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文档简介
1、 益生菌的科学定义:是指改善宿主微生态平衡而发挥有益作用,达到提高宿主健康水平和健康状态的活菌及其代谢产物,益生菌存在于地球上的各各角落里面,动物体内有益的细菌或真菌主要有:乳酸菌、双歧杆菌、放线菌、酵母菌等。在人体肠道内栖息着数百种的细菌,其数量超过百万亿个。其中对人体健康有益的叫益生菌,以乳酸菌、双歧杆菌等为代表,对人体健康有害的叫有害菌,以大肝杆菌、产气荚膜梭状芽胞杆菌等为代表。益生菌是一个庞大的菌群,有害菌也是一个不小的菌群,当益生菌占优势时(占总数的80%以上),人体则保持健康状态,否则处于亚健康或非健康状态。自90年代初以来,形形色色的“益生菌”类保健品风靡了整个世界。在国外已开发
2、出数以百计的益生菌保健产品,其中包括:含益生菌的酸牛奶、酸乳酪、酸豆奶以及含多种益生菌的口服液、片剂、胶囊、粉末剂等等。迄今为止,科学家已发现的益生菌大体上可分成三大类,其中包括:乳杆菌类(如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、詹氏乳杆菌、拉曼乳杆菌等);双歧杆菌类(如长双歧杆菌、短双歧杆菌、卵形双歧杆菌、嗜热双歧杆菌等);革兰氏阳性球菌(如粪链球菌、乳球菌、中介链球菌等)。此外,还有一些酵母菌与酶亦可归入益生菌的范畴。益生菌对人体到底有哪些保健和抗病作用?预防或改善腹泻:饮食习惯不良或服用抗生素均会打破肠道菌群平衡,从而导致腹泻。正常人体肠道内栖息着500多种、数十万亿个不同的细菌,它们在绝大多数情况下
3、是互相制约、共存共荣的。一旦肠道菌丛平衡被打破,就会引起腹泻。补充益生菌有助于平衡肠道菌群及恢复正常的肠道pH值,缓解腹泻症状。欧洲一些医疗中心试用以乳杆菌、双歧杆菌与菊糖为主要成分的口服液治疗旅行者腹泻,也取得良好效果。缓解不耐乳糖症状:乳杆菌可帮助人体分解乳糖,缓解腹泻、胀气等不适症状,可与牛奶同食。预防阴道感染:酸牛奶中的嗜酸乳杆菌可抑制阴道内白色念珠菌的繁殖。欧洲所做的双盲对照试验证实了这一点。(46名有阴道霉菌感染史的妇女参加了试验)女病人每人每日口服150毫升含大量益生菌的酸牛奶,结果阴道感染发生率大大低于安慰剂组妇女。增强人体免疫力:在肠道内存在着非常发达的免疫系统。益生菌可以通
4、过刺激肠道内的免疫机能,将过低或过高的免疫活性调节至正常状态。益生菌这种免疫调节的作用也被认为有助于抗癌与抑制过敏性疾病。促进肠道消化系统健康:益生菌可以抑制有害菌在肠内的繁殖,减少毒素,促进肠道蠕动,从而提高肠道机能,改善排便状况。降低血清胆固醇:欧洲的高加索山区、地中海沿岸是著名的长寿之乡,当地人常饮自制的酸牛奶,极少患糖尿病、心血管病及肥胖症,大量科学研究证实这与酸牛奶中富含益生菌有关。这些益生菌可降低血清胆固醇水平,从70年代到90年代,国外所做的大量试验证实:喝益生菌饮料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,可使高脂
5、血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。此外,研究性报道说,长期补充益生菌还有助于防止骨质丢失,预防骨质疏松症,预防癌症和肿瘤的作用。双歧杆菌双歧杆菌是1899年由法国学者Tissier从母乳营养儿的粪便中分离出的一种厌氧的革兰氏阳性杆菌,末端常常分叉,故名双歧杆菌。双歧杆菌分布在胃肠的数量随年龄阶段的增长而减少,分布最多的是母乳营养儿。目前已经发现,双歧杆菌有32个亚型,含有双歧杆菌的生物制剂多达70种。双歧杆菌在母乳喂养儿肠道内大量存在,对婴幼儿有许多好处,如营养、免疫及抗感染作用。并且还具有抗过敏、抗肿瘤、调整肠道功能及改善营养的作用等。在临床上,双歧杆菌
