地评估了益生菌作用机制，涵盖体外、动物和转化证据水平•讨论了包埋和递送技术作
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提供了一个批判性和整合的框架，连接菌株来源、表征、安全性评估、机制和应用。
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批判性地审视了菌株选择和方法选择中的优势、局限性和潜在偏见。
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系统综合和分类了现有益生菌菌株多层级安全性评估方法。
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批判性地评估了益生菌作用机制，涵盖体外、动物和转化证据水平
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讨论了包埋和递送技术作为提高益生菌稳定性和转化可行性的关键策略。
引言
益生菌，即摄入足量时对健康有益活的微生物，是微生物学、营养学和功能性食品的核心（Wang et al., 2022b）。益生菌的概念已从最初对发酵食品的经验观察演变为正式的科学定义（Fuller, 1989; Lilly & Stillwell, 1965）。随着公众对饮食与健康关系的认识不断提高，近年来益生菌产品的全球消费和商业应用呈现显著上升趋势（Guo et al., 2025）。益生菌调节免疫反应，增强肠道屏障功能，调节宿主代谢和信号传导，并与微生物组相互作用，在疾病预防和管理方面显示出潜力（Ma et al., 2023b）。
传统菌株，如乳杆菌和双歧杆菌，仍是研究重点，但从食物或宿主微生物组中分离和表征它们工作量巨大（Jadhav et al., 2026）。传统方法往往无法满足对具有特定功能或在加工和胃肠道条件下具有高稳定性菌株的需求。例如，纯培养对于深入分析疾病机制和开发生物疗法至关重要，但对肠道微生物组研究构成了挑战（Xu et al., 2024）。因此，通过基因编辑或诱变产生的工程益生菌应运而生，以扩展多样性并优化功能潜力。
除了菌株来源之外，严格的机制理解和安全性评估对于实际应用至关重要。越来越多的证据表明，益生菌部分通过特定的代谢物发挥其健康益处，包括短链脂肪酸（SCFAs）、胆汁酸衍生物和胞外多糖，这些代谢物调节宿主脂质代谢并增强肠道黏膜免疫防御（Ayed et al., 2024）。安全性评估同样关键，特别是对于同时具有益生菌潜力和致病性的菌株，如肠球菌属（Elnar & Kim, 2026）。此外，在加工、储存和胃肠道转运过程中保持益生菌的活力仍然是一个紧迫的挑战，推动了包埋技术的发展（Zhu et al., 2024a）。
几篇最近的综述已经解决了益生菌研究的重要维度，特别是益生菌来源和多样性（Kim et al., 2026）、作用机制（Liu et al., 2024）、安全性评估（Hua et al., 2025）以及递送或包埋技术（Xu et al., 2026）。这些综述为益生菌研究的特定方面提供了宝贵的见解。然而，它们的范围通常仍然集中在单个主题或阶段。从菌株来源和开发，到菌株表征和安全性评估，再到机制验证和实际应用之间的相互关联进展，获得相对较少整合讨论。这一差距越来越重要，因为菌株来源、分离、纯化和表征过程中做出的决定会影响后续的安全性、功能性能、稳定性和应用潜力。因此，而不是提供另一个关于益生菌功能或应用的总结，本综述系统地综合和分类了益生菌开发主要阶段的现有方法，从菌株来源到安全性、作用机制和应用。具体来说，它批判性地比较了菌株分离、纯化、鉴定和安全性评估的方法；评估了不同证据水平的益生菌机制，包括体外和动物研究；并检查了与稳定性、递送和工业化转化相关的主要挑战。通过将这些方面在共同的发展视角下连接起来，本综述旨在阐明菌株特性和早期开发如何影响后续的安全性、疗效和应用潜力。
章节摘要
益生菌来源
益生菌的来源很大程度上决定了其功能特性。传统上，益生菌是从具有长期安全人类使用历史自然环境中分离的。生物技术的进步现在允许设计具有增强或新颖功能的下一代益生菌。
益生菌的分离和纯化
益生菌的分离和纯化为后续的菌株鉴定、功能研究和应用开发奠定了基础。必须遵循严格的标准化程序以确保菌株的可靠性。值得注意的是，不仅需要系统地分离和纯化传统来源的菌株，基因工程菌株也需要经历这个过程以验证基因型稳定性并确保表型一致性（Blanch-Asensio et al., 2025）。
益生菌安全性评估
益生菌安全性，特别是菌株特异性风险，引起了广泛关注，需要严格和系统的安全性评估框架（Merenstein et al., 2023）。
益生菌活性与作用机制
益生菌的功能活性表现出强烈的菌株特异性和宿主依赖性。了解益生菌如何直接与宿主细胞和生理系统相互作用，以及如何通过调节肠道微生物平衡间接调节宿主健康，对于阐明它们影响宿主生理功能的分子和信号通路至关重要。
益生菌应用
益生菌最传统且成功的应用是在食品载体中，特别是发酵乳制品。然而，消费者需求的多样化以及对健康导向产品剂型日益增长的期望推动了益生菌应用的转型。在实践中，益生菌在食品加工、储存和胃肠道转运过程中的存活、活性和稳定性难以保证，导致有效摄入计数远……
结论与展望
益生菌在改善人类健康方面表现出巨大潜力。然而，其应用仍受到若干挑战的限制，包括菌株特异性效应、机制理解不足、临床证据有限以及缺乏标准化评估标准。尽管最近在菌株来源、分离纯化、安全性评估、基因工程、递送技术和机制研究方面的进展极大地扩展了我们对……
CRediT 作者贡献声明
Zhongyue Chen: 写作 – 审阅与编辑，写作 – 原稿撰写，调查。Huaxuan Liu: 写作 – 审阅与编辑，调查，概念化。Jun Qin: 写作 – 审阅与编辑，写作 – 原稿撰写，调查。Yong Cao: 资源，资金获取，数据整理。Qun Wang: 写作 – 审阅与编辑，监督，调查。Yixuan Zhang: 写作 – 审阅与编辑，调查，概念化。Haolan Xie: 写作 – 审阅与编辑，调查，
未引用参考文献
de L Agüero et al., 2020; Hu et al., 2024; Pan et al., 2024b; Thinkohkaew et al., 2024; Wu et al., 2024a; Yuan et al., 2025; Zhang et al., 2025.
备注
作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能会影响本论文中报告的工作。
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能会影响本论文中报告的工作。
致谢
本工作得到广东省营养保健与功能食品重点实验室 [资助编号 2018B030322010, Yong Cao] 的支持。
Jun Qin|Zhongyue Chen|Huaxuan Liu|Yixuan Zhang|Haolan Xie|Yong Cao|Qun Wang
