乳酸菌生理功能研究进展:乳酸菌的生理功能
时间：2019-01-20 03:30:01 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：乳酸菌(Lactic Acid Bacteria)是一类能发酵碳水化合物产生乳酸的菌。它在自然界和人畜的消化系统中广泛存在。它广泛应用于发酵食品中。本文综述了乳酸菌的生理功能的研究进展。
关键词：乳酸菌；功能；应用
中图分类号：Q939.11+7 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2009）02（c）-0074-02
乳酸菌是一群能从可发酵性碳水化合物中产生大量乳酸的革兰氏阳性细菌的通称[1]。它广泛存在于人、畜、禽肠道、许多食品、物料及少数临床药品中[2]。乳酸菌因可以提高食品的营养价值,改善食品风味,提高食品保藏性和附加值,近年来乳酸菌的特殊生理活性和营养功能,正日益引起人们的重视。研究表明[3]：乳酸菌能够调节机体胃肠道正常菌群、保持微生态平衡,提高食物消化率和生物价,降低血清胆固醇,控制内毒素,抑制肠道内腐败菌生长繁殖和腐败产物的产生,制造营养物质,刺激组织发育,从而对机体的营养状态、生理功能、细胞感染、药物效应、毒性反应、免疫反应、肿瘤发生、衰老过程和突然的应急反应等产生作用。由此可见,乳酸菌的生理功能与机体的生命活动息息相关。可以说,如果乳酸菌停止生长,人和动物就很难健康生存。也正因为如此,乳酸菌被广泛用于轻工业、食品、医药[4]及饲料工业等许多行业上。
一、乳酸菌的生理功能的研究
1、产生特殊酶系。乳酸菌不仅具有一般微生物所产生的有关酶系,而且还可以产生一些特殊的酶系,赋予它特殊的生理功能。如产生有机酸的酶系、合成多糖的酶系、分解乳酸菌生长因子的酶系、分解亚硝胺的酶系、降低胆固醇的酶系、控制内毒素的酶系、分解脂肪的酶系、合成各种维生素的酶系和分解胆酸的酶系等。这些酶不仅能加速乳酸菌的生长,维持肠道微生态平衡,促进机体健康,而且还可以改善产品的风味,促进乳制品、发酵香肠[5-8]等食品的成熟。双歧因子之所以能促进双歧杆菌的生长就是因为这类菌能产生分解它们的多种性质不同的糖苷酶系。[9]
2、具有粘附性和定植能力。粘附是指细菌与机体肠上皮细胞通过生物化学作用产生的特异性的粘连。粘附是定植的第一步,不能粘附于肠上皮细胞表面的细菌,只能是过路菌[10],不能在肠道内定植。定植抵抗力是指宿主对致病菌与潜在致病菌在正常微生物群中定植和繁殖的阻抗力或抵抗力。以乳酸菌为主代表的专性厌氧菌是构成定植抗力的主要力量,被称为定植抗力因子。如果这个屏障一旦遭到抗生素或其它因素的破坏,宿主丧失了对外来菌的抵抗力,就不再能抵御外来菌的入侵,或者会使具有耐药性的肠内菌异常增殖而取代优势菌的位置,造成肠道内微生态平衡的失调。使用乳酸菌、双歧杆菌制剂可以达到恢复宿主抵抗力[12],修复肠道菌群屏障,治愈肠道疾病的作用。
3、产生抑菌活性的代谢产物。乳酸菌代谢可以产生有机酸、双乙酰、过氧化氢和细菌素如乳链球菌肽(Nisin)、乳杆菌素(Lac-tocidin)、嗜酸菌素(Acidophilin)、酸菌素(Acidolin)等多种代谢产物[13],不仅可以改善产品的风味和组织状态,而且可以抑制食品中的腐败菌和病原菌。乳酸菌对一些腐败菌和低温细菌有较好的抑制作用[14]。细菌素[15]的细小蛋白质或肽类,如细菌素是细菌通过核糖体合成机制产生并分泌到环境中的一类对同种或亲缘关系较近的有抑菌活性的蛋白或多肽类物质，对病原微生物有广谱的抑制作用，各种乳酸杆菌素和双歧菌素[16],对葡萄球菌、梭状芽孢杆菌以及沙门氏菌和志贺氏菌有拮抗作用。另外,双歧杆菌等还可将结合的胆酸分解为游离的胆酸，后者对细菌的抑制作用比前者强。因此,乳酸菌可用于防治腹泻、下痢、肠炎、便秘和由于肠道功能紊乱引起的多种疾病以及皮肤炎症等。
