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第七章 益生菌及其发酵制品 微生态制剂称为”微生态调节剂“ 具有维持宿主微生态平衡，调整其微生态失调，提高其健康水平等生理功能。 根据其主要成分，分为：益生菌、益生素和合生素。 ①益生菌(Probiotics） 是活的微生物补充品，能改善宿主肠道微生态的平衡，促进健康。益生菌主要是乳酸菌，特别是双歧杆菌。 工业化生产应用的菌种要求 除满足生产方面的要求外， 菌种具有黏附性高、竞争排斥力强、环境适应能强和生长快等特点。 用在功能性食品上的菌株要求：能有效地在肠道内定植繁殖，不被迅速排出体外。 ②益生素(Prebiotics)： 是一类不被消化吸收的功效成分，能选择性地刺激和促进一种或几种结肠内对宿主健康有益的微生物的生长和活力，改善宿主健康。 目前，比较实用的益生素主要是各种功能性低聚糖。 ③合生素 指同时包含益生菌和益生素的微生态制剂。 第一节 益生菌 一、乳酸菌的分类和特性 乳酸菌是一类能发酵利用碳水化合物产生大量乳酸的细菌。 在《Bergey细菌鉴定手册》的第9版中，将自然界中已发现的乳酸菌划分19个属，而在此之前，是将乳酸菌分成5个属：乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、双歧杆菌属和片球菌属。 应用在功能性食品上的乳酸菌属与菌种，主要是乳杆菌属、链球菌属和双歧杆菌属中的一些种。 （一）乳杆菌属 1、细胞形态多种多样： 长的、细长的、弯曲形的及短杆状的，也常有棒形球杆状，一般形成链状，通常不运功，运动的具有周身鞭毛，无芽孢，革兰氏染色呈阳性。微好氧，在固体培养基上培养时，通常厌氧条件或减少氧压。 2、营养要求比较复杂 需要氨基酸、肽、核酸衍生物、盐类、脂肪酸或脂肪酸脂质和可发酵的碳水化合物、几乎每个种都有其各自特殊的营养要求。 其生长温度范围2—53℃：，最适温度一般是30—-40℃。耐酸，最适pH5.5—6.2，一般在pH5或更低的情况下可生长，在中性或初始碱性pH条件下时通常会降低其生长速率. 3、是成人肠道内的优势菌之一 乳杆菌制品以生产工艺相对简单、菌种耐氧性好等特点，而在功能性食品生产中尤受欢迎。 使用较多的有： 保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、短乳杆菌、植物乳杆菌、莱氏乳杆菌和纤维二糖乳杆菌等。 （二）链球菌属 在《Bergey细菌鉴定手册》的第9版中， 新建了肠球菌属和乳球菌属两个属，肠球菌的应用较少。仅粪肠球菌和屎肠球菌有应用。 修改后的链球菌属，限定是无芽孢的化能异养菌。形成类球或球杆形细胞，排列成对或成链状，发酵碳水化合物的主要产物是乳酸。 虽然链球菌代谢不能利用氧，但可在氧中生长，故被认为是耐氧的厌氧菌。另外，有些是嗜CO2的。常用在发酵乳制品上的是： 乳酸链球菌、丁二酮乳酸链球菌、乳酪链球菌和嗜热乳链球菌等。 （三）双歧杆菌属 1、双歧杆菌属的细胞呈现多种形态： 短杆状较规则形，或纤细杆状带有尖细未端的细胞。有呈球形者、也有长而稍弯曲状的。或呈各种分枝或分叉形、棍棒状或匙形 。单个或链状，V形、栅栏状排列．或聚集成星状。革兰氏染色阳性。不抗酸，不形成芽孢，不运动。 2、生长条件 厌氧，在好氧条件下不能在平皿上生长。 最适生长温度37-41 ℃ ，初始生长最适PH6.5-7.0。 分解糖，从葡萄糖产生乙酸和乳酸等。 3、应用菌种 最广泛的双歧杆菌包括短双歧杆菌、长双歧杆菌、两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌和青春双歧杆菌等。 二、生理功效 作为功能性食品上的应用，集中在维持肠道菌群的平衡，由此引发的对机体的整体效果。 复合菌较单一菌种更具优势。 1、调节肠道菌群平衡、纠正肠道功能紊乱 乳酸菌通过其自身代谢产物和与其他细菌间的相互作用，调节菌群之间的关系，维持和保征菌群最佳优势组合及稳定性。乳酸菌必须具备黏附、竞争排斥、占位和产生抑制物等特性，才能在微环境中保持优势。 产生一些抑制物： 1）有机酸：乳酸菌发酵糖类产生大量的醋酸和乳酸，使肠道处于酸性中，这对于抑制病原性细菌意义重大，肠道内pH的下降，还可促进肠蠕动、阻止病原菌的定植。 2）H2O2：可抑制葡萄球菌等的生长繁殖。 3） 糖苷酶：可降解肠黏膜上皮细胞的复杂多糖，而后者是致病菌和其毒素的潜在受体。通过酶的作用，可阻止毒素对上皮细胞可能产生的黏附与侵入作用。 4） 细菌素：如乳链球菌素，对许多革兰氏阳性菌都具有抑制作用。 5）分解胆盐：双歧杆菌等可将结合的胆酸分解成游离的胆酸，后者对细菌的抑制作用较前者强。 2、 抑制内毒素、抗衰老 双歧杆菌可抑制肠道中腐败菌的繁殖，从而减少肠道中内毒素及尿素酶的含量，使血液中内毒素和氨含量下降。 乳酸菌产生的乳酸能抑制肠腐败细菌的生长，减少这些细菌产生的毒胺、靛基质、吲