乳酸杆菌的研究进展
乳酸杆菌益生作用机制的研究进展

乳酸杆菌益生作用机制的研究进展章文明;汪海峰;刘建新【摘要】Lactobacilli have been widely applied to exert health benefits for human and animals. This article reviewed the recent advances in the mechanisms underlying the health-promoting functions of Lactobacilli. Lactobacilli can secrete antimicrobial compounds (lactic acid, H2O2 or bacteriocin) , or compete with pathogenic bacteria for nutrient or attachment site in the intestinal tract. Probiotic Lactobacilli are suggested to strengthen the epithelial barrier by induction of mucin secretion or prevention of epithelial cell apoptosis. This review focused on Lactobacilli surface factors such as surface protein, teichoic acids and peptidoglycan, and their intestinal receptors (C-type lectin receptor, toll-like receptor, and nucleotide binding oligomerization domain-like receptors, NLRs). Their combination may modulate immune signaling pathways and promote immune function in the gut, resulting in beneficial effects on host.%乳酸杆菌作为益生菌广泛用于人和动物.本文综述了乳酸杆菌改善宿主健康的机制.乳酸杆菌可通过产生抗菌物质如乳酸、过氧化氢、细菌素,或者通过竞争营养或肠道黏附位点来抑制致病菌;通过诱导黏附素的分泌或阻止细胞凋亡而增强肠道的屏障功能,从而保护肠道.文章重点讨论了乳酸杆菌表面成分(表面蛋白、脂磷壁酸和肽聚糖)与肠道受体(C型凝集素受体、Toll样受体和Nod样受体),阐述了他们结合后启动免疫调节信号,调控肠道免疫功能以发挥改善健康作用的机制.【期刊名称】《动物营养学报》【年(卷),期】2012(024)003【总页数】8页(P389-396)【关键词】乳酸杆菌;抗菌物质;竞争黏附;免疫调节;益生作用【作者】章文明;汪海峰;刘建新【作者单位】浙江大学动物科学学院;生物饲料安全与污染防控国家工程实验室,杭州310058;浙江大学动物科学学院;生物饲料安全与污染防控国家工程实验室,杭州310058;浙江农林大学林业与生物技术学院,临安311300;浙江大学动物科学学院;生物饲料安全与污染防控国家工程实验室,杭州310058【正文语种】中文【中图分类】S816.7乳酸杆菌能够调节肠道微生物区系的平衡,增强机体的免疫力和抵抗力,促进肠道的生长和发育,是得到广泛应用的益生菌之一。
