乳酸菌


優酪乳(乳酸菌)

乳酸菌指發酵糖類主要產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酵過程中產生乳酸菌的細菌統稱為乳酸菌。這是一群相當龐雜的細菌,目前至少可分為18個屬,共有200多種。除極少數外,其中絕大部分都是人體內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。目前已被國內外生物學家所證實,腸內乳酸菌與健康長壽有著非常密切的直接關系。

中文學名: 乳酸菌
界: 細菌界
門: 厚壁菌門Firmicutes
綱: 芽孢桿菌綱Bacilli
目: 乳桿菌目Lactobacillales
科: 乳桿菌科Lactobacillaceae
屬: 乳桿菌屬Lactobacillus
代謝類型: 異養厭氧型

  乳酸菌

簡介

  代謝類型:異養厭氧型
  生物類型:原核生物細菌
  乳酸菌指發酵糖類主要產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酵過程中產生乳酸的細菌統稱為乳酸菌。這是一群相當龐雜的細菌,目前至少可分為18個屬,共有200多種。除極少數外,其中絕大部分都是人體內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。目前已被國內外生物學家所證實,腸內乳酸菌與健康長壽有著非常密切的直接關系。
  乳酸菌是一種存在于人類體內的益生菌。乳酸菌能夠將碳水化合物發酵成乳酸,因而得名。益生菌能夠幫助消化,有助人體腸臟的健康,因此常被視為健康食品,增加在優酪乳之內。
  在人體腸道內棲息著數百種的細菌,其數量超過百萬億個。其中對人體健康有益的叫益生菌,以乳酸菌、雙歧桿菌等為代表,對人體健康有害的叫有害菌,以大腸桿菌、產氣莢膜梭狀芽胞桿菌等為代表。益生菌是一個龐大的菌群,有害菌也是一個不小的菌群,當益生菌占優勢時(占總數的80%以上),人體則保持健康狀態,否則處于亞健康或非健康狀態。長期科學研究結果表明,以乳酸菌為代表的益生菌是人體必不可少的且具有重要生理功能的有益菌,它們數量的多和少,直接影響到人的健康與否,直接影響到人的壽命長短,科學家長期研究的結果證明,乳酸菌對人的健康與長壽非常重要。
  而人體腸道內乳酸菌擁有的數量,隨著人的年齡成長會逐漸減少,當人到老年或生病時,乳酸菌數量可能下降100至1000倍,直到老年人臨終完全消失。在平時,健康人比病人多50倍,長壽老人比普通老人多60倍。因此,人體內乳酸菌數量的實際狀況,已經成為檢驗人們是否健康長壽的重要指標。現在,由于廣譜和強力的抗菌素的廣泛套用,使人體腸道內以乳酸菌為主的益生菌遭受到嚴重破壞,抵抗力逐步下降,造成疾病越治越多,健康受到極大的威脅。所以,有意增加人體腸道內乳酸菌的數量就顯得非常重要。目前國際上公認的乳酸菌,被認為是最安全的菌種,也是最具代表性的腸內益生菌,人體腸道內以乳酸菌為代表的益生菌數量越多越好。也完全符合諾貝爾得獎者生物學家梅契尼柯夫“長壽學說”裡所得出的結論,乳酸菌=益生菌=長壽菌。
  人類面對抗生素的日漸無能為力的現狀,正在不斷尋求新的更加有效的生物抗菌產品,世界發達國家首先認識并開創了以使用乳酸菌為代表的免疫療法革命。瑞典科學家研究釋放的結果是,治療胃和大腸炎癥時直接喝乳酸菌比用抗生素更好,危險性幾乎為零。而在日本,乳酸菌制品已占日本乳制品市場的85%以上,二十年來日本青年平均身高增加15厘米,人口平均壽命達85歲,居世界第一位。這都是乳酸菌制品所帶來的直接健康功效。

生理功能

  1.防治有些人種普遍患有的乳糖不耐癥(喝鮮奶時出現的腹脹、腹瀉等癥狀)。
  2.促進蛋白質、單糖及鈣、鎂等營養物質的吸收,產生維生素B族等大量有益物質。
  3.使腸道菌群的構成發生有益變化,改善人體胃腸道功能,還原人體腸道內菌群平衡,形成抗菌生物屏障,維護人體健康。
  乳酸菌素片4、抑制腐敗菌的繁殖,消解腐敗菌產生的毒素,清除腸道垃圾。
  5.抑制膽固醇吸收,降血脂、降血壓作用。
  6.免疫調節作用,增強人體免疫力和抵抗力。
  7.抗腫瘤、預防癌癥作用。
  8.提高SOD酶活力,消除人體自由基,具抗衰老、延年益壽作用。
  9.有效預防女性泌尿生殖系統細菌感染。
  乳酸菌
  10.控制人體內毒素水準,保護肝臟并增強肝臟的解毒、排毒功能。少數為異型發酵,如腸膜狀明串珠菌(Leuconostocmesenteroides)是制藥工業上生產右旋糖酐(即代血漿)的重要菌種,但也是制糖工業的一種害菌,常使糖汁發粘稠而無法加工。乳酸桿菌族,菌體桿狀,單個或成鏈,有時成絲狀、產生假分枝。根據其利用葡萄糖后的產物不同,分為同型發酵群和異型發酵群。多數種可發酵乳糖,而不利用乳酸,發酵后可將pH下降至6.0以下。
  本族中以乳酸桿菌屬(Lactobacillus)最為重要,大多是工業上尤其是食品工業上的常用菌種。存在于乳制品,發酵植物食品如泡菜、酸菜,青貯飼料,及人的腸道、尤其是乳兒腸道中。工業生產乳酸常用高溫發酵菌。例如德氏乳酸桿菌(L.delbrueckii),最適生長溫度為45℃,此菌在乳酸制造和乳酸鈣制造工業上廣泛套用。

