益生菌的筛选文献综述.docx

1、益生菌的筛选文献综述福州大学至诚学院本科生毕业设计（论文）文献综述题 目： 益生菌的筛选 姓 名： 江福萍 学 号： 211110111 系 别： 生物工程 专 业： 生物工程 年 级： 2011级 指导教师： （签名） 2015 年 1 月 5 日前言益生菌与人类的健康有着密切的关系，是一类人体的生态调节剂1，可以维持肠道的菌落平衡和抑制病原菌的生长2。其有着重要的理论定义和广泛的生理作用，目前关于益生菌的报道已屡见不鲜，它的作用机理大都归结为产生酸、细菌素、过氧化氢等物质3。 益生菌可以是单一菌株、多种菌株，也可以是他们的代谢产物。目前认为作为益生菌应具备的条件有：无毒性作用和无致病作用，

2、且对宿主细胞有益，能在消化道存活，能在消化道表面定植，能适应胆汁和胃液，可以产生有用的酶类和代谢物，在加工过程中能够保持活性，具有良好的感官特性4。1 益生菌概述1.1 益生菌的产生人体中含有大量的微生物，总数可达1014个，分别定居于人的肠道、皮肤、阴道、口腔、鼻腔等部位5。其中数百种微生物己被确定为与人体共生，这些微生物与宿主之间的关系可能简单，也可能很复杂。通过对无菌动物的研究证实，体内微生物的共栖并不是动物生存所必需的，但与普通动物相比，无菌动物又表现出许多生理生化方面的差异。并且无菌动物对感染更加敏感6，部分原因是由于免疫系统低下和缺乏所谓的“竞争性定植(Competitive co

3、fonization，是用来描述共栖微生物对外来侵入的病毒产生干扰作用的一个名词)”。正是这些普通动物与无菌动物之间的差异使人们认识到微生物在人体内定居对人的健康有着重要的意义7。人体内共生的微生物对宿主的影响有利和弊。一方面，微生物的某些代谢产物如短链脂肪酸(SAFC)，包括乙酸、丙酸、丁酸，可为人体提供一定能量，影响肠粘膜细胞的再生和分化，调节肠腔pH，促进矿物质的吸收和代谢途径；人体内复杂且相当稳定的微生物可通过竞争性定植而使外来有机体，包括病原体，很难在体内定居，从而形成一道抵抗病原体的重要防线6 8。另一方面，在少数情况下微生物与宿主之间可能发展成一种病原关系，并可能引起宿主的疾病或

4、死亡。微生物的某些代谢产物可能具有基因毒性，诱变性或致癌的活性，经过一个长期的释放阶段后可能导致癌症的发生7；而且当有某些因素，如宿主生理、食物、用药等破坏了体内微生物菌相之间的平衡时，会使某些有害菌或条件致病菌由受抑制状态转为优势菌，引起自体感染9 10。正是出于对人体微生物作用的认识和要发挥微生物区系的有利作用而避免其有害作用的想法，促使了益生菌理论的产生。虽然目前益生菌保健作用特性的研究并不充分，作用机制理论也不够成熟。还不能确定益生菌能否给人类健康状况带来实质性的变化。但近年来出现的许多新的公众健康的危机，如空肠弯曲杆菌、艰难梭菌、轮状病毒等感染的恶化；免疫妥协人数的增加；病原对多种抗

5、生素产生抗性等问题，日益要求一种安全、低风险的天然屏障来抑制微生物感染及内源微生物产生的负面影响11。因此无残留，不产生抗药性，无毒副作用，又具有强大生理功效的益生菌制品的研究可能会满足这一要求而对人类健康产生重要意义。1.2 益生菌的定义益生菌(probiotics)，也有译为“益生素、原生菌”等，它的概念最早来源于希腊语，意思是for life对生命有益，与Antibioties相对立。而它的现代定义则最早在1965年被Lilley和Stillwell阐述为“由一种微生物分泌的刺激其他微生物生长的物质或组织提取物”。后来Fuller又将此定义修改为“能通过改善肠道微生物平衡而对宿主产生有益

6、影响的微生物活体制品” 15。Havenaar等进一步扩展此定义为“单一或混合发酵的微生物，能通过改善内源微生物的性质而对人或动物有益”。而Guarner等提出的更精炼的定义为“当摄入一定量时能对宿主健康有作用的微生物活体” 12。此后随着对益生菌研究的深入，经过数十年的发展，益生菌的含义日趋完善，其定义也屡次被修订，益生菌数量及保健功效方面也都得到进一步丰实13。生菌是指“经适量服用 后，有益于其宿主健康的活的微生物”，这一定义是2001年联合国粮农组织（FAO）世界卫生组织（WHO）联合专家组给出的。而国际营养学界则普遍认可益生菌系一种对人体有益的细菌，它们可直接作为食品添加剂服用，以此维

