LGG益生菌的功能及应用.doc

LGG益生菌的功能及应用摘要：LGG(Lactobacillus Rhamnosus GG，ATCC53103)益生菌是目前最受全球关注的益生菌之一。该菌能够耐受动物消化道环境，具有能够在人和动物肠道内定植、提高机体免疫力等功能，且在保鲜奶、干酪、婴儿食品、果汁、果汁饮料以及药品等方面有广泛的应用价值。关键词：LGG益生菌；功能；应用LGG probiotic function and applicationFood science and engineering, class 2 grade 2009 Ma Chaoxia (20095213)Abstract: LGG (Lactobacillus Rhamnosus GG, ATCC53103) probiotics is at present the most global concern one of probiotics.The fungus can tolerate animal gastrointestinal environment. LGG probiotic bacteria also can have in animals and people in the gut engraftment, and improvement of immunity etc. Function. And LGG probiotics in the milk, cheese, baby food, fruit juice, fruit juice drinks and drugs and so on have wide application value.Keywords: LGG probiotic bacteria; Function; application20世纪40年代至今，抗生素一直是人类抵御细菌感染的最主要手段。但是使用抗生素能够引起细菌的抗药性，从而失去对这种细菌的抑制作用，如果使用不当还会对机体产生副作用。于是，人们开始不断寻找新的抗菌方法，并将目光转向了利用益生菌来抵御有害菌对人体的侵染和破坏。益生菌对人类的健康起着重要的作用，在人们越来越关注身体健康的今天，有关益生菌及益生菌保健品的研究开发正成为研究的热点。目前，全球公认的益生菌已有很多，比如双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、LGG（鼠李糖乳杆菌）等，其中LGG是研究最多、最全面的益生菌之一。1、LGG益生菌简介与发现LGG益生菌是从健康人肠道分离出的一株乳杆菌，其生产较为粗放，且比双歧杆菌具有更强的抵抗胃肠道消化的能力，并且已经有大量的含LGG的益生菌制剂和食品进入各国市场，并受到广大消费者的青睐。1983年美国教授herwood Gorbach和Barry Goldin从健康人体中分离出了一种新的乳酸菌鼠李糖乳杆菌（L.rhamnosus）命名为LGG 并于1985年申请了专利1。近年来，国外的科学家通过大量的动物实验和人体临床实验证明LGG能够耐受动物消化道环境，并能够在人和动物肠道内定植，起到调节肠道菌群、预防和治疗腹泻、排除毒素、预防龋齿和提高机体免疫力等作用。LGG(ATCC53103)是一种专利的鼠李糖乳杆菌菌株(Lactobacillus Rhamnosus)，20世纪80年代初由两位美国教授Sherwood Gorbach和Barry Goldin从健康人体肠道中分离出来。当时筛选菌种的标准是必须来自健康人体肠道、黏附于上皮细胞、能够定殖于人体肠道、能够产生抑菌物质、具有良好的生长特性等。LGG菌种的名字是以乳杆菌(Lactobacillus)和两位美国教授姓名(Gorbach 和Goldin)的第一个字母连接而成。1987年，芬兰维利奥公司获得了LGG的全球唯一授权。目前，全球30多个国家和地区已有LGG产品生产和销售。2、LGG益生菌的功能LGG是一种具有黏附性的菌株，且其黏附性对发挥其调整黏膜免疫反应功能和定殖于健康肠道中十分重要。临床实验表明，LGG对于患有过敏性肠道疾病(节段性回肠炎、溃疡性结肠炎等)的患者没有副作用(Gupta 2000；Malin 1997)。2002年，Vanderhoof 等人研究了经过器官移植的病人在器官移植后口服LGG产品以预防和治疗一些肠道疾病，整个研究过程没有发现LGG有任何不利影响，也没有菌血症发生。2.1 在人体肠道内存活和定植益生菌只有黏附于宿主的肠上皮细胞，进而定植、繁殖，才能发挥其维护微生态系群落结构及功能平衡，保护生物屏障作用，否则只能是过路菌，不能长期在肠道内存在，也就无法持续的对宿主机体产生益生作用。对于LGG在人体内的黏附和定植能力，人们也做了大量的研究。Alander等通过让志愿者连续服用以LGG发酵的乳清饮料12d，检查受试者活体肠道内容物和粪便样品，并对其中的菌落进行形态学检验、乳糖发酵实验和PCR检测，结果显示，样品中都含有LGG菌株，证实了LGG能够在活体肠道内定植并存活2。