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乳酸菌的生理功能及发酵的应用摘要: 乳酸菌通过发酵产生的有机酸，特殊酶系等多种物质，在体内发挥许多生理功能，如改善胃肠道、提高免疫力、抗菌、降低胆固醇、调节血脂等。而且乳酸菌发酵对乳制品的保健功能和肉制品的贮藏也有一定的影响。关键词: 乳酸菌 生理功能 发酵Physiological function of lactic acid bacteria and fermentation applicationsOuyang DanSchool of Food Science and Technology , Shihezi University, Shihezi, ChinaAbstract: Lactic acid bacteria through the fermentation of organic produce, special enzyme is a variety of material such as, in many physiological functions in play, such as improving the gastrointestinal tract, enhance immunity, anti-bacterial, lower cholesterol, regulate blood lipid, etc. And Lactic acid bacteria ferments health function of dairy and meat products to store up also have certain effect.Key words: Lactic acid bacteria; physiological functions; fermentation 乳酸菌( Lactic acid bacterium, LAB) 是一群能从可发酵性碳水化合物中产生大量乳酸的革兰氏阳性细菌的通称。按细菌分类学可划分为乳杆菌属（Lactobacillus）、链球菌属(Streptococcus)、明串珠菌属（Leuconostoc）等23个属,这些菌都和乳酸菌发酵有密切关系。人类利用乳酸菌历史久远，主要应用于食品方面，如：产乳酸和抑菌物质来延长制品保质期；代谢多种氨基酸、维生素、酶等产物以增强原有食品的营养价值等。随着微生物学、营养学、医学等的发展，乳酸菌的应用与研究更加广泛、深入。研究表明，乳酸菌作为人及动物肠道的益生菌，对机体具有多方面的保健作用，如维持肠道微生态平衡，抗肿瘤，降低胆固醇，调节血脂等。1. 乳酸菌的生理功能 乳酸菌在人体内能发挥许多的生理功能。大量研究资料表明, 乳酸菌能调节胃肠道正常菌群、维持微生态平衡, 从而改善胃肠道功能；提高食物消化率和生物效价；降低血清胆固醇, 控制内毒素；抑制肠道内腐败菌生长；提高机体免疫力等。 乳酸菌通过发酵产生的有机酸、特殊酶系、细菌表面成分等物质具有生理功能，可刺激组织发育, 对机体的营养状态、生理功能、细胞感染、药物效应、毒性反应、免疫反应、肿瘤发生、衰老过程和应激反应等产生作用1。总之, 乳酸菌的生理功能与机体的生命活动息息相关。1.1 改善胃肠道功能 人体胃肠道中有大量多种细菌，其数量、种类及分布定居部位相对稳定，共同形成人体中最大也最复杂的微生态系统。一个健康的成年人肠道内微生态系统一旦被破坏，就会引起疾病，称为肠道菌群失调。研究表明，腹泻患者的肠道乳酸菌菌群的数量和种类都较少，在服用乳酸菌制剂治疗后能调节肠道菌群，健康肠道2。乳酸菌在进入到肠道后，可以迅速生长、代谢、繁殖，为机体提供部分必需氨基酸和维生素等营养物质，产生酸和酶类帮助宿主消化，同时代谢出乳酸、二氧化碳以降低肠道内pH值，抑制病原菌繁殖，从而起到维持机体肠内菌群平衡的作用3。1.2 增强免疫能力 乳酸杆菌和双歧杆菌一方面能明显激活巨噬细胞的吞噬作用, 另一方面由于它能在肠道定植, 相当于天然自动免疫。