乳酸杆菌在幽门螺杆菌感染治疗中的研究进展

我 国临床 活 菌制 剂 中含有 乳 酸杆菌 (Lactobaeil— lus acidophilus1的产 品有 培 菲 康 、贝飞 达 、思 连 康 、 普 乐拜 尔及 益 君康 、乐 托儿 . 其 中益君 康 和乐 托 儿 为 单嗜 酸乳 杆菌制 剂 其 余均 为混 合制剂 。
3 乳 酸 杆 菌 用 于 幽 门螺 杆 菌 感 染 治 疗 的 临床 疗 效 分 析
棒 状 .一 般 成 链 排 列 ,这 类 细 胞 内无 芽 孢 、不运 动 , 达 30%~38%.耐药 显著 影 响根除 率 。此 外抗 生 素 的
兼 性 好氧 或厌 氧 ,生长 温 度 3O~40℃,耐 酸 ,最 适 应 用也 会 引发 腹 泻 、恶 心 、食 欲 紊 乱 等 多 种 不 良反
(1.兰 州 大 学 第 一 医 院 ,甘 肃 一-L,I I 730000;2.兰 州 大 学 第 一 医 院东 岗院 区 ,甘 肃 兰 州 730000)
摘 要 :幽 门螺 杆 菌 感 染(Helicobacter pyloft,H.pylori)/0L体 后 ,可 导 致 多 种 胃部 疾 病 ,目前 研 究 表 明益 生 菌 具 有 抗 H. pvlof t作用 ,以 乳 酸 杆菌 的研 究 最 为 广 泛 。临 床研 究 表 明乳 酸 杆 菌 辅 助 治疗 有 助 于 提 高感 染患 者 H.pylori根 除 率 ,体 内外 研 究 结 果 表 明乳 酸 杆 菌 可 能 是 通 过 产 生 抑 菌 性 代 谢 产 物 、调 节 免 疫 、抑 制 H.pylori定 植 等 机 制 发 挥 抗 H.pylori 作 用 。本 文 就 乳 酸杆 菌在 H.pyl0ri感 染 治 疗 中的 临 床疗 效 、体 内外 抗 的 H.pylori作 用 机 制 研 究 予 以综 述 。 关键 词 :药 学 ;乳 酸杆 菌 ;幽 门 螺杆 菌 ;临 床疗 效 中 图分 类 号 :R969.3
乳酸杆菌表达系统的研究进展

乳酸杆菌表达系统的研究进展丁轲程安春(四川农业大学动物科技学院四川雅安625014)乳酸杆菌是一种常见的益生菌,它的应用已有几百年的历史,是一种公认的具有GRAS(Generally Regarded As Safe)有益微生物。
该菌广泛存在于人、动物和植物中,可以产生多种物质,如短链脂肪酸、过氧化氢、细菌素、蛋白质和各种酶类等。
尤其重要的是它是人和动物肠道中最重要的优势菌群之一,对于机体的代谢、免疫调节等方面起着极其重要的作用。
但随着基因工程技术的发展日趋完善,人们已不再满足于乳酸杆菌自身固有的功能,特别是当前由于疫苗免疫和菌(毒)株的残留毒力之间的矛盾,促使人们寻求能良好表达外源抗原且安全的疫苗载体候选菌株,乳酸杆菌便自然成为最佳选择菌株之一,因此近年来在疫苗载体的研究中日益受到重视,但其研究却远远落后于病原微生物。
现就这一方面作一综述。
