浅谈嗜酸乳杆菌及其研究进展.doc

食品专业发展动态 课程报告浅谈嗜酸乳杆菌及其研究进展周 杨（四川农业大学 食品质量与安全 2007级02班）摘要：嗜酸乳杆菌是最重要的益生菌之一，广泛分布在人和动物的消化道、阴道以及乳制品和发酵的动植物制品中,是人体肠道中的重要微生物。本文将从嗜酸乳杆菌的研究历史、生理生化特征、制备方法、作用及在医学和食品方面的应用等作简要综述。关键词：嗜酸乳杆菌; 特征; 作用; 应用A rief discussion on Lactobacillus acidophilusand its researchful developmentZHOU Yang(Grade2007 classe 2, Food Quality and Safety speciality, Sichuan Agricultural University)Abstract: As one of the most important probiotics, Lactobacillus acidophilus, widely distributed in human and animal digestive tract, vagina, as well as dairy products and fermented products in plants and animals, is an important human gut microbes.This paper will have a brief overview about the investigative history of Lactobacillus acidophilus, physiological and biochemical characteristics, preparation method, function, as well as the application in medicine and food ,etc.Key words: Lactobacillus acidophilus; characteristic; function; application嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)属于乳杆菌属，为革兰阳性无芽胞杆菌。其细胞形态呈多样性，一般形成链杆状或球杆状，是一类具有严格分类学划分的细菌1。嗜酸乳杆菌是一种重要有益菌，是人体肠道中的重要微生物，在自然界中分布广泛，有些菌株是人和动物口腔、肠道及阴道的正常菌群之一。它能调节人体肠道微生物菌群平衡，增强机体免疫力，降低胆固醇水平等，对人体健康特别是对维持胃肠道正常生理功能具有重要作用2。1 嗜酸乳杆菌的研究历史嗜酸乳杆菌是来自肠道的乳酸菌，最初是从婴儿的粪便中分离出来的。 1922年cheplin和 rettger 报道了嗜酸乳杆菌可以在肠道中存活和定植，是人体肠道重要的益生菌，也是可以在肠道中存活和定植的少数乳酸菌之一3。Vincent首次报道了嗜酸乳杆菌能产生Lactocidin，此后又发现了LactacinB，acidophilucinA，aci-docin8912等活性物质，由于其特有的抗菌作用及潜在的应用价值引起人们极大关注，被视为很有前途的第3代乳酸发酵剂菌种4。近十几年来，日本、欧美一些发达国家对嗜酸乳杆菌研发极为重视，居于世界领先地位。我国仅在双歧杆菌及其相关的益生菌方面有所研究，对嗜酸乳杆菌单一菌种的研究还很少。近年来，嗜酸乳杆菌与其它菌株结合或采用其它生产方式，开发了多种新型的嗜酸性发酵产品。我国也在积极开发第3代乳酸发酵剂，但还没有产品上市。目前国际上对嗜酸乳杆菌大都处于研究阶段。