在Pirrka等人进行的实验中测定了不同益生菌对人体肠黏膜的结合能力，结果发现，LGG无论对于成年人还是婴儿，均有较高的黏着率；其中，对成人黏膜的黏着率均高于婴儿黏膜的黏着率3。这可能是由于婴儿肠道环境不成熟，可以提供的黏着位点较少的原因。1998年，Kaila Minna等在治疗轮状病毒引起的5-28月大的婴幼儿腹泻时，给29名患婴分别口服含LGG的制剂和普通牛乳，结果在服用LGG婴儿的粪便中检出LGG菌株，说明即便是在宿主患急性胃肠炎期间，LGG仍能够促进肠道菌群的平衡4，其实验也证实了LGG能够抵御消化道环境的不利影响并在人体的肠道内定植。表1对比了LGG与保加利亚乳杆菌在不同pH的胃液中存活情况。表1 LGG与保加利亚乳杆菌在不同pH胃液中存活情况pH时间（h）00.512347.0LGG8.459.128.568.598.588.44L.bulgaricus8.278.327.867.928.027.695.0LGG8.888.938.458.478.478.58L.bulgaricus8.028.057.837.967.677.473.0LGG8.518.628.318.308.308.30L.bulgaricus7.472.602.301.0LGG4.0000000L.bulgaricus4.0000000注：表中数据以log10cfu/ml表示2.2 保护胃黏膜当发生肠炎或微生物菌群平衡被打破的时候，胃黏膜的渗透性就会增加，大的抗原分子和肠道微生物就可以穿过黏膜进入系统。当实验动物摄入LGG后，黏膜的成熟过程就变得正常了，抗原的渗透也得到很好的控制。上述实验结果与免疫球蛋白A(IgA)有很大关系。2.3 减少或消除体内和食物中的毒素在食品卫生的污染因素中，生物毒素对食品的污染是最重要的污染之一，而黄曲霉毒素则因其对人、畜肝脏的剧烈损害而名列毒性之首。黄曲霉毒素(Aflatoxins)是由某些存在于粮食和饲料上的真菌所产生的有毒代谢产物，是最常见的一类真菌毒素。尽管经过几十年的研究，黄曲霉毒素的化学结构、性质、对人畜的损害机理已研究得比较透彻，世界各国也都对其在食品中的污染进行了严格的规定，并采取多种方法来消除黄曲霉毒素的危害，但效果并不理想。于是，人们，考虑能否利用微生物来降低黄曲霉毒素的危害。Carolyn等通过酶联免疫吸附实验证实LGG能够吸附黄曲霉毒素B1。进一步的实验表明，在与人体内环境相似的条件下(4-37，pH2-10 )，利用高压和超声波降解法都不能使黄曲霉毒素B1从LGG菌体表面脱离5。同年，Kankaanpaa和Tuomola等也报道了LGG在Caco-2模型中对黄曲霉毒素的吸附作用6。ElNezami和Polychronaki 等还报道LGG对玉米烯酮(一种由粉红镰刀菌产生的霉菌毒素)的吸附作用7；Halttunen和Kankaanpaa的实验证实了LGG能够去除食物中的重金属镉8。此外，LGG对蘑菇毒素、贝类毒素等的预防和治疗也在人们越来越重视食品安全的今天，LGG在消除食源性毒素方面的特性必将会引起人们更多的关注。2.4 提高机体免疫力临床实验证明：LGG可以增强IgA对食物抗原的抵抗力。一些消炎药能够引起胃肠道黏膜的渗透性增加甚至出血，而LGG可以帮助胃黏膜的渗透性保持正常。Majamaa等人研究了因牛乳过敏而发生湿疹的儿童，当他们摄入不含牛乳的LGG产品后，患者症状和程度大大减轻了。LGG可以增加非特异性免疫反应，明显地降低因过敏而产生的炎症。一方面，LGG可以增加免疫防御能力，促进免疫反应，另一方面，LGG还可以减少过敏反应中的过度活性免疫反应。Miettinen等在实验中发现，通过LGG等乳酸菌与血液中细胞因子的反应，能够抑制食物中革兰阴性致病菌引起的免疫功能失调，并能诱导产生较多的TNF-、IL-6和IL-109。Jeremy等报道了LGG能够调节TNF-等细胞因子的分泌。其进行的鼠肠道微生物菌群体外实验结果显示，LGG能够防止巨噬细胞分泌过量的TNF-，起到预防和治疗结肠炎的作用。但未发现对IL-10有明显影响10。大量的临床实验和体外实验也证实了LGG具有在炎症初期激发机体自身非特异性免疫应答的功效，有效的抵御外源性抗原对宿主机体的威胁，能够起到提高宿主自身免疫力的作用。2.5 其他功能龋齿是儿童的常见病和多发病，而95%的蛀牙是由一种名为突变链球菌(Streptococus Mutans)的细菌引起的。实验表明，对于1-6岁的儿童，服用含益生菌LGG的乳制品7个月后，其牙垢和唾液中的突变链球菌总数显著降低，说明LGG具有预防龋齿的功效11。此外，LGG还具有其它许多对人体有益的生理功能，如能够治疗花粉过敏并加速过敏后的恢复、预防便秘、治疗急性肠炎、抑制肠道内有害菌的生长等作用。3、LGG益生菌的应用LGG的应用范围十分广泛，主要包括：酸奶或其它发酵乳制品、牛奶、新鲜干酪、硬质干酪、婴儿食品、乳饮料或非乳饮料及医药品，如胶囊、小包药片等。乳酸是乳酸菌的主要发酵产物，可分为3种类型：L-乳酸、D-乳酸和DL-乳酸。