乳酸菌抗菌机理研究进展
乳酸菌对人体健康作用机制研究进展
乳酸菌对人体健康作用机制研究进展浅析乳酸菌对人体健康作用机制研究进展随着人们生活水平的提高和饮食结构的调整，对于保健品和健康食品的需求也越来越高。
而乳酸菌作为一种有益菌，一直备受大家的关注和喜爱。
那么乳酸菌对人体健康有哪些作用呢？本文将从多个方面进行分析，更深入地探究乳酸菌在人体健康中的作用机制。
一、乳酸菌对人体消化系统的作用1.乳酸菌可以平衡人体肠道菌群，保护肠道健康。
肠道内有大量的有益细菌和有害细菌，其中有益细菌主要包括产生有益酸类和消化酶的乳酸菌等。
在抗生素治疗、生病、进食不当等情况下，肠道内的有益细菌数量会减少，从而产生病理反应。
而乳酸菌具有抗氧化、抗病毒和提高机体免疫力的功能，能够控制有害细菌的生长，帮助恢复肠道菌群平衡，保护肠道。
2.乳酸菌可以改善人体胃肠道的消化和吸收能力。
乳酸菌可以分解食物中的蛋白质、挥发性脂肪酸和防万能酸等，分泌酸性物质，调节胃液的乳酸度，增强胃肠道的酸性环境，提高胃酸的消化能力。
同时，乳酸菌的存在可以促进肠道蠕动，使食物得到更好的消化和吸收。
二、乳酸菌对人体免疫系统的作用1.乳酸菌促进免疫功能的调节。
乳酸菌可以调节自然免疫系统，促进吞噬细胞的活动，增强人体的抵抗力。
乳酸菌能够激活巨噬细胞的吞噬作用，刺激B淋巴细胞和抑制T淋巴细胞，从而促进免疫细胞的活动，强化身体的抵抗力。
2.乳酸菌也可以抑制过度免疫反应。
当人体免疫系统受到损伤或受到感染时，免疫细胞会产生大量的炎性介质，从而对人体产生危害。
而乳酸菌可以抑制过度免疫反应，平衡人体免疫系统，防止过度消耗人体免疫细胞，从而起到利于身体健康的作用。
三、乳酸菌对人体健康的其他产物乳酸菌不仅有益于人体消化、免疫系统的健康，还可以分泌出多种物质来实现其功效。
以下是几种常见的乳酸菌产物：1.抗生素：常见的如Nisin等，是一种强抑菌剂，对细菌、厚壁杆菌和酵母等具有很强的杀菌作用，可以作用于较深的组织，有效防止肠道感染。
2.表面活性剂：能降低胆固醇和甘油三脂的合成和吸收，从而有效预防和控制糖尿病、肥胖症和高血脂等疾病。
乳酸菌产功能成分的研究进展
乳酸菌产功能成分的研究进展乳酸菌是一类常见的益生菌，具有促进消化吸收、改善肠道菌群、增强免疫力等多种益生效果。
乳酸菌产生的功能成分对人体的健康有着重要的影响。
本文将从益生效果、四种常见乳酸菌产功能成分及其研究进展等方面进行详细叙述。
一、乳酸菌的益生效果1.促进消化吸收：乳酸菌能分解食物中的复杂碳水化合物，使其转化为易于吸收的有机酸和碳水化合物，促进肠道中的营养物质的吸收和利用。
2.改善肠道菌群：乳酸菌能够抑制和竞争肠道中有害菌的生长，调节肠道菌群的平衡，维护肠道的正常生态系统。
3.增强免疫力：乳酸菌能够激活和增强免疫系统的功能，提高机体对疾病的抵抗力。
二、乳酸菌产功能成分1.乳酸：乳酸是乳酸菌产生的主要代谢产物之一，具有调节肠道pH 值、抑制病原菌生长的效果。
2.维生素：乳酸菌能够产生维生素B族、维生素K等多种维生素，这些维生素对人体的生长发育和健康有着重要的作用。
3.抗菌物质：乳酸菌能够产生多种抗菌物质，如乳酸菌素、乳酶等，这些物质具有抗菌、抗病毒、抗真菌等多种功效。
4.抗氧化物质：乳酸菌通过产生抗氧化物质，如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等，帮助清除自由基，保护机体细胞不受损害。
1.分离鉴定和筛选乳酸菌：通过传统的分离培养方法和分子生物学技术，科学家们鉴定了大量的乳酸菌品系，并筛选出具有较高产功能成分的菌株。