1 乳酸杆菌表达载体的优点乳酸杆菌作为表达载体有许多独特的优势,这主要是因为乳酸杆菌是人和动物体内最优势的益生菌株之一,许多研究都表明它的有无和多寡都对机体有着至关重要的影响,以它为表达系统有其它菌株不可比拟的优点,主要表现在以下方面:①乳酸杆菌是至今发现的唯一没有致病性的一个种;②它在人和动物体内占绝对优势,以它为表达系统,较其它菌株更易达到较高的表达量;③若选择非抗性标记,则该表达系统中的菌体、选择性标记、诱导物均为食品级,为生产绿色安全的食品提供了可能;④乳酸杆菌菌体本身就对机体有益生作用,其分泌多种物质更是机体必不可少的,若再在其载体上克隆入外源基因,这样就可集菌体、自泌物质和外源蛋白于一体;⑤乳酸杆菌对机体粘膜有极强的粘附作用,因此构建的乳酸杆菌基因工程菌就可在粘膜处不断繁殖,持续向机体释放目的蛋白;⑥乳酸杆菌可直接口服,能够耐受胃液中的强酸和小肠上段的胆盐,这样就免去了目的蛋白的体外提纯等后加工。
2 乳酸杆菌质粒1976年Chassy[1]首先发现乳酸杆菌中存在质粒,质粒在不同的乳酸杆菌中分布不均,Vescovo等[2]对159株乳酸杆菌进行质粒抽提,发现L. reuteri、L. helveticus 和L. acidophilus 含质粒的比率较高,分别为63%、27%和20%,L. casei仅有4%的菌株含有质粒,L.plantarum、L. brevis 和L. coryniformis没有发现质粒。
乳酸菌及其生物工程研究新进展

乳酸菌及其生物工程研究新进展摘要:近年来,乳酸菌及其生物工程研究取得了新的进展。
通过利用生物工程技术,可以对乳酸菌进行精确的遗传改造和代谢工程,以实现更好的功能表达和产物产量。
在人体健康方面,乳酸菌被广泛应用于益生菌制剂的研究与开发。
乳酸菌可以在人体肠道中促进有益菌的生长,抑制致病菌的生长,从而维持肠道菌群的平衡,改善消化系统功能,增强免疫力,并可能对炎症性肠病、过敏反应和肠道肿瘤等疾病的预防和治疗具有潜在的作用。
基于此,本篇文章对乳酸菌及其生物工程研究新进展进行研究,以供参考。
关键词:乳酸菌;生物工程;研究;进展引言乳酸菌是一类重要的细菌,被广泛应用于食品和医药领域。
近年来,乳酸菌及其生物工程研究取得了新的进展,为人们的生活和健康带来了许多积极影响。
1乳酸菌的生物工程研究内容1.1乳酸菌代谢途径和乳酸产生机制的研究乳酸菌通过糖类的发酵作用产生乳酸。
研究人员深入研究乳酸菌的代谢途径和调控机制,以提高乳酸的产量和质量。
此外,还探索了不同种类乳酸菌对不同糖类的利用能力和底物特异性,以实现多糖的高效利用。
1.2乳酸菌的功能改良和开发新品种生物工程技术给乳酸菌的功能改造和新品种的开发提供了有力工具。
通过基因工程手段,可以改变乳酸菌的代谢路径或酶活性,使其具有更多的产酸能力、抗菌能力、耐受性或特定功能。
此外,还可利用分子改造技术提高其生产效能和稳定性。
1.3乳酸菌在食品工业和医药领域的应用乳酸菌广泛应用于食品工业中,例如用于制作酸奶、奶酪、发酵肉制品等。
通过乳酸菌的发酵作用,不仅可以改善食品的口感和质量,还能够提高食品的卫生安全性和保质期。
此外,乳酸菌还被应用于医药领域,包括肠道健康维护、免疫调节、抗菌和抗肿瘤等方面。
2乳酸菌在食品工业中的应用2.1发酵食品酸奶是利用乳酸菌对牛奶进行发酵而制成的乳制品。
乳酸菌将牛奶中的乳糖发酵成乳酸,使得牛奶呈现出酸味,并且有益于消化吸收。
酸奶中的乳酸菌还可以促进肠道健康,增强免疫功能。
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