2 嗜酸乳杆菌的生理生化特征嗜酸乳杆菌属乳杆菌属，为革兰氏阳性菌，形态呈细长杆状，最适生长温度为3538,20以下不生长，耐热性差。静置培养比振荡培养好，最高生物量和滴定酸度分别可达1010CFU/mL和219T5。最适pH为5.56.0，具有强耐酸性和耐胆盐性，能在其他乳酸菌不能生长的环境中生长繁殖6。另外，它的蛋白质分解力弱，在乳中产酸速率偏低，主要是其不完全的蛋白分解酶系、氧化还原电势和微量元素所致7；对大肠杆菌和沙门氏菌具有强的抑菌作用，且对沙门氏菌的拮抗作用比对大肠杆菌的要大；同时，这类菌体还可以显著地同化或吸附生长基质内的胆固醇，人体和动物试验结果表明，可以降低血清胆固醇含量等。嗜酸乳杆菌是微需氧菌，无氧或较低的氧分压环境下在固态基质表面生长，5%10%的二氧化碳可促进嗜酸乳杆菌的增殖。它广泛分布在人和动物的消化道、阴道以及乳制品和发酵的动植物制品中，是人体肠道中的重要微生物，是有益微生物菌群，可以通过生物屏障与化学屏障来阻止和抑制各种致病菌与条件致病菌在肠道的定植、入侵和生长繁殖,，到调整肠道微生态失衡及生物拮抗作用，对维持胃肠道的生理功能有重要作用7。嗜酸乳杆菌生长繁殖需要一定的维生素等生长因子，最适宜生长温度下培养生长缓慢，生产周期长；在乳中添加降低氧化还原电势的物质（如抗坏血酸、半胱氨酸等）以及生长促进物质，如肝浸出物、胡萝卜浸出物、乳糖、乳糖水解物和酪蛋白水解物等，可促进嗜酸乳杆菌的生长。对于嗜酸乳杆菌及其它乳杆菌来说，其生长必需的氨基酸有精氨酸、谷氨酸、亮氨酸，异亮氨酸、色氨酸、酪氨酸和缬氨酸。供以脱氧核糖核苷，嗜酸乳杆菌产酸速率增强；胸腺嘧啶脱氧核糖核苷又是嗜酸乳杆菌的一个重要生长因子。此外，一些B族维生素及叶酸也同样是嗜酸乳杆菌的生长因子，所有这些物质都可以促进嗜酸乳杆菌的生长8。3嗜酸乳杆菌的制备方法3.1嗜酸乳杆菌的培养可选用乳酸杆菌选择性培养基(LBS)对嗜酸乳杆菌进行培养。LBS具体配方如下：琼脂25 g；蛋白胨10 g；牛肉膏10 g；酵母浸膏5 g；葡萄糖20 g；吐温801 g；枸橼酸三氨2 g；K2HPO44 H2O 2 g；Mg-SO47H2O 200 mg；MnSO44H2O 50 mg；精制水1 000 ml。加热溶解，调整pH 6.06.5，121，15磅，20 min灭菌9。3.2嗜酸乳杆菌的分离筛选采集出生17 d的婴儿的新鲜粪便，放入胨液中，进行适当的稀释，将稀释的样品与TPY固体培养基混合后倾注平板，37厌氧培养48 h，进行单菌落的分离和纯化。从样品中淘汰球菌及葡萄糖发酵产气的菌株，挑选出厌氧生长、菌落圆形、中心较暗、周围显示微毛丝状特征、不产色素的菌株进行鉴定。具有以下特征的菌株可初步鉴定为乳杆菌属:革兰氏阳性、无芽孢、不运动的杆菌，菌体以单个、成双或者短链状排列，不分解酪素，不液化明胶，接触酶试验、氧化酶试验、硝酸盐还原反应、联苯胺反应、吲哚及硫化氢产生等试验均呈阴性。4 嗜酸乳杆菌的作用4.1 生物屏障作用嗜酸乳杆菌与肠黏膜上皮细胞相互作用、密切结合构成了生物学屏障；同时，通过其自身及其代谢物与其它细菌之间的相互作用，调整菌群之间的关系，维持和保证菌群最佳优势组合以及这种组合的稳定，阻止了致病菌的定植和入侵,拮抗致病菌和有害微生物的生长及其毒素的黏附。4.2 营养作用嗜酸乳杆菌发酵后产生的乳酸，可提高胃内食物的预消化，提高钙、磷、铁的利用和维生素D的吸收；乳糖分解产生的半乳糖是构成脑神经系统中脑苷脂的成分，与婴幼儿的生长有密切的关系；同时嗜酸乳杆菌产生的大量的维生素B群能促进人体神经细胞的发育；提高人体肠内的-半乳糖苷酶的活性，促进奶质中乳糖的吸收，从而缓解乳糖不耐症；此外，还能分泌蛋白酶，促进蛋白质的吸收消化。4.3 增强机体的免疫力嗜酸乳杆菌在肠道内定植，相当于自然免疫，能激活机体巨噬细胞活性巨噬细胞可破坏机体中的病原微生物，诱发非特异性和特异性免疫反应，提高抗感染的能力。