[科普中國]-乳酸桿菌

乳酸桿菌是可使葡萄糖等糖類分解為乳酸的各種細菌的總稱。1乳酸菌是一種無芽孢的桿菌，屬革蘭氏陽性菌。單個、成雙或短鏈排列;厭氧性呼吸。2乳酸桿菌有較強的代謝碳水化合物產(chǎn)酸能力，可以合成葡聚糖和雜多糖。3能使糖類發(fā)酵產(chǎn)生乳酸或其他酸類物質(zhì)。產(chǎn)生的乳酸具有調(diào)味和防腐的作用。2

廣泛分布于自然界，有些菌株是人和動物口腔、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菌性心內(nèi)膜炎外，對人基本無害。寄生于口腔的乳酸桿菌在齲齒發(fā)生中起重要作用。一般認為寄生于腸道和陰道的乳酸桿菌對機體有保護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)。4

目前已經(jīng)從動物糞便、陰道分泌物、奶酪、酸菜等分離到40多種乳酸桿菌，它們共同屬于乳酸桿菌屬。它們能拮抗致病菌，有助于維持機體對抗原的細胞和體液免疫反應。5所有乳酸桿菌廣泛地應用于腌制泡菜、制作酸奶、青貯飼料等加工工業(yè)。2

形態(tài)特征革蘭氏陽性桿菌，長杄、短杄、有時棒狀，細長形，但無分枝。無芽孢。菌落圓形、白色（有時黃色）、半透明、光滑形凸起，邊緣整齊，粗糙型表面無光澤，邊緣不齊。3

理化性質(zhì)發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸，有兩種發(fā)酵類型：同質(zhì)發(fā)酵（產(chǎn)生乳酸）及異質(zhì)發(fā)酵（產(chǎn)生乳酸、乙酸、甲酸、琥珀酸。3耐酸，一般在厭氧條件下繁殖。適宜溫度為5℃左右。1

乳酸桿菌的代謝產(chǎn)物乙酰是奶油和干酪等乳制品特有的風味物質(zhì)，對很多腐敗菌和致病菌都有抑制作用。據(jù)報道，雙乙?？赏ㄟ^革蘭陰性菌精氨酸的結(jié)合蛋白反應，從而干擾精氨酸的利用，抑制革蘭陰性菌的生長。1

培養(yǎng)特性最適生長pH值為4-6。5耐酸生長在pH3.8的環(huán)境仍能生長。3該菌株不產(chǎn)氣，在20℃下能生長。1

從不同的標本中分離乳酸桿菌時，根據(jù)乳酸桿菌所在生境的不同以及是否為優(yōu)勢菌可選擇不同組分的培養(yǎng)基。目前比較常用的培養(yǎng)基有MRS（ Man Rogosa Sharpe）培養(yǎng)基、RSMA（ Ruthenium Skim Milk Agar）培養(yǎng)基、番茄汁瓊脂培養(yǎng)基（Tomato Juice Agar）等。常見乳酸桿菌在MRS培養(yǎng)基上的茵落形態(tài)：卷曲乳酸桿菌：中間飽滿，周圍彌散，不規(guī)則；詹氏乳酸桿菌：飽滿，邊緣規(guī)則；格氏乳酸桿菌：扁平，周圍彌散，邊緣規(guī)則。6

分布區(qū)域乳酸桿菌廣泛分布于周圍的環(huán)境中，特別是動物的消化道、陰道。6

為革蘭氏陽性桿菌，常呈鏈狀排列，無動力，不形成芽胞，微需氧或厭氧，營養(yǎng)要求嚴格，較難培養(yǎng)。常見于牛乳、乳制品，肉制品、啤酒、葡萄酒、水果及果汁，泡菜及麥芽汁中。也寄生于人和動物的口腔、腸道、陰道中。極少有致病性。7

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。8

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。7

保加利亞乳酸桿菌保加利亞乳酸桿菌為大桿菌，大小約為0.8-1× 2-20μm，單個或呈鏈狀排列，蘋蘭氏染色陽性，美蘭染色菌體內(nèi)可見異染顆粒，無運動性，不產(chǎn)生芽胞。

