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摘 要：活菌制剂又称为微生态制剂或微生物制剂，由多种有益微生物及其代谢产物构成。近年来，随着生物技术的发展，活菌制剂在国民经济建设中的作用越来越重要；其可用于药品、食品、饮料、饲料、肥料、生物防治、冶金和环保等技术领域。
本文以"活菌制剂"、"微生物制剂"、"微生态制剂"、"probiotic"、"microbiological preparation"等关键词在专利数据库中进行检索，通过阅读、分析归类以简介专利文献中活菌制剂的主要用途，总结活菌制剂应用领域的研究现状及发展趋势。
关键词：活菌制剂 活菌制剂的应用 专利分析
我国活菌制剂相关专利自2011年之后呈现快速增长趋势；而国外相关专利基本呈现平稳增长的趋势。由图1可见，目前活菌制剂的相关研究主要集中于中国和美国。我国对于活菌制剂的关注程度要强于国外，近几年来更是处于一个快速发展的阶段。
以下，是专利文献中活菌制剂涉及的主要用途：
1）用于药物生产。以活菌制剂生产的药物与其它类型药物不同在于它能起到“已病辅治、未病防病、无病保健”的重要作用。现有技术中已经存在许多活菌制剂药物，如双歧三联活菌胶囊（培菲康）、口服酪酸梭菌活菌片（米雅）、枯草杆菌二联活菌颗粒（妈咪爱）、地衣芽孢杆菌活菌胶囊（整肠生）等，其中上海信谊药业有限公司申请了关于培菲康的专利（CN1223865 A 19990728）。上述几种药物的主要作用均是用于治疗肠道菌群失调。
2）用于饲料生产。活菌制剂摄入动物体内可以促进动物肠胃道微生态平衡或增强非特异性免疫功能来预防疾病，可以直接或间接起到促进动物生长作用和提高饲料转化率的作用。研究表明，以乳酸菌为主的活菌制剂可以替代饲料中添加的抗生素（CN1857326 A 20061108）。饲喂含活菌制剂的饲料可以大大减少抗生素的使用量，避免抗生素在动物体内的高残留问题，提高肉类产品的质量，对养殖业和肉类出口有重大的意义。
3）用于食品生产。在我们每个人身上都有一个可以阻挡有害物质侵害的特殊的“生物屏障”，它就是“正常菌群”。“正常菌群”是指在正常人的体表以及口腔、肠道、阴道和尿道中存在的对人无损害的微生物群。这些细菌相互依存、相互制约，处于相对平衡状态，组成体内最大的微生态环境，成为维护人体健康的天然防线，共同完成營养吸收和毒素排泄的作用。活菌制剂在食品领域最为常见的形式就是发酵乳（CN101180989 A 20080521），发酵乳通常具有：（1）改善蛋白质的利用率；（2）缓解乳糖不耐症；（3）改善矿物质元素的吸收；（4）改善肠道微生物菌群的平衡；（5）降低血清中胆固醇含量；（6）抗高血压；（7）抗癌；（8）具有免疫调节作用等功效。发酵乳产品之所以受欢迎，很大程度上是与其含有对人体有益的活性乳酸菌有关。我国《食品安全国家标准发酵乳》中明确规定发酵乳中乳酸菌总数应大于等于1×106cfu/g。此外还有在泡菜、果汁、蛋糕等生产中的应用。
4）用于环保事业。在21世纪人类经济高度发展的同时也造成了环境严重破坏与污染。而生物处理法因为其工艺简单、成效显著、成本低廉、纯天然环保和无二次公害等优点成为了最受关注的环境污染处理工艺。将活菌制剂直接投入到生活污水、食品加工废水、畜牧养殖废水、受污染河道及水产养殖水体等污水中，即可降低污水的有机污染物质、总氮（CN103923868 A 20140716）、悬浮物等指标，从而使水体变得清澈，净化水质；而将活菌制剂喷洒于垃圾中转站、垃圾填埋场及养殖场等场所，可对空气中的氨、硫化氢等恶臭物质起到吸附、酶解等作用。从而起到对环境的改善作用。然而，目前用于环境处理的活菌制剂虽然取得了一些处理效果，但还普遍存在着激活所需时间长、持续作用时间短、微生物种类单一等问题，进而导致了处理效果欠佳。因此目前的微生物学家专门针对上述状况培养专门降解污水物质的微生物菌种。
