嗜酸乳杆菌及其应用研究进展
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文章篇号:1 007-2764(2003)增刊一0027—090
嗜酸乳杆菌及其应用研究进展
肖仔君 陈惠音 杨汝德
(华南理工大学食品与生物工程学院 广州 51 0640)
摘 要:嗜酸乳杆菌是 目前乳酸菌家族中极为重视研究与开发的益生菌之一,被视为第三代酸乳发酵剂菌种,是人体肠道
中的重要微生物。本文概述了其生物学特性、生理功能以及在乳品工业上的应用。
关键词:嗜酸乳杆菌;生物学特性;生理功能;应用
1 嗜酸乳杆菌的生物学特性
嗜酸乳杆菌 (L_acidophilus)属乳杆菌科中的乳杆
菌属,为 G 菌,形态呈细长杆状 ,最适生长温度为
35~38℃,20℃以下不生长,耐热性差。最适 pH 为
5.5~6.0,耐酸性强,能在其它乳酸菌不能生长的环境
中生长繁殖。能利用葡萄糖、果糖、乳糖、蔗糖进行
同型发酵,发酵产生 DL型乳酸;蛋白质分解力弱。
广泛存在于人及一些动物的肠道中,是有益微生物菌
群,对维持胃肠道的生理功能有重要作用。
嗜酸乳杆菌生长繁殖需要一定的维生素等生长
因子,最适宜生长温度下培养生长缓慢,生产周期长;
在乳中产酸速率偏低,主要是由于其不完全的蛋白分
解酶系、氧化还原电势和微量元素所致。在乳中添加
降低氧化还原电势的物质 (如抗坏血酸、半胱氨酸等)
以及生长促进物质,如肝浸出物、胡萝 卜浸出物、乳
糖、乳糖水解物和酪蛋白水解物等,可促进嗜酸乳杆
菌的生长。对于嗜酸乳杆菌及其它乳杆菌来说,其生
长必需的氨基酸有精氨酸、谷氨酸、亮氨酸,异亮氨
酸、色氨酸、酪氨酸和缬氨酸。供以脱氧核糖核苷,
嗜酸乳杆菌产酸速率增强;胸腺嘧啶脱氧核糖核苷又
是嗜酸乳杆菌的一个重要生长因子。此外,一些 B族
维生素及叶酸也同样是嗜酸乳杆菌的生长因子,所有
这些物质都可以促进嗜酸乳杆菌的生长。
2 嗜酸乳杆菌及其代谢物的生理功能
嗜酸乳杆菌是乳酸菌家族中极为重视研究与开发
的益生菌之一,被视为第三代酸乳发酵剂菌种,嗜酸
乳杆菌是人体肠道中的重要微生物,与人体健康息息
相关。当其达到一定数量时,可以起到健康促进效果。
2.1 生物屏障作用
嗜酸乳杆菌于肠粘膜上皮细胞相互作用、密切结
90
合构成了生物学屏障;同时,通过其自身及其代谢物
与其它细菌之间的相互作用,调整菌群之间的关系,
维持和保证菌群最佳优势组合以及这种组合的稳定,
阻止了致病菌的定殖和入侵,拈抗致病菌和有害微生
物的生长及其毒素的粘附。
2.2 营养作用
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;
乳糖分解产生的半乳糖,是构成脑神经系统中脑苷脂
的成分,与婴幼儿出生后的生长有密切的关系;同时
产生的大量维生素 B群能促进人体神经细胞的发育;
提高人体肠内的B一半乳糖苷酶的活性,促进奶质中
乳糖的吸收,从而缓解乳糖不耐症;能分泌蛋白酶,
促进蛋白质的消化吸收。
2.3 抗癌作用
腐败性细菌作用于食物成分和胆汁酸盐类,能生
成亚硝基化合物、胆固醇及胆汁酸的代谢物、氨基酸
代谢物 (酚类 、吲哚、硫化氢)等有机致癌物质。与
这些致癌物质有关的肠内细菌酶有 B.葡萄糖醛酸酶、
巯基还原酶、偶氮还原酶等。嗜酸乳杆菌能改善肠道
菌群,抑制了致癌物质的产生;同时,嗜酸乳杆菌及
其代谢物活化了免疫功能,抑制癌细胞的形成和增殖。
2,4 增强机体免疫力
嗜酸乳杆菌在肠道内定殖,相当于 自然免疫,能
激活机体巨噬活性,诱发特异性和非特异性免疫反应,
提高抗感染的能力。
2.5 延缓机体衰老
