乳酸菌的研究现状及应用——食品微生物学进展作业

学号：2014051532

《食品微生物学进展》结课论文题目：乳酸菌的研究现状及应用

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完成日期：2014年12月31日

目录

1 常见乳酸菌的分类 (3)

2 乳酸菌的生理学特性及功能 (3)

3 乳酸菌的应用 (4)

3.1 乳酸菌在食品行业中的应用 (4)

3.1.1作为食品中的防腐剂 (4)

3.1.2作为食品的增稠剂、乳化剂和稳定剂 (4)

3.2 乳酸菌在动物生产中的应用 (4)

3.2.1乳酸菌在仔猪生产中的应 (4)

3.2.2乳酸菌在家禽生产中的应用 (5)

3.2.3乳酸菌在水产养殖中的应用 (5)

3.3 乳酸菌在医学领域上的应用 (5)

3.3.1免疫调节作用 (5)

3.3.2抗菌功能 (6)

3.3.3解毒功能 (6)

3.3.4 肠道保护作用 (6)

3.3.5 乳酸菌的抗癌作用 (6)

3.3.6 乳酸菌制剂预防幼儿胃肠道、泌尿道感染的作用 (6)

3.5 乳酸菌的其他应用 (7)

4 乳酸菌应用的展望 (7)

参考文献 (8)

乳酸菌的研究现状及应用

摘要：本文介绍了乳酸菌的生物特性及功能，综述了乳酸菌的应用现状，并对其发展前景作出展望。

关键词：乳酸菌；生物特性；生理功能；应用现状

Advances in the research and application of Lactic acid

bacteria

Abstract：This article reviews the Lactic acid bacterias’physiological characteristics, biological function and its current application, and forecasts the future of this research.

Key Words: Lactic acid bacteria; physiological characteristics; physiological characteristics; current application

、

1 常见乳酸菌的分类

乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）是一类能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌的通称。这类细菌在自然界分布极为广泛，具有丰富的物种多样性。乳酸菌这个名称就细菌分类学而言实属非规范的名称。根据伯杰氏细菌鉴定手册，乳酸菌定义为:细胞为革兰氏阳性，细胞形态为杆菌或球菌，过氧化氢酶为阴性，消耗的葡萄糖50%以上产生乳酸，不形成内生抱子，无运动性。

目前自然界已发现的这类菌在细菌分类学上划分至少有18个属，涉及到的有关属则更多。这些属包括:乳酸杆菌属(Lactobacillus) ,肉食杆菌属(Carnohacterium)、双歧杆菌属(Bificlohacterium)、链球菌属(Streptococcus)、肠球菌属(Enterococcus)、乳球菌属(Lactococcus)、明串珠球菌(Leuconostoc)、片球菌属(Pecliococcus)、气球菌属(Aerococcus)、奇异菌属(Atopohium)、漫游球菌属(Vagococcus)、利斯特氏菌属(Listeria) ,芽抱乳杆菌属(Sporolactohacilus)、芽抱杆菌属(Bacillus)的少数种、环丝菌属(Brochothrix)、丹毒丝菌属(Erysipelothrix)、孪生菌属(Gemella)和糖球菌属(Saccharococcus)等[1]。

2 乳酸菌的生理学特性及功能

乳酸菌为兼性厌氧菌，有的属于专性厌氧菌，能够利用葡萄糖产生50%以上的乳酸，多数菌不能分解蛋白质。乳酸菌的乳酸发酵类型有两种，一种是分解葡萄糖后，只产生唯一产物乳酸的同型乳酸发酵;另一种是分解葡萄糖后，在产生乳酸的同时，还可以产生乙酸、乙醇、C02等其它代谢物的异型乳酸发酵。一般应用在食品中的乳酸菌，过氧化氢酶阴性，微好氧性，在氧分压低的环境中很快增殖，需要维生素、氨基酸等营养。

经过研究证实，乳酸菌具有以下生理学功能：

（1）防治有些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）增加肠道有益菌群，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。

3 乳酸菌的应用

乳酸菌广泛存在于畜、禽肠道、许多食品（大豆[2]、泡菜[3]、番茄[4]、酒类[5]）、物料及少数临床样品中，都可分离到乳酸菌。由于绝大多数乳酸菌对人、畜健康有益及其在国民经济中的重要作用，乳酸菌受到了国内外微生物学工作者的高度重视。近年来，乳酸菌的应用发展很快，如乳酸发酵食品、药品、饲料等层出不穷，应用极其广泛。