6、具有调整肠道功能紊乱作用。可以预防腹泻,减少便秘,即双向调节。这种调节能起到预防和治疗各种肠道疾病的效果。由于近二十年来微生态学的崛起和医学革命的进展,使双歧杆菌研究的重要性越来越被认识。由于双歧杆菌制品在世界范围得以广泛应用,广大群众已认识到其重要性。特别是能够为婴幼儿的肠道健康提供独特的保护作用,有效地减少婴幼儿肠道感染的发病率。双歧杆菌的主要作用与广泛应用,也为双歧杆菌的研究奠定了发展的基础。经过众多专家学者的不断探索实验,已确认双歧杆菌是肠内最有益的菌群,双歧杆菌数量的减少乃消失是“不健康”状态的标志,双歧杆菌是人体健康的晴雨表。微生态学研究发现在健康人体的消化道中的细菌数有100种,
7、其数量达100兆以上。人体肠道内细菌群随着人的年龄增加变化显著。婴儿出生34个月即出现双歧杆菌,婴幼儿双歧杆菌数量占约肠内细菌总量的25%;随着年龄的增大,双歧杆菌逐渐减少甚至消失,65岁以上的老人,双歧杆菌数量则减少到仅占7.9%,而产气荚梭菌、大肠杆菌等腐败细菌大量增加;到了老年肠道内充满腐败细菌,双歧杆菌几乎消失。腐败细菌在肠道中分解食物成分,产生氨气、胺类、硫化氨、粪臭素、吲哚、酚类以及亚硝胺等有毒物质,人体长期吸收这些毒素,会加速衰老,诱发癌症,引起动脉硬化、肝脏障碍等疾病。提高双歧杆菌在体内的数量有两种方法:“活菌体外补养”和“活菌体内增殖”。“活菌体外补养”就是口服有一定数量双歧
8、杆菌的活菌制。双歧杆菌是人体内存在的一种生理性细菌,是人体有益菌中最值得重视和研究的一种,它与人体的健康密不可分,可以说是大自然赐予人类的健康法宝。双歧杆菌将糖分解后生成乳酸和醋酸,使肠道呈酸性,其结果能控制由有害菌引起的异常发酵,并且刺激肠蠕动,起到解除便秘的作用。便秘是指排便次数减少或粪便干燥难解(一般两天以上无排便)而言,根据病因其大致上可分为器质性便秘和功能性便秘两大类。双歧杆菌主要用于功能性便秘这一类症状。引起功能性便秘一般来说与肠道菌失调密切相关,多半互为因果。成其是肠道外籍菌(或过路菌)等腐败菌增加,其产生相应有毒代谢产物如胺、酚、吲哚类等物质。通过调整肠道正常菌群,使腐败菌数量
9、大大减少,而其有毒代谢产物吸收减少,从而使便秘症状得以缓解。尤其补充双歧杆菌等原籍菌,其产生乙酸和乳PH值为2.83.1,使肠道呈酸性,其结果能控制由有害菌引起的异常发酵,并且刺激肠蠕动,从而减少水分的过度吸收而缓解便秘症状,还可以复活机体免疫功能,有利于调整内分泌免疫功能恢复,恢复肠道蠕动功能从而缓解便秘等症状。歧杆菌可治疗慢性腹泻。通过用双歧杆菌对慢性腹泻患者临床观察研究表明,在服药两周以后,患者大便次数、形状正常,临床症状消失,对总有效率为90.3%,复发率低。许多国内医院已将双歧杆菌制剂作为治疗慢性腹泻的首选药物。抗生素相关性肠炎实际上是抗生素的使用,使原来过路菌或外籍菌(如肠杆菌)成
10、为优势种群,它们大量增殖或分泌相关毒素与肠粘膜上皮细胞受体结合后使CAMP酶活性升高,大量水盐电解质丢失,而造成腹泻症状。增殖双歧杆菌,扶植了肠道中的原籍菌,使机体定植抗力升高,有利于拮抗致病菌和条件致病菌的定植。双歧杆菌可治疗因大量使用抗生素而导致的伪膜性肠炎。有人采用双歧杆菌制剂治疗伪膜性肠炎380例,临床总治愈率无明显差异,但临床副作用和复发率均明显降低。产生的乳酸和醋酸,能提高钙、磷、铁的利用率,促进铁和维生素D的吸收。双歧杆菌发酵乳糖产生半乳糖,是构成脑神经系统中脑苷脂的成分,与婴儿出生后脑的迅速生长有密切关系。双歧杆菌可以产生维生素B1、B2、B6、B12及丙氨酸、缬氨酸、天冬氨酸