5）用于冶金领域。近年来，国内外对“高硫高砷”金矿的预处理“脱硫脱砷”技术开展了广泛而深入的研究，如焙烧氧化、湿法氧化、细菌催化等。这些工艺技术虽然方法不同，但目的都是使砷黄铁矿、黄铁矿、毒砂等金包裹体充分解离，让金裸露出来，从而提高金的浸出率；其中细菌预氧化的研究最为活跃。微生物催化技术用于处理矿石开始于上个世纪初期，最初主要是从低品位铜矿石或边缘铜矿石中堆浸回收铜，后来逐渐演化为用活菌制剂预处理难处理的金矿石。微生物的催化氧化使得硫化物和砷化物分解，硫砷进入溶液，从而达到脱硫砷的目的。目前研究的较多的是利用铁氧化菌和硫氧化菌组成的混合活菌菌剂作用于硫化物，这类混合菌群既能高效氧化Fe2+，又能高效氧化硫化物产生硫酸和硫酸盐（CN10133599 A 20081231）。
通过“饲料”、“食品”、“药”、“污水”、“垃圾”等关键词对活菌制剂的用途进行进一步的限定并统计，结果如图2所示。可见我国的活菌制剂主要用于动物饲料领域和食品领域。
可见，活菌制剂的开发和使用对促进中国畜牧业、食品领域、医药领域和环保事业的发展发挥了重要的作用，且其发展潜力还很大。因此需进一步加强对其相关工艺的开发和改善；同时还要建立和完善活菌制剂行业的相关检测标准和生产规范，以保证生产出更多高质量的活菌制剂，让益生菌为人类健康和社会进步发挥更大的作用。而虽然我国对于活菌制剂的关注程度较高且相关研究与产品也数量巨大，但跟国外知名企业相比还是有很大差距。目前在全球的益生菌市场上，规模较大的生产商主要有丹尼斯克公司、达能集团、罗塞尔公司、雀巢公司、日本养乐多（Yakult）等。上述公司的相同之处就在于其产品的品质高，占市场份额大。因此也为我国的相关产品的研究与制造提出了更高的要求。
本文通过对现有活菌制剂相关专利技术的整理与分析，预测未来的专利申请可能主要从以下几个方面做出改进：
1）适于制造活菌制剂的优势菌株的分离及其性质验证；
2）益生菌与其它物质如中药、乳糖等组合制造活菌制剂，以使其具有多种保健功能；
3）混菌制剂替代单一菌群制剂，从而达到调节机体免疫力、延缓衰老、改善肠胃等多种治疗效果。
本文以"活菌制剂"、"微生物制剂"、"微生态制剂"、"probiotic"、"microbiological preparation"等关键词在专利数据库中进行检索，通过阅读、分析归类以简介专利文献中活菌制剂的主要用途，总结活菌制剂应用领域的研究现状及发展趋势。
关键词：活菌制剂 活菌制剂的应用 专利分析
我国活菌制剂相关专利自2011年之后呈现快速增长趋势；而国外相关专利基本呈现平稳增长的趋势。由图1可见，目前活菌制剂的相关研究主要集中于中国和美国。我国对于活菌制剂的关注程度要强于国外，近几年来更是处于一个快速发展的阶段。
以下，是专利文献中活菌制剂涉及的主要用途：
1）用于药物生产。以活菌制剂生产的药物与其它类型药物不同在于它能起到“已病辅治、未病防病、无病保健”的重要作用。现有技术中已经存在许多活菌制剂药物，如双歧三联活菌胶囊（培菲康）、口服酪酸梭菌活菌片（米雅）、枯草杆菌二联活菌颗粒（妈咪爱）、地衣芽孢杆菌活菌胶囊（整肠生）等，其中上海信谊药业有限公司申请了关于培菲康的专利（CN1223865 A 19990728）。上述几种药物的主要作用均是用于治疗肠道菌群失调。
2）用于饲料生产。活菌制剂摄入动物体内可以促进动物肠胃道微生态平衡或增强非特异性免疫功能来预防疾病，可以直接或间接起到促进动物生长作用和提高饲料转化率的作用。研究表明，以乳酸菌为主的活菌制剂可以替代饲料中添加的抗生素（CN1857326 A 20061108）。饲喂含活菌制剂的饲料可以大大减少抗生素的使用量，避免抗生素在动物体内的高残留问题，提高肉类产品的质量，对养殖业和肉类出口有重大的意义。