人的衰老与肠内有害细菌产生的氨、胺、硫化氢、
吲哚、酚、粪臭素等有害腐败产物有很大关系。嗜酸
乳杆菌代谢产生的乳酸抑制了这些腐败物,使机体衰
老的过程变得缓慢。保加利亚人的长寿和长期服用酸
奶有关。
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《广州食品工业科技》
3 嗜酸乳杆菌分离与筛选、鉴定
“益生菌、益生元与健康”研讨会
集 Vo1.19.增刊(总77)
3.1 嗜酸乳杆菌的分离与筛选
采集出生 1~7d的婴儿的新鲜粪便,放入胨液中,
进行适当稀释,将稀释的样品与TPY固体培养基混合
后倾注平板,37℃厌氧培养 (N2:H2:CO2:8:1:I),进行
单菌落分离与纯化。从样品中淘汰球菌及葡萄糖发酵
产气 (异型乳酸发酵)的菌株,挑选出厌氧生长、菌
落圆形、中心较暗、周围显示微毛丝状特征、不产色
素的菌株进行鉴定。具有以下特征的菌株可初步鉴定
为乳杆菌属:革兰氏阳性、无芽孢、不运动的杆菌,
菌体以单个、成双或短链状排列,不分解酪素,不液
化明胶,接触酶试验、氧化酶试验、硝酸盐还原反应、
联苯胺反应、吲哚及硫化氢产生等试验均呈阴性。
3.2 嗜酸乳杆菌的鉴定
对初步鉴定为乳杆菌属的菌株,再进一步进行形
.态学及生理生化特征研究。吲哚试验采用 TPY 培养
基;硝酸盐还原试验采用 TPY培养基+o.I%KNO3;
碳水化合物利用试验采用分别含有 1%各种不同糖类
的 TPY培养基进行。
嗜酸乳杆菌的细胞大小为 0.6~0.9~1.5,--6.0 la ITI
(大多数为 4la m),两端圆;由精氨酸不产氨;在牛乳
中产酸,产 D L.型乳酸,乳酸量为 0.55%~0.79%之间,
不同程度地凝乳;在 15℃不生长,45℃生长。对 23
种含碳化合物的利用试验结果为:葡萄糖、乳糖、麦
芽糖、纤维二糖、水杨苷、果糖、半乳糖、甘露糖、
蔗糖、七叶苷均为阳性反应;阿拉伯糖、棉子糖、蜜
二糖、葡萄糖酸钠、松三糖、甘露醇、L.鼠李糖、核
糖、山梨醇、淀粉、菊粉、木糖和海藻糖(有些菌种为
弱阳性反应除外)均为阴性反应。符合上述特征者,
可鉴定为嗜酸乳杆菌。
4 嗜酸乳杆菌在乳品工业上的应用
普通酸奶的生产通常所使用的菌种为保加利亚
乳杆菌和嗜热链球菌。但这两种菌不能耐受胃酸及胆
汁酸的作用,也不能在肠道内定殖,其有益作用受到很
大限制,其存活率仅有 0.65-~0.01%。
4.1 .嗜酸乳杆菌乳的生产
4.1.1 发酵剂的制备
由于嗜酸乳杆菌生长缓慢,因此在生产过程中必
须严格控制,防止牛奶受到污染。发酵剂必须保持 良
好的活力,应当每天转接母发酵剂,以保持菌种的特
性。菌种培养一般采用灭菌脱脂牛奶,冷却至 37℃,
接种 1%的菌种培养物,保温培养至酸度 (以乳酸计)
达 0.6~0.7%时,可得到最大数量的活菌数,在生产时,
接种量可以放大至 2~5%。
4.1.2 原料乳的处理
生产嗜酸乳杆菌乳所用的原料奶,不管是脱脂奶
还是全脂奶都必须有良好的卫生质量,同时还必须进
行严格的杀菌处理 。
4.1.3 发酵培养
原料奶经灭菌处理,并冷却至 37℃后,接入 2~5
%新鲜的嗜酸乳杆菌发酵剂,培养至凝乳。发酵终点
可以控制酸度 (以乳酸计)在 1.0%,也可以在 0.6~0.7
%。前者酸度较高,有利于产品的保存和销售,但产
品中嗜酸乳杆菌活力及菌数低;后者酸度低,嗜酸乳
杆菌活力及菌数较高,有好的医疗效果,但必须在 5~6
℃理保存。
4.2 嗜酸乳杆菌与其它乳酸菌生产的发酵乳制品
用嗜酸乳杆菌生产嗜酸菌乳,由于它在乳中生长
慢 (产酸速度低)而发酵时间长,且产品酸涩,风味
