乳酸菌基础知识培训

乳酸菌基础知识
1.乳酸菌及其分类
1.1 什么是乳酸菌？
乳酸菌指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢，革兰氏染色阳性细菌的总称。

凡是能从葡萄糖或乳糖的发酵过程中产生乳酸的细菌统称为乳酸菌。

乳酸菌发酵原理是在酶的催化作用下将葡萄糖转化为乳酸，同时放出能量提供给其自身生命活动。

这是一群相当庞杂的细菌，目前至少可分为43个属，共有373个种和亚种。

1.2 乳酸菌的分类位置
界：细菌界Bacteria；
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 Beijerinck.
1.3 乳酸菌的分类
乳酸菌大体上可分为两大类。

一类是动物源乳酸菌，一类是植物源乳酸菌。

因为动物源取自动物，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。

而植物源乳酸菌，因为取自植物易被人体认可，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。

1.4 乳酸菌的分布
乳酸菌广泛分布于人体和动物的消化系统、呼吸系统、泌尿系统、口腔系统、皮肤系统和粪便，乳汁和乳制品，植物的果实、枝叶和根茎，腐烂的植物体，发酵动植物食品和饮料，堆肥、土壤和淤泥、污水，以及若干种临床样品等。

它们是生物界中重要一员，对人类、动物、植物的生存起着不可替代的重要作用。

乳酸菌在人体的食道中很少，在胃中乳酸菌数量为103个/ml左右，肠道中的乳酸菌数量为105个/g左右。

1.5 常用的乳酸菌
①①用于乳酸发酵工业和乳酸钙生产的德氏乳杆菌（L．delbrueckii）；
②肠膜状明串珠菌（Leuconostocmesenteroides）是制药工业上生产右旋糖酐的重要菌种，但也是制糖工业的一种害菌，常使糖汁发粘稠而无法加工。

③用于乳制品发酵加工的嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌；
④用于蔬菜、水果和青贮饲料乳酸发酵的植物乳酸杆菌；
⑤用于益生菌胶囊生产的长双歧杆菌、青春双歧杆菌、动物双歧杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌（LGG ）等。