同时，嗜酸乳杆菌及其代谢物活化了免疫功能，还能抑制癌细胞的形成和增殖。4.4 延缓机体衰老人的衰老与肠内有害细菌产生的氨、胺、硫化氢、吲哚等有害腐败产物有很大关系。嗜酸乳杆菌代谢产生的乳酸抑制了这些腐败物，使机体衰老的过程变得缓慢。4.5 抗致癌作用根据报道，乳酸菌发酵产品有抗致癌或诱变作用。这些发酵产品有的含有在肠道中存活、定植的益生菌，有的发酵产品中不含有这种益生菌。嗜酸乳杆菌是最经常提到有抗致癌作用的菌种之一。嗜酸乳杆菌可以在肠道中增殖，可能是直接抑制肿瘤的产生，也可能是通过抑制有害微生物的增殖，来减少致癌物质的产生。4.6 降低血清胆固醇从二十世纪七十年代到九十年代，国外所做的大量试验证实，喝酸牛奶确实可降低血清胆固醇。最近国外又有学者发表论文指出，每天喝200毫升加入嗜酸乳杆菌以及菊糖后发酵的酸牛奶，可使高血脂症患者的血脂平均下降4.4%左右。因为嗜酸乳杆菌与菊糖两者均有降脂作用。有体外试验表明，人体肠道内12株固有的嗜酸乳杆菌可吸收胆固醇，嗜酸乳杆菌2056株菌能抑制小肠壁对胆固醇微胞的吸收10。5 嗜酸乳杆菌的应用5.1 嗜酸乳杆菌在医学上的应用5.1.1 治疗腹泻和微生物感染国内已被批准药准字的多菌联合制剂如培菲康（双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、粪链球菌），可以治疗由内源性或外源性微生物引起的感染，用于治疗腹泻、腹胀、便秘等症。法国乐托尔制药公司生产的灭活冻干嗜酸乳杆菌（Killed andLyophilized Lactobacillus Acidophilus）用于成人、儿童和婴儿腹泻的治疗。赵广法等2002年报道，嗜酸乳杆菌能较好地控制E.coli O157:H7感染性腹泻疫情作用10。5.1.2 治疗阴道炎症和尿道感染从20世纪80年代起，发达国家用含有嗜酸乳杆菌的乳酸菌类治疗各种阴道炎症（包括滴虫性阴道炎、细菌性阴道炎、真菌性阴道炎、非特异性阴道炎等）就已经取得良好的临床治疗效果。嗜酸乳杆菌及其乳酸菌类制剂的局部应用使阴道PH值呈弱酸性，造成不利于致病菌生长的阴道内环境；嗜酸乳杆菌及其益生菌产生的抑菌物质，消炎效果显著，而且复发率低。同样制剂应用于慢性尿道感染，也得到了临床治疗验证。5.1.3 辅助慢性肝炎和肝硬化治疗嗜酸乳杆菌及其微生态制剂可以减轻肝硬化时细胞操作及细胞器变形程度，减慢假小叶的形成速度以及改善肠黏膜功能，改善肝硬化患者症状，促进黄疸消退，降低患者转氨酶并增高白蛋白，消除内毒素血症，同时可升高双歧杆菌与大肠杆菌比值，对肝硬化的并发症如肝性脑病、自发性腹膜炎也有一定的防治作用11。5.1.4 治疗乳糖消化不良症乳糖消化不良多由先天性-半乳糖苷酶缺乏所致,病人往往表现为腹部痉挛、发胀、腹泻和恶心,乳杆菌发酵物能增加乳糖的消化而减轻症状的发生。由于乳杆菌含有-半乳糖苷酶,可以通过发酵减少乳糖含量,菌体本身增殖过程中也释放乳糖酶来分解乳糖以利于其消化吸收12。5.2 嗜酸乳杆菌在乳品中的应用5.2.1 作为发酵菌种改善酸乳品质目前发酵生产中常用的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，对胃液的低pH值和胆汁非常敏感，较难以活性状态到达肠道，因而无法实现乳酸菌的生理保健功能。用单一嗜酸乳杆菌生产嗜酸菌乳，由于它在乳中生长慢而发酵时间长，且产品酸涩，风味差，活菌保存期短，因而限制了这种酸奶的发展13。研究表明，嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌混合发酵的酸奶风味明显优于嗜酸乳杆菌单独发酵，凝乳时间也大为缩短（56 h）14。将嗜酸乳杆菌与能够产生乙醛及丁二酮等风味物质的丁二酮乳链球菌混合发酵，提高了酸奶风味又使用了丁二酮乳链球菌15。