3.1 乳酸菌在食品行业中的应用

3.1.1作为食品中的防腐剂

食品腐败变质问题越发受到人们的广泛关注，在健康意识越来越强的今天，化学防腐剂，因具有残留、毒性愈来愈受消费者排斥，人们把目光转向了生物型防腐剂。而乳酸菌通常被认为是食品级的微生物，因此在发酵食品中被广泛应用[6]。乳酸菌通过代谢可以产生多种有机酸[7]（如乳酸、脂肪酸、苯甲酸）、其中苯甲酸是食品行业中应用最为广泛的防腐剂。乳酸菌还可产生过氧化氢，该物质对于大肠杆菌和表皮葡萄球菌具有抑制作用。此外，乳酸菌还可产生细菌素[8-9]等抑菌物质，通过直接添加乳酸菌细菌素到食品中或开发制备成食品包装袋或保鲜膜应用于食品行业[10]，从而可以通过抑制腐败菌和病原菌的生长达到延缓食品腐败、延长食品保藏期目的。此外，乳酸菌具有很好的抑菌作用，可以抑制沙门氏菌和李斯特菌的增殖和繁衍，被应用于奶酪中[11-13]。

3.1.2作为食品的增稠剂、乳化剂和稳定剂

微生物胞外多糖(exopolysaccharide，EPS)是微生物在生长代谢过程中分泌到细胞壁外常渗于培养基的一类糖类化合物。很据胞外多糖所在位置，可分为荚膜多糖(capsular polysaccharide CPS)和薪液性多糖(slimepolysaccharide。在胞外多糖生产菌中研究较多的有乳酸菌，乳酸菌及其生产的胞外多糖不仅具有保健功能，还可以作为天然的食品添加剂，赋予产品良好的质地、口感和风味[14]。

3.2 乳酸菌在动物生产中的应用

3.2.1乳酸菌在仔猪生产中的应用

乳酸菌作为饲料添加剂，在仔猪养殖中获得了良好的应用效果。

（1）提高饲料营养价值

乳酸菌发酵产生的消化酶能将饲料中的糖类、蛋白质、脂肪（较少）等结构复杂的大分子部分降解为有机酸、小分子肽、游离氨基酸等营养成分，改善饲料品质[15]。研究表明[16-17]，在青贮料中添加乳酸菌，青贮料中乳酸和粗蛋白质（CP）含量提高，pH、氨态氮/总氮值、中性洗涤纤维（NDF）及酸性洗涤纤维（ADF）的含量显著降低。

（2）促进营养物质消化吸收

乳酸菌进入动物肠道后能提高消化道酶的活性，促进消化道对料养分的消化吸收。例如，乳酸菌可提高肠道中胰蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和总蛋白水解酶的活性，提高日粮粗蛋白质、粗脂肪、钙、磷和有机物消化率[18]。另外，乳酸菌在消化道内，利用碳水化合物产生有机酸，促进肠道对维生素和矿物质的吸收，同时为宿主提供可利用的能量储备[19]。

3.2.2乳酸菌在家禽生产中的应用

（1）提高生产性能

Mikulski等[20]给22 周龄产蛋鸡饲喂乳酸片球菌时发现，添加乳酸片球菌后可以显著增加蛋重、蛋壳厚度、蛋壳相对重量、蛋比重以及料蛋比。而且，添加乳酸片球菌后可以显著降低破蛋率和产蛋量的下降速率。

（2）提高消化功能

许多研究结果表明发酵乳酸杆菌( L．fermen-tum) 耐酸、生长繁殖性能良好，抗逆性强，无毒、无残留、无污染等，同时对小鼠、仔猪等哺乳动物的消化功能和免疫功能有一定促进效果，因此有望成为绿色的抗生素替代品。郭元晟等[21]研究表明，添加L.fermentum F-6 对肉鸡的消化功能有显著增强作用，且增强效果与添加水平有关，添加水平为2 ×106CFU / mL 时，效果最明显。

（3）改善产品品质

Choe 等[22]研究发现，在产蛋鸡日粮中添加不同剂量的植物乳杆菌代谢物添加剂量为0.6% 的 3 株乳酸菌代谢物，可有效提高产蛋量、粪中乳酸菌数量、小肠绒毛高度、降低粪pH 以及蛋中胆固醇的含量。

3.2.3乳酸菌在水产养殖中的应用

乳酸菌在水产养殖中具有净化水质，改善生态环境、提高免疫力等功能，乳酸菌与芽孢杆菌、光合细菌、反硝化菌等有益菌混合使用，可以促进养殖水体饵料生物大量繁殖、生长，并且可分解残饵、粪便及水中有机质，改良水体环境，抑制水体中有害菌的繁殖生长，调节菌藻平衡。将刺参养殖科学化，规范化，并筛选出在刺参生长温度下能够发挥作用的菌株，有望使乳酸菌在海参、鲍鱼等舔舐性和刮食性水产动物养殖中得到更广泛应用[23]。

