乳酸桿菌的代表菌種與主要價(jià)值及應(yīng)用領(lǐng)域！
小楊 / 2024-01-24 09:36:01
一、知識(shí)簡(jiǎn)介
乳酸桿菌是可使葡萄糖等糖類分解為乳酸的各種細(xì)菌的總稱。廣泛分布于自然界，有些菌株是人和動(dòng)物口腔、腸道及陰道的正常菌群之一，很少致病，除極偶爾引起亞急性細(xì)菌性心內(nèi)膜炎外，對(duì)人基本無害。寄生于口腔的乳酸桿菌在齲齒發(fā)生中起重要作用。一般認(rèn)為寄生于腸道和陰道的乳酸桿菌對(duì)機(jī)體有保護(hù)作用某些乳桿菌如嗜酸性乳桿菌、保加利亞乳桿菌，常用于飲料的發(fā)酵工業(yè)。
二、代表菌種
在口腔內(nèi)能分離的菌有15種，包括：干酪乳桿菌（L.caei）：亞種有干酪亞種（L.casei subst）、副干酪亞種（L. paracasei subs）、嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）。亞種有：嗜酸亞種（L.acidophilus subsp）、卷曲亞種（L.crispatus），其他菌種有發(fā)酵乳桿菌（L.ferments）、唾液乳桿菌（L.salivarius）、植物乳桿菌（L.plantarum）、短乳桿菌（L.brevis）、布氏乳桿菌（L.buchneri）、戈氏乳桿菌（L.gassert）、口乳桿菌（L.orzs）、鼠李糖乳桿菌（L.rhamnosus）、齒齦乳桿菌（L.uli）、玉米乳桿菌（L.zeae） [3]在人的排泄物中發(fā)現(xiàn)了3種乳桿菌：嗜酸乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌和唾液乳桿菌。
干酪乳酸桿菌（L.casei）、保加利亞乳酸桿菌（L.bulgaricus），嗜酸乳酸桿菌（L.acidophilus）、嗜熱乳酸桿菌（L.thermophilus）等。 這些菌常用來作為乳酸，干酪、酸乳等乳制品生產(chǎn)的發(fā)酵菌種。
保加利亞乳酸桿菌為大桿菌，大小約為0.8-1× 2-20μm，單個(gè)或呈鏈狀排列，革蘭氏染色陽(yáng)性，美蘭染色菌體內(nèi)可見異染顆粒，無運(yùn)動(dòng)性，不產(chǎn)生芽胞。
本菌微需氧或厭氧，在厭氧的環(huán)境下生長(zhǎng)最佳。最適生長(zhǎng)溫度為44-45℃，在25-35℃下生長(zhǎng)緩慢且弱，15℃停止生長(zhǎng)。
本菌營(yíng)養(yǎng)要求嚴(yán)格，在多數(shù)培養(yǎng)基上生長(zhǎng)不良，營(yíng)養(yǎng)瓊脂上不能生長(zhǎng)，所以此菌培養(yǎng)較困難。一般在乳清瓊脂平板上培養(yǎng)，菌落呈現(xiàn)不規(guī)則圓形、灰白色，大小為1-3個(gè)mm，菌落具有卷發(fā)樣構(gòu)造，顯微鏡下觀察呈現(xiàn)假根狀。在乳內(nèi)生長(zhǎng)良好。產(chǎn)生乳酸。
本菌發(fā)酵乳糖，半乳糖及葡萄糖產(chǎn)酸，產(chǎn)生乳酸的能力極強(qiáng)。在形態(tài)及許多特征上與乳酸乳桿菌極為相似，但發(fā)酵糖類比乳酸乳桐：菌少，因此有人認(rèn)為保加利亞乳桿菌可能是乳酸乳桿菌的突變型或變種。
保加利亞乳桿菌是制造酸奶首選和最常用的菌種之一。
