乳酸菌生物技术研究进展

乳酸菌生物技术的应用研究进展

乳酸菌生物技术是21世纪各国竞相开拓的一个尖端领域，乳酸菌是一类能够利用碳水化合物生成乳酸的革兰氏阳性细菌的总称。在分类学中，其可以划分为43个属（包括乳杆菌属、乳球菌属、双歧杆菌属等），210余个种及亚种。乳酸菌生物技术是一门涉及领域宽、涵盖范围广、基础性强的新兴学科，是现代生物学和其他学科交叉融合的产物。下面我从五个不同方面简单介绍乳酸菌的应用，当然它的应用远远不止这些。

一、乳酸菌在青贮中的应用

乳酸菌是促使青饲料发酵的主要微生物，乳酸菌依其发酵糖生产乳酸的能力分为两类，一种是同型发酵乳酸菌；另一类是异型发酵乳酸菌。同型发酵乳酸菌在生产乳酸和青贮饲料方面更有效,耗能更少，而且容易保存营养物质，属于比较经济的发酵类型。青贮能否成功在很大程度上取决于同型乳酸菌能否迅速大量繁殖，筛选并培养最适合的