⑥用于乳酸菌素生产的嗜酸乳酸杆菌为主的复合乳酸菌菌种。

2.乳酸菌的发展
2.1 乳酸菌的起源
早在4～5000年前人类就已经在使用乳酸菌。

在佛教教典、《圣经·创世纪》、
《齐民要术》中都有制作酸奶的记载。

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。

2.2 乳酸菌的研究及历史
乳酸菌是法国巴斯特鲁（Ｐasteur）在1857年首次发现。

他在研究酒变成醋的原因时发现此菌。

其后相继有英国Ｌister发现了乳球菌（原名乳链球菌）。

1882年俄国梅契尼科夫发现了高加索乳杆菌，并发现外高加索人食用酸奶，长寿老人很多。

法国Ｔissier（1899年）发现两岐双岐杆菌。

目前从自然界分离出许多形状清楚的乳酸菌，用来作为发酵菌种，促进了乳酸菌的应用。

2.3 乳酸菌长寿菌的提出
2.4 乳酸菌研究的现状
2.4.1目前在这一领域的国际研究重点是，研究益生菌对免疫系统的影响以及如何测定影响程度。

2.4.2俄罗斯莫斯科大学生物系的科研人员日前通过实验研究发现，乳酸菌能够有效地抵制基因与染色体变异。

俄科研人员在实验中发现，乳酸菌属于能够分离抗诱变物质（许多诱变物质能致癌）的细菌，它能分离出乳酸、醋酸和丁酸，这些酸性物质能够消灭病原性和腐烂性细菌。

实验还证明，乳酸菌能用不同的方法消灭诱变物质。

首先，它能分离出蛋白酶；其次，它能很好地抑制诱变物质的活性；此外，乳酸菌的细胞像抗氧化剂一样，还能够消灭自由基。

科研人员还发现，乳酸菌不仅能抑制基因突变，还具有防癌、消灭致癌物质、抑制肿瘤继续生长的功能。

2.4.3日本大阪大学蛋白质研究所副所长永井克也领导的研究小组发现，乳酸菌通过调节肠神经的功能，可抑制因糖尿病等引起的血糖值异常升高，同时还具有降血压功效。

2.4.3日本用乳酸菌生产农药
研究小组利用一种乳酸菌的抗菌作用，研制出了防止两种农作物病害的“乳酸菌农药”。

以乳酸片球菌为原料，将其制成液态药物，再把菠菜种子在这种药液里浸泡24小时。

把如此处理的种子播种到含菠菜枯萎病病原菌的土壤内栽培，结果在长出来的菠菜中，染病菠菜只占约12%。

辣椒苗经乳酸片球菌制剂处理后，因细菌引起的辣椒根部腐烂的几率是未经处理情况下的约20%。

3.乳酸菌制剂
3.1 乳酸菌制剂的定义和分类
乳酸菌制剂是含活菌和/或死菌，包括其成分和代谢产物在内的细菌制品。

按照乳酸菌制剂的功效和作用对象的不同，可将乳酸菌制剂分为食用乳酸菌制剂、药用乳酸菌制剂、农用乳酸菌制剂、兽用乳酸菌制剂、水产乳酸菌制剂等。

在按照剂型分为液体制剂和固体制剂。

固体乳酸菌制剂一般是将乳酸菌经过发酵增殖后，再通过冻干、喷雾干燥或包埋等手段，将液体制剂进一步加工成固体制剂。

然后制作成颗粒、片剂、胶囊等形式进行销售。

3.2 国内乳酸菌制剂的发展
国内近10年来随着对乳酸菌研究的不断深入，以乳酸菌作为配料的微生态产业的生产得到了快速的发展。

我国已公布了十种乳酸菌可用于微生态制剂。

目前国内生产乳酸菌制剂的企业很少，而且规模也比较小，大部分还是在代理国外的产品，或者直接购买国外产品后再进行二次加工。

占我国益生菌产业80%的发酵乳制品的直投式酸奶发酵剂基本上依赖进口。

另外国内舆论导向的片面性、产品技术含量有限、企业间的恶性竞争等都制约了乳酸菌制剂产业的发展壮大，而国外大企业通过多种方式在国内积极的扩张。

3.3 国外乳酸菌制剂的发展
随着研究技术的不断进步，国外乳酸菌保健食品产业目前正处于迅速增长期。

在日本的乳酸菌制剂应用最早，在20世纪30年代日本武田药厂生产的乳酸菌制剂“表飞鸣”即已投放了市场，1961年日本药局方已将乳酸菌制剂“牛酪乳粉”作为药品用于医疗。

目前乳酸菌制剂主要是以双歧乳杆菌为主，2000年双歧乳杆菌制品的产值已经超过了2800亿日元。

在美国市场所见的乳酸菌制剂主要是嗜酸乳杆菌，商品主要有胶囊，片剂和液剂几种。

在欧洲乳酸菌功能性食品占所有食品产值的5%，其价值占功能性食品的65%，总产值达到了500亿美元。

目前国外乳酸菌保健食品生产企业超过了300家，产品近千个。

3.4 公司乳酸菌制剂技术
公司乳酸菌干粉技术采用了低温喷雾干燥技术。

与其他研究及生产技术相比（其他采用的是冷冻干燥式）同等生产量的设备投入是本项目的10倍左右，和生产工艺条件，使产品生产成本和投资大幅降低，目前技术生产的发酵剂的活菌数一般为1010～1012 cfu/g。

最高达到5×1012cfu/g。

达到了冻干技术活菌数同等的水平。

3.5 乳酸菌制剂的加工技术
乳酸菌制剂的既有采用单一的乳酸菌制造也有采用复合的乳酸菌制造的，制造工艺流程大同小异，关键在乳酸菌菌种的选育和干燥方式上，目前国内外采用的主要干燥技术为冻干技术，制作的乳酸菌活菌含量大于100亿，喷雾干燥技术大多还处在研究阶段，仅有少量的企业采用此方式生产，而且制作产品活菌数一般都不高，在0.5亿个～50亿个之间。

4.乳酸菌的应用
乳酸菌应用的主要领域
随着技术的不断进步乳酸菌应用的领域越来越广阔目前主要应用于以下六大领域：
①乳酸菌食品（蔬菜制品、酸奶等）；
②乳酸菌保健品（益生菌胶囊等）；
③乳酸菌药品（乳酸菌素等）；
④乳酸菌工业品（产品有乳酸，聚乳酸，乳酸链球菌素等等）；
⑤乳酸菌饲料和肥料；
⑥乳酸菌科研用途。

5.益生菌
5.1益生菌(Probiotics)定义
通过定植作用改变宿主某一部位菌群的组成、从而产生有利于宿主健康作用的单一或组成明确的混合微生物。

益生菌粉是新一类单一或组成明确的有益的微生物，能促进机体有益菌的生长发育，间接抑制有害菌，达到调整正常微生物群，保持微生态平衡。

Probiotics意思为有利于生命-for life。

5.2 益生菌的菌数要求
根据国家相关规定，乳酸菌作为益生菌对人体补充的菌数必须达到1.0×106（cfu/g）以上。

一般益生菌数目达到106（cfu/g），即100万/克，就可发挥益生作用了。

推荐的益生菌菌剂浓度为1亿（108）单位以上。

5.3 乳酸菌对人体的作用
益生菌是一个庞大的菌群，有害菌也是一个不小的菌群，当益生菌占优势时（占总数的80%以上），人体则保持健康状态，否则处于亚健康或非健康状态。