分類地位

  界:細菌界Bacteria
  門:厚壁菌門Firmicutes
  綱:芽孢桿菌綱Bacilli
  目:乳桿菌目Lactobacillales
  科:乳桿菌科Lactobacillaceae
  屬:乳桿菌屬Lactobacillus
  Beijerinck 1901
  模式種
  Lactobacillus delbrueckii
  (Leichmann 1896) Beijerinck 1901

類型

  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,因菌種常處于相對不穩定狀態,其生物功效也較不穩定,且乳酸菌飲料在大量食用時,很容易造成人體動物蛋白過敏,即排斥反應。而植物源乳酸菌,因為取自植物易被人體認可,不論攝取多大的量,人體不會產生異體蛋白排斥反應,且植物源乳酸菌比動物源者更具有活力,能比動物源多8倍的數量到達人體小腸內定植,從而發揮其強大而穩定的生物功效。
  其實普通的乳酸菌,活力極弱,它們只能在相對受限制的環境中存活,一但脫離這些環境,其自身也會遭到滅亡。只有經過特殊工藝處理的乳酸菌才能到達腸道。進入腸內的乳酸菌,必須具備數量多、活力強,才能發揮其生物功效。如何研制出高濃度且活力強的乳酸菌,成為了當今微生學家們追求的夢想。

研究歷史

  早在20世紀初,俄國著名的生物學家梅契尼柯夫(Mechnikoff,1845-1916),在他獲得諾貝爾獎的“長壽學說”裡已明確指出,保加利亞的巴爾干島地區居民,日常生活中經常飲用的優酪乳中含有大量的乳酸菌,這些乳酸菌能夠定植在人體內,有效地抑制有害菌的生長,減少由于腸道內有害菌產生的毒素對整個機體的毒害,這是保加利亞地區居民長壽的重要原因。這乳酸菌個具有劃時代意義的“長壽學說”,為人類利用乳酸菌生產健康食品開創了新紀元。今天,利用乳酸菌生產的健康食品已經一躍成為全世界關心的健康食品。
  早在5000年前人類就已經在使用乳酸菌。到目前為止,人類日常食用的泡菜、優酪乳、醬油、豆豉等,都是套用乳酸菌這種原始而簡單的隨機天然發酵的代謝產物。

繁殖

  在固體培養基上菌落較小,生長緩慢。在液體發酵培養基內可以很快的生長,離心洗滌可以獲得純度較高的菌體且兼具需氧和厭氧的性能。

運動

  大多數不運動,少數以周毛運動。
  有的也連消化驅動

形態

  菌體常排列成鏈。乳酸鏈球菌族,菌體球狀,通常成對或成鏈。乳酸桿菌族,菌體桿狀,單個或成鏈,有時成絲狀、產生假分枝。

工業用途

  多數為同型發酵,如鏈球菌屬(Streptococcus),是與人類關系密切的重要菌群,有些菌是人和溫血動物的致病菌;有些是人體的正常菌群存在于口腔和腸道;有些是乳制品及植物發酵食品中的常用菌,常在食品工業中使用,如乳鏈球菌(S.lactis)。少數為異型發酵,如腸膜狀明串珠菌(Leuconostocmesenteroides)是制藥工業上生產右旋糖酐(即代血漿)的重要菌種,但也是制糖工業的一種害菌,常使糖汁發粘稠而無法加工。
  大多是工業上尤其是食品工業上的常用菌種。存在于乳制品,發酵植物食品如泡菜、酸菜,青貯飼料,及人的腸道、尤其是乳兒腸道中。乳酸菌發酵原理是在酶的催化作用下將葡萄糖轉化為乳酸,同時放出能量提供給其自身生命活動。
  工業生產乳酸常用高溫發酵菌。例如德氏乳酸桿菌(L.delbrueckii),最適生長溫度為45℃,此菌在乳酸制造(如:制造陳醋,優酪乳等)和乳酸鈣制造工業上廣泛套用。