由于人体内只有L-乳酸脱氢酶，因此只能够代谢L-乳酸。WHO规定，每人摄入D-乳酸量不得超过100mg/ml，而在3个月以下婴儿的食品中不得含有D型和DL型乳酸12。鼠李糖乳杆菌LGG在发酵过程中只产生L-乳酸，而不会产生对产品的安全性和口感有影响的其它酸类13，因此含有LGG的发酵食品不会使人(尤其是婴幼儿)产生不良反应，具有非常重要的价值。3.1 LGG在国际上的应用1987年，芬兰维利奥公司获得了LGG的全球唯一授权。1990年，维利奥有限公司推出了第一个含有LGG的发酵奶，除了一些传统产品的酸奶等发酵制品外，还包括果汁饮料、干酪、胶囊等。在芬兰，很多医院都使用LGG产品(乳制品和胶囊)。通常LGG用于那些免疫力十分低下的儿童，比如患有严重疾病或经过细胞毒素疗法或爱滋病患者及血液学病人等。通过授权的方式，维利奥有限公司与全球各个国家的公司进行合作。目前，LGG产品已在全球近40个国家和地区生产和销售，比如芬兰、美国、日本、韩国、法国、德国等。LGG在全球范围的成功归因于大量保健功能方面的科技文献以及菌株本身优异的技术特性。3.2 LGG在中国的应用2005年8月，内蒙古伊利集团与芬兰维利奥公司签订了在中国大陆地区的独家使用权协议。这一协议的签订表明今后中国的消费者也可以品尝到新的一种酸奶等美味的发酵乳制品，而且是LGG这样的全球知名菌株，具有这样多益生功效的产品。2006年3月，伊利公司相继推出了系列LGG酸奶和世界上第一支LGG雪糕，这一系列的产品除了良好的益生功效外，所有的产品还具有非常好的口感。4、结束语鼠李糖乳杆菌LGG的研究和应用始于20世纪80年代，经过多年的研究，其对疾病的预防和治疗，以及提高机体免疫机能的作用已经得到各国科学工作者的广泛认同，并已经正式用于食品和临床药品的生产。1987年，芬兰维利奥公司获得了LGG的全球唯一授权。目前，在全球30多个国家已有LGG产品生产和销售。我国对于LGG的研究和含LGG产品的开发起步较晚，因此在中国，我们还有很长的路要走，希望我们的益生菌市场更加繁荣，人民的身体更加健康。参考文献：1 王世宾,等.益生菌LGG研究进展J.乳业科学与技术,2002(2):20-222 Alander M,Satokari R,Korpela R.Persistence of colonization of human colonic mucosa by a probiotic strain,Lactobacillus rhamnosus GG,after oral consumption J.Appl Environ Microbiol,1999,65:351-3543 Pirkka V Kirjavainen,Arthur C Ouwehand,Erika Isolauri,Seppo.The ability of probiotic to bind to human intestinal mucusJ.FEMS Microbiol Letters,1998, 167:185-1894 Kaila M,Isolauri E,Sepp E.Fecal recovery of a human Lactobacillus strain(ATCC 53103)during dietary therapy of rotavirus diarrhea in infantsJ.Biosci M icroflora,1998,17:149-1515 Carolyn A Haskard,Hanis El-Nezami.Surface binding of aflatoxin B1 by Lactic acid bacteriaJ.APPL Environment Microbiol,2000,67:3086-30916 Kankaanpaa P,Tuomola E,El-Nezami H.Binding of aflatoxin B1 alters the adhesion properties of Lactobacillus Rhamnosus strain GG in a Caco-2 modelJ.Food protect,2000,63(3):412-4147 EL-Nezami H S,Chrevatidis A.Removal of common Fusarium toxins in vitro by strains of Lactobacillus and PropionibacteriumJ.Food Addit Contam,2002, 19(7):680-6868 Halttunen T,Kankaanpaa P,TAHVONEN R,etal.Cadmium removal by lactic acid bacteriaJ.Biosci.Microflora,2003,22(3):93-979 Miettinen M,Vuopio-Varkila J,Varkila K.Production of human tumor necrosis factor alpha,i