11、和苏氨酸等人体必需的营养物质,对于人体具有不容忽视的重要营养作用。在肿瘤防治方面的辅助性治疗作用:黄曲霉素是经常污染食品的真菌类毒素,其可诱发肝癌。实验结果证实双歧杆菌体内结合黄曲霉素能力。此外双歧杆菌可以与亚硝酸胺或亚硝基胍等诱导剂发生结合,掩盖诱变剂的活性基因,或使诱变剂活性基因降解,致其推动活性。实验证明双歧杆菌与烟熏肉或油炸食品诱变原具有高吸附性,从而保护机体细胞免受这些致癌物质损害。双歧杆菌可通过调整肠道正常菌群,抑制肠道许多腐败菌生长,从而减少一些致癌物质产生,从而大大降低了消化道癌症的发生率。近年来国内外学者报告双歧杆菌具有激活机体巨噬细胞或LAK细胞的吞噬活性,并产生一定量的细
12、胸因子如TNFaINFV等可直接杀死肿瘤细胞。抑制肿瘤内血管形成,破坏肿瘤组织微血管,最终导致出血、坏死。双歧杆菌等生理性细菌可通过肿瘤细胞凋亡的表达的相关基因,诱导肿瘤细胞的凋亡而达到抑制肿瘤生长的作用。诱导肿瘤细胞的老化和异质化。以便促使机体内LAK和天噬细胞的识别和捕杀。达到清除肿瘤细胞的目的。可以增加机体对放疗的放射线的耐受性,改善放化疗患者的恶心、呕吐等胃肠道副作用。保护肝脏人体肠道的有害菌产生并释放毒素进入血液中,对于肝脏会产生很严重损伤。双歧杆菌制剂可以抑制产生毒素的有害菌数量,从而对肝脏患者起到良好的治疗作用。8家国内大医院采用双歧杆菌制剂对365例慢性肝炎患者进8周治疗,发现
13、患者肝功能明显改善。双歧杆菌还可以用于治疗肝昏迷,并可以抑制乙肝病毒,促进大、小三阳转阴。防治高血压和动脉硬化人体血液中胆固醇含量会导致动脉硬化和高血压的发生,双歧杆菌等有益菌可以影响胆固醇的代谢,将其转化为人体不吸收的类固醇,降低血液中胆固醇的浓度,因而对高血压和动脉硬化有一定的防治作用。改善乳糖消化不良症牛奶具有丰富的营养,是老年人和婴儿良好的食品。但是中国人中有相当一部分缺乏乳糖酶,不能分解牛奶中的乳糖,这些人饮用牛奶后,常常会出现胃肠道紊乱,导致胃肠痉挛、胀气或腹泻,迫使这一人群不能饮用牛奶,从而放弃了牛奶中的其它重要成分,双歧杆菌在乳制品发酵过程中可以产生乳糖酶,帮助患者消化乳糖。乳
14、糖酶缺乏者,饮用经双杆菌发酵的乳制品,就既可以获得牛奶中丰富的营养,又免受胃肠道病痛之苦。抗衰老作用欧美和日本的微生态调查表明,长寿老人粪便中的双歧杆菌数量与中、青年相当。我国科学家对广西巴马地区长寿老人的调查也得了相同的结果。双歧杆菌抗衰老的原因,是因为双歧杆菌能抑制腐败菌生长,减少其代谢产物中的氨、硫化氢、吲哚及粪臭素等有害物质的生成。此外近年双歧杆菌在食物过敏症的防治、幽门螺旋杆菌引起胃炎(胃溃疡等)的防治及溃疡性结肠炎防治等方面都具有相当的进展。双歧杆菌与一般药品不同。一般药品是单向治疗,例如降血压、降血脂、治腹泻、治便秘等,其作用是单向的。而双歧杆菌制剂的作用是双向调整的,既可将高的
15、降下来,也可将低的升上去,双歧杆菌是一种活菌制剂,对致病菌的抑制作用并非是直接杀菌,如果应用于急性感染就难以达到快速而持久地疗效;症状较轻的肠道感染可以早期用活菌制剂,但应该与抗生素间隔12小时。双歧杆菌开发现状双歧因子除初乳外,大多为多糖的水解产物,生产工艺简单,成本低廉,是社会效益和经济效益很大的保健品。双歧杆菌营养液针对双歧杆菌营养保健、助消化、抗癌、抗衰老的生理功能,将其制成保健营养品,参加保健营养品市场角逐,成了保健食品厂家增加利润的又一目标。各种牌号的双歧饮料,表明我国对肠道生理菌的开发应用已向世界水平靠近。新型酸奶的开发与应用传统的酸奶,大多采用从自然界分离的菌种。微生物学家对肠
