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）；