乳酸菌及其在發(fā)酵產(chǎn)品中的應用齊魯工業(yè)大學生物工程學院王婷博士2015.12

1主要內容乳酸菌簡介在傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品中的應用作為功能性益生菌的應用乳酸菌的其它應用21.乳酸菌簡介

乳酸菌是一類利用可溶性碳水化合物產(chǎn)生乳酸的細菌統(tǒng)稱，是一類不運動、無芽孢、Gram+、H2O2陰性、耐氧或兼性厭氧的細菌。根據(jù)糖酵解產(chǎn)物的不同，分為同型乳酸發(fā)酵和異型乳酸發(fā)酵兩類乳酸菌。生態(tài)分布：動物腸道、植物表面、乳制品中。31.1常見乳酸菌菌屬乳球菌（Lactococcus）雙歧桿菌（Bifidobacterium）

乳桿菌（Lactobacillus）41.2常見乳酸菌菌株Bifidobacterium.longumStreptococcus

thermophilusLactobacillus

delbrueckii

sspLactobacillus

plantarumLactobacillus

rhamnosousLactobacillus

acidophilus52、乳酸在發(fā)酵產(chǎn)品中應用乳制品發(fā)酵制作酸泡菜肉制品加工乳酸菌飲料酵素飼料青貯………62.1乳制品發(fā)酵常見發(fā)酵乳制品有：酸奶、奶油、干酪、發(fā)酵豆奶和發(fā)酵花生牛奶等；酸奶發(fā)酵基礎菌種為嗜熱鏈球菌和德士乳桿菌保加利亞亞種；在此基礎上添加其它乳酸菌或腸道益生菌。A+BB菌乳酸鏈球菌、干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌等S.thermophilus&L.bulgaricus72.2酸泡菜發(fā)酵泡菜發(fā)酵常用的乳酸菌有：腸膜明串珠菌（Leuconostocmesenteroides）、植物乳桿菌（Lactobacillusplantarum）、短乳桿菌（Lactobacillusbrevis）、賴氏乳桿菌（Lactobacillusleichmannii）、干酪乳桿菌（Lactobacilluscasei

）等。接種乳酸菌發(fā)酵能顯著降低亞硝酸鹽生成。82.3乳酸菌飲料LactobacilluscaseiLactobacillusparacaseiS.thermophilusL.bulgaricusL.paracaseiLactococcusLactissubsp.lactis

LactococcusLactissubsp.cremoris

LactococcusLactissubsp.diacetylactis

乳酸菌飲料按類型分為：活性乳酸菌飲料、二次滅菌發(fā)酵型乳酸菌飲料及調配型酸乳飲料；活性乳酸菌飲料按發(fā)酵菌株不同分為：單株菌發(fā)酵和多株菌發(fā)酵型飲料；92.4酵素10經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵，可以將果蔬、谷物、中草藥等原料的營養(yǎng)進行提升、口感進行調節(jié)。

目前市場上有些酵素產(chǎn)品的包裝上標注了多種乳酸菌。2.5飼料青貯青貯是將青綠飼料經(jīng)切碎后，在密閉缺氧的條件下控制發(fā)酵使飼草保持多汁狀態(tài)而長期貯存的一種傳統(tǒng)飼草調制工藝。青貯過程示意圖112.5飼料青貯成功的青貯過程應以乳酸菌起主導作用，從而抑制其他腐敗細菌、酵母和霉菌的生長繁殖；青貯過程常用的乳酸菌有：發(fā)酵乳桿菌、短小乳桿菌、布氏乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌、噬淀粉乳桿菌、香腸乳桿菌等。青貯過程中微生物變化示意圖123、功能性益生菌1965年，Lilly提出“益生菌”是對飼養(yǎng)動物腸道菌群平衡有益的促進物或微生物；1991年，對益生菌的定義做了補充：“益生菌是含生理活性物質，能通過胃腸或定植于結腸或在腸道內增殖，調整腸道菌群，提高機體免疫力的活的微生物；1996年，對益生菌的概念不再強調活菌，它指出：“益生菌劑是含有生理活性菌或死細胞（包含代謝產(chǎn)物與細胞組成），攝取后可改變粘膜表面群體或酶的平衡，或刺激機體的特異性或非特異性免疫力的微生態(tài)制劑”。益生菌概念13胃腸道微生態(tài)系統(tǒng)胃腸道中的微生物數(shù)量占了人體總攜帶量的78.7%；包括厭氧菌、兼性厭氧菌、好氧菌等，其中專性厭氧菌達97%~99%以上；乳酸桿菌屬、鏈球菌屬、腸球菌屬、雙歧桿菌屬、梭狀芽胞桿菌屬、瘤胃球菌屬等等14平均重量約1.5Kg，相當于肝臟的重量；胃腸道微生態(tài)系統(tǒng)數(shù)目達1012~1014個，是人體自身細胞數(shù)目的10倍；人體為胃腸道微生物提供生存環(huán)境，胃腸道微生物幫助人體攝取食物中的能量。15益生菌通過腸道微生態(tài)對人體健康的影響1.調理腸道：益生菌可以粘附于腸粘膜上皮細胞,通過自身及產(chǎn)生代謝物和抑制物排斥致病菌;在微環(huán)境下保持優(yōu)勢,并與腸道內其它細菌保持作用,調整菌群間關系,以保證腸道內菌群最佳優(yōu)勢組合,并維持腸道內菌群平衡.162.抑制腫瘤的發(fā)生：慢性結腸炎患者發(fā)生結腸癌概率顯著增高；益生菌的存在及其生成的代謝產(chǎn)物優(yōu)化了腸道菌群組合，增強了免疫功能，抑制了腫瘤細胞的增殖和致癌物質的產(chǎn)生；但其具體作用于人體的抗腫瘤機制尚未明確，可能是益生菌中的細胞壁酰二肽(muramyldipeptide，MDP)能激活巨噬細胞釋放白細胞介素(IL-1、IL-6)等，增強自然殺傷細胞(NK)的作用，抑制腫瘤發(fā)展。酸乳桿菌、干酪乳桿菌、德式乳桿菌、保加利亞乳桿菌的菌體或用其做成的酸奶食用后可活化單球巨噬細胞的活性，增強全身免疫應答。益生菌通過腸道微生態(tài)對人體健康的影響17益生菌通過腸道微生態(tài)對人體健康的影響3.激活免疫調節(jié)：人體免疫功能隨著年齡的增長而降低，免疫功能的失調將帶來健康問題，如過敏和炎癥反應；動物實驗說明雙歧桿菌能激活機體吞噬細胞的吞噬活性，促進特異性和非特異性IgA抗體產(chǎn)生，增強了免疫系統(tǒng)功能，提高機體抗病能力；益生菌能夠通過激活巨噬細胞,增強細胞活性和增強免疫球蛋白（特別是lgA）的水平來增加非特異性免疫和特異性免疫應答；益生菌的活菌細胞、死細胞或是發(fā)酵產(chǎn)物都具有免疫調節(jié)功功能；18乳酸桿菌表面蛋白(surfacelayerpro-tein，SLP)可介導細菌對靶細胞的黏附，使細菌與腸上皮細胞緊密結合，維持腸黏膜的低通透性。菌群可大量、迅速繁殖和分解，產(chǎn)生醋酸和乳酸等物質，形成酸性腸道微環(huán)境，抑制腸道菌群易位。免疫和抗炎特性主要是通過刺激腸黏膜細胞因子，誘導免疫細胞活化，分泌SIgA

