乳酸菌的應用和研究情況

乳酸菌的應用和研究情況現(xiàn)代乳酸菌產(chǎn)業(yè)科研教育的現(xiàn)狀及發(fā)展研究!一、乳酸菌介紹“酸奶、優(yōu)酸乳、乳酸菌、益生菌……”面對著超市里越來越多的“新面孔”，不少消費者都有點“眼暈”。從最初的酸奶到現(xiàn)在的這菌那菌，到底這些菌有哪些功效？益生菌和傳統(tǒng)的“乳酸菌”到底有什么不同？乳酸菌指發(fā)酵糖類，主要產(chǎn)物為乳酸的一類無芽孢、革蘭氏染色陽性細菌的總稱。凡是能從葡萄糖或乳糖的發(fā)酵過程中產(chǎn)生乳酸菌的細菌統(tǒng)稱為乳酸菌。這是一群相當龐雜的細菌，除極少數(shù)外，其中絕大部分都是人體內(nèi)必不可少的且具有重要生理功能的菌群，其廣泛存在于人體的腸道中。保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌就是人們通過酸奶最早認識的健康乳酸菌。而“益生菌”是指能夠到達人體腸道并產(chǎn)生健康功效的活微生物。當前發(fā)酵乳制品市場上常見的益生菌有:長雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、動物雙歧桿菌、干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌等。由于它們都能發(fā)酵糖產(chǎn)生乳酸，因此也同時屬于健康乳酸菌?？梢哉f，益生菌產(chǎn)品是更加注重活性乳酸菌在腸道內(nèi)的存活率和健康功效。二、乳酸菌類型及特點乳酸菌大體上可分為兩大類，一類是動物源乳酸菌，一類是植物源乳酸菌。因為動物源取自動物．因此菌種常處于相對不穩(wěn)定狀態(tài)．其生物功效也較不穩(wěn)定，且在大量食用時，很容易導致人體動物蛋白過敏，即排斥反應。而植物源乳酸菌，因為取自植物易被人體認可．不論攝取多大量，都不會產(chǎn)生蛋白排斥反應．且植物源乳酸菌比動物源性更具有活力，能比動物源性蛋白以多8倍的數(shù)量到達人體小腸內(nèi)定植，從而發(fā)揮其強大而穩(wěn)定的生物功效。三、非活性乳酸菌和活性乳酸菌的區(qū)別乳酸菌飲料分為活性和非活性，主要區(qū)別在于乳酸菌發(fā)酵后，形成產(chǎn)品前是否再經(jīng)過殺菌的程序。非活性乳酸菌飲料產(chǎn)品也有營養(yǎng)價值，在乳酸菌發(fā)酵過程中消耗掉了乳糖，產(chǎn)生一些代謝產(chǎn)物，如維生素類和酶類等，這些代謝產(chǎn)物對人體也是有益的。而活性乳酸菌飲料產(chǎn)品則不僅具有乳酸菌發(fā)酵過程中產(chǎn)生的一些有益人體的代謝產(chǎn)物，還含有一定數(shù)量的活性乳酸菌，有利于調(diào)節(jié)人體腸道微生態(tài)的平衡。四、乳酸菌的生理功能(一)20世紀，俄國的生物學家梅契尼柯夫(Mechnikof,l845—1916)，在他的“長壽學說”里明確指出。保加利亞的巴爾干島地區(qū)居民，日常生活中經(jīng)常飲用的酸奶中含有大量的乳酸菌，這些乳酸菌能夠定植在人體內(nèi)，有效地抑制有害菌的生長，減少由于腸道內(nèi)有害菌產(chǎn)生的毒素對整個機體的毒害，這是保加利亞地區(qū)居民長壽的重要原因。人們在認識乳酸菌之前就已利用它們來加工和保存食品，幫助調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡，促進排出毒素，促進營養(yǎng)有效吸收。以下列出了乳酸菌的十大生理功能：防治有色人種普遍患有的乳糖不耐癥。