乳酸菌

乳酸菌（乳酸 酸 细菌,实验室）是一种可以利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌。这类细菌在自然界分布广泛，物种多样性丰富，至少有18个属，200多个种。除了少数，大部分都是人体必不可少的、并且具有重要的生理功能，广泛存在于人体肠道中。

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乳酸菌

乳酸菌不仅仅是一个研究分类、生化、遗传、分子生物学和基因工程的理想材料（这在理论上具有重要的学术价值），而且在工业、农牧业、食品医药等与人类生活密切相关的重要领域具有很高的应用价值。

乳酸菌是一种益生菌，能将碳水化合物发酵成乳酸因而得名。乳酸菌分布广泛，通常存在于肉类中、牛奶蔬菜等食品及其制品。此外，乳酸菌在家畜中也广泛存在、在家禽肠道和一些临床样本中，其中，在人类和其他哺乳动物的口腔中、肠道等环境中的乳酸菌是特定区域正常微生物菌群的重要成员。 www.qwbaike.cn

乳酸菌是一种无芽孢的细菌，其主要产物是乳酸、革兰氏阳性菌，包含许多种和属。大多数乳酸菌不t运动，少数靠头发运动，而细菌往往呈链状排列。乳链球菌属，细菌呈球形，通常成对或成链。乳杆菌科，杆状，单链或链状，有时丝状，产生假分枝。普通乳酸菌生命力极其微弱，只能在相对受限的环境中生存一旦他们离开这些环境，他们就会自我毁灭。

从分类学上来说，乳酸菌作为真细菌纲中的乳酸菌科，在形态学上可以分为球菌、杆菌。其中，球形乳酸菌包括链球菌、明串珠菌属、片球菌；棒状杆菌包括乳球菌、乳杆菌、双歧杆菌等；从生长温度来说，可分为高温型、中温型；就发酵类型而言，可分为同型发酵、异型发酵；从来源上，大致可以分为动物源性乳酸菌和植物源性乳酸菌。

根据Berry 美国细菌学手册，乳酸菌可分为乳杆菌、链球菌属、明串珠菌属、双歧杆菌和片球菌，共5个属。

乳杆菌属

乳酸杆菌细胞在形态上是多样的，（5~1.2）μm×（1.0~10.μm。长的或细长的杆状弯曲的短杆状和杆状的棍棒，通常是短链。革兰氏阳性，无孢子。细胞很少随周鞭毛运动。营养琼脂上的菌落隆起、全缘无色，直径2mm~5mm。

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片球菌属

片球菌的细胞呈球形，不伸长，直径12微米~ 20 μ m。在适当的条件下，分裂在两个直的方向上形成四重体，尽管有时可以成对排列，单细胞之间不形成链。没有运动，就没有孢子产生。

链球菌属

链球菌的细胞球呈卵圆形，直径小于2μm，呈链状排列。没有孢子，大多数鞭毛，年轻的细菌（23小时培养）常有荚膜。在液体培养基中，常生长在沉淀中，但有的生长在均匀混浊中（如肺炎链球菌）在固体培养基上形成的精细表面是光滑的、圆形灰白色、半透明或不透明菌落。在血平板上生长的菌落周围会出现具有不同性质的溶血圈。 www.qwbaike.cn

双歧杆菌属

双歧杆菌是一种形态非常不同的细菌（5~1.3）μm×（1.5~8）μm，常呈弯、棒状和分支状。单生、成对、ⅴ形排列，有时呈链状，细胞平行于栅栏，或莲座状。偶尔俱乐部式的扩张。

