乳酸菌：人体中最重要的益生菌

01概述

乳酸菌(lactic acid bacteria，LAB)是一类能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌的统称。乳酸菌革兰氏阳性、低GC、耐酸，通常不产芽、不呼吸，呈杆状(bacilli)或球形(cocci)，是在缺少氧气的环境中生长良好的兼性厌氧型细菌。

乳酸菌在自然界分布极为广泛，具有丰富的物种多样性，至少包含18个属，共200多种。除极少数外，其绝大部分都是人体内必不可少的、且具有重要生理功能的菌群，广泛存在于人体的肠道中。

02乳酸菌的分类地位

界：细菌界Kingdom Eubacteria；

门：厚壁菌门Firmicutes；

纲：芽孢杆菌纲Bacilli；

目：乳杆菌目Lactobacillales；

科：乳杆菌科Lactobacillaceae；

属：乳杆菌属Lactobacillus。

03r纂乳酸菌的特点r

1.乳酸菌具有强抗酸能力；

2.大部分乳酸菌具有很强的抗盐性；

3.常见的乳酸菌都不具有细胞色素氧化酶；

4.乳酸菌也不具有氨基酸脱羧酶；

5.一般乳酸菌不分泌蛋白酶、只有肽酶、不能分解利用蛋白质而仅能利用蛋白胨、肽和氨基酸；

6.合成氨基酸、核酸、维生素的能力极低。

04两大类

动物源，取自动物，因菌种常处于相对不稳定状态，其生物功效也较不稳定，且在大量食用时，很容易导致人体动物蛋白过敏，即排斥反应。

植物源，因为取自植物易被人体吸收，不论摄取多大的量，人体不会产生异体蛋白排斥反应，且植物源乳酸菌比动物源者更具有活力，能比动物源多8倍的数量到达人体小肠内定植，从而发挥其强大而稳定的生物功效。植物乳杆菌通过产生有机酸、细菌素、过氧化氢和双乙酰等多种抑菌物质，促进营养物质吸收等多种功能，能改善调节肠道微生物菌群的平衡，增强机体的免疫力。植物乳杆菌属于乳杆菌科中的乳杆菌属，革兰阳性兼性厌氧，不产芽孢圆端直杆，单个、成对或短链状，产生D型和L型2种乳酸。植物乳杆菌最早是从唾液中分离出的，分布很广泛。植物乳杆菌能利用葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、L－山梨糖、乳糖、纤维二糖、木糖、蜜二糖、果糖、核糖和葡萄糖酸钠产酸，但发酵葡萄糖和葡萄糖酸钠均不产气，属于同型发酵类型中的兼性异型发酵群。利用其发酵乳糖产酸处理乳清中乳糖转化时，具有其他菌无法比拟的优越性，它既可以高转化率地利用乳糖转化为乳酸，又可以利用乳清中残留蛋白质。植物乳杆菌在发酵过程中只产生乳酸，是典型的兼性厌氧菌，有很强的发酵糖类的能力，较耐盐，与其他乳酸菌有协同作用。

05研究历史

早在20世纪初，著名的生物学家梅契尼柯夫（Mechnikoff,1845-1916），在他获得诺贝尔奖的“长寿学说”里已明确指出，保加利亚的巴尔干岛地区居民，日常生活中经常饮用的酸奶中含有大量的乳酸菌，这些乳酸菌能够定植在人体内，有效地抑制有害菌的生长，减少由于肠道内有害菌产生的毒素对整个机体的毒害，这是保加利亚地区居民长寿的重要原因。5000年前人类就已经在使用乳酸菌。

到目前为止，人类日常食用的泡菜、酸奶、酱油、豆豉等，都是应用乳酸菌这种原始而简单的随机天然发酵的代谢产物。

06作用原理

乳酸菌在动物体内能发挥许多的生理功能。乳酸菌能促进动物生长，调节胃肠道正常菌群、维持微生态平衡，从而改善胃肠道功能；提高食物消化率和生物效价；降低血清胆固醇，控制内毒素；抑制肠道内腐败菌生长：提高机体免疫力等。

1.提供营养物质，促进机体生长乳酸菌。如果能在体内正常发挥代谢活性，就能直接为宿主提供可利用的必需氨基酸和各种维生素（维生素B族和维生素K等)，还可提高矿物元素的生物活性，进而达到为宿主提供必需营养物质、增强动物的营养代谢、直接促其生长的作用。

2.改善胃肠道功能，维持肠道菌群平衡。动物的整个消化道在正常情况下都寄生有大量微生物。就其作用而言，可分为三类：

①共生性类型，主要是兼性厌氧菌，在生态平衡时，它们的维生素和蛋白质合成、消化吸收、生物拮抗和免疫等功能对宿主有利。

②致病性类型，正常情况下数量少，寄生于正常部位，不至于使宿主发病。若失控，则会导致宿主的不良反应。

③中间性类型，即同时具有生理和致病两种作用。微生物群的平衡，对机体的健康十分重要，而乳酸菌就能够调节这种微生态平衡，保障宿主正常生理状态。乳酸菌是肠道常在菌，畜禽服用乳酸菌后，可以改变肠道内环境，抑制有害菌繁殖，调整胃肠道菌群平衡。乳酸菌通过黏附素与肠黏膜细胞紧密结合，在肠黏膜表面定植占位，成为生理屏障的主要组成部分，从而达到恢复宿主抵抗力，修复肠道菌群屏障、治愈肠道疾病的作用。如果这个屏障遭到抗生素或其他因素的破坏，宿主丧失了对外来菌抵抗力，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。

3.改善免疫能力。乳酸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。它们还能刺激腹膜巨噬细胞、诱导产生干扰素、促进细胞分裂、产生抗体及促进细胞免疫等，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。