16、道生理细菌功能的再发现,促成了酸奶生产的革命。现在,许多国家生产酸奶已采用从人体分离得到的双歧杆菌、嗜酸乳杆菌和肠球菌作菌种进行发酵,再配以其他辅料,生产出营养价值高、风味独特的新型乳品。如美、日、欧洲的强化酸奶、低钠酸奶、糖化酸奶、果味酸奶、大豆酸奶、什锦酸奶等。我国北京、上海等地的乳品厂也生产出各式新型酸奶,内蒙古还生产出双歧杆菌奶粉。由于这些酸奶用肠道生理菌发酵,配置科学,不但口感好,老少皆宜,而且营养价值比传统酸奶高出许多,被称为“21世纪的发酵奶”,增智益寿的“疗效食品”。双歧杆菌药品的开发由于双歧杆菌对人体有其独特的生理功能,许多国家都在进行双歧杆菌药品的开发。我国一些科研单位和大
17、专院校,研制出不同类型的活菌体制剂,并按照药品卫生标准,对菌株指数、毒性、杂菌含量、包装等进行了系统研究,初步完善了生产工艺。由于活菌体在包装后仍要繁殖,又对贮存最佳条件、有效期进行了研究。现正在完成双歧杆菌、乳酸杆菌活菌体药品标准及使用规范。乳酸菌凡是能从葡萄糖或乳糖的发酵过程中产生乳酸的细菌统称为乳酸菌。这是一群相当庞杂的细菌,目前至少有200多种。除极少数外,其中绝大部分都是人体内必不可少的且具有重要生理功能的菌群,其广泛存在于人体的肠道中。目前已被国内外生物学家所证实,肠内乳酸菌与健康长寿有着非常密切的直接关系。而人体肠道内乳酸菌拥有的数量,随着人的年龄增长会逐渐减少,当人到老年或生病
18、时,乳酸菌数量可能下降100至1000倍,直到老年人临终完全消失。在平时,健康人比病人多50倍,长寿老人比普通老人多60倍。因此,人体内乳酸菌数量的实际状况,已经成为检验人们是否健康长寿的重要指标。现在,由于广谱和强力的抗菌素的广泛应用,使人体肠道内以乳酸菌为主的益生菌遭受到严重破坏,抵抗力逐步下降,导致疾病越治越多,健康受到极大的危胁。所以,有意增加人体肠道内乳酸菌的数量就显得非常重要。目前国际上公认的乳酸菌,被认为是最安全的菌种,也是最具代表性的肠内益生菌,人体肠道内以乳酸菌为代表的益生菌数量越多越好。也完全符合诺贝尔得奖者生物学家梅契尼柯夫“长寿学说”里所得出的结论,乳酸菌=益生菌=长寿
19、菌。人类面对抗生素的日渐无能为力的现状,正在不断寻求新的更加有效的生物抗菌产品,世界发达国家首先认识并开创了以使用乳酸菌为代表的免疫疗法革命。瑞典科学家研究发布的结果是,治疗胃和大肠炎症时直接喝乳酸菌比用抗生素更好,危险性几乎为零。而在日本,乳酸菌制品已占日本乳制品市场的85%以上,二十年来日本青年平均身高增加15厘米,人口平均寿命达85岁,居世界第一位。这都是乳酸菌制品所带来的直接健康功效。乳酸菌大体上可分为两大类。一类是动物源乳酸菌,一类是植物源乳酸菌。因为动物源取自动物,因菌种常处于相对不稳定状态,其生物功效也较不稳定,且在大量食用时,很容易导致人体动物蛋白过敏,即排斥反应。而植物源乳酸
20、菌,因为取自植物易被人体认可,不论摄取多大的量,人体不会产生异体蛋白排斥反应,且植物源乳酸菌比动物源者更具有活力,能比动物源多8倍的数量到达人体小肠内定植,从而发挥其强大而稳定的生物功效。早在20世纪初,俄国著名的生物学家梅契尼柯夫(Mechnikoff,1845-1916),在他获得诺贝尔奖的“长寿学说”里已明确指出,保加利亚的巴尔干岛地区居民,日常生活中经常饮用的酸奶中含有大量的乳酸菌,这些乳酸菌能够定植在人体内,有效地抑制有害菌的生长,减少由于肠道内有害菌产生的毒素对整个机体的毒害,这是保加利亚地区居民长寿的重要原因。这个具有划时代意义的“长寿学说”,为人类利用乳酸菌生产健康食品开创了新