3）用于食品生产。在我们每个人身上都有一个可以阻挡有害物质侵害的特殊的“生物屏障”，它就是“正常菌群”。“正常菌群”是指在正常人的体表以及口腔、肠道、阴道和尿道中存在的对人无损害的微生物群。这些细菌相互依存、相互制约，处于相对平衡状态，组成体内最大的微生态环境，成为维护人体健康的天然防线，共同完成營养吸收和毒素排泄的作用。活菌制剂在食品领域最为常见的形式就是发酵乳（CN101180989 A 20080521），发酵乳通常具有：（1）改善蛋白质的利用率；（2）缓解乳糖不耐症；（3）改善矿物质元素的吸收；（4）改善肠道微生物菌群的平衡；（5）降低血清中胆固醇含量；（6）抗高血压；（7）抗癌；（8）具有免疫调节作用等功效。发酵乳产品之所以受欢迎，很大程度上是与其含有对人体有益的活性乳酸菌有关。我国《食品安全国家标准发酵乳》中明确规定发酵乳中乳酸菌总数应大于等于1×106cfu/g。此外还有在泡菜、果汁、蛋糕等生产中的应用。
4）用于环保事业。在21世纪人类经济高度发展的同时也造成了环境严重破坏与污染。而生物处理法因为其工艺简单、成效显著、成本低廉、纯天然环保和无二次公害等优点成为了最受关注的环境污染处理工艺。将活菌制剂直接投入到生活污水、食品加工废水、畜牧养殖废水、受污染河道及水产养殖水体等污水中，即可降低污水的有机污染物质、总氮（CN103923868 A 20140716）、悬浮物等指标，从而使水体变得清澈，净化水质；而将活菌制剂喷洒于垃圾中转站、垃圾填埋场及养殖场等场所，可对空气中的氨、硫化氢等恶臭物质起到吸附、酶解等作用。从而起到对环境的改善作用。然而，目前用于环境处理的活菌制剂虽然取得了一些处理效果，但还普遍存在着激活所需时间长、持续作用时间短、微生物种类单一等问题，进而导致了处理效果欠佳。因此目前的微生物学家专门针对上述状况培养专门降解污水物质的微生物菌种。
5）用于冶金领域。近年来，国内外对“高硫高砷”金矿的预处理“脱硫脱砷”技术开展了广泛而深入的研究，如焙烧氧化、湿法氧化、细菌催化等。这些工艺技术虽然方法不同，但目的都是使砷黄铁矿、黄铁矿、毒砂等金包裹体充分解离，让金裸露出来，从而提高金的浸出率；其中细菌预氧化的研究最为活跃。微生物催化技术用于处理矿石开始于上个世纪初期，最初主要是从低品位铜矿石或边缘铜矿石中堆浸回收铜，后来逐渐演化为用活菌制剂预处理难处理的金矿石。微生物的催化氧化使得硫化物和砷化物分解，硫砷进入溶液，从而达到脱硫砷的目的。目前研究的较多的是利用铁氧化菌和硫氧化菌组成的混合活菌菌剂作用于硫化物，这类混合菌群既能高效氧化Fe2+，又能高效氧化硫化物产生硫酸和硫酸盐（CN10133599 A 20081231）。
通过“饲料”、“食品”、“药”、“污水”、“垃圾”等关键词对活菌制剂的用途进行进一步的限定并统计，结果如图2所示。可见我国的活菌制剂主要用于动物饲料领域和食品领域。
可见，活菌制剂的开发和使用对促进中国畜牧业、食品领域、医药领域和环保事业的发展发挥了重要的作用，且其发展潜力还很大。因此需进一步加强对其相关工艺的开发和改善；同时还要建立和完善活菌制剂行业的相关检测标准和生产规范，以保证生产出更多高质量的活菌制剂，让益生菌为人类健康和社会进步发挥更大的作用。而虽然我国对于活菌制剂的关注程度较高且相关研究与产品也数量巨大，但跟国外知名企业相比还是有很大差距。目前在全球的益生菌市场上，规模较大的生产商主要有丹尼斯克公司、达能集团、罗塞尔公司、雀巢公司、日本养乐多（Yakult）等。上述公司的相同之处就在于其产品的品质高，占市场份额大。因此也为我国的相关产品的研究与制造提出了更高的要求。
本文通过对现有活菌制剂相关专利技术的整理与分析，预测未来的专利申请可能主要从以下几个方面做出改进：
1）适于制造活菌制剂的优势菌株的分离及其性质验证；
2）益生菌与其它物质如中药、乳糖等组合制造活菌制剂，以使其具有多种保健功能；
3）混菌制剂替代单一菌群制剂，从而达到调节机体免疫力、延缓衰老、改善肠胃等多种治疗效果。