乳酸菌及其生物工程研究新进展

乳酸菌及其生物工程研究新进展乳酸菌的生理功能和实际应用一直存在很多问题,从无耐药因子的乳酸菌特殊性分析,可以看出乳酸菌具有一定粘附性,能合成细菌素活性代谢产物,还可以生产风味非常好的发酵食品。
乳酸菌可以从发酵性碳水化合物产生大量的细菌,存在于人、畜和物料样品中,是一种具有重要生理功能的菌群。
标签:乳酸菌;生物工程;进展1 乳酸菌和生物工程研究新进展(1)乳酸菌产生的细菌素在病原菌方面发挥非常重要作用,同时还可以阻止病原菌的定植,降低胆固醇,控制内毒素,制造营养物质,刺激组织发育,对于机体也会产一定生理功能,会产生药物效应、毒性反应、肿瘤发生和突然应急反映。
乳酸菌的生理功能和机体的生命活动关系紧密,如果乳酸菌停止生长,人和动物就很难生存。
随着分子生物学技术发展,很多生物学家和病理学家等通过遗传对于生物工程乳酸菌进行一定良好研究,选出了很多优势的基因,对于基因的生长、消化和吸收都进行一定研究,还带来了更大的经济效益、社会效益和生态效益。
(2)抗生素的不断临床应用为人类保健病虫害防治做出了巨大的贡献,随着抗生素使用,生物抗药性也产生了巨大了变化,也给人类生存带来环境危险,乳酸菌为代表的益生菌和活性菌都是发酵食品使用的基本野生菌类,没有进行一定耐药性检测,是很难对于基因抗药性进行很好结合、转导和转化处理。
细菌具有一定耐药性,也是最为常见的表现,耐药性可以在细菌间转移增加细菌数量。
乳酸菌可以作为抗生素选择依据,保持能够杀死病原菌同时抑制乳酸菌,还要很好避免耐药性因子出现,使得敏感菌编程耐药株,在治疗过程中要做到最大限度提高对于病原体治疗。
除了控制携带的耐药因子,还要对于生物工程技术进行很好选择,去除菌株耐药性,保证食品乳酸菌活性。
(3)乳酸菌和风味有关的物质是乳酸,一般保加利亚乳酸杆菌产生乙醛能力很强,乳酸菌合成丁二酮是有质粒支配的,利用生物工程将这种质粒很好导入,可以获得更好生产用菌。
乳酸菌产生的粘性物对于产品的风味和硬度也有一定作用,筛选的多糖物质乳酸菌菌株可以将粘基因克隆到乳酸菌中。
乳酸杆菌黏附于动物肠道细胞的研究进展

和 开发 利用提 供 帮助 。
1 乳 酸 杆 菌 的 黏 附 成 分
乳 酸 杆 菌 表 面 的 一 些 特 定 成 分 对 动 物 肠 道 的 黏
摘 要 : 乳 酸 杆 菌是 肠 道 内优 势 菌 群 , 在 调 节 肠 道 内微 生 态 平 衡 、 抑 制 病 原 微 生 物 侵 袭 和 提 高免 疫 防 御 力 等 方 面 有 显 著 效 果 。 乳 酸 杆 菌 需通 过 表 面 黏 附 因子 定 植 于 肠 道 而 发 挥 生 理 作 用 . 故 黏 附 性 能 是 评 价 乳 酸 杆 菌 的 重 要 标 准 之 一 。本 文 就 乳 酸 杆 菌 黏 附 的 主 要 活 性 成 分 ( S 一 层蛋 白、 脂 磷 壁 酸 和 胞 外 多糖 ) 、 黏 附 机 理 和 影 响 因素 等