21、纪元。今天,利用乳酸菌生产的健康食品已经一跃成为全世界关注的健康食品。早在5000年前人类就已经在使用乳酸菌。到目前为止,人类日常食用的泡菜、酸奶、酱油、豆豉等,都是应用乳酸菌这种原始而简单的随机天然发酵的代谢产物。有些乳酸菌是人和温血动物的致病菌;有些是人体的正常菌群,存在于口腔和肠道;有些是乳制品及植物发酵食品中的常用菌,常在食品工业中使用,如乳链球菌(Slactis)。有些是特异性的,如肠膜状明串珠菌,是制药工业上生产右旋糖酐(即代血浆)的重要菌种,但也是制糖工业的一种害菌,常使糖汁发粘稠而无法加工。乳酸菌发酵原理是在酶的催化作用下将葡萄糖转化为乳酸,同时放出能量提供给其自身生命活动。工
22、业生产乳酸常用高温发酵菌。例如德氏乳酸杆菌,最适生长温度为45C,此菌在乳酸制造(如:制造陈醋,酸奶等)和乳酸钙制造工业上广泛应用。乳酸菌的十大生理功能1、防治有色人种普遍患有的乳糖不耐症(喝鲜奶时出现的腹胀、腹泻等症状)。2、促进蛋白质、单糖及钙、镁等营养物质的吸收,产生维生素B族等大量有益物质。3、使肠道菌群的构成发生有益变化,改善人体胃肠道功能,恢复人体肠道内菌群平衡,形成抗菌生物屏障,维护人体健康。4、抑制腐败菌的繁殖,消解腐败菌产生的毒素,清除肠道垃圾。5、抑制胆固醇吸收,降血脂、降血压作用。6、免疫调节作用,增强人体免疫力和抵抗力。7、抗肿瘤、预防癌症作用。8、提高SOD酶活力,消
23、除人体自由基,具抗衰老、延年益寿作用。9、有效预防女性泌尿生殖系统细菌感染。10、控制人体内毒素水平,保护肝脏并增强肝脏的解毒、排毒功能。放线菌放线菌因菌落呈放线状而的得名。它是一个原核生物类群,在自然界中分布很广,主要以孢子繁殖。放线菌与人类的生产和生活关系极为密切,目前广泛应用的抗生素约70%是各种放线菌所产生。一些种类的放线菌还能产生各种酶制剂(蛋白酶、淀粉酶、和纤维素酶等)、维生素(B12)和有机酸等。弗兰克菌属(Frankia)为非豆科木本植物根瘤中有固氮能力的内共生菌。此外,放线菌还可用于甾体转化、烃类发酵、石油脱蜡和污水处理等方面。少数放线菌也会对人类构成危害,引起人和动植物病害
24、。因此,放线菌与人类关系密切,在医药工业上有重要意义。放线菌的形态与结构放线菌种类很多,多数放线菌具有发育良好的分支状菌丝体,少数为杆状或原始丝状的简单形态。菌丝大多无隔膜,其粗细与杆状细菌相似,直径为1微米左右。细胞中具核质而无真正的细胞核,细胞壁含有胞壁酸与二氨基庚二酸,而不含几丁质和纤维素。以与人类关系最密切、分布最广、种类最多、形态最典型的链霉菌属为例。链霉菌主要由菌丝和孢子两部分结构组成。诺卡氏菌属即原放线菌属。在培养基上形成典型的分枝菌丝体,弯曲或不弯曲,多数无气生菌丝。培养15小时至4无菌丝产生横隔膜,突然断裂成长短近于一致的杆状、环状体,或带叉的杆状体。每个杆状体内至少有一个核
25、,因此可以复制并形成新的多核的菌丝体。菌落一般比链霉菌菌落小,表面多皱,致密干燥,一触即碎。多为需氧型腐生菌,少数厌氧型寄生菌。已报道有100余种,主要分布于土壤。许多种能产生抗生素,如利福霉素等,有的用于石油脱蜡,烃类发酵及污水处理等。战功累累的放线菌医生常常使用链霉素、红霉素这一类抗生素药物治病,使许多病人转危为安。抗生素的主角就是大名鼎鼎的放线菌。放线菌的个体由一个细胞组成,这与细菌十分相似,因此它们常被当作细菌家族中的一个独立的大家庭。不过,放线菌又有许多真菌家族的特点,例如菌体由许多无隔膜的菌丝体组成,所以从生物进化的角度看,它是介于细菌与真菌之间的过渡类型。放线菌大量存在于土壤中。