7、持肠道菌丛的平衡14。1.3 益生菌作用基本机理概述益生菌被摄入宿主肠道后，在复杂的微生态环境中与近400种正常菌群汇合，显现出栖生、偏生、竞争或吞噬等复杂的关系，改变生物体内的微生物群落，促进宿主的健康(杜震宇，2002)。但是益生菌的作用机理在理论上进展还不够成熟，目前主要有3种学说:优势种群学说;菌群屏障学说;微生物夺氧学说。1.4 益生菌的特征益生菌有一些共同的特征，并非所有益生菌都必须具备所有特点，但用于益生菌制剂时应选择尽可能更多地满足特点的菌株，对研究实践中鉴定益生菌是很好的标准15 16 17 18，其特征归纳如下：源于宿主并对宿主健康有一定的促进作用；对胃酸、胃肠内或胰的酶及

8、胆汁消化作用表现出一定抵抗力，从而能在胃肠道内存在并正常生活；能有效的定植于胃肠道中，从而抑制肠内病原体的粘附、定植、复制或有活性；通过产生抗菌的代谢产物或细菌素，选择性调节微生物区系的组成，并能对食物中的病原体起一定抑制作用；是公认安全的微生物；准确识别菌(基因、种属、菌株)及其特性，保证具有己证明的安全性；其制品按合理剂量服用时能具有临床有效性；在其产品制备及储存期间能保持活性及稳定性，能用于大量生产并具有经济价值。2 益生菌国内外的研究动态2.1 益生菌的来源益生菌的来源非常广泛，除了新鲜的蔬菜、水果自身带有少量的益生菌之外，还有来自人体粪便样本、黏膜样本和母乳，有些则来自发酵乳制品、传

9、统发酵植物食品等。但其主要来源是动物肠道正常生理性菌和非肠道菌。许多研究人员认为，益生菌来源与其特殊的商业化应用关系非常密切；但FAO/WHO专家建议，益生菌特定的生理作用较其来源更重要。因为婴儿出生时肠道实际上是无菌的，人体肠道菌群的来源具有很大的不确定性。到现在为止，市场上还未出现基因工程改造的益生菌。益生菌具有支撑肠道系统，增强免疫功能的作用。而且，它们还能预防肥胖，改善心情。奶酪、酪乳、开心果、红酒、豆豉、康普茶、味噌、朝鲜泡菜、燕麦粥这9种食物是益生菌最佳来源。2.2 益生菌的种类及生理意义目前已确认适用于生产的益生菌菌种较少，研究最多的是乳酸菌13。专家已经发现的益生菌大体上可分成

10、3 大类：（1）双歧杆菌类，如长双歧杆菌、短双歧杆菌、两岐双歧杆菌、嗜热双歧杆菌、卵形双歧杆菌、青春双歧杆菌等；（2）乳酸杆菌类，如短乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、詹氏乳杆菌、拉曼乳杆菌等；（3）链球菌，如乳球菌、粪链球菌、中介链球菌等。此外，还有一些酵母菌，如酿酒酵母菌、布氏酵母菌等，部分霉菌和非致病性大肠杆菌也可以是益生菌19。2.2.1 乳酸菌乳酸菌（Lactic acid bacteria,LAB），是一类通过同型或异型发酵糖类获得能量，从而产生大量乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称，包括乳杆菌和乳链菌20。乳酸菌可用于制造酸奶、乳酪、啤酒、葡萄酒、酸菜、泡菜

11、、腌渍食品和其他发酵食品。我国发酵剂中使用的乳酸菌有保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌、两歧双歧杆菌、乳链球菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌等，在生产中最常用的是保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的混合菌种纯培养发酵剂21 22。2.2.2 酵母菌酵母菌是一种细胞形状呈圆形、椭圆形或柱形的无性繁殖的单细胞真菌。优良的酵母菌应具备以下优良特性23：发酵前期繁殖速度快，以便缩短迟缓期，防止产酸细菌的侵袭；发酵产酒精能力强，使醪液在短期就达到较高的酒精浓度，以抑制杂菌繁殖；有一定的后繁殖能力，以提高米酒产量；能产生较多较好的香味物质，提高米酒风味；生理耐性好，即耐高温、高酒度、高渗压等，能够抵抗不良环境24