促進蛋白質(zhì)、單糖及鈣、鎂等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，產(chǎn)生維生素B族等大量有益物質(zhì)。使腸道菌群的構(gòu)成發(fā)生有益變化，改善人體胃腸道功能，恢復人體腸道內(nèi)菌群平衡，形成抗菌生物屏障，維護人體健康。抑制腐敗菌的繁殖，消解腐敗菌產(chǎn)生的毒素，清除腸道垃圾。抑制膽固醇吸收，降血脂、降血壓作用。免疫調(diào)節(jié)作用，增強人體免疫力和抵抗力?？鼓[瘤、預防癌癥作用。提高SOD酶活力，消除人體自由基，具抗衰老、延年益壽作用?？诂F(xiàn)代乳酸菌產(chǎn)業(yè)科研教育的現(xiàn)狀及發(fā)展研究!有效預防女性泌尿生殖系統(tǒng)細菌感染?？刂迫梭w內(nèi)毒素水平，保護肝臟并增強肝臟的解毒、排毒功能。（二）乳酸菌的抗菌機制乳酸菌抗菌機制主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①產(chǎn)生的乳酸等有機酸能顯著降低環(huán)境pH值和Eh（氧化還原電位）值，使腸內(nèi)處于酸性環(huán)境。對于致病菌如痢疾桿菌、傷寒桿菌、副傷寒桿菌、葡萄球菌等有拮抗作用；②產(chǎn)生的過氧化氫能抑制和殺滅革蘭陰性菌、過氧化氫酶陽性細菌如假單孢菌屬、大腸桿菌類和沙門氏菌屬等；③產(chǎn)生類似細菌素的細小蛋白質(zhì)或肽類，如各種乳酸桿菌素和雙歧菌素，對葡萄球菌、梭狀芽孢桿菌以及沙門氏菌和志賀氏菌有拮抗作用，雙歧桿菌等還可將結(jié)合的膽酸分解為游離的膽酸，（三）乳酸菌提高機體免疫功能機制消化道是機體消化和吸收的場所,同時也是機體重要的免疫器官,形成腸道防御屏障。消化道內(nèi)的菌群構(gòu)成腸道防御屏障的重要部分。當腸黏膜屏障不能有效地阻抑病原微生物入侵,產(chǎn)生炎癥時,腸粘膜的通透性改變,抗原通過消化道黏膜的運輸明顯增加,進一步加劇腸黏膜損傷和腸道菌群失衡。時刻有大量的經(jīng)口進入的細菌、病毒、食物及抗原侵襲腸道,消化道菌群可以誘導和維持口服耐受狀態(tài),使機體對某種抗原保持不應答狀態(tài),同時還可以刺激腸道相關(guān)淋巴樣組織（GALT）發(fā)育成熟。在腸道接觸抗原刺激的過程中,尤其是腸道菌群的建立過程,GALT產(chǎn)生分泌IgA細胞的能力逐漸提高。雙歧桿菌分泌的一種蛋白質(zhì)可以阻止大腸埃希菌與腸黏膜上的受體結(jié)合,抑制大腸埃希菌的粘附?？诜p歧桿菌可以提高機體對卵清蛋白的抗體水平,短雙歧桿菌可以促進小鼠對霍亂菌毒素的抗體產(chǎn)生水平。很多乳酸菌體外誘導腫瘤壞死因子等致炎因子產(chǎn)生,刺激宿主的非特異性免疫。（四）乳酸菌抗腫瘤機制益生菌對癌癥有預防和治療的作用，其作用方式主要有:抗畸變作用;減低誘導致癌物、畸變劑、致瘤劑產(chǎn)生的酶活力;抑制腫瘤生長;改變可致腫瘤易感的飲食結(jié)構(gòu)等。研究表明乳酸菌可降低B2葡糖醛酸苷酶、疊氮還原酶、硝酸鹽還原酶、端粒酶等易誘發(fā)癌癥的酶活性。益生菌對亞硝酸鹽腌制牛肉抽提物具有抗突變活性,主要通過吸附作用降低其毒性。乳酸菌細胞對亞硝酸鹽的吸收可以減少亞硝胺的形成。部分嗜酸乳桿菌發(fā)酵乳經(jīng)口攝入后,糞便中排出致大腸癌因子可溶性膽酸濃度與細菌酶活性有所下降,能夠降低大腸癌的發(fā)病幾率。四、乳酸菌的應用（一）乳酸菌在肉品防腐保鮮中的應用肉品安全在食品安全中占有重要地位，傳統(tǒng)的肉品保鮮是應用食品添加劑、包裝、輻照、冷凍、熏烤、腌制等技術(shù)來延長貨架期。但以上各種方法或多或少都會給肉品的安全帶來負面影響，不能達到理想的目的。尋求廣譜、高效、低毒、天然的食品防腐保鮮劑是目前研究的熱點，乳酸菌于其獨特的優(yōu)越性被關(guān)注并作為生物防腐劑應用在食品保鮮中。