26、它们中绝大多数是腐生菌,能将动植物的尸体腐烂、“吃”光,然后转化成有利于植物生长的营养物质,在自然界物质循环中立下了不朽的功勋。还有一种叫弗兰克氏菌,生长在许多非豆科植物的根瘤里,能固定大气中的氮,成为植物能利用的氮肥。放线菌还有许多贡献。目前发现的几千种抗生素中,有一半以上是由放线菌产生的。它的菌落颜色鲜艳,呈放射状,对人体无害,因此,人们常用它作食品染色剂,既美观,又安全。利用放线菌还可以生产维生素B12、蛋白酶和葡萄糖异构酶等医药用品。虽然个别类的放线菌对人类有害,例如分枝杆菌能引起肺结核和麻风病等,但这些比起放线菌的功绩来,实在是微不足道的。酵母菌酵母菌是一些单细胞真菌,酵母菌是人类文
27、明史中被应用得最早的微生物。目前已知有1000多种酵母,根据酵母菌产生孢子(子囊孢子和担孢子)的能力,可将酵母分成三类:形成孢子的株系属于子囊菌和担子菌。不形成孢子但主要通过芽殖来繁殖的称为不完全真菌,或者叫“假酵母”。目前已知大部分酵母被分类到子囊菌门。酵母菌在自然界分布广泛,主要生长在偏酸性的潮湿的含糖环境中,例如,在水果、蔬菜、蜜饯的内部和表面以及在果园土壤中最为常见。酵母营专性或兼性好氧生活,目前未知专性厌氧的酵母。在缺乏氧气时,发酵型的酵母通过将糖类转化成为二氧化碳和乙醇来获取能量。在酿酒过程中,乙醇被保留下来;在烤面包或蒸馒头的过程中,二氧化碳将面团发起,而酒精则挥发。在有氧气的环
28、境中,酵母菌将葡萄糖转化为水和二氧化碳,例如:我们吃的馒头、面包都是酵母菌在有氧气的环境下产生二氧化碳形成蜂窝状蓬松组织。酵母的化学组成与培养基、培养条件和酵母本身所处的生理状态有关。多数酵母可以分离于富含糖类的环境中,比如一些水果(葡萄、苹果、桃等)或者植物分泌物(如仙人掌的汁)。一些酵母在昆虫体内生活。酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。比细菌的单细胞个体要大得多,一般为15微米或520微米。酵母菌无鞭毛,不能游动。酵母菌具有典型的真核细胞结构,有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等,有的还具有微体。大多数酵母菌的菌落特
29、征与细菌相似,但比细菌菌落大而厚,菌落表面光滑、湿润、粘稠,容易挑起,菌落质地均匀,正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一,菌落多为乳白色,少数为红色,个别为黑色。酵母可以通过出芽进行无性生殖,也可以通过形成子囊孢子进行有性生殖。无性生殖即在环境条件适合时,从母细胞上长出一个芽,逐渐长到成熟大小后与母体分离。在营养状况不好时,一些可进行有性生殖的酵母会形成孢子(一般是四个),在条件适合时再萌发。一些酵母,如假丝酵母(或称念珠菌)不能进行无性繁殖。营养:酵母菌同其它活的有机体一样需要相似的营养物质,象细菌一样它有一套胞内和胞外酶系统,用以将大分子物质分解成细胞新陈代谢易利用的小分子物质。最常提到的
30、酵母酿酒酵母(也称面包酵母),自从几千年前人类就用其发酵面包和酒类,在酦酵面包和馒头的过程中面团中会放出二氧化碳。因酵母属于简单的单细胞真核生物,易于培养,且生长迅速,被广泛用于现代生物学研究中。如酿酒酵母作为重要的模式生物,也是遗传学和分子生物学的重要研究材料。酵母菌中含有环状DNA质粒,可以用来作基因工程的载体。酵母产品有几种分类方法。以人类食用和作动物饲料的不同目的可分成食用酵母和饲料酵母。食用酵母中又分成面包酵母、食品酵母和药用酵母等。(1)面包酵母又分压榨酵母、活性干酵母和快速活性干酵母。压榨酵母:采用酿酒酵母生产的含水分7073%的块状产品。呈淡黄色,具有紧密的结构且易粉碎,有强的