2.功能成分的分离和纯化：科学家们采用各种分离纯化技术，如离子交换色谱、凝胶过滤等，将乳酸菌产生的功能成分从培养物中提取并纯化。
3.功能成分的功能研究：通过体外研究和体内实验证明，乳酸菌产生的功能成分在肠道中具有多种生理功能，如抑制肠道病原菌的生长、促进营养物质的吸收等。
4.应用研究：乳酸菌产功能成分被广泛应用于食品、保健品、药品等领域。
科学家们致力于开发制备具有更强效果的乳酸菌功能成分产品，以满足人们对健康的需求。
总结起来，乳酸菌产功能成分的研究进展涉及乳酸菌的分离和鉴定、功能成分的分离和纯化、功能研究及应用研究等方面。
乳酸菌的抗炎作用及其机制探究
乳酸菌的抗炎作用及其机制探究乳酸菌是一类广泛存在于自然界中的微生物，在食品制造和保健方面有着重要的应用价值。
除了对人体肠道健康的益处之外，乳酸菌还被发现具有抗炎作用，这一发现引起了科学界的极大兴趣。
本文将探讨乳酸菌的抗炎作用及其机制，希望能够加深对乳酸菌的认识并为其进一步应用提供理论依据。
乳酸菌的抗炎作用是通过多种机制实现的。
首先，乳酸菌能够调节免疫系统。
免疫系统是机体对抗病毒和细菌侵袭的重要防线，然而，过度的免疫反应也会导致炎症的产生。
研究发现，乳酸菌能够刺激免疫系统的平衡，抑制过度的免疫反应，减少炎症的发生。
乳酸菌通过增加抗炎细胞的数量，降低炎症细胞的水平，从而实现了其抗炎作用。
其次，乳酸菌的抗炎作用还与其代谢产物相关。
乳酸菌在肠道内生长繁殖时会产生大量的有机酸，如乳酸和醋酸等。
这些有机酸不仅能够改变肠道的酸碱平衡，抑制有害菌的生长，还能够调节肠道黏膜的屏障功能，减少炎症因子的渗透，从而发挥抗炎作用。
此外，乳酸菌还能够产生一些具有抗菌和抗炎活性的物质，如蛋白质和多糖类物质，这些物质能够直接抑制炎症的发生和发展。
此外，乳酸菌的抗炎作用还与其与肠道中的好菌的互作有关。
肠道微生物群是人体最大的微生物生态系统，对人体健康起着重要的调节作用。
研究发现，乳酸菌与其他益生菌和肠道中的好菌相互作用，形成复杂的微生物群落，从而影响免疫系统的稳定。
乳酸菌能够与肠道中的其他益生菌竞争营养源，抑制有害菌的生长，保持肠道菌群的平衡。
通过维持正常的肠道菌群结构，乳酸菌能够预防病原菌的侵袭，减少炎症的产生。
乳酸菌的抗炎作用还与其对肠道黏膜屏障的维护有关。
肠道黏膜是肠道与外界环境之间的隔离屏障，它不仅能够阻止有害菌的侵入，还能够调节免疫系统的反应。
研究发现，乳酸菌能够增加肠道黏膜屏障的完整性，增强其对有害菌的防御能力。
乳酸菌通过产生特定的蛋白质和黏多糖，形成保护层，防止炎症因子和有害菌的侵蚀。
同时，乳酸菌还能够刺激肠道黏膜上皮细胞的修复和再生，促进肠道黏膜屏障的恢复，进一步减少炎症的发生。
乳酸菌微生物在口腔健康与口腔疾病防治中的作用与研究进展
乳酸菌微生物在口腔健康与口腔疾病防治中的作用与研究进展在口腔健康领域，微生物起着至关重要的作用。
乳酸菌微生物是一类常见的益生菌，它们在维持口腔健康和防治口腔疾病中发挥着重要的作用。
本文将介绍乳酸菌微生物对口腔健康的积极作用，并对相关研究进展进行综述。
一、乳酸菌微生物对牙周健康的积极作用牙周疾病是一类常见的口腔疾病，严重的情况可能导致牙齿松动甚至脱落。
乳酸菌微生物可以通过减少有害菌的生长来维护牙周健康。
研究发现，乳酸菌通过产生乳酸和其他抑制因子，抑制了牙周病菌的生长。
此外，乳酸菌还可以增强宿主的免疫功能，帮助牙周组织恢复健康。
因此，乳酸菌微生物在牙周健康的维护方面具有巨大的潜力。