本菌為長(zhǎng)桿菌，寬度不大于2μm，長(zhǎng)度不定，通常呈細(xì)絲狀卷曲交織在一起，幼齡時(shí)單在或成對(duì)。革蘭氏染色陽(yáng)性，無運(yùn)動(dòng)性，不產(chǎn)生芽胞，美蘭染色可見菌體內(nèi)有異染顆粒。
微需氧或厭氧，在微氧和含5%CO2的條件下生長(zhǎng)良好。在含有蛋白胨、葡萄糖、酵母浸汁、吐溫80的西紅柿汁培養(yǎng)基上生長(zhǎng)良好，菌落通常粗糙，直徑1-3mm，白色至淺灰色致密或絨毛狀。最適宜生長(zhǎng)溫度為37-40℃，最高生長(zhǎng)溫度為48℃，15℃停止生長(zhǎng)。適宜pH值為6，牛乳凝固，最終產(chǎn)酸約達(dá)1.6%乳酸，同型發(fā)酵產(chǎn)D-乳酸。
乳酸桿菌可從牛奶和干酪中分離得到，是干酪制造中常用的菌種。
本菌呈桿狀，菌端鈍圓，革蘭氏染色陽(yáng)性，老齡培養(yǎng)物的菌體著色不勻，呈兩極著色。菌體大小約為0.6-0.9X1.5-6.0μm，單在，成雙或呈短鏈排列，無運(yùn)動(dòng)性，不產(chǎn)生芽胞。
本菌為微需氧菌，在一般情況下可以生長(zhǎng)。最適宜培養(yǎng)溫度為35-38℃，15-22℃不能生長(zhǎng)或生長(zhǎng)極弱，48-55℃可能生長(zhǎng)或生長(zhǎng)。最適pH為5.5-6.0，生長(zhǎng)初期要求pH為5-7。在2%NaCl和2%膽鹽中能生長(zhǎng)。
營(yíng)養(yǎng)要求較復(fù)雜，包括氨基酸、泛酸，核黃素、煙酸、葉酸，不需要硫胺素。在培養(yǎng)叢中添加葡萄糖、酵母浸汁和乳清可促其生長(zhǎng)。在乳及乳清中生長(zhǎng)良好。在瓊脂平板培養(yǎng)基上菌落為粗糙的、小的不規(guī)則圓形，微隆起，灰白色、半透明，顯微鏡下觀察，呈凹凸不平玻璃霜花狀，邊緣絲狀或卷發(fā)狀。
某些菌株可發(fā)酵糖原，一些菌株可發(fā)酵蜜二糖、棉子糖、或?qū)Χ叨寄馨l(fā)酵，同型發(fā)酵產(chǎn)生DL-乳酸。對(duì)牛奶的凝固和產(chǎn)酸不定，可產(chǎn)0.3-1.9%乳酸。
三、主要價(jià)值
乳酸桿菌在維護(hù)人和高等動(dòng)物機(jī)體健康方面具有重要的作用。在營(yíng)養(yǎng)生理方面，乳酸桿菌可提高蛋白質(zhì)、乳糖和鈣等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，可產(chǎn)生多種維生素為機(jī)體消化吸收所利用；可抑制腸道內(nèi)腐敗菌、致病菌的繁殖，降低血氨和血中膽固醇的含量，并具有維持腸道內(nèi)菌群平衡的整腸作用。乳酸桿菌具有免疫調(diào)節(jié)作用，如能明顯促進(jìn)細(xì)胞分裂、促進(jìn)抗體產(chǎn)生、活化巨噬細(xì)胞，誘導(dǎo)產(chǎn)生干擾素等，提高機(jī)體的抗病能力。乳酸桿菌對(duì)巨噬細(xì)胞具有活化作用，使巨噬細(xì)胞的細(xì)胞毒性增強(qiáng)。而且乳酸桿菌還能誘導(dǎo)人外周血單個(gè)核細(xì)胞（PBMC）產(chǎn)生IL-12，IL-18和γ-干擾素，從而誘導(dǎo)產(chǎn)生Th1型細(xì)胞免疫反應(yīng)。此外，乳酸菌能抑制羥甲基戊二酸輔酶A還原酶，減少腸道膽固醇的吸收，從而降低體內(nèi)的膽固醇含量。