31、发面能力。在4C可保藏1个月左右,在0C能保藏23个月产品最初是用板框压滤机将离心后的酵母乳压榨脱水得到的,因而被称为压榨酵母,俗称鲜酵母。发面时,其用量为面粉量的12%,发面温度为2830C,发面时间随酵母用量、发面温度和面团含糖量等因素而异,一般为13小时。活性干酵母:采用酿酒酵母生产的含水分8%左右、颗粒状、具有发面能力的干酵母产品。采用具有耐干燥能力、发酵力稳定的醇母经培养得到鲜酵母,再经挤压成型和干燥而制成。发酵效果与压榨酵母相近。产品用真空或充惰性气体(如氮气或二氧化碳)的铝箔袋或金属罐包装,货架寿命为半年到1年。与压榨酵母相比,它具有保藏期长,不需低温保藏,运输和使用方便等优点。
32、快速活性干酵母:一种新型的具有快速高效发酵力的细小颗粒状(直径小于1mm)产品。水分含量为46%。它是在活性干酵母的基础上,采用遗传工程技术获得高度耐干燥的酿酒酵母菌株,经特殊的营养配比和严格的增殖培养条件以及采用流化床干燥设备干燥而得。与活性干酵母相同,采用真空或充惰气体保藏,货架寿命为1年以上。与活性干酵母相比,颗粒较小,发酵力高,使用时不需先水化而可直接与面粉混合加水制成面团发酵,在短时间内发酵完毕即可焙烤成食品。该产品在本世纪70年代才在市场上出现,深受消费者的欢迎。研究发现,安琪酵母的活力是最高的。(2)食品酵母:不具有发酵力的繁殖能力,供人类食用的干酵母粉或颗粒状产品。它可通过回收
33、啤酒厂的酵母泥、或为了人类营养的要求专门培养并干燥而得。美国、日本及欧洲一些国家在普通的粮食制品如面包、蛋糕、饼干和烤饼中掺入5%左右的食用酵母粉以提高食品的营养价值。酵母自溶物可作为肉类、果酱、汤类、乳酪、面包类食品、蔬菜及调味料的添加剂;在婴儿食品、健康食品中作为食品营养强化剂。由酵母自溶浸出物制得的5,-核苷酸与味精配合可作为强化食品风味的添加剂(见)。从安琪酵母中提取的浓缩转化酶用作方蛋夹心巧克力的液化剂。从以乳清为原料生产的酵母中提取的乳糖酶,可用于牛奶加工以增加甜度,防止乳清浓缩液中乳糖的结晶,适应不耐乳糖症的消费者的需要。药用酵母制造方法和性质与食品酵母相同。由于它含有丰富的蛋白
34、质、维生素和酶等生理活性物质,医药上将其制成酵母片如食母生片,用于治疗因不合理的饮食引起的消化不良症。体质衰弱的人服用后能起到一定程度的调整新陈代谢机能的作用。在酵母培养过程中,如添加一些特殊的元素制成含硒、铬等微量元素的酵母,对一些疾病具有一定的疗效。如含硒酵母用于治疗克山病和大骨节病,并有一定防止细胞衰老的作用;含铬酵母可用于治疗糖尿病等。(3)饲料酵母:通常用假丝酵母或脆壁克鲁维酵母经培养、干燥制成是不具有发酵力,细胞呈死亡状态的粉末状或颗粒状产品。它含有丰富的蛋白质(3040%左右)、B族维生素、氨基酸等物质,广泛用作动物饲料的蛋白质补充物。它能促进动物的生长发育,缩短饲养期,增加肉量
35、和蛋量,改良肉质和提高瘦肉率,改善皮毛的光泽度,并能增强幼禽畜的抗病能力。有些酵母菌对生物或用具是有害的,例如红酵母会生长在浴帘等潮湿的家具上;白色假丝酵母(或称白色念珠菌)会生长在阴道衬壁等湿润的人类上皮组织。酵母作用四、酵母在发酵工程中的应用单细胞真核生物的酵母菌具有比较完备的基因表达调控机制和对表达产物的加工修饰能力。酿酒酵母(Saccharomyces.Cerevisiae)在分子遗传学方面被人们的认识最早,也是最先作为外源基因表达的酵母宿主。1981年酿酒酵母表达了第一个外源基因干扰素基因,随后又有一系列外源基因在该系统得到表达干扰素和胰岛素虽然已经利用酿酒酵母大量生产并被广泛应用,