二、乳酸菌微生物在龋齿防治中的重要性龋齿是一种常见的口腔疾病，主要由齿菌引起。
乳酸菌微生物可以通过多种机制来预防龋齿的发生和发展。
首先，乳酸菌可以降低口腔的酸性，减少齿菌的生长。
其次，乳酸菌可以生成乳酸，并增强牙釉质的再矿化，从而保护牙齿免受酸性侵蚀。
此外，乳酸菌还可以产生抗菌物质，抑制齿菌的生长。
因此，乳酸菌微生物对预防和控制龋齿具有重要的意义。
三、乳酸菌微生物在口腔感染疾病中的作用除了牙周和龋齿疾病外，口腔感染疾病也是一类常见的口腔问题。
乳酸菌微生物可以通过竞争性排斥作用阻止病原微生物的生长。
此外，乳酸菌还可以产生抑制因子，抑制病原微生物的生物膜形成，从而减少感染的风险。
研究表明，乳酸菌微生物对多种口腔感染疾病有明显的抑制作用，包括口腔溃疡、牙龈炎等。
四、乳酸菌微生物的研究进展针对乳酸菌微生物的研究一直处于不断深入的阶段。
研究人员不仅在探索乳酸菌微生物的多样性和功能特点，还努力寻找适合的载体和应用途径。
目前，已经有研究通过制造含有乳酸菌微生物的牙膏、口含片等产品来促进口腔健康。
此外，一些研究还利用基因工程技术对乳酸菌微生物进行改良，以增强其对口腔疾病的防治效果。
总结乳酸菌微生物在口腔健康与口腔疾病防治中具有重要作用。
它们可以通过抑制有害菌的生长、增强宿主的免疫功能和生成抗菌物质等机制来维护牙周健康、预防龋齿和控制口腔感染疾病。
乳酸菌的研究进展
乳酸菌的研究进展
广东省佛山市三水区乐平镇动物防疫检疫站 叶 红 曾 敏
［摘 要］ 乳酸菌是应用最早、 最广泛的饲用微生态制剂， 具有多种益生作用。本文从乳酸菌的粘附、 活性物质、 免疫赋活作用、 抗肿 降低胆固醇和降血压作用进行综述， 为开发新型绿色的饲用乳酸菌奠定扎实的基础。 瘤作用、 ［关键词］ 乳酸菌 活性物质 可溶性肽 1. 竞争性排斥病原菌的粘附 乳酸菌能与肠粘膜上皮细胞结合，占据有害菌肠粘膜上皮细胞结 从人体分离的嗜酸乳杆 合位点， 对有害菌起屏障作用。Conway [1]报道， 菌 (L. acidophilus ADH)对人的回肠上皮细胞和猪的回肠上皮细胞都具 有较好的粘附性，且粘附率显著高于从乳制品中分离的保加利亚乳杆 菌(L. bulgaricus)和嗜热链球菌(S. thermophilus)， 对猪的结肠和盲肠上皮 细胞的粘附率也以嗜酸乳杆菌最高， 嗜热链球菌显著低于两株乳杆菌。 Conway 同时还指出实验中的乳酸菌的粘附都是非特异性的 。Gopal 报 道三株饲用微生态制剂菌株， 鼠李糖乳杆菌 (L. rhamnosus DR20)， 嗜酸 乳杆菌(L. acidophilus HN017)和乳酸双歧杆菌(B. lactisDR10)对人肠道上 皮细胞系 HT- 29， Caco- 2 和 HT29- MTX 有极强的粘附力，而且三株乳 H7 对肠细胞的侵袭能力和细胞结合能力 。 酸菌都能降低 E.coli O157： Pascual 发现用浓度为 l05C
乳酸菌细菌素抗菌潜力挖掘研究进展
乳酸菌细菌素抗菌潜力挖掘研究进展易华西,张兰威,杜明,韩雪(哈尔滨工业大学食品科学与工程学院中法乳联合实验室,哈尔滨150001)摘要:乳酸菌产生的主要抗菌防腐物质是有机酸,但在乳酸菌代谢产物中发现了细菌素等其它抗菌物质,其中有的细菌素甚至具有强烈的抗真菌能力。
世界范围内启动的乳酸菌基因组计划创造了巨大的生物信息流。
乳酸菌基因组蕴含的生物信息将对研究乳酸菌细菌素的合成代谢途径,功能基因挖掘以及新型抗菌剂的开发搭建信息平台。