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阴串珠菌属

明串珠菌细胞呈球形或豆形，成对或成链排列。明串珠菌细胞在自然生长环境中成对或短链排列；在一些竞争性生长环境中，细胞排列成长链。 www.qwbaike.cn

乳酸杆菌菌落小，在固体培养基上生长缓慢。它能在液体发酵培养基中快速生长，经离心洗涤后，可获得具有好氧和厌氧特性的高纯度细菌。

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研究表明，低聚糖能促进乳酸菌和有益菌的增殖、抑制病原微生物功能的方法有很多：一种是屏障效应，被描述为对肠粘膜上皮的竞争性抑制；二是代谢产物对病原菌的抑制作用。斯图亚特王室的等（1993）托米卡等（1992）确认的异麦芽低聚糖（IMO）能促进双岐杆菌、乳酸菌增殖，这些细菌产生的低能脂肪酸可以降低pH值，所以大肠杆菌、对酸性条件敏感的细菌如沙门氏菌的生长受到低pH值的抑制。而肠道的乳酸菌（如双岐杆菌）凝集素的活性明显高于病原菌（如大肠杆菌和沙门氏菌）这可能是正常肠道菌群在竞争性排斥中具有明显竞争优势的原因之一。 www.qwbaike.cn

乳酸菌发酵产生的有机酸、特殊酶系、酸中毒等物质具有特殊的生理功能。大量研究资料表明，乳酸菌可以促进动物生长，调节胃肠道正常菌群、维持微生态平衡，从而改善胃肠功能、提高食物消化率和生物效能、降低血清胆固醇、控制内毒素、抑制肠道中腐败菌的生长、提高免疫力等。 www.qwbaike.cn

促进机体生长

乳酸菌可以正常发挥其在体内的代谢活性，分解食物中的蛋白质、糖类、合成维生素及其对脂肪的影响。在乳酸菌蛋白酶的作用下，食物中的大分子蛋白质被部分降解为可被宿主直接利用的小肽和必需氨基酸，显著提高食物的消化率和生物学价值，促进胃肠吸收。食物中的乳糖经发酵后可被乳酸菌转化为葡萄糖和半乳糖，再转化为乳酸等小分子化合物，易于消化。乳酸菌发酵可降解部分脂肪，易于消化，增加其中的游离脂肪酸、挥发性脂肪酸含量。乳酸菌在代谢过程中会消耗一些维生素，同时合成叶酸等B族维生素，提高矿物质元素的生物活性，从而为宿主提供必需的营养、增强营养代谢、促进其生长的功能。另外，乳酸菌产生的酸性代谢产物能使肠道环境呈微酸性，符合一般消化酶的最适pH(淀粉酶6.5、糖化酶4.4)有利于营养的消化和吸收。 www.qwbaike.cn

维持肠道菌群平衡

正常情况下，动物的整个消化道都寄生着大量的微生物，按其功能可分为三类：①共生型，以兼性厌氧菌为主。在生态平衡中，它们的生理功能有利于它们的宿主。2致病型，正常情况下数量较少，寄生在正常部位，不会导致宿主患病；当失去控制时，会导致宿主的不良反应。③中间型，兼具生理和致病功能。

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肠道菌群的平衡对身体的健康非常重要，而乳酸菌可以调节这种微生态平衡，保证宿主正常的生理状态。乳酸菌是肠道中常见的细菌（常生菌）能改变肠道环境，抑制有害细菌繁殖，调节和维持胃肠菌群平衡。乳酸菌可通过粘附素与肠黏膜细胞紧密结合，在肠黏膜表面定殖并占据空间，成为生理屏障的主要成分，从而恢复宿主抵抗力，修复肠道菌群屏障、治疗肠道疾病的功能。如果这种屏障被抗生素或其他因素破坏，宿主土壤就会失去对外来细菌的抵抗力，使耐药的肠道细菌异常增殖，取代优势菌，导致肠道微生态平衡失调（占位及屏障作用）

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改善免疫能力

乳酸菌制剂可以从两个方面增强免疫力：首先，它影响非特异性免疫反应，增强单核吞噬细胞、多形核白细胞的活性刺激活性氧、溶酶体酶和单核因子的分泌；二是激发特异性免疫反应，如加强黏膜表面和血清的IgA、IgM、IgG等免疫球蛋白水平，强化体液免疫，促进T淋巴细胞和B淋巴细胞的增殖，强化细胞免疫。