4、降低胆固醇。LAB及其制剂改善血脂的机制可能有以下几个途径：①有机酸中的一些盐类如醋酸盐、丙酸盐和乳酸盐对脂肪的代谢调节、对降低血浆总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白(LDL)、升高高密度脂蛋白(HDL)起着重要作用；②在LAB产生的特殊酶系中,有降低胆固醇的酶系,它们可以抑制内源性胆固醇的合成；③LAB能在肠粘膜上粘附定植,它的代谢能减少肠道对胆固醇的吸收,这可能与LAB对胆固醇的同化作用有关；④LAB可吸收胆固醇并将其转变为胆酸盐排出外。
5、具有抗变异原性。Hoaono等(1990)[24-25]研究了印度尼西亚、中国、高加索地区传统发酵乳中乳酸菌的细胞壁及其对氨基酸加热分解物和挥发性N-亚硝基胺化合物的结合性,结果发现,乳酸菌的细胞壁对这些物质具有极高的吸收率(98%以上)。乳酸菌的抗变异原性功能是因为细胞壁中的肽聚糖与变异原性物质和致病物结合,并且使巨噬细胞活化,产生肿瘤坏死因子、白细胞介素和r-干扰等抗肿瘤物。从而减弱和消除变异原物质的毒害作用。另外李建锋[30]等人认为发酵乳制品中乳酸菌的抗肿瘤作用主要是通过增强钙离子、亚油酸化合物的生物活性,抑制肠道内厌氧梭菌等腐败菌丛的生长,促进免疫系统产生应答。从而保持正常的菌丛平衡。
6、改善肝脏功能。活性LAB在肠道中的代谢产物可能有干预人体的肠肝循环的功能。肠肝循环与人体对脂肪的吸收有着非常密切的关系,一旦受干扰,就会降低对脂肪的吸收。研究证实,对脂肪吸收量小的女性,患乳腺癌的可能性要比对脂肪吸收量大的女性低得多。
7、增强免疫功能。乳酸杆菌和双歧杆菌一方面能明显激活巨噬细胞的吞噬作用,另一方面由于它能在肠道定植,相当于天然自动免疫。加之它们还能刺激腹膜巨噬细胞、产生干扰素、促进细胞分裂、产生抗体及细胞免疫等,所以能增强机体的非特异性和特异性免疫反应,提高机体的抗病能力。Perdigon等(1988)报道,口服乳酸菌后,对巨噬细胞的β-半乳糖苷酶活性、巨噬细胞的吞噬活性等具有显著的激活和促进作用。当异物侵入机体时,被乳酸菌激活的免疫细胞,则有增强机体对异物产生抗体的作用。Chandra等(1984)认为乳酸菌之所以具有刺激机体产生抗体的作用,是由于菌体通过淋巴结、粘膜刺激淋巴细胞,接受刺激的淋巴细胞再通过肠系膜淋巴结(MLN)循环到血流中,并分布全身,从而调节机体的免疫应答作用。
8、延缓衰老。敬思群等人证实乳酸菌的抗变异性,并发现了乳酸菌能够产生超氧化物歧化酶(SOD)。SOD是一种含有金属离子的酶,其生理功能是清除体内代谢过程中产生的过量超氧阴离子自由基,延缓衰老,提高机体对那些由于自由基侵害而诱发的疾病的抵抗力,减少肿瘤患者在化疗和放疗时的疼痛和副作用。另外,乳酸菌产生的乳酸,抑制了肠道腐败细菌的生长,从而减少了这些细菌所产生的毒胺、靛基质、氨、H2S等致癌物质和其他毒性物质,使机体衰老过程变得缓慢。保加利亚人长寿与长期服用酸奶密切相关。
9、具有营养作用。乳酸菌能分解食物中的蛋白质、糖类、合成维生素,对脂肪也有微弱的分解能力,能显著提高食物消化率和生物价,促进消化吸收。乳酸菌具有乳糖酶,将乳糖分解成葡萄糖和半乳糖,葡萄糖经发酵作用转变为乳酸等小分子化合物。多数人缺乏乳糖酶,饮用牛乳后出现腹胀、腹泻等症状,饮用乳酸菌发酵的酸乳可以避免这种乳糖不耐症发生。乳酸菌使部分脂肪少量降解、增加乳中游离脂肪酸、挥发性脂肪酸含量。乳酸菌在代谢过程中消耗部分维生素,同时也合成叶酸等B族维生素。有机酸使pH值降低,增加肠内B1、B6和B12的稳定性。乳酸菌产生有机酸使钙、磷等元素处于易吸收的离子状态,有利于骨骼发育,还可防治由于缺铁、缺钙引起的贫血病和软骨病等。
二、小结：总之,随着人们对乳酸菌生理功能和保健功能的认识以及分子生物技术的飞速发展,相信在不久的将来,集中多种有益基因的食品级乳酸菌菌株和工程菌菌株将不断出现并给人类带来巨大的经济效益、社会效益和生态效益,21世纪必将是乳酸菌更为辉煌的时期。
作者单位：晓庄学院
作者简介：赵雅，女，汉族，江苏江都人，南京晓庄学院生命科学系学生。
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