结合乳酸菌细菌素的最新研究进展,讨论利用乳酸菌基因组探索乳酸菌的抗菌潜力及其作为生物防腐剂在食品保藏中的应用前景。
关键词:生物防腐剂;乳酸菌;抗菌物质;细菌素中图分类号:TS20113文献标识码:A文章编号:1006-2513(2010)01-0073-04Recent advance on the potential anti m icrobial activityof bacteri oci ns produced by LABY I Hua-x,i ZHANG Lan-w e,i DU M i n g,HAN X ue(S i n o-France Dairy Jo int Laboratory ofH arbin I nstitute o fTechno logy,H ar b i n150001)Ab stract:T he m a j o r an ti m icrob i a l and biopreservative s ubstance produced by LA B i s organic ac i d;how ev er,som e LA B produce add i tiona l anti m icrobia l compounds.Among these,the bac terioc i ns have de m onstrated great potenti a l as food preservati ves.A tre m endous fl ow o f i nforma ti on has been created through various genome sequenc i ng pro jects wor l dw i de.T he i n f o r m ati on obta i ned fro m genom ics w ill prov ide anew platf o r m for i dentifi ca tion of pat hw ays for the bac-ter i oc i ns producti on,g eno m e m i n i ng and deve l op m ent of ne w anti m icrob i a l agents.Explorati on o f anti m icrob i a l po ten-tial i n LAB by geno m ics was also d i scussed i n t h is rev i ew.K ey w ords:LAB genom e;LA B;an ti m icrob i a l compounds;bacter i oc i ns食品防腐剂是食品添加剂的重要成员之一。
乳酸菌饮料菌类特性发酵机理和工艺优化研究进展
乳酸菌饮料菌类特性发酵机理和工艺优化研究进展乳酸菌饮料是以乳酸菌为原料发酵而成的饮料，其具有多样的营养功能和保健作用，常见的乳酸菌饮料有酸奶、酸乳等。
在饮品市场逐渐发展壮大的今天，乳酸菌饮料因其独特的酸味和健康益处逐渐受到消费者的青睐。
对乳酸菌饮料的菌类特性、发酵机理和工艺优化的研究，不仅可以提高产品品质和市场竞争力，也对乳酸菌饮料的生产和应用具有重要意义。
乳酸菌是一类厌氧革兰氏阳性杆状菌，主要包括乳酸杆菌、双歧杆菌和嗜酸乳杆菌等。
乳酸杆菌能够利用乳糖发酵产生乳酸，而双歧杆菌和嗜酸乳杆菌则能够产生其他有益物质，如维生素、酸和抗菌物质等。