它们还能刺激腹膜巨噬细胞、诱导产生干扰素、促进细胞分裂、产生抗体及促进细胞免疫等, 所以能增强机体的非特异性和特异性免疫反应, 提高机体的抗病能力。口服乳酸菌后，对巨噬细胞的- 半乳糖甙酶活性、巨噬细胞的吞噬活性等具有显著的激活和促进作用。当异物侵入机体时, 免疫细胞被乳酸菌激活，增强了机体对异物产生抗体的作用。Chandra认为, 乳酸菌之所以具有刺激机体产生抗体的作用, 是由于菌体通过淋巴结、粘膜和M细胞刺激淋巴细胞, 接受刺激的淋巴细胞再通过肠系膜淋巴结(MLN) 循环到血流中,并分布全身, 从而调节机体的免疫应答。1.3 抗菌作用乳酸菌对一些腐败菌和低温细菌有较好的抑制作用。可用于防治腹泻、下痢、肠炎、便秘和由于肠道功能紊乱引起的多种疾病以及皮肤炎症。肠道内多种益生菌可产生抗菌物质，以生物拮抗作用来消除病原菌的存在，如：双歧杆菌能产生一种未知的广谱抗菌物质，以抑制沙门氏菌、志贺氏菌、霍乱弧菌等病原菌的活性。保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌产生的过氧化氢有明显的抑菌效果。乳杆菌在体内发酵乳糖，产生乳酸乙酸，可降低肠道局部pH值，抑菌或杀死肠道内的大肠埃希菌、沙门菌、练球菌等；研究还发现其在肠道内产生一种四聚酸，可杀死大批有害的、具有抗药性的细菌4；Dunne 等发现唾液乳杆菌UCC118及其抗菌产物ABP118 (一种细菌素) 对一系列指示菌(潜在病原性) 均有较广谱的抑菌性。1.4 降低胆固醇 人们对乳酸菌降低胆固醇的作用及其机理做了广泛的研究, 认为乳酸菌菌体成分或菌体外代谢物中有抗胆固醇因子。在乳酸菌产生的特殊酶系中, 有降低胆固醇的酶系, 它们在体内可能抑制羟甲基戊二酰辅酶A(HMGCoA) 还原酶( 胆固醇合成的限速酶) , 从而抑制胆固醇的合成。由于乳酸菌能在肠黏膜上黏附并定植, 故能显著减少肠道对胆固醇的吸收5。1974年Mann及Spoerry发现饮用乳酸菌发酵后的牛奶可降低人体血清中的胆固醇，这为预防和治疗心血管疾病提出了新的理念。Gilliland 等实验证明, 嗜酸乳杆菌对胆固醇具有同化作用；Rasic的研究也有同样结果6；Klaver 等研究表明乳酸菌对胆固醇具有共沉淀作用，当pH 值低于6.0 时, 由于乳酸菌的胆盐共轭活性增加, 使胆固醇与胆盐形成了沉淀, 从而降低了培养基中的胆固醇含量。还有研究显示,嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌单独和混合发酵均可以使蛋奶中胆固醇量下降10%左右, 嗜热链球菌比保加利亚乳杆菌的降胆固醇能力稍强7。到目前为止，国外研究者开展了大量益生乳酸菌降胆固醇的体内功能验证，并筛选到一些具有降低血清胆固醇含量的乳酸菌。在体内或体外有较强降胆固醇作用的乳酸菌有很多种：嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜热链球菌、植物乳杆菌、罗伊氏乳杆菌等8。1.5 改善血脂乳酸菌在降低机体胆固醇的同时, 可降低甘油三脂, 使HDL升高，从而达到改善血脂的目的9。目前对乳酸菌对血脂影响的研究还不很成熟,但大量的动物试验已表明, 乳酸菌制剂发酵产生的有机酸、特殊酶系、细菌表面的成分以及乳酸在体内的代谢能改善血脂。有机酸中的醋酸盐、丙酸盐和乳酸盐可对脂肪的代谢进行调节, 对降低血浆TC( 总胆固醇) 和LDL( 甘油三脂) , 升高HDL起着一定的作用10。1.6 抗肿瘤作用 在肠道内的部分细菌分泌的一些酶类, 如- 葡糖酶、- 葡糖苷酸酶、硝基还原酶、偶氮还原酶、7-脱羟基酶等, 在肠内可使前致癌物转化为致癌物。肠道菌中的乳酸菌(包括补充到肠道中的乳酸菌) 可通过调整肠道菌群抑制这些细菌酶的活性, 达到降低肿瘤发生的危险。乳酸菌抗癌的机理可能是乳酸菌的某些代谢产物可促进肠胃蠕动, 缩短致癌物质在肠内滞留的时间, 减少致癌物质与上皮细胞的接触，或者是乳酸菌的代谢产物在肠道内膜内附植, 形成不利于这些细菌酶作用的环境, 抑制其活性, 阻断肠内的前致癌物向致癌物的转化11。