4.乳酸菌对一些腐败菌和低温细菌有较好的抑制作用。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。

5.帮助吸收营养成分：如果每天摄入益生菌，不仅能够扼制肠内有害菌群的产生，还能为肠内有益菌提供良好的生长环境，造就健康肠道。有些乳酸菌对乳糖分解有很好的效果，能够帮助对牛奶或奶粉的消化，促进蛋白质和必要的维生素B1, B2, B6等营养成分的吸收。

07十大功能

1.防治有色人种普遍患有的乳糖不耐症（喝鲜奶时出现的腹胀、腹泻等症状）；

2.促进蛋白质、单糖及钙、镁等营养物质的吸收，产生维生素B族等大量有益物质；

3.使肠道菌群的构成发生有益变化，改善人体胃肠道功能，恢复人体肠道内菌群平衡，形成抗菌生物屏障，维护人体健康；

4.抑制腐败菌的繁殖，消解腐败菌产生的毒素，清除肠道垃圾；

5.抑制胆固醇吸收，降血脂、降血压作用；

6.免疫调节作用，增强人体免疫力和抵抗力；

7.抗肿瘤、预防癌症作用；

8.提高SOD酶活力，消除人体自由基，具抗衰老、延年益寿作用；

9.有效预防女性泌尿生殖系统细菌感染；

10.控制人体内毒素水平，保护肝脏并增强肝脏的解毒、排毒功能。

08乳酸菌定植的影响因素

乳酸菌的各种表面成分介导了乳酸菌与其环境的接触和相互作用，形成各菌株独特的表面特性，对其在肠道生存有着至关重要的作用。而乳酸菌对肠道上皮细胞的黏附是其表面成分介导形成的一种物理表观现象，有助于其在肠道定植、增强乳酸菌与肠道细胞之间的信号交流、抑制病原菌在肠道的定植和提高机体的免疫力等作用。黏附通常认为是定植的关键步骤。

目前的研究发现，与黏附作用相关的主要是黏附素（如脂磷壁酸、S-层蛋白、脂多糖、肽聚糖等）的分泌及其与黏附素受体结合，而这些与乳酸菌自身表面的疏水性、自聚性、共聚性以及环境中的温度、pH值和离子浓度等因素密切相关。

乳酸菌在自然界中种类很多，分布极广。但是绝大多数的乳酸菌并不具备运动的能力。而宿主是通过胃肠道的蠕动输送物质，在这种环境下，乳酸菌在胃肠道的时间以及菌株本身的运动性会影响乳酸菌在肠道中的滞留时间。

乳酸是一种弱有机酸，是乳酸菌自身的一种代谢产物，在生长繁殖过程中，它可将90%的代谢糖转化为乳酸，对自身周围的微环境产生影响。Wu Chongde等通过在培养基中添加乳酸改变培养基中的pH值，在初始pH值为6.5时，干酪乳杆菌Zhang（CGMCC No.1697）及其耐酸性突变菌株（CCTCC No.M2010292）的生物量并没有差异，但是随着pH值降低到4.3时，野生型菌株的生长受到严重的抑制，比突变型菌株的生物量少了57%。当pH值调整到3.3时，7h后，只有不到0.01%的野生型菌株存活，而突变体的存活率超过10%。

乳酸菌能同肠道病原菌争夺营养物质，从而让病原菌因缺营养而无法生长；另外，乳酸菌还与肠道中的细菌协同作用，促进其在肠道中的定植；它还能通过分泌细菌素、双乙酰、乳酸等物质对部分细菌的生长繁殖产生抑制作用，促使肠道菌群达到平衡，也对致病菌的生长和毒素的黏附具有一定的拮抗作用。

宿主基因型和体征因素（性别、年龄、疾病与健康等）会影响乳酸菌在肠道中的定植。郭飞翔等通过不同培养基对巴马人群来源的乳酸菌菌群数量进行分离比较，发现分离的杆菌数要多于球菌数，女性肠道乳酸菌总数略高于男性，青少年组的肠道中乳酸菌数量最多，随着年龄的增长，乳酸菌的数量逐渐减少，但是长寿组中的乳酸菌数量还保持在一个很高的水平。

另外，徐凤等对2月龄断奶羔羊、8月龄和2岁山羊瘤胃及回肠黏膜刮取物中的乳酸菌进行了分离，随着山羊年龄的增加，分离到的乳酸菌种类逐渐增多。

乳酸菌在肠道中定植的首要条件是对胃酸和小肠胆盐具有一定的耐受性，因为人体胃酸环境（pH3）和小肠高胆盐环境（胆盐质量分数0.1%～0.3%）会杀死部分的乳酸菌或对其活性产生抑制作用，乳酸菌以较高数量和活性到达小肠中有利于其在肠道中的黏附定植。然而乳酸菌的个体差异性对酸和胆盐的耐受性存在差异。胃酸较多的人群饮用，特别是餐前、空腹饮用，胃酸会杀灭大部分的乳酸菌；而胃酸较少的人群饮用后，对乳酸菌影响较小，到达肠道的活菌数会增加，乳酸菌增殖后就能发挥较好的作用和疗效。

饮食被认为是能调节胃肠道菌群组成和代谢活动重要的环境因素之一，是影响肠道菌群的主要因素。Shepherd等将卵形拟杆菌NB001以细菌菌落总数约为108CFU喂食小鼠，平衡7d后喂食紫菜多糖。NB001菌株在肠道中的丰度得到显著增长（4～6个数量级），并可通过调节紫菜多糖的含量调节菌株在小鼠肠道中的丰度。

参考文献

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