36、当利用酿酒酵母制备时,实验室的结果很令人鼓舞,但由实验室扩展到工业规模时,其产量迅速下降。原因是培养基中维特质粒高拷贝数的选择压力消失质粒变得不稳定,拷贝数下降。拷贝数是高效表达的必备因素,因此拷贝数下降,也直接导致外源基因表达量的下降。同时,实验室用培养基成分复杂且昂贵,当采用工业规模能够接受的培养基时,导致了产量的下降。为克服酿酒酵母的局限,1983年美国Wegner等人最先发展了以甲基营养型酵母(methylotrophicyeast)为代表的第二代酵母表达系统。甲基营养型酵母包括:Pichia、Candida等以Pichia.pastoris(毕赤巴斯德酵母)为宿主的外源基因表达系统近
37、年来发展最为迅速,应用也最为广泛。毕赤酵母系统的广泛应用,原因在于该系统除了具有一般酵母所具有的特点外。酵母的工业发展史早在公元3000年前,人类开始利用酵母来制作发酵产品。最早在市场上销售的产品是酵母泥,这种产品的特点是发酵速度快,但运输和使用不便,产品的商业化受到了一定的限制。从销售酵母泥算起,把制造酵母作为一种工业来看,酵母工业的发展已有200余年的历史了。酵母已成为世界上研究最多的微生物之一,是当今生物技术产品研究开发的热点和现代生物技术发展、基因组研究的模式系统。目前,全球酵母生产能力总计(以干酵母计)超过100万吨,年销售收入超过25亿美元。20世纪80年代以来,中国酵母工业取得了
38、跨越式发展,拥有了畅销全球的自主创新品牌,酵母产品的研究、生产和应用达到了国际先进水平,其中规模最大的安琪酵母股份有限公司设立有酵母工业国家级企业技术中心、企业博士后科研工作站、国家认可实验室,安琪商标为中国驰名商标。中国已成为全球重要的酵母生产国和供应国,2005年度中国酵母产品出口2万多吨,实现出口创汇5000多万美元。1.使制品疏松酵母在面团发酵中产生大量的二氧化碳,并由于面筋网络组织的形成,而被留在网状组织内,使烘烤食品组织疏松多孔,体积增大。酵母还有增加面筋扩展的作用,使发酵时所产生的二氧化碳能保留在面团内,提高面团的持气能力。如用化学数疏松剂则无此作用。改善风味作用面团在发酵过程中
39、,经历了一系列复杂的生物化学反应,产生了面包制品特有的发酵香味。同时,便形成了面包制品所特有的芳香,浓郁,诱人食欲的烘烤香味。增加营养价值因为酵母的主要成分是蛋白质,几乎占了酵母干物质的一半含量,而且人体必需氨基酸含量充足,尤其是谷物中较缺乏的赖氨酸含量较多。另一方面,含有大量的维生素B1,维生素B2及尼克酸。所以,酵母能提高发酵食品的营养价值。影响酵母发酵的因素在面包的实际生产中,酵母的发酵受到下列因素的影响:温度在一定的温度范围内,随着温度的增加,酵母的发酵速度也增加,产气量也增加,但最高不要超过38C39C。一般正常的温度应控制在26C28C之内,如果使用快速生产法则不要超过30C,因为超过该温度,将发酵过速,面团未充分成熟,保气能力则不佳,影响最终产品品质。PH值面团的PH值最适于46之间。糖的影响可以被酵母直接采用的糖是葡萄糖,果糖。蔗糖则需要经过酵母中的转化酶的作用,分解为葡萄糖和果糖后,再为发酵提供能源。还有麦芽糖,是由面粉中的淀粉酶分解面粉内的破碎淀粉而得到的,经酵母中的麦芽糖酶转化变成2分子葡萄糖后也可以被利用。渗透压的影响渗透作用就好似指溶剂分子透过半透膜,由
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