5.2.2 作为功能成分丰富酸乳品种鉴于嗜酸乳杆菌独特的营养保健功能和较强的耐酸及耐胆汁盐能力，近年来日本、美国及欧洲一些国家对嗜酸乳杆菌的研究与开发极为重视，我国食品工作者也在积极开发第3代乳酸发酵剂酸乳，将具有保健和治疗作用的传统食品或药品，采用现代生化技术将其功能成分添加入含有嗜酸乳杆菌活菌的酸乳中，目前市场上已经出现了一些该类产品。芦荟为百合科多2398安徽农业科学2005年年生、常绿肉质草本植物，有很高的药用价值和营养保健价值，被当代营养学家誉为神奇的植物、健康医生、未来型保健食品，鉴于芦荟和嗜酸乳杆菌两者的营养功效，以嗜酸乳杆菌为主要发酵剂，芦荟凝胶、全叶汁为主要原料之一的酸乳已在研发之中。魔芋富含葡甘露聚糖，是一种低热、低脂的优质减肥保健食品，有肠道清洁工之美称，被称为21世纪人类的首选天然保健食品，新型魔芋酸乳业已面世。还有一些具有医疗保健作用的物质，如罗汉果、决明子、红枣等与嗜酸乳杆菌结合的乳制品正在研究之中。5.3 嗜酸乳杆菌在其他食品工业上的应用据报道，采用15的超低盐浓度和多种纯种乳酸菌，利用多种菌种之间的共生关系控制适当的培养温度可以实现超低盐化快速发酵。在香肠的配料中加入嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌(1:1)，温度为30，发酵1824h可生产色泽诱人、亚硝酸盐残留量低、保质期长的发酵型肉制品。以糖化的大米为基质，菌种比例为乳明串珠菌：嗜酸乳杆菌：两歧双歧杆菌3:3:2发酵出来的一种新颖的营养保健饮料，有特殊的风味，而且还能提高食品的保存性能和营养价值，对人体起着保健的作用。6 嗜酸乳杆菌的前景展望嗜酸乳杆菌确确实实在被广泛的使用，这是一个不争的事实。如何把它用好，使它真正的产生作用、造福于人类是广大科技工作者的共同追求。在嗜酸乳杆菌的使用上，和其他益生菌一样，最关注的是产品的安全性、有效性、稳定性等。活菌含量的多寡与有无也是大家争论的焦点。嗜酸乳杆菌具有优良的生物学特性和良好的保健作用，早在上世纪八十年代就被语言为二十一世纪最重要的功能性食补因子之一。随着国内外众多学者对嗜酸乳杆菌的生物学特性、功能性及应用等方面研究的不断深入,人们越来越认识到嗜酸乳杆菌的益生特性,含有嗜酸乳杆菌的产品也日益丰富,包括酸奶、胶囊、片剂、粉剂及口服液等,相信嗜酸乳杆菌一定会被人类应用到更为广泛的领域，它也一定会为人类的健康做出新的、更多的贡献。【参考文献】1 何亮,熊礼宽,曾忠铭.乳杆菌的分类与分子鉴定方法研究进展J.中国微生态学杂志,2007, 19 (3):312-3132 Femia AP, Luceri C, Dolara P et al. Antitumorigenic activi-ty of the prebiotic inulin enriched with Oligofructose in mcombination with the probiotics Lactobacillus rhamnosus and Bifidobacterium lactis on azoxymethane-induced colon carcinogenesis in ratsJ. Carcinogenesis, 2002, 23(11):1953-1960.3 刘振民,唐晓峰,任彬彬.嗜酸乳杆菌的生理特性及应用J.中国乳业,2003,5:28.4 蔡华珍,马长伟,陈义保.芦荟对嗜酸乳杆菌酸乳发酵性能的影响J.食品与发酵工业,2003,29(12): 22-255 张帆,王建华,刘立恒等.嗜酸乳杆菌的培养条件及其生物学特性J.研究报告，2005，31(3): 43.6 郭欣,罗学娅.嗜酸乳杆菌及其在医学上的应用研究进展J.内蒙古杂志，2008，40（9）：1095-1098.7 刘景圣