本菌微需氧或厭氧，在厭氧的環(huán)境下生長最佳。最適生長溫廈為44-45℃，在25-35℃下生長緩慢且弱，15℃停止生長。9

本菌營養(yǎng)要求嚴格，在多數(shù)培養(yǎng)基上生長不良，營養(yǎng)瓊脂上不能生長，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mm，菌落具有卷發(fā)樣構造，顯微鏡下觀察呈現(xiàn)假根狀。在乳內(nèi)生長良好。產(chǎn)生乳酸。9

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。在形態(tài)及許多特征上與乳酸乳桿藺極為棚似，但發(fā)酵糖類比乳酸乳桐：菌少，因此有人認為保加利亞乳桿菌可能是乳酸乳桿菌的突變型或變種。9

保加利亞乳桿菌是制造酸奶首選和最常用的菌種之一。9

乳酸乳桿菌本菌為長桿菌，寬度不大于2μm，長度不定，通常呈細絲狀卷曲交織在一起，幼齡時單在或成對。革蘭氏染色陽性，無運動性，不產(chǎn)生芽胞，美蘭染色可見菌體內(nèi)有異染顆粒。9

微需氧或厭氧，在微氧和含5%CO2的條件下生長良好。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。最適宜生長溫度為37-40℃，最高生長溫度為48℃，15℃停止生長。適宜pH值為6，牛乳凝固，最終產(chǎn)酸約達1.6%乳酸，同型發(fā)酵產(chǎn)D-乳酸。9

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。9

嗜酸乳桿菌本菌呈桿狀，菌端鈍圓，革蘭氏染色陽性，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，無運動性，不產(chǎn)生芽胞。9

本菌為微需氧菌，在一般情況下可以生長。最適宜培養(yǎng)溫度為35-38℃，15-22℃不能生長或生長極弱，48-55℃可能生長或生長。最適pH為5.5-6.0，生長初期要求pH為5-7。在2%NaCl和2%膽鹽中能生長。9

營養(yǎng)要求較復雜，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。在乳及乳清中生長良好。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。9

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。對牛奶的凝固和產(chǎn)酸不定，可產(chǎn)0.3-1.9%乳酸。9

主要價值乳酸桿菌在維護人和高等動物機體健康方面具有重要的作用。在營養(yǎng)生理方面，乳酸桿菌可提高蛋白質(zhì)、乳糖和鈣等營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，可產(chǎn)生多種維生素為機體消化吸收所利用；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，如能明顯促進細胞分裂、促進抗體產(chǎn)生、活化巨噬細胞，誘導產(chǎn)生干擾素等，提高機體的抗病能力。乳酸桿菌對巨噬細胞具有活化作用，使巨噬細胞的細胞毒性增強。而且乳酸桿菌還能誘導人外周血單個核細胞（PBMC）產(chǎn)生IL-12，IL-18和γ-干擾素，從而誘導產(chǎn)生Th1型細胞免疫反應。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。乳酸桿菌對胃上皮細胞有高度的親和力，可通過與病原菌競爭黏附位點，產(chǎn)生乳酸、乙酸、乙酸醋酸等有機酸，大量分布在消化道黏膜，對病原菌的黏附起屏障作用等機制拮抗病原菌，并產(chǎn)生有機酸細胞素樣蛋白等物質(zhì)和影響細菌毒物產(chǎn)生的相關代謝，對胃腸道起保護作用。5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，因此對乳酸桿菌進行鑒定和檢測非常重要。6

乳酸桿菌還是動物消化道、陰道的正常共生菌之一，對有害微生物的生長、繁殖具有一定的抑制作用。2

乳桿菌攜帶許多隱形的質(zhì)粒，利用這一點可在乳桿菌中進行基因操作。8

主要危害當然，它也有對生物不利的一面，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。2在齲病發(fā)生過程起到重要的促進作用。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，促進消化的營養(yǎng)吸收，刺激免疫活性及防止陰道感染。3

應用乳酸桿菌在食品、飲料、飼料和醫(yī)藥等多個領域獲得廣泛的應用。5

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/克，即可抑制適冷菌絲，在9周內(nèi)可保持不變，但不耐熱。歐盟各國已準予使用。1

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)擴后濃縮分離得到菌體，經(jīng)添加保護劑，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。10

歷史淵源乳酸菌的歷史源遠流長，早在19世紀前，舊約創(chuàng)世紀中就提到：阿拉伯人飲用酸奶而長壽。公元1857年，Louis Pasteur開始以科學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。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

江松敏 - 副教授 - 復旦大學