12、。分离鉴定酵母菌，可以为研究酵母菌在酵素等产品发酵过程中的生物特性的研究提供了一定的基础25。2.2.3 霉菌霉菌是丝状真菌的通称。它可能属于真菌，也有可能属于放线菌门。其菌丝呈长管、分枝状，无横隔壁，具多个细胞核，并会聚成菌丝体。霉菌常用孢子的颜色来称呼，如黑霉菌、红霉菌或青霉菌。霉菌在许多产品酿造过程中起着很重要的作用，霉菌是淀粉酶、蛋白酶等酶的主要生产者，在酒类酿造过程中起糖化作用26 27 28 。2.3 益生菌的作用益生菌的保健功效才是所有研究者及消费者最终关心的问题。大量临床及实验室的研究报导为益生菌的保健作用提供了一定的科学基础，益生菌有可能通过于其它菌竞争营养，产酸抑菌，产细菌

13、素或抑制代谢的物质，免疫调节及竞争粘附等方式促进人体健康。2.3.1 预防或缓解腹泻据报道，饮食习惯不良或服用抗生素均会打破肠道菌群平衡，从而导致腹泻,若经常服用含益生菌的保健食品，补充益生菌有助于平衡肠道菌群及恢复正常的肠道pH值，可以预防或缓解腹泻症状29。2.3.2 促进肠道消化系统健康许多益生菌株在胃肠道内可产生消化酶，这些酶可帮助人体更好地消化所摄入的食品及吸收食品中的营养成分。益生菌可以抑制有害菌在肠内的繁殖和进入血液循环系统，减少毒素，促进肠道蠕动，从而提高肠道机能，改善排便状况。以嗜酸乳杆菌为代表，它可分泌消化乳糖的乳糖酶，从而缓解乳糖不耐症。2.3.3 增强人体免疫功能肠道内

14、存在非常发达的免疫系统，但人体的免疫功能会随着年龄的增长而降低，免疫系统的功能失调将带来健康问题，如过敏和炎症反应。研究表明，益生菌能通过激活巨噬细胞，增强细胞活性和增加免疫球蛋白(特别是IgA)的水平等来增强非特异性免疫和特异性免疫应答30。益生菌可以通过刺激肠道内的免疫机能，将过低或过高的免疫活性调节至正常状态。益生菌这种免疫调节的作用也被认为有助于抗癌与抑制过敏性疾病。益生菌对机体免疫系统的影响，包括体液免疫调节作用，细胞免疫调节作用及非特异性免疫调节作用。实验证实，双歧杆菌在胃肠道中能够刺激B 淋巴细胞活化增殖和分泌抗体，来发挥体液免疫功能。Gately 等给小鼠喂短双歧杆菌发酵乳，发

15、现小鼠的肠粘膜下淋巴结增生，在机体外实验中，短双歧杆菌能够促进小肠粘膜下淋巴结细胞增殖。检验发现，这些淋巴细胞主要是B 淋巴细胞31。科学研究表明，益生菌对宿主细胞免疫系统具有正面作用如增强抵抗力。2.3.4 降低血脂胆固醇32益生茵能吸附食物中的胆固醇，促使其向体外排泄33。益生菌还能吸附肠内的胆汁酸，从而强化肝脏中的胆同醇向胆汁酸转化，最终减轻血清中的胆固醇含量34。Kawase等研究证实，乳酸菌属和链球菌属的发酵产物能显著降低血管收缩压，降低血液中总胆固醇水平，增加高密度脂蛋白水平。Kanagawa从啤酒酵母和瑞士乳酸杆菌发酵乳中分离的三肽物质具有抑制血管紧张素转移酶活性的作用35。大量

16、科学研究证实这与酸牛奶中富含益生菌有关。这些益生菌可降低血清胆固醇水平，此外，长期补充益生菌的还有助于防止骨质丢失，预防骨质疏松症。已申报具有降低血脂脂胆固醇功能的专利菌株非常多，如：L.ucidophilus RP32、 L. uci dophilus ATCC 4962、L.delbrueckii subsp. bulgaricus ATCC 33409、L. plunturum 299V 等36。研究表明，益生菌降低血脂胆固醇水平的作用机制可能包括：（1）胆盐的脱结合；（2）胆固醇掺入细胞膜；（3）益生菌对胆固醇的吸收；（4）菌体对胆固醇的吸附；（5）菌体对胆固醇的转化等。2.3.5 预

17、防阴道感染酸牛奶中的嗜酸乳杆菌可抑制阴道内白色念珠菌的繁殖。欧洲所做的双盲对照试验证实了这一点。女病人每人每日口服150毫升含大量益生菌的酸牛奶，结果阴道感染发生率大大低于安慰剂组妇女。2.3.6 产生重要的营养物质益生菌能产生维生素，包括泛酸、尼克酸、B1,B2,B5,B6及维生素K等，同时能产生短链脂肪酸、抗氧化剂、氨基酸等等，对骨骼成长和心脏健康有重要作用。益生菌在肠道内通过酶解作用可使蛋自质、脂肪及糖分解，有利于消化吸收37。乳酸菌发酵后产生的乳酸，可提高胃内食物的预消化，提高钙、磷、铁的利用率和维生素D的吸收。李新红38等在健康成体獐的基础口粮中添加复合酶和益生菌制剂进行消化代谢试验