、IgE等，并且可通過激活受體γ(PPAＲ-γ)，調節(jié)抗炎因子的表達。益生菌通過腸道微生態(tài)對人體健康的影響194.營養(yǎng)作用：益生菌通過腸道微生態(tài)對人體健康的影響對脊椎動物重要的20種氨基酸中，10種是脊椎動物完全不能合成或合成量不夠的主要氨基酸。它們可以從膳食中被取得，腸道微生物也可以提供這些氨基酸；益生菌代謝產(chǎn)生的酸可以促進宿主對維生素D、鈣離子和鐵離子的吸收；研究表明益生菌可以合成多種維生素，如硫胺素、核黃素、尼克酸、吡哆醇、泛酸、葉酸和維生素B12等；當某些因素造成腸道菌群失調時，明顯表現(xiàn)出維生素缺乏癥。205.影響衰老進程：益生菌通過腸道微生態(tài)對人體健康的影響益生菌可以使某些抗衰老作用的酶的活性升高，使引起衰老的物質濃度降低；研究表明：用嬰兒雙歧桿菌活菌液喂養(yǎng)老齡大白鼠，觀察到實驗組的大白鼠經(jīng)喂養(yǎng)后，血液中抗衰老生化指標（如超氧化物歧化酶SOD）比對照顯著升高，衰老生化指標（過氧化脂質LPO）顯著降低。216.影響脂肪代謝與肥胖調節(jié)：益生菌通過腸道微生態(tài)對人體健康的影響上海交通大學趙立平教授團隊的臨床研究表明：隨著體重的減輕，肥胖患者腸道中陰溝腸桿菌的比重由35%下降至1.8%，乃至無法檢出；將從患者腸道分離到的產(chǎn)內毒素的陰溝腸桿菌B29，重新接種于無菌小鼠后小鼠產(chǎn)生了肥胖及糖尿病癥狀。22益生菌通過腸道微生態(tài)對人體健康的影響7.影響血糖調節(jié)：Ametagenome-wideassociationstudyofgutmicrobiotaintype2diabetesJunjieQin,YingruiLi,ZhimingCai,ShenghuiLi,JianfengZhu,etal.對170名二型糖尿病患者與174名健康個體進行了糞便宏基因組高通量測序;主要發(fā)現(xiàn)而型糖尿病患者腸道中一些梭菌以及短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌存在顯著差異；總體來看，二型糖尿病患者與健康人群相比存在中度的腸道微生物菌群失調；238.影響高血壓與冠心病調節(jié)：益生菌通過腸道微生態(tài)對人體健康的影響9.中草藥作用的重要媒介：含有多糖成分的補益類中藥對益生菌的扶植作用明顯優(yōu)于致病菌。“補中益氣湯”能顯著增加腸道乳酸桿菌、雙歧桿菌數(shù)量；很多中藥的有效成分只有通過腸道菌群的代謝，才能產(chǎn)生藥效成分，起到治療效果。例如黃芪中的黃芪苷難以被腸道直接