乳酸菌饮料中的乳酸菌具有以下特性：①对人体有益，能够改善肠道菌群平衡，增强人体免疫力；②具有耐胆盐、耐低pH值和抗菌能力，有利于菌群在胃肠道中存活；③具有较高的产酸能力和产乳酸菌酶的能力，有助于改善产品的质地和口感。
乳酸菌饮料的发酵机理主要涉及到以下几个方面：①碳水化合物的代谢：乳酸菌能够利用各种碳水化合物进行代谢，主要通过糖酵解和糖醇酵解两种途径进行。
在酸奶乳酸菌饮料的发酵过程中，乳糖主要通过糖酵解途径被代谢生成乳酸；②乳酸的产生：乳酸菌在发酵过程中主要通过产酸代谢乳糖生成乳酸，乳酸的产生是乳酸菌饮料酸度增加的主要原因；③有益物质的产生：乳酸菌在发酵过程中能够产生一些有益物质，例如双歧杆菌和嗜酸乳杆菌产生的B族维生素和抗菌物质等，这些物质能够增强产品的功能性。
工艺优化是提高乳酸菌饮料品质的关键因素。
目前，针对乳酸菌饮料的工艺优化主要包括以下几个方面：①菌种的选择：选择适合发酵过程的菌种，能够增强发酵过程的效率和产酸能力，提高产品品质和口感；②发酵条件的优化：发酵条件包括温度、pH值和发酵时间等，适当调节这些条件可以促进乳酸菌的生长和代谢活性，提高产品的稳定性和可口度；③添加剂的使用：可以根据需要添加一些功能性添加剂，如果汁、果粉、益生元等，增加产品的口感和营养价值；④储存条件的控制：储存条件包括温度和pH值等，适当控制这些条件可以延长产品的保质期，保持产品的品质和活性。
乳酸菌抑菌机制论文素材
乳酸菌抑菌机制论文素材1. 引言乳酸菌是一类广泛存在于自然界中的细菌，它们被广泛应用于食品工业、农业和医药领域。
乳酸菌具有抑制病原微生物生长的能力，然而，其抑菌机制尚不完全清楚。
本文旨在综述乳酸菌抑菌机制的研究进展，为进一步揭示乳酸菌抗菌作用提供理论依据。
2. 乳酸菌的分类和特性乳酸菌是一类革兰氏阳性菌，主要产生乳酸，并具有以下特性：耐低pH值、耐胆盐、产生抗菌物质、调节肠道菌群、增强免疫力等。
根据不同的分类标准，乳酸菌可分为乳酸杆菌属、双歧杆菌属、嗜热链球菌属等。
3. 乳酸菌的抑菌机制3.1 产生有益抑菌物质乳酸菌通过产生有益抑菌物质来抑制病原微生物的生长。
其中，乳酸是最重要的抗菌物质之一。
乳酸降低环境pH值，使得病原微生物难以生存和繁殖。
此外，乳酸还能通过改变病原微生物的细胞膜结构，导致其死亡。
3.2 竞争性排除乳酸菌在生长过程中占据肠道或其他生态环境的位置，通过与病原微生物竞争营养物质和附着位点，阻断病原微生物的生长和繁殖。
此外，乳酸菌还能产生抗菌酶，如乳酸菌的干扰素，能够降低病原菌的毒力。
3.3 调节免疫功能乳酸菌能够通过调节机体的免疫功能，增强机体对病原微生物的抵抗力。
乳酸菌可以激活巨噬细胞和自然杀伤细胞，促进免疫球蛋白的产生，并提高肠道黏膜屏障的免疫功能。
4. 乳酸菌抑菌机制的研究方法4.1 体外实验体外实验是研究乳酸菌抑菌机制的常用方法之一。
通过将乳酸菌与病原微生物共同培养于培养基中，观察乳酸菌对病原微生物生长的影响，并通过测定抑菌物质的浓度、pH值等参数，来进一步了解乳酸菌的作用机制。
4.2 分子生物学分析分子生物学方法如PCR、基因克隆和基因敲除技术等，可用于研究乳酸菌抑菌机制中的关键基因和代谢途径。
通过研究乳酸菌的基因组和转录组变化，可以揭示乳酸菌在抑制病原微生物生长中的关键分子过程。
5. 乳酸菌抑菌机制的应用乳酸菌作为一种安全、有效的抗菌剂，广泛应用于食品工业、农业和医药领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