乳酸鏈球菌常分泌產(chǎn)生Niin（乳酸鏈球菌素），它對動物沒有毒性作用，已經(jīng)被美國FDA批準認可應用于食品中來控制容易引起食源性疾病的微生物。口肉品的腐敗主要由于蛋白質(zhì)的分解，腐敗降低了肉制品的食用價值和營養(yǎng)價值，危害消費者的健康。乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物如有機酸、丁二酮、過氧化氫等具有一定殺菌作用，并使pH值下降，有些乳酸菌可以分泌乳酸菌素（niin），能夠殺滅食品中其他種類的革蘭氏陽性細菌。其作用方式是Niin先與細胞壁中的脂質(zhì)1I形成復雜體系，然口后Niin一脂質(zhì)^進入細胞質(zhì)膜，使細菌細胞膜產(chǎn)生孔洞，當加熱滅菌時，便增加了熱對細胞的破壞性，使細胞質(zhì)中的成分快速流出，導致電化學勢的迅速降低，細菌不能維持其正?，F(xiàn)代乳酸菌產(chǎn)業(yè)科研教育的現(xiàn)狀及發(fā)展研究!滲透壓，促進細菌的死亡。（二）乳酸菌對傳統(tǒng)肉品加工的應用傳統(tǒng)煙熏肉制品中亞硝酸鹽殘留問題給煙熏肉安全性帶來很大挑戰(zhàn)。亞硝酸鹽是一種毒性很強的致癌物，攝人人體后，易與胺合成一種致癌物亞硝胺。運用乳酸菌作為肉品發(fā)酵劑能降低亞硝酸鹽的殘留。乳酸菌高效降解亞硝酸鹽能力是通過乳酸菌產(chǎn)亞硝酸鹽還原酶的能力和產(chǎn)生乳酸能力共同影響的，乳酸菌可以產(chǎn)生亞硝酸鹽還原酶，使亞硝酸鹽降解，從而降低產(chǎn)品亞硝酸鹽含量肉制品在乳酸菌發(fā)酵過程中，隨著pH值的降低，使亞硝酸鹽或硝酸鹽的分解加快，產(chǎn)生NO,NO與肌紅蛋白（Mb）、血紅蛋白（Hb）形成亞硝基肌紅蛋白（NO—Mb）和亞硝基血紅蛋白（N0一Hb），使肉具有美麗的櫻桃紅或玫瑰紅色，降低了亞硝酸鹽殘留量?？冢ㄈ╋曈萌樗峋苿B(yǎng)殖業(yè)長期使用抗生素使細菌產(chǎn)生耐藥性，引起畜禽體內(nèi)菌群失調(diào)和二重感染，使畜禽免疫力下降，并在動物產(chǎn)品及環(huán)境中殘留，同時濫用抗生素加大了飼料成本，降低了經(jīng)濟效益.針對長期使用抗生素添加劑所造成的諸多弊端，研究開發(fā)替代抗生素的綠色飼料添加劑具有重要意義，乳酸菌制劑是飼用微生物添加劑中應用最為廣泛，效果較好的一類。乳酸菌可以在動物腸道內(nèi)大量定植，幫助食物消化和代謝，促進營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用；同時它還能與致病菌競爭，抑制有害菌的繁殖，改善腸道內(nèi)環(huán)境，調(diào)整胃腸道菌群平衡，提高動物健康水平。在養(yǎng)豬生產(chǎn)中，應用乳酸菌制劑可以達到提高日增重、改善料重比、增強機體抗病力、提高成活率、降低腹瀉率、提高經(jīng)濟效益的效果。（四）開發(fā)可預防高血壓的乳酸茵飲料GABA是廣泛存在于自然界的一種非蛋白的氨基酸，其在哺乳動物體內(nèi)相當于一種神經(jīng)傳導物質(zhì)，該物質(zhì)被提取并己成為降血壓的藥用原料。動物實驗證明，乳酸菌抽提物具有降血壓的功效，但生產(chǎn)乳酸菌抽提物的成本極高，不能普及。各種蛋白質(zhì)中都含谷氨酸，最經(jīng)濟實用方法是以乳品為原料，因為乳品中的乳蛋白含谷氨酸最多，可達20％。用乳酸菌將乳蛋白中的谷氨酸轉(zhuǎn)化成6人8人。研究從200種乳酸菌中篩選出有優(yōu)先使乳蛋白中谷氨酸游離的高活性蛋白酶，同時有將谷氨酸再轉(zhuǎn)化為GABA的高活性脫羧酶的乳酸菌。在生產(chǎn)