很多研究也已證明乳酸菌具有降低血清膽固醇和甘油三酯的作用。乳酸桿菌對(duì)胃上皮細(xì)胞有高度的親和力，可通過與病原菌競(jìng)爭(zhēng)黏附位點(diǎn)，產(chǎn)生乳酸、乙酸、乙酸醋酸等有機(jī)酸，大量分布在消化道黏膜，對(duì)病原菌的黏附起屏障作用等機(jī)制拮抗病原菌，并產(chǎn)生有機(jī)酸細(xì)胞素樣蛋白等物質(zhì)和影響細(xì)菌毒物產(chǎn)生的相關(guān)代謝，對(duì)胃腸道起保護(hù)作用。值得指出的是，乳酸桿菌的作用具有株的特異性，即使是傳統(tǒng)認(rèn)為安全的乳酸桿菌菌種也不能保證種內(nèi)所有菌株均安全，因此對(duì)乳酸桿菌進(jìn)行鑒定和檢測(cè)非常重要。
乳酸桿菌還是動(dòng)物消化道、陰道的正常共生菌之一，對(duì)有害微生物的生長(zhǎng)、繁殖具有一定的抑制作用。
乳桿菌攜帶許多隱形的質(zhì)粒，利用這一點(diǎn)可在乳桿菌中進(jìn)行基因操作。
四、主要危害
當(dāng)然，它也有對(duì)生物不利的一面，如它能與口腔中的鏈球菌一樣使糖類發(fā)酵，產(chǎn)生酸，溶解牙齒的釉質(zhì)，形成齲齒。在齲病發(fā)生過程起到重要的促進(jìn)作用。與齲發(fā)生較密切的菌種主要是干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌。但在消化道及陰道內(nèi)屬有益菌，促進(jìn)消化的營(yíng)養(yǎng)吸收，刺激免疫活性及防止陰道感染。
五、應(yīng)用
乳酸桿菌在食品、飲料、飼料和醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。
主要用于乳酸飲料、發(fā)酵乳、乙醇等。也用于某些維生素、氨基酸的微量測(cè)定。乳酸菌株還可用于真空包裝的肉類。由消化乳桿菌菌株制成的高濃度冷凍干粉，能有效防腐。在肉制品中加入106-107個(gè)/克，即可抑制適冷菌絲，在9周內(nèi)可保持不變，但不耐熱。歐盟各國(guó)已準(zhǔn)予使用。
乳酸桿菌功能食品主要包括活性菌微生態(tài)制劑和發(fā)酵食品。乳酸桿菌經(jīng)擴(kuò)后濃縮分離得到菌體，經(jīng)添加保護(hù)劑，冷凍干燥制成，可制成膠囊或片劑。但的產(chǎn)品形式是與雙歧桿菌活性粉劑混合制成多菌型微生態(tài)制劑。乳酸桿菌發(fā)酵括含活菌的發(fā)酵食品及發(fā)酵后經(jīng)滅菌處理得以長(zhǎng)期保存的食品。乳酸桿菌很少采用單菌發(fā)酵，常與乳酸鏈球菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸酵母菌及雙歧桿菌混合發(fā)酵。
六、歷史淵源
乳酸菌的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，早在19世紀(jì)前，舊約創(chuàng)世紀(jì)中就提到：阿拉伯人飲用酸奶而長(zhǎng)壽。公元1857年，Louis Pasteur開始以科學(xué)的方法描述酸乳中存在著微小的生物體。1873 年，Joserh L ister從酸乳中分離鑒定出該微生物為Bacteriumlactis。
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