18、，发现添加复合酶和益生菌后，能够显著提高獐对粮食中粗蛋自、粗纤维及矿物质元素等营养物质的利用率。3 益生菌的应用目前应用于人体的益生菌有双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、蜡样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、丁酸梭菌和酵母菌等。益生菌是一类对人类有益的菌的总称,有许多功效, 已引起人们越来越多的关注,并在食品工业特别是发酵乳品工业中得到了广泛的应用39。不仅益生菌理论的研究己在国内外进入高潮，益生菌的应用也已形成了强大的产业。目前国内外益生菌产品的应用主要有以下几方面。3.1益生菌食品益生菌食品是指含有存活且有益于人体健康益生菌或益生原的食品。在这一类食品中以发酵乳制品居多。另外在一些面包、

19、饼干等谷类食品中也有添加。3.1.1 益生菌酸奶益生菌酸奶是以益生菌为主要菌种所生产的发酵乳。它有缓冲胃液、胆汁pH的作用，服用酸奶和片剂、胶囊相比，其中的益生菌更容易通过人上消化道。3.1.2 益生菌乳制品益生菌乳制品指在一般乳制品中添加益生菌的食品。主要以奶粉制品居多，欧美国家许多添加乳杆菌和双歧杆菌的发酵乳饮料和液态奶上市，有研究表明向干酪中添加粪肠球菌不仅具有保健作用，还能改善干酪的品质40。3.1.3 益生菌谷物制品益生菌应用于谷物制品出现在80年代中期前后，其生产复杂导致品种不多。为迎合消费者，有公司打算将燕麦粥与果汁混合生产适合普通消费者的可口的浓饮料。美国威斯康星大学的学生还为

20、M&M公司开发了一种涂有长双岐杆菌和嗜酸乳杆菌等益生菌的松脆曲奇41。3.2 益生菌保健品(以及含有益生原的保健品)这类产品是以益生菌为中心，配合其他物质制成的，主要包括益生菌保健食品和益生菌药品。在日本益生菌保健品出现于70年代，乳杆菌、双岐杆菌和某些肠球菌是其主要使用的菌株。我国益生菌制品主要以药品形式被大家接受。微生态调节剂与其它药物不同，重点是无病保健，既使健康人也可应用，增进健康素质，提高健康水平，同时也会产生治疗与防病的目的。我国现有益生菌制剂有丽珠肠乐、培菲康、妈咪爱、促菌生、金双岐、益菌生、乳康生等品牌。这些药品主要有调节胃肠，治疗腹泻的作用，除此之外还广泛用于各种肿瘤、肝脏病

21、、肾脏病等疾病作为辅助治疗。4 存在的问题益生菌用于发酵食品或食品添加剂的正效应己被公认，但也存在许多还未解决的问题:目前已经确认的适宜的益生菌菌种仅有乳酸杆菌、链球菌、芽抱杆菌、双歧杆菌及酵母等菌属种为数并不多的少数菌株;一些活菌制剂在加工、运输过程中易失活;这些活菌进入人或动物消化道后大多难以经受低PH值的胃酸、胆汁酸及胰液等的作用，难以有足够的数量达到肠道或定居于肠道而发挥作用;关于益生菌在体内的作用机理的还不明确，许多学说相互矛盾。5 展望随着益生菌产品的不断壮大，益生菌的研究工作还需要进一步深入，待研究的领域总结如下：通过直接对人进行口服益生菌产品等试验，确定益生菌的生理学功能、作用

22、机理及其产生的影响程度。益生菌的功能评价，特别是对免疫系统、癌症和肠道微生态的调节功能。评价益生菌对肠道微生物的数量和活性的影响，基因重组技术在这一领域有较大的应用潜能。确立载体对益生菌的影响。提高益生菌分类的可靠性并使之易于分类，提高菌株的性能和活性。6 参考文献1 王旭明，陈宗泽，袁毅. 益生菌作用机理的研究进展J.吉林农业科学，2002，27(1)：50-53.2 于微，高学军，骆超超，王青竹，卢志勇，乔彬. 产蛋氨酸益生菌的筛选和鉴定J.东北农业大学学报，2010，41(6)：122-126.3 侯成杰，齐沙沙，苏永红，穆海菠. 益生菌产表面活性剂研究进展J. 乳业科学与技术，2011

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