作用機理

  乳酸菌在動物體內能發揮許多的生理功能。大量研究資料表明,乳酸菌能促進動物生長,調節胃暢道正常菌群、維持微生態平衡,從向改善胃腸道功能;提高食物消化率和生物效價;降低血清膽固醇,控制內毒素;抑制腸道內腐敗菌生長:提高機體免疫力等。
  乳酸菌通過發酵產生的有機酸、特殊酶系、細菌表向成分等物質具有生理功能(鄭堅,2002),,可刺激組織發育,對機體的營養狀態、生理功能、免疫反應和應激反應等產生作用。
  1.提供營養物質,促進機體生長乳酸菌如果能在體內正常發揮代謝活性,就能直接為宿主提供可利用的必需氨基酸和各種維生素(維生素B族和K等),還可提高礦物元素的生物活性,進而達到為宿主提必需營養物質、增強動物的營養代謝、直接促其生長的作用。Dalmin等(2001)研究報道乳酸菌可以改良水質,提高斑節對蝦的存活率、生長速率和健康狀況。Hamad(1979)試驗證明,小麥、稻米等谷物進行乳酸發酵后,營養價值大大提高。此外,乳酸菌產生的酸性代謝產物使腸道環境偏酸性,而一般消化酶的最適PH值為偏酸性(淀粉酶6.5、糖化酶4.4),這樣就有利于營養素的消化吸收。何機峻的產生還可加強腸道的蠕動和分泌,也可促進消化吸收養分(張力等,2000)。
  2.改善胃腸道功能,維持腸道菌群平衡動物的整個消化道在正常情況卜郁寄生有大量微生物。就其作用而言,可分乃三類:①共生性類型,主要是兼性厭氧菌,在生態平衡時,它們的維生素和蛋白質合成、消化吸收、生物拮抗和免疫等功能對宿主有利。②致病性類型,正常情況下數量少,寄生于正常部位,不至于使宿主發病。若失控,則會造成宿主的不良反應。③中間性類型,即同時具有生理和致病兩種作用。微生物群的平衡,對機體的健康十分重要,而乳酸菌就能夠調節這種微生態平衡,保障宿主正常生理狀態。乳酸菌是暢道常在菌,畜禽服用乳酸菌后,可以改變腸道內環境,抑制有害菌繁殖,調整胃腸道藺群平衡。乳酸菌通過粘附素與腸粘膜細胞緊密結合,在腸粘膜表面定植占位,成為生理屏障的主要組成部分,從向達到還原宿主抵抗力,修復腸道菌群屏障、治愈腸道疾病的作用。如采這個屏障遭劍抗生素或其他因素的破壞,宿土喪失了對外來菌抵抗力,會使具有耐藥性的腸內菌異常增殖而取代優勢菌的位置,造成腸道內微生態平衡的失調。
  3.改善免疫能力乳酸桿菌和雙歧桿菌一方面能明顯激活巨噬細胞的吞噬作用,另一方面由于它能在腸道定植,相當于天然自動免疫。它們還能刺激腹膜巨噬細胞、誘導產生干擾素、促進細胞分裂、產生抗體及促進細胞免疫等,所以能增強機體的非特異性和特異性免疫反應,提高機體的抗病能力。Pergidon等(1988)報道,口服乳酸菌后,對巨璇細胞的?半乳糖甙酶活性、巨噬細胞的吞噬活性等具有顯著的激活和促進作用。當異物侵入機體時,免疫細胞被乳酸菌激活,增強了機體對異物產生抗體的作用。Chndra(1984)認為,乳酸菌之所以具有有激機體產生抗體的作用,是由于菌體通過淋巴結、粘膜刺激淋巴細胞,接受刺激的淋巴細胞再通過腸系膜淋巴結(MIN)迴圈到血流中,并分布全身,從而調節機體的免疫應笞。
  4.抗菌作用研究資料表明:乳酸菌對一些腐敗菌和低溫細菌有較好的抑制作用。可用于防治腹瀉、下痢、腸炎、便秘和由于腸道功能紊亂引起的多種疾病以及皮膚炎癥(趙紅霞,2003)。其抗菌機制主要表現在以下幾個方面:①產生的乳酸等有機酸能顯著降低環境pH值和Eh(氧化還原電位)值,使腸內處于酸性環境,對于致病菌如痢疾桿菌、傷寒桿菌、副傷寒桿菌、彎曲桿菌、葡萄球藺等有拮抗作用;②產生的過氧化氧能夠激活牛乳中的“過氧化氫酶-硫氰酸”系統,抑制和殺滅革蘭氏陰性菌、過氧化氫酶陽性細菌如假單胞菌屬、大腸桿菌類和沙門氏菌屬等;③產生類似細菌素的細小蛋白質或肽類,如各種乳酸桿菌素和雙歧菌素,對葡萄球菌、梭狀芽孢桿闊以及沙門氏菌和志賀氏菌有拮抗作用。另外,雙歧桿菌等還可將結合的膽酸分解為遊離的肌酸,后者對細菌的抑制作用比前者更強。
  乳酸菌類微生態制劑為飼料和畜牧水產養殖業提供了一條高效、無害、無污染的新選擇。隨著越術越多的新菌種和特異性菌株在生產中使用,我們要充分考慮動物菌群自身特點以及寄土與環境之間的關系,科學合理地使用,使其達到最大的牛態效應和經濟效益。