乳杆菌和双歧杆菌一方面可以明显激活巨噬细胞的吞噬作用，另一方面因为可以在肠道定植，相当于天然的主动免疫。它们也能刺激腹腔巨噬细胞、诱导产生干扰素、促进细胞分裂、能产生抗体，促进细胞免疫，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。当异物入侵身体时，免疫细胞被乳酸菌激活，从而增强体质产生抗异物抗体的能力。Chndra（1984）人们认为乳酸菌可以刺激身体产生抗体，因为该细菌通过淋巴结、粘膜刺激淋巴细胞和刺激淋巴细胞通过肠系膜淋巴结（MIN）循环进入血流，分布全身，从而调节机体的免疫反应。 www.qwbaike.cn

抑制有害菌群的生长

乳酸菌对一些腐败菌和低温菌有很好的抑制作用，可用于预防和治疗腹泻、下痢、肠炎、便秘，肠道功能紊乱和皮肤炎症引起的各种疾病。其抗菌机制主要体现在以下几个方面： www.qwbaike.cn

①乳酸等有机酸能显著降低环境pH和Eh（氧化还原电位）值，使肠道处于酸性环境，对于痢疾杆菌等致病菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、弯曲杆菌、葡萄球菌等有拮抗作用； www.qwbaike.cn

2产生的过氧化氢可以活化“过氧化氢酶-硫氰酸”系统，抑制和杀死革兰氏阴性菌、过氧化氢酶阳性细菌，如假单胞菌、大肠杆菌和沙门氏菌等；

③产生类似细菌素的微小蛋白质或多肽（抗菌肽）如各种乳杆菌素和双歧杆菌，对葡萄球菌属、梭菌沙门氏菌和志贺氏菌有拮抗作用。此外，双歧杆菌还能将结合的胆酸分解成游离肌酸，对细菌的抑制作用比前者更强。 www.qwbaike.cn

食品工业

1、发酵乳制品加工 www.qwbaike.cn

酸奶是由乳酸菌发酵的牛奶、由动物奶如羊奶制成的发酵乳制品全世界的历史都很悠久。动物奶中的乳糖酪蛋白等营养成分被乳酸菌分解后容易被人体吸收，可以缓解亚洲人普遍存在的乳糖不耐受现象，因此受到欢迎。 www.qwbaike.cn

活性乳酸菌饮料是用乳酸菌发酵牛奶制成的发酵乳饮料，口感清爽、风味独特，营养和保健功能高，深受消费者青睐。其最大的优点是饮料中的乳酸菌以活菌的形式存在于产品中，有助于发挥乳酸菌在人体肠道中的生理功能。 www.qwbaike.cn

奶油和干酪。乳酸发酵可以用来生产稀奶油发酵产生的乳酸可以在一定程度上抑制腐败菌的繁殖，提高奶油的稳定性；另一个作用是产生香气，所以发酵法生产的酸奶油比甜奶油香气更浓。奶酪是在牛奶中加入适量的乳酸菌发酵剂，使蛋白质凝固，去除乳清，压制凝块而成的产品。添加的乳酸菌发酵剂可以发酵产酸，使奶酪成熟并产生风味。 www.qwbaike.cn

2、水果蔬菜和谷类产品的加工

泡菜加工：在泡菜生产加工过程中，利用植物营养素发酵的乳酸菌可以提高蔬菜制品的营养价值，改善蔬菜制品的风味，防止腐败变质。

发酵豆乳制品：大豆制成豆浆，接种嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌或植物乳杆菌等发酵物可在38 ~ 42℃培养6 ~ 10h，无豆腥味、凝固状态良好、酸甜比例适宜的酸豆奶制品。