差,活菌保存期短,因而限制了这种酸奶的发展。因
此利用嗜酸乳杆菌和其他乳酸菌的微生态关系可以克
服这种缺陷。
4.2.1 嗜酸乳杆菌与双歧杆菌
利用双歧杆菌与嗜酸乳杆菌的互生关系:嗜酸乳
杆菌在生长中需要醋酸盐、维生素 B2和叶酸等作为
营养物质,而双歧杆菌在发酵中除能生成醋酸外,还
能合成维生素 B1、B2、B12和叶酸等多种维生素,刚
好供给嗜酸乳杆菌的需要,促进嗜酸乳杆菌的生长增
殖;嗜酸乳杆菌在微含氧的乳基质中生长快,可以逐
步降低乳基质中的氧化还原电位 ,并提供各种 已分解
的容易利用的物质,促进双歧杆菌的生长,同时,混
合培养可以加快产酸,缩短了凝乳时间,且凝乳风味
更佳。两菌在混合培养体系中有 良好的生态关系。
42.2 嗜酸乳杆菌与乳酪链球菌
利用两菌的某种共生关系提高产酸速度,缩短发
酵时间,并利用后者产丁二酮特性,改善产品风味,
使之成为质地细腻,酸中带甜 ,甜中有香的保健酸奶。
混合菌发酵最佳发酵条件为:混合菌比例 l:2,发酵
温度 41℃,总接种量 6%。两菌混合发酵可有效弥补
单纯嗜酸乳杆菌乳的风味不足,增强酸乳的适口性;
同时两菌间存的某种共生关系,使其产酸能力增强,
缩短发酵时间。采用嗜酸乳杆菌与乳酪链球菌于上述
最佳发酵条件下制作的酸乳;其活菌保存期限为 7d,
保证较高嗜酸乳杆菌活菌数,具有营养保健功能。
4.2.3 嗜酸乳杆菌、粪肠球菌、嗜热链球菌与保加利
亚乳杆菌
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普通酸奶的生产通常所使用的菌种为保加利亚 生产发酵乳时要选择能在牛奶生长 良好的并与胃肠微
乳杆菌和嗜热链球菌。但这两种菌不能耐受胃酸及胆 生物菌丛相互作用并产生良好代谢的微生物菌株;(3)
汁酸的作用,也不能在肠道内定殖,其有益作用受到 对免疫系统的影响和癌症的预防是进一步探索的科研
很大限制。而嗜酸乳杆菌、粪肠球菌为人体肠道内的 领域;(4)微生物的遗传工程和基I 技术将应用在新
正常菌群,它们不仅能耐受胃酸及胆汁酸的作用,而 型发酵乳中;(5)在传统产品的基础上,发展新产品。
且还能在肠道 内定殖一粪肠球菌与胃液混合后进行培 祟 喜 古 赫
养,其存活率分别为 59%~1J 37%,而保加利亚乳杆菌 ‘ ‘
和嗜热链球菌仅有 0.65~0.01%。只用嗜酸乳杆菌生 I 陈惠音杨汝德.超低盐多菌种快速发酵腌菜技术.食品科
产发酵乳制品与用传统发酵剂生产的产品不同,很难 学,1994,5:18M2
被消费者接受。与酸奶菌 (嗜热链球菌、保加利亚乳 2 工禾等.大米乳酸发酵饮料菌株的筛选.黑龙江商学院学
杆菌)一起发酵生产,可生产出具有不同营养价值和 报,2000,3:1 6~20
风味的发酵乳制品。同时还可解决传统工艺中的问题。 3 赵瑞香等.嗜酸乳杆菌发酵乳保藏性的研究.中国乳品工
5 嗜酸乳杆菌在其他食品工业上的应用 4 和乳杆菌最佳生长培养基的选择闸
据报道,采用 1%~5%的超低盐浓度和多种纯种 南师范大学学报,1998,26(4):72-74
乳酸菌,利用多种菌种之间的共生关系控制适当的培 5 孙力军等.嗜酸乳杆菌、粪肠球菌保健酸奶发酵剂的研元
养温度可以实现超低盐化快速发酵。 安徽农业技术师范学院学报,2000,14(I):16-+18
在香肠的配料 中加入嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌 6 郑文陆等.嗜酸乳杆菌发酵乳饮料的研究.冷冻与速冻食品
(1:1),温度为 30℃,发酵 18~24h可生产色泽诱人、 工业,20017(2):3-5