3.3 乳酸菌在医学领域上的应用

3.3.1免疫调节作用

双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌均在体外试验中被证明有显著的免疫调节

作用。Ｒ.Aoki等[24]研究了乳酸菌的免疫调节活性，结果发现，其能够诱导细胞产生IL -12，增强Th1 型免疫应答，而抑制Th2 型免疫应答。Xiaohong Kou等[25]以ICR小鼠模型研究了一种乳酸菌Lactobacillus paracasei对机体的免疫调节功能，研究显示，该菌株可以导致机体内淋巴细胞大量增殖。

3.3.2抗菌功能

幽门螺杆菌是一种对人体相当有害的菌种，可引起人体患上慢性胃癌或胃溃肠疾病，Jin-Eung Kim等[26]研究显示，乳酸菌对于幽门螺杆菌具有很好的抵抗功能，大大降低了胃炎的发病率。

3.3.3解毒功能

人体会受外界环境条件的影响或因机体内在的一些影响而导致机体内亚硝酸铵的存在，这种物质会对人体胃功能和肾功能的下降。Adriana Nowaka等人[27]的研究显示乳酸菌可以分解将近50%的亚硝酸铵，而使得机体具有很好的解毒功能。

3.3.4 肠道保护作用

S.Messaoudi 等[28]研究发现，唾液乳杆菌可通过增加跨膜电阻和坚固肌动蛋白细胞骨架而加强肠道的屏障功能，还可对肠道屏障完整性进行调节。C.L.Ｒamos 等也在试验中证实，乳酸菌可增加肠上皮细胞的跨膜电阻，从而增加肠道对致病菌的屏障功能，对肠道起到保护作用。

3.3.5 乳酸菌的抗癌作用

乳酸菌可通过减少宫颈上皮细胞周期级数，起到抗人宫颈癌细胞增殖的作用。K.Vielfort 等[29]将 3 种不同的乳杆菌定植于宫颈上皮ME -180 细胞( 人子宫颈表皮癌细胞) ，通过细胞显微镜、溴脱氧尿嘧啶核苷掺入法、流式细胞仪观察细胞周期进程。结果表明，鼠李糖乳杆菌、罗伊乳杆菌( 取自人的胃黏膜上皮细胞和唾液) 对ME-180 细胞的定植可以减少细胞周期进程，促进宿主细胞积聚在细胞周期的G1 期。鼠李糖乳杆菌定植的细胞在G1 期的积聚同时伴随着p21 的上调和细胞核的积累。此外，无论是产乳酸的鼠李糖乳杆菌上清液还是加到细胞培养基中的乳酸，都能够减少ME-180 细胞扩散。此研究为更好地寻找女性宫颈癌治疗方法奠定了基础。

3.3.6 乳酸菌制剂预防幼儿胃肠道、泌尿道感染的作用

J.W.Lee 等[30]对乳酸菌混合物( LM) 是否可以防止幼儿尿路感染进行了研究，以幼鼠为试验模型，膀胱灌注乳酸菌混合物的试验组幼鼠肾盂肾炎的发病率为16.7% ( 4/24) ，对照组则为75.0% ( 15/20，P = 0.015) ，幼鼠膀胱内灌注乳酸菌对试验性肾盂

肾炎表现出显着的预防作用，说明混合乳酸菌可以预防幼儿的泌尿道感染。

3.5 乳酸菌的其他应用

除上述应用外，乳酸菌还可作为发酵剂[31-32]而被广泛应用于微生物领域，此外乳酸菌还可代谢产丁醇[33]，提供了很好的生物燃料，这将为能源的可持续发展做出巨大贡献。

4 乳酸菌应用的展望

目前，国内对乳酸菌的应用已较全面和广泛，但仍存在有待发展的地方。例如，无论从乳酸菌发酵食品的种类和产量上，还是从乳酸菌发酵食品的功能和机理的研究上，与发达国家相比仍有较大差距，许多乳酸菌发酵制品还没有形成工业化生产，应最大程度利用乳酸菌发酵产品的优势，研究开发更多的新型品种，使之投放市场。

乳酸菌将会是很有前途的微生物，随着微生物学的发展，对人、畜健康有益作用的机理将日益清楚，乳酸菌的应用将更加广泛，乳酸菌必将成为人类生活和国民经济中的重要微生物类群。

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