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3、发酵肉制品加工

乳酸菌在肉制品中繁殖产生酸，可将NO还原为NO，NO与肉中肌红蛋白结合可赋予肉制品鲜红色。乳酸菌的产酸作用还可以抑制杂菌的生长繁殖，从而防止肉色变绿和脂肪氧化。利用乳酸菌发酵肉制品还可以延长发酵肉制品的保质期，降低发酵肉制品中亚硝酸盐的含量，提高这类食品的食用安全性。 www.qwbaike.cn

4、天然食品防腐剂 www.qwbaike.cn

乳酸菌素是乳酸菌在代谢过程中合成并分泌到胞外的一种抗菌多肽或蛋白，具有溶菌作用。由于乳酸菌是国际公认的安全食品级微生物，其产生的抗菌物质可以作为天然食品防腐剂直接应用于食品工业。 www.qwbaike.cn

5、调味品生产 www.qwbaike.cn

在酿造发酵酱油的过程中适当人工接种乳酸菌，可使酱油香气浓郁风味良好质地良好。在豆酱发酵中加入乳酸菌产生有机酸，可以产生多种风味物质，豆酱发酵稳定，可以防止豆酱酸败。深层发酵制醋时，加入的乳酸菌可以代谢产生有机酸、醋中的主要呈味物质如双乙酰及其衍生物。此外，乳酸菌也可以和酵母一起用于啤酒中、葡萄酒和奶酒的生产。

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6、生产乳酸 www.qwbaike.cn

乳酸不仅是食品工业的优良原料，也是一种重要的有机酸，广泛应用于化学工业。通过淀粉、粮食、纤维素、工业农业和民用废弃物等可再生资源，乳酸是通过乳酸菌等微生物发酵大规模生产的，因为其原料来源广泛、生产成本低、产品光学纯度高、安全性高，成为生产乳酸的重要方法。

禽畜牧业

1、制作高质量青贮饲料

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青贮饲料的制备依赖于乳酸菌的发酵作为一种厌氧菌，乳酸菌依靠植物中的糖分生存，它们是相互依存的。乳酸菌在畜牧业中的应用，通常是接种同类型的乳酸菌，使青贮饲料中 pH 的值适当降低，增加青贮饲料中的乳酸含量，提高青贮饲料的品质。在青贮过程中，乳酸菌通过不断的生长繁殖将植物中的糖分转化为乳酸，大量乳酸菌的生长使得其他真菌得以繁殖，保持了植物营养成分的完整性和安全性。而且，草类植物通过乳酸菌的发酵，可以提高家畜的食欲。同时，乳酸菌发酵的青贮饲料还可以在冬季等干草季节为牲畜提供良好的口感、高营养的优质饲草深受各类家畜和种养业的欢迎。 www.qwbaike.cn

2、提高牲畜生产性能

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在畜牧生产过程中，使用乳酸菌可以提高其生产性能。比如分别加 0.50%浓度、10%浓度、05%乳酸菌的浓度，可以发现使用乳酸菌可以显著提高雏鸡的存活率；预防仔猪腹泻是养猪的关键。腹泻时，乳酸菌能将乳糖转化为乳酸，从而降低肠道 的pH值，抑制大肠杆菌的生长。研究证实，乳酸菌制剂能明显提高断奶仔猪的生产性能。 www.qwbaike.cn

乳酸菌替代抗生素在水产养殖中的应用主要体现在水质改善方面、水生动物的疾病治疗和免疫。一些以饲料形式投喂的乳酸菌可以在肠道内定殖，大部分通过粪便排泄到水中，从而增加了水中乳酸菌的数量，成为优势菌。这样不仅可以通过竞争抑制作用明显抑制肠道和水中的弧菌，还可以通过微生物的直接化学作用和间接反硝化作用消除水中的亚硝酸盐，从而达到净化水质的效果。

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乳酸菌微生态制剂为饲料和畜牧业水产养殖业提供了一条高效的途径、无害、无污染的新选择。随着生产中使用的新品系和特定品系越来越多，应充分考虑动物区系的特点和寄生与环境的关系，科学合理地加以利用，以取得最大的生态效益和经济效益。 www.qwbaike.cn