研究表明，不是所有的乳酸菌均具有抗肿瘤的特性，真正具有抗肿瘤的乳酸菌十分有限，仅嗜酸乳杆菌，唾液乳杆菌，两歧双歧杆菌，肠膜明串珠菌肠膜亚种等22种。2 乳酸菌发酵的应用2.1 乳酸菌发酵对乳制品保健功能的影响 通过在牛奶中添加活性乳酸菌发酵制作而成的乳酸菌奶, 含有新鲜牛奶的全部营养成分，是新一代的牛奶改良食品。经发酵的乳酸菌奶酪蛋白及乳脂被转化为短肽、氨基酸和低分子的游离脂类等更易被人体吸收的小分子12。奶中丰富的乳糖已被分解成乳酸, 乳酸与钙结合形成乳酸钙，极易被人体吸收，也可被乳糖不耐症人群选用。乳酸菌奶能促进胃液分泌，促进消化，对胃具有保养功能，并能抑制肠道内腐败菌的生长，其生物保健价值远远高于牛奶。乳酸菌奶中含有高活性的乳酸菌，它的代谢产物能干预人体内的肠肝循环功能, 从而降低对脂肪的吸收, 尤其对女性而言, 常喝乳酸菌奶可降低乳腺癌的发生率。乳酸菌奶可以增进食欲, 促进胃液分泌,增强肠胃消化功能, 促进胃肠蠕动, 因而可防治老年习惯性便秘、婴幼儿消化不良、幼儿腹泻等病症。2.2 乳酸菌对肉品贮藏的影响 为了延长肉品的货架期, 最有效的方法是冷藏，但是在冷藏条件下单核细胞李斯特增生菌和假单胞菌属等嗜冷菌仍可生长，并引起冷藏食品发生致病和腐败。真空包装和气调包装等方法也有利于肉毒梭菌等致病菌的生长。因此, 目前较关注的是生物防腐, 即利用自然的或人为控制的微生物以及它们产生的抗菌物质来延长肉品的货架期, 提高食品的安全性。Leroi F 等研究结果表明, 用乳酸菌发酵液保鲜肉品, 可以抑制肉品中的致病菌和腐败菌的生长, 保存风味物质, 不改变食品组织状态, 而且在正常冷却贮存条件下, 也不影响食品的感官特性。在进行了乳酸菌发酵液保鲜冷却猪肉的研究, 结果表明, 乳酸菌发酵液对猪肉上的致病菌如金黄色葡萄球菌和粪大肠菌群有明显的抑制作用, 而对嗜冷菌如假单胞菌属、肠杆菌科等抑制作用不明显13。乳酸菌发酵液处理冷却猪肉后, 不影响产品的感官特性, 除贮存末期产品的生物胺含量较高外, 其余均处于较低水平。3 展望很多乳酸菌是人体肠道固有的益生菌类，且人类对其应用的历史长达五千多年，特别是近代对其的研究，发现乳酸菌对人体在医药及医疗保健方面具有许多特殊的生理功能， 因而对乳酸菌作更深入、广泛的研究显得格外重要。其发酵产物可以用来生产功能性牛奶，增强机体免疫力的功效，延长肉制品货架期，作为添加剂，与传统的抗生素、化学药物相比，具有无公害、安全、高效的优点。采用包括基因工程在内的现代化生物高科技手段，开发优势菌种，稳定遗传特性，提高发酵工艺将成为以后这一领域的主要攻关的热点。在今后, 随着研究的不断深人，挖掘乳酸菌新的医药保健功能，以利于其应用的水平提高，范围扩大。乳酸菌会以其自身的特性和魅力，吸引人们对其进行研究和利用，使这为人类的健康事业作出更大的贡献。参考文献：1 郑坚.乳酸菌对乳脂的影响J.黄岗师范学院学报, 2002 (3) : 3739.2 胡慧敏,张嵘,韩春茂,等. 口服Cocktail A乳酸菌制剂对人肠道乳酸菌群影响的研究J.检验医学, 2007, 22(3): 276-279.3 赵玲艳,邓放明.乳酸菌的生理功能及其在发酵果蔬中的应用J.中国食品添加剂, 2004（5）: 77-81.4 刘屹峰.乳酸菌的生理特性和生物学功能J.丹东纺专学报, 2002 ,9(2): 6-7.5 赵丽珺,齐凤兰,陈有容.降胆固醇乳酸菌的初步筛选J. 2004, 13(2): 180-183.6 Rasic J L,Vujicic L F,Skringer M,et al.Assimilation of cholesterol by some culture of lactic acid bacteria and bifidobacteria J. 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