泛分布,但只有少数省份对其玉米矮花叶病作了毒源鉴定,基本明确为MDMV 2B (SC MV 2MDB ),而其他许多省份的玉米矮花叶病并未作毒源鉴定,它们究竟是属于MD 2MV 2B 株系还是属于SC MV 亚组中其他种类的病毒或为多种病毒的复合侵染还有待明确。
因此,需要进一步明确病毒种类,了解玉米矮花叶病的流行规律,为抗病育种打下基础。
参考文献[1]W illiams E ,Alexander L J 1Phytopathology ,1965,55:802～8041[2]R osenkranz E 1Phytopathology ,1987,77:598～6071[3]史春霖,徐绍华1植物病理学报,1979,9(1):35～401[4]马占鸿,李怀方,裘维蕃1植物病理学报,1998,28(1):25～281[5]马占鸿,李怀方,裘维蕃,等1玉米科学,1997,5(2):72～761[6]M cdaniel L L ,G ordon D T 1Phytopathology ,1989,79(1):113～1201[7]M ackenzie D R ,W ernham C C ,F ord E 1Plant Disease Reporter ,1966,50(11):814～8181[8]Shukla D D ,Frenkel M J ,M ckern N M 1Archives of Virology ,1992(Suppl 5):363～3731[9]石银鹿,张 琦,王富荣,等1植物病理学报,1986,16(2):99～1041[10]吴建宇,盖均镒1南京农业大学学报,1999,22(2):117～1181[11]G ough K H ,Shukla D D 1Intervirology ,1992,36:181～1921[12]K ong P ,S teinbiss H H 1Archives of Virology ,1998,143:1791～17991[13]Murry E ,E lliott G,Capitant A ,et al 1Bio/T echnology ,1993,11:1559～15641[14]M arie 2Jeanne V ,I oos R ,Peyre J ,et al 1Phytopathology ,2000,148:141～1511[15]范在丰,陈红运,李怀方,等1农业生物技术学报,2001,9(1):1213联系人 T el :0571288381111261702 收稿日期:2001210209,修回日期:2001212230乳酸菌抗菌机理研究进展李铁军1 李爱云2 张晓峰33(浙江国邦兽药厂 新昌 312500)1 (浙江大学医学院附属产科医院 杭州 310006)2(浙江出入境检验检疫局 杭州 310012)3摘要:乳酸菌的抗菌机理涉及其产生的各种代谢产物,包括酸性物质、乳酸菌素、二氧化碳和过氧化氢等。
其中酸性物质可以消耗大量细胞能量并影响细胞膜的稳定性;乳酸菌素可作用于细胞膜,造成膜内物质和能量的泄漏。
对于它们抗菌机理的认识有助于我们更好的将乳酸菌应用到食品的安全生产中。
关键词:乳酸菌,抗菌,酸性物质,乳酸菌素中图分类号:Q93 文献标识码:A 文章编号:025322654(2002)0520081205乳酸菌是一类可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌的通称,在自然界和食物中广泛存在。
乳酸菌是最早被人类用于食品储藏加工的微生物之一,早在公元前6,000年,人们就懂得利用乳酸菌发酵食物。