肠 道 是 一 个 复 杂 的 生 态 系 统 , 能 够 使 常 驻 菌 群 和 不 同种 类 的细 胞 结合 黏 附到 肠道 上皮 细胞 壁_ 2 j 。 乳 酸 杆 菌 属 于 肠 道 内 微 生 物 菌 群 的 一 种 ,它 对 于 维 持 胃 肠 道 健 康 、防 止 肠 道 疾 病 有 重 要 意 义 。 大 量 研 究 表 明。 乳 酸杆 菌 能够定 植 于肠道 内微绒 毛 的黏膜 层上 。 定 植 于 肠 道 的 乳 酸 杆 菌 能 够 与 致 病 菌 竞 争 肠 道 受 体 及 潜 在结 合 位 点1 3 1 , 并 且抢 夺 肠 道 内 的营养 物质 , 对 致 病 菌群 的生 长 繁 殖 起 到 了 限 制 和 消 灭 的作 用 l 4 1 。 良好 的 黏 附 能 力 可 提 高 乳 酸 杆 菌 在 肠 道 内 的 存 活 时 间. 保护 宿主 肠道 上皮 细胞免 受病 原菌 的侵袭 , 而 且 能够 起 到 免疫 渊 节 的作用 [ 5 1 。 乳 酸 杆 菌 的 黏 附 和 定 植 作 用 是 发 挥 生 理 功 能 的 先 决 条 件 。本 文 对 乳 酸 杆 菌 黏 附 成 分 、黏 附 机 理 及 其 主 要 影 响 因 子 的 研 究 进
乳酸杆菌在免疫学中的研究进展

原性 , 不仅可刺激体液免疫 . 而且可以刺激细胞免疫
作 用
1 乳酸杆菌
1 . 1 乳 酸杆 菌简 介
( p e p t i d o g l y c a n , P G ) 它是 由双糖单位 、 四肽尾还有肽 桥聚合 而成得多层网状 大分子结构 . N一 乙酰葡萄 糖胺 ( N — a c e t y l g l u c o s a m i n e ,N A G) 和 N一 乙酰胞 壁 酸
国 内外 有大量 饲 养和 临床试 验证 明乳 酸杆 菌 对
人和动物都有保健和治疗功效, 乳酸杆菌活菌胶囊 阴道置入对产妇局部微环境有调整作用 .能有效改 善产后女性阴道菌群失调状态 .使其接近正常女性
阴道 微 环 境 [ ] : 在 种 蛋 鸡 产蛋 期 饲 粮 中添 加 复 合 乳 酸 杆菌 制剂 可 以提高 种蛋鸡 的产 蛋率 和对 饲粮 中粗
中 图分 类 号 : ¥ 8 5 2 . 4 文献 标 识 码 : A 文章编号 : 1 0 0 7 — 2 7 3 X( 2 0 1 3 ) 1 1 - 0 0 6 4 — 0 2
乳 酸杆 菌是 革兰 氏 阳性 菌 . 不形 成芽 孢 . 因能 发
蛋 白的表观消化率和改善免疫机能 以及显著提高乳
酸 菌 和双 歧 杆 菌 的数量 l 2 : 乳 酸 杆 菌通 过 定 制 和提
酵乳酸而得名。 乳酸杆菌不仅 已广泛应用于畜牧业 、
食 品加 工业 . 随着 医学 研究 的深 入 . 在 疾病 治疗 和 预 防也得 以应 用 肽 聚糖是 乳酸 杆菌 细胞壁 的主要 成 分. 真 核细胞 中不 含肽 聚糖 . 因此肽 聚糖成 了真核 生 物 免疫 系统 识别 的理 想靶 位 D N A是乳 酸杆 菌 的遗
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乳酸杆菌的研究进展摘要乳酸杆菌是一类近年来研究较多的益生素,大量试验结果表明, 乳酸杆菌中的一部分菌种对人和动物的保健和疾病治疗有效果。
本文主要介绍了乳酸杆菌的分离与鉴定,菌种的保藏, 代谢产物,生理功能及应用研究,是一种前景广阔的微生态制剂。
乳酸杆菌乳酸杆菌,是一类能使糖类发酵产生乳酸的细菌,是一群生活在机体内益于宿主健康的微生物。
乳酸杆菌存在广泛,其生长温度在20~ 53℃ , 最适温度为30~ 40 ℃;嗜酸性,最适合pH5.5~6.0,在pH3.0~4.5中仍然能生存,在无芽胞杆菌中其耐酸力最强。