亚硝酸盐残留量低、保质期长的发酵型肉制品。 7 吕兵等.嗜酸乳杆菌生物学特性及其发酵乳的研究冲国乳
以糖化的大米为基质,菌种 比例为乳明串珠菌: 品工业,30(5):37-39
嗜酸乳杆菌:两歧双歧杆菌=3:3:2发酵出来的一种新 8 郭本恒.嗜酸乳杆菌在乳品中的应用技术.食品工
颖的营养保健饮料,有特殊的风味,而且还能提高食 业,1999,I:18~19
品的保存性能和营养价值,对人体起着保健的作用。 9 孟祥晨等.嗜酸乳杆菌增菌培养基的优化.食品科技,2002,
6 屠望 6:25~27
⋯ 一 l0 张香美等.双歧杆菌与嗜酸乳杆菌混合培养时微生态关系
发酵乳制品近年来呈以下发展趋势:(1)蛋白吸收 研究.安徽农业技术师范学院学报,1999,13(2):5~l0
率高的酸奶制品开发受到重视,酸奶向低脂、脱脂、 I I [英]Briar~.B.wood主编,徐岩译.发酵食品微生物学(第二
高蛋白方向发展,高钙型酸奶有较好的市场前景;(2) 版)冲 国轻I,lk~版社,2001.
较普通酸奶有更高乳糖分解力的酸奶 (称之为添加乳 12 H.Chick,H.S.Shin,z.Ustuno1.2001.Growth and Acid
糖酶酸奶),更适于乳糖不耐症人饮用,故日受消费着 Production by Lactic Acid Bacteria and Bifidobacteria
青睐;(3)有特殊生理作用的发酵乳制品,如抗肿瘤、 Growth in Skim Milk Containing Honey.Journal of Food
降血脂、增强免疫力的酸奶。 Science 66:478--481
第 22届国际乳制品联合会预测,发酵乳发展有 l3 M.N.Oliveira,et al,.2002.Manufacture of Fermented Lactic
以下几种趋势:(1)生产多种具有 良好感官特性的发 Beverages Containing Prohiotic Cultures.Journal of Food
酵乳,在不久的将来,保健性会变得更加重要;(2) Sscience.67:2336~2341
The Research and Development of Lactobacillus Acidopholus
Xiao Zijun,Chen Huiyin,Yang Rude
(College ofFood&Bioengineering,South China Univ.ofTech.,Guangzhou,510640)
Abstract:L.acidopholus is one of probiotics which ale researched an d developed in the Lactic acid bacterium at present,as the
third generation fermen ted lactic cultures,is an important gut microbiota.The review introduced the biology character 、the physiology
functionandtheapplicationinthemilkindustry。
Key words:L.acidopholus;the biology character;the physiology function;the application
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