他们发现食物经过一定的处理和储存就可改善风味、延长储存期和增加食物的安全性。
迄今人们已明确了许多乳酸菌在生产安全优质食品中所起重要作用的生物学机理[1～2]:乳酸菌可以发酵食物中碳水化合物,分泌乳酸菌素,产生有机酸、酒精和二氧化碳等,来抑制一些腐败菌或致病菌的生长及改善食品的品质和风味;同时经过发酵,乳酸菌可以增加食品的可消化性并产生一些维生素、抗氧化剂。
近几年,乳酸菌抑制食品中一些腐败菌和致病菌的作用引起人们的极大关注。
虽然现代生物技术和安全体系(如H ACCP)已被普遍的引入食品加工行业,但食品的安全问题仍然威胁着人类,每年都有许多关于食物中毒和食源性疾病散发或爆发的报道;同时,人们正力图追求不含化学防腐剂及各种添加剂的天然的安全食品。
解决这问题需要发展新的食品保鲜技术来控制食品中腐败菌和致病菌的生长。
国内外学者对之开展了大量的研究并建立了许多方法,其中最引人注目的就是利用乳酸菌来加强食品安全性和延长储存期。
本文就乳酸菌对食物中腐败菌和致病菌拮抗作用的机理作一综述。
1 乳酸菌产生的酸性物质及其抑菌作用111 乳酸菌产生的酸性物质 乳酸菌可产生对食品中微生物具有抑制作用的酸性物质,主要是乳酸菌的代谢终产物及中间产物,包括乳酸、乙酸、乙醇等。
112 酸性物质对食品微生物的抑制作用 一般细菌生长的最适pH值为6～7,若低于该值,细菌的生长速率将大大降低或不生长甚至死亡,这在腐败性微生物上尤为可见。
乳酸菌产生的酸性物质对食品中微生物的抑制作用已在许多实验中得到证实,这种抑菌作用取决于3个相互影响的因素:11介质的pH值;21酸的离解程度;31酸的种类。
从20世纪70～80年代,国内外学者就开始建立pH值对食品中各种腐败菌和致病菌抑制作用的预测模型。
但在这些模型中都是用无机酸如盐酸、磷酸来降低pH值,而乳酸菌产生的多是一些含羧基的弱有机酸。
只有未离解的弱有机酸进入细菌细胞才能有效的发挥抑菌作用。
这些有机酸的离解度取决于其p K a和pH值,可以用Henders on-Hasselbach公式计算:pH=p K a+log([A2]/[H A])。
从中不难看出介质的pH值影响酸的离解,若在pH值固定条件下酸的p K a决定了其离解度。
因此乳酸菌产生的弱酸的抗菌能力取决于介质的pH值及酸的种类(p K a)。
由于胞质的pH值相对较高,当非离解的酸通过细胞膜进入胞质,就发生离解使细胞质酸化并释放酸性阴离子。
这就给微生物带来两种后果:首先,若微生物要维持其胞内的pH值,就得动用ATP酶来清除质子,这将消耗大量细胞能量,加重细胞的代谢负担;其次,细胞内阴性酸离子的积聚可影响细胞膜的稳定性并抑制其传递功能。
但Cherrington等[3]认为离解的酸亦可影响细胞膜的稳定性和传递功能。
除了pH值、p K a的影响外,不同酸的混合使用可加强对微生物的抑制作用,如乙酸(p K a=4176)和乳酸(p K a=3186)混合使用的抑菌能力大于等量乙酸或乳酸的单独使用[4]。
这是由于两者混合后,乳酸除了其本身的抗菌作用外还降低了介质的pH值,这就减少了乙酸离解,使得更多非离解状态的乙酸进入细菌细胞发挥抑菌作用。
这也解释了虽然异型发酵的乳酸菌产生酸的总量比同型发酵的乳酸菌少,但前者对细菌的抑制作用却大于后者的原因。
为了有效抑制食品中腐败菌和致病菌的生长,必须需要有一定数量的乳酸菌来产生足够量的酸性物质。
只有当食品中的乳酸菌达到一定数量,pH下降至一定程度,方可有效的抑制一些致病菌的生长。
但Y us of[5]把乳酸菌(乳酸乳球菌)产生的酸性物质与大肠杆菌一起接种到一类婴幼儿食品中培养发现,虽然介质的pH明显下降,但大肠杆菌仍可生长并达到102CFU。