乳酸杆菌是一群杆状或球状的革兰氏阳性细菌,不形成芽孢, 触媒阴性,细胞色素缺失,其DNA中G+C含量少于55%。
乳酸杆菌绝大多数是厌氧菌或者兼性厌氧的化能营养菌,生长繁殖于厌氧或微好氧、矿物质和有机营养物丰富的微酸性环境中。
在污水、发酵生产(如青贮饲料、果酒啤酒、泡菜、酱油、酸奶、干酪)培养物、动物消化道等中乳酸杆菌含量较高。
乳酸菌不仅已广泛应用于畜牧业、食品加工业, 随着研究的深入, 也在一些疾病治疗中得以应用, 用于增强患者的免疫、营养、生长刺激等。
乳酸杆菌的分离与鉴定1 乳酸杆菌的分离从不同的基质中分离乳酸杆菌时,根据乳酸杆菌所在生长环境的不同以及是否为优势菌可选择不同组分的培养基。
主要有以下几种常用的培养基[1]:(1)MRS 培养基当乳酸杆菌是待分离区系的优势菌时,常用MRS 培养基对其进行分离。
目前MRS 培养基已经成为国标上公认的用于乳酸杆菌分离较好的培养基,常用于从乳酸杆菌发酵制品中分离菌种以及菌种分离后的传代培养。
(2)RSMA 培养基RSMA 培养基是近几年发展起来用于乳酸杆菌分离的一种非选择性培养基,由于该培养基中加入0.05%的钌红染料,其最大优点是可以使不同菌种在其表面生长并形成颜色各异易于鉴别的菌落。
通常情况下, 乳酸杆菌在RSMA 培养基上形成黄色菌落, 而嗜热链球菌为紫红色菌落, 肠球菌是白色菌落。
因此, 简单培养后不用通过常规染色和镜检就可以将乳酸杆菌与其他细菌鉴别开来。
ELLI 等应用RSMA 培养基成功的从人粪便样品中分离出了乳酸杆菌[2]。
但由于此培养基的营养成分比较单一,所以不适于从菌群组成复杂的环境中分离乳酸杆菌。
(3)番茄汁琼脂培养基这是一种传统的用于分离乳酸杆菌的培养基。
此种培养基由于含有一定量的番茄汁,为乳酸杆菌的生长提供必要的营养,使得乳酸杆菌在此环境下更容易生长。
但由于配置过程中需要制备新鲜番茄汁,所以操作起来较为费时费力,目前已逐渐被MRS 等培养基所代替。
(4)其他培养基某些选择性培养基可用于从菌群复杂的基质(例如肠道) 内进行乳酸杆菌的分离。
APT 培养基通常用于从肉制品中分离乳酸杆菌,改良的RogosaSL 完全选择性培养基则常用于胃肠内容物中乳酸杆菌的分离[3]。
Briggs 琼脂培养基和SL 培养基常用于酸奶中乳酸杆菌的分离[4]。
2 乳酸杆菌的鉴定2.1 属水平的鉴定[1]乳酸杆菌属水平的鉴定是乳酸杆菌整体鉴定过程中较为简单且最为基本的步骤,常用的方法是对分纯后的乳酸杆菌培养物进行革兰染色、镜检,选择无分叉的G+杆菌。
如果这些无分叉G+杆菌经过培养后,在pH4.5 的条件下能够生长,并且过氧化氢试验、硝酸盐还原试验、联苯胺反应、明胶液化试验、吲哚试验、硫化氢试验均为阴性,即可鉴定其为乳酸杆菌属。
2.2 种水平的鉴定---生化鉴定乳酸杆菌种水平的生化试验主要采用糖醇类发酵试验。
不同乳酸杆菌对糖的利用情况不一,以此可作为种水平鉴定的依据。
传统的生化鉴定方法是配制各种特异性生化反应管,该方法虽然成本较低,但费时费力,不适于大批量样品的快速鉴定,并且反应管种类较少所以结果的判定受到限制。
近年来,法国梅里埃公司研发的APl50CH/CHL 鉴定系统是目前国内外应用最广泛、结果准确可靠的快速生化鉴定系统。
缺点是价格昂贵,不适于大规模菌种的鉴定。