长期科学研究结果表明，以乳酸菌为代表的益生菌是人体必不可少的且具有重要生理功能的有益菌，它们数量的多和少，直接影响到人的健康与否，直接影响到人的寿命长短，科学家长期研究的结果证明，乳酸菌对人的健康与长寿非常重要。

5.4 乳酸菌数量的变化与人体健康的关系
人体肠道内乳酸菌拥有的数量，随着人的年龄增长会逐渐减少，当人到老年或生病时，乳酸菌数量可能下降100至1000倍，直到老年人临终完全消失。

在平时，健康人比病人多50倍，长寿老人比普通老人多60倍。

因此，人体内乳酸菌数量的实际状况，已经成为检验人们是否健康长寿的重要指标。

现在，由于广谱和强力的抗菌素的广泛应用，使人体肠道内以乳酸菌为主的益生菌遭受到严重破坏，抵抗力逐步下降，导致疾病越治越多，健康受到极大的危胁。

所以，有意增加人体肠道内乳酸菌的数量就显得非常重要。

目前国际上公认的乳酸菌，被认为是最安全的菌种，也是最具代表性的肠内益生菌，人体肠道内以乳酸菌为代表的益生菌数量越多越好。

也完全符合诺贝尔得奖者生物学家梅契尼柯夫“长寿学说”里所得出的结论，乳酸菌=益生菌=长寿菌。

5.5 乳酸菌的十大生理功能
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。

6.乳酸菌的发展方向及应用前景
乳酸菌作为一个多元化的朝阳产业，涵盖食品、医疗、养殖、环保等多个领域，成为益生菌产业中应用最广的产品。

由于益生菌具有调节肠道菌群进而减少慢性病发生的显著功效，消费者开始意识到乳酸菌对自身健康的益处。

乳酸菌产业的高科技含量正逐渐被科学研究开发出来。

现代生物医学研究表明饮食是决定人是否得病的主要原因，其中不当饮食破坏肠道菌群结构所诱发的慢性炎症是造成肥胖和糖尿病等疾病的主要因素。

如果这些建立在科学研究基础上的健康理念能够广泛传播，将对乳酸菌行业的发展具有现实意义。

6.1 二十一世纪十大科技技术
世界已确定的二十一世纪十大科技技术，其中第三项就是微生物技术，乳酸菌微生物技术更是生物技术中的精华。

它与人类生存息息相关，无论在医药、食品、化工、军事，都占主导地位。

6.2 全球乳酸菌的发展情况
目前在全球食品工业应用中，投入使用的益生菌超过20株，益生菌产品总数超过380种，产品形式包括发酵乳、乳酸菌饮料、奶酪、冰淇淋、蔬菜制品、肉制品、益生菌粉剂、益生菌胶囊等。

日本益生菌产品开发较早且已形成产业规模；欧洲作为全球最大的益生菌市场，2007年产业收入达57亿美元；美国益生菌产业市场已跃居全球第二位且增长迅速，预计到2010年市场收入超过46亿美元。

丹尼斯克、科汉森、养乐多、达能、雀巢等企业成为全球乳酸菌产业的领跑者。

国外乳酸菌产业的发展的情况代表着国内市场的发展方向。

6.3 我国乳酸菌产业发展情况
在我国，乳酸菌产业近几年一直保持迅猛发展势头，目前有80%的益生菌用于发酵乳制品。

我国人均酸奶购买量由2000年的1.12公斤，上升至2007年的3.97公斤，７年间增长2.5倍；含乳饮料、酸奶及发酵乳产量由2000年的27万吨上升到2007年的211.5万吨，增长近7倍。

高速增长的乳饮、酸奶市场为益生菌产业发展带来契机。

乳酸菌由于消费者健康意识的提高，中国乳酸菌市场发展迅猛，目前产业规模已经超过一百六十亿元人民币，专家预测，未来三到五年将是中国乳酸菌行业快速发展的“黄金时期”。

相信乳酸菌产业将在未来的中国食品产业中占有重要的一席之地。

6.4 我国乳酸菌产业存在的问题发展方向
目前国内乳酸菌行业的标准体系还有待完善。

由于国内乳酸菌产业起步较晚，乳酸菌相关研究在广度上可与国外同步，但在深度上尚显不足，尤其是在具有自主知识产权且功能明确的菌种及相关技术研发方面，我国与发达国家仍有相当差距。

要建立公众对益生菌产品的信任，需要全行业跨越品牌宣传的共同行动——公众科普和品类宣传。

企业的品牌宣传只有与公众科普同步，才能开发更具容量、更健康的乳酸菌市场。