这说明仅靠乳酸菌产生酸性物质的抑菌作用是有限的。
2 乳酸菌素的抑菌作用乳酸菌素是在乳酸菌代谢过程中合成并分泌到环境中的一类对革兰氏阳性菌(尤其是亲缘性较近的细菌)具有抑制作用的杀菌蛋白或多肽,大多对热稳定。
近几年,乳酸菌对其他细菌拮抗作用的机理被研究最多的是乳酸菌素,这是由于乳酸菌产生的乳酸菌素被认为是一种“天然”的食品添加剂而容易为人们接受。
国外关于乳酸菌素的报道很多,早在1926年R osers发现一些乳链球菌产生的代谢产物(后被命名为Nisin乳链菌肽)可抑制其他乳酸菌的生长,1951年Hirsh提出将Nisin用于食品保藏,1961年FH O/ WH O批准将Nisin作为食品添加剂。
至此,国外学者对乳酸菌素展开了较为深入的研究,已被鉴定的乳酸菌素数以百计。
并且有许多新的乳酸菌素正不断的被发现。
K laen2 hammer曾把乳酸菌素分为窄抗菌谱和广抗菌谱两类,在此基础上Nes等将乳酸菌素分为4类[1]:羊毛硫抗生素(Ⅰ)、肽类乳酸菌素(Ⅱ)、蛋白类乳酸菌素(Ⅲ)、复合型乳酸菌素(Ⅳ)。
乳酸菌素,主要是Ⅰ和Ⅱ类,可有效的抑制革兰氏阳性菌,如一些腐败菌、致病菌和芽孢菌,而对革兰氏阴性菌不起作用的。
但食品经UHP和PEF处理或添加E DT A或柠檬酸盐可以使乳酸菌素有效的抑制革兰氏阴性菌,这说明乳酸菌素作用的靶目标是细胞膜。
不同的乳酸菌素由于结构不同,其活性和对细胞膜的作用方式也不同。
211 羊毛硫抗生素(Ⅰ类) 这类细菌素的活性部分含有羊毛硫氨酸(A2L2A)、β2甲基羊毛硫氨酸(A2B2A)、脱氢丙氨酸(DHa)和脱氢丁氨酸(DHb)等稀有氨基酸,其活性形式的形成必须经过翻译后的酶修饰。
根据分子结构,这类细菌素可分成线型和环型两类,其典型的代表就是Nisin。
Nisin是由乳酸乳球菌乳酸亚种(Lactococcus1lactis subsp1lactis)分泌的一种线型多肽,对革兰氏阳性菌(包括各种致病菌)有较广的抑制作用,并可使芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌的芽孢对热敏感。
目前,乳酸菌素中研究最深、应用最广的就是Nisin,国内外均有许多关于Nisin结构与抗菌机理的综述。
Nisin是一种含34个氨基酸的小肽,分子量约为3500D。
Nisin的前体肽在核糖体上合成,由57个氨基酸组成,N端前导序列有23个氨基酸。
Nisin前体肽经翻译后修饰加工去掉N端前导序列后成为成熟的、有生物活性的Nisin,其中的A2L2A、A2B2A、DHa和DHb4个稀有氨基酸通过硫醚键形成五环结构。
Nisin的抑菌作用最初被认为是一种表面活性剂;亦有人认为Nisin的作用是由于其中的两个脱水氨基酸(脱水丙氨酸和脱水丁氨酸)与细菌细胞中酶的巯基发生反应;目前认为除了以上两种原因外,还存在Barrel2stave机制,即孔道形成机制[6～7]。
212 肽类乳酸菌素(Ⅱ类) 近20年来,世界范围的食物源性李斯特菌病不断发生,而Ⅱ类乳酸菌素尤其是Ⅱa类可有效的抑制李斯特菌,因此这类细菌素正越来越受到国内外学者的关注。
通过对其结构的分析和比较,Ⅱ类细菌素又可分为3类:Ⅱa,N2端具有保守序列YG NG VX aaC的多肽;Ⅱb,由两条不同蛋白多肽构成的聚合物;Ⅱc,具有硫醇活性和信号肽依赖的细菌素。
其中Ⅱa类细菌素对食物源性致病菌李斯特菌具强的抑制作用而被认为是最具前景的食品级生物保鲜剂。