2.3 株水平的鉴定[1]脉冲场凝胶电泳( Pulsed-field gel electrophoresis, PFGE)法,目前该法被认为是乳酸杆菌分类鉴定的最好方法。
有研究表明, 选用两种选择性较好的内切酶就可以完成PFGE对乳酸杆菌的鉴定, 还可以为判断乳酸杆菌基因组大小和基因图谱的建立提供依据[5]。
目前各国学者正致力于乳酸杆菌PFGE 标准方法的建立, 并且在鼠李糖乳酸杆菌、干酪乳酸杆菌、保加利亚乳酸杆菌、嗜酸乳酸杆菌、弯曲乳酸杆菌、植物乳酸杆菌等众多乳酸杆菌株水平的分型鉴定方面取得了良好的分型效果[6],[7]。
乳酸杆菌PFGE 鉴定的难点在于内切酶的选择以及电泳条件的优化, 常用的内切酶主要包括ApaI 、NotI、SfiI、AscI、I-CeuI 和SmaI 等。
缺点在于PFGE 技术费时费力,但相对于其它方法而言, PFGE 对乳酸杆菌菌株的鉴别比核糖分型技术、十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳等更有为效。
由于乳酸杆菌对人体的作用存在菌株的差异,同一种内不同株间其功能和特性各异,因此对于乳酸杆菌种株水平鉴定技术的研究已成为国内外研究的焦点,也是确保含有乳酸杆菌动物食品安全性的重要保障。
目前,基因芯片技术发展迅速,并越来越多地应用于微生物的分型和鉴定,在各种核酸分型鉴定技术成熟稳定后,建立乳酸杆菌的基因芯片技术将指日可待。
菌种的保藏微生物菌种的保藏方法因微生物种类的不同而异, 其中液氮快速冷冻和冷冻干燥二种方法最佳。
但对于乳酸杆菌来说, 它和其它的乳酸菌相比, 在进行冷冻和冷冻干燥处理时其存活力会比较低。
王亚珍等人通过在培养基中加入不饱和脂肪酸特别是亚油酸的培养基做为保护剂[8],增加乳酸杆菌对冷冻或冷冻干燥的耐性,经液氮冷冻或冷冻干燥处理后, 保存的菌种存活率提高了十几倍甚至几十倍。
乳酸杆菌主要代谢产物的种类[9]乳酸杆菌通过发酵碳水化合物,蛋白质,氨基酸,脂类等,能够产生多种不同的代谢产物。
主要代谢产物有乳酸,过氧化氢,双乙酰,细菌素,一些生命活性物质,比如胞外多糖、胞外多聚糖、血管紧张素转换酶抑制剂。
1 乳酸乳酸是乳酸杆菌在糖代谢过程中产生的主要酸性末端产物,它有L、D两种构型,有较强的吸湿性,一般呈糖浆状液体,有腐蚀性,它的钙盐不溶于水。
它使肠道的PH下降,促进肠道蠕动,防止病原菌的定植,因此,在治疗肠道功能紊乱,细菌性和霉菌性阴道炎,维持肠道菌群平衡等方面有重要的抑制作用。
2 过氧化氢嗜酸乳杆菌、乳酸乳杆菌和保加利亚乳杆菌等乳酸菌可产生过氧化氢,当乳酸杆菌产生过氧化氢时,超氧化阴离子形成破坏性氢氧游离基(•0H),这一过程引起细胞膜上脂类的氧化,从而增加细胞膜的通透性,这种超氧游离基对细菌的杀伤作用来自于对细胞壁的强氧化作用及对核酸及细胞内蛋白质的破坏作用,乳酸杆菌产生的H202对引起泌尿生殖道的感染的病原菌如加得纳菌、淋球菌、念珠菌等有重要的抵抗作用。
3 双乙酰双乙酰又称为联乙醛或丁二酮,来a -乙酰乳酸(a-AL)的化学脱竣作用。
乳酸杆菌中双乙酰的生成量与稳定性取决于生长培养基、生长温度、pH与是否存在氧气。
在乳发酵制品的滋味与香味中,双乙酰被认为是起重要作用的化合物之一,也是奶油、酸奶油、酸奶、酸性稀奶油、乳酪、干酪及其它需要奶油味的非乳产品的一种必需风味物质,它赋予乳制品以独特的芳香和风味,此外,它还能激发对各种致病菌及腐生菌强烈的抗菌作用,对许多革兰氏阴性菌如假单胞菌、大肠杆菌、鼠沙门氏菌等,阳性菌如金黄色酿脓葡萄球菌、结核杆菌,酵母和霉菌都有抑制作用,但是对阴性菌、酵母和霉菌的作用比对阳性菌的作用强。
4 细菌素细菌素是由某些乳酸杆菌在代谢过程中通过核糖体合成机制产生的一类具有抑菌活性的多肽或前体多肽,它是一种天然防腐剂,在体内可被蛋白酶消化,具有高效、无毒、耐酸、耐高温、无残留、无抗药性特点。
大部分细菌素基因位于质粒上,分子量小,含修饰氨基酸,结构复杂,因而被认为是分子遗传、基因工程、蛋白质工程和食品添加剂、化妆品、皮肤保健、抑制病原菌和调节肠道菌群的好材料,非常适用于食品工业。
它具有抑制和杀死食品中多数革兰氏阳性致病菌和腐败菌的作用,少数细菌素对革兰氏阴性菌有效。
目前细菌素作为一种“绿色防腐剂”正日益受到人们的重视。
5 生命活性物质乳酸杆菌在蛋白质代谢过程中会产生许多生命活件物质,如β-酪酚肽,血管紧张素转化酶抑制剂-ACE,VPP( Val - Pro - Pro) , IPP( Ile- Pro - Pro)和胞外多糖(EPS)等,因此乳酸杆菌具有明显的抗高血压的作用。
此外还具有抗肿瘤、免疫调节、镇痛、增加发酵产品的黏度、改善其质构等,如对这些生命活性物质进行提取,加工成微生态制剂并应用于医疗中,与其它药物相比,它具有毒副作用小、安全性高、药效高等特点,因此它将成为医学领域的一项研究热点。
目前对这些有益的代谢产物的研究较少,致使对乳酸杆菌的开发利用有限,主要是对代谢产物的结构、性质、产生的机理、提取方法、影响因素、诱导物的开发、对其它微生物的作用及其机理、筛选生产代谢产物能力强的菌株及其菌株的特性等还有待研究,这些代谢产物还未很好的与食品、医疗和保健等相结合,虽然部分已得到了开发但尚未形成产业化。
不过相信乳酸杆菌的代谢产物在国内是大有发展的,乳杆菌的代谢产物将会以其自身的特性和魅力,吸引人们对其进行研究和利用,使之为人类作出更大的贡献。
乳酸杆菌的生理功能1提高机体免疫力乳酸杆菌提高免疫力主要表现在两方面: 一是非特异性免疫, 具有早期抗感染作用。
主要包括增强黏膜屏障功能、加强巨噬细胞的吞噬能力、刺激细胞产生各种细胞因子来控制炎症反应强度等。
如乳酸杆菌能使正常人体内中性粒细胞表面受体CR1、CR3和FcRШ的FcR 表达增多, 提高吞噬能力, 但在过敏者体内乳酸杆菌LGG却能使这些受体减少, 通过降低吞噬能力, 减弱过敏反应[10]。
二是刺激特异性免疫应答。
如增加黏膜表面和血清中IgA 和IgM、IgG 水平以强化体液免疫, 促进T、B 淋巴细胞的增殖和成熟, 加强细胞免疫。
乳酸杆菌能减少特异性皮炎的发生, 减轻过敏反应程度、调节Th1 /Th2 平衡。
此效应是通过菌群基因组DNA 刺激、外周血单核细胞( PB-MCs)诱导产生的, 且与乳酸杆菌进入机体的剂量有关[11] ; 在正常的体液免疫中, 能使机体针对外来抗原的抗体产生增多。
但在过敏者体内, 却可抑制机体内针对过敏原的抗体产生, 还可提高B 细胞针对有丝分裂原的增殖能力[12]。
2 拮抗作用乳酸杆菌对肠道黏膜表面的黏附能力, 是拮抗肠道病原微生物定植及集群生长的先决条件, 并且对免疫调节及促进受损黏膜的修复都很重要。
乳酸杆菌主要通过两种方式拮抗微生物, 一是生长过程中分泌抗菌素物质, 来达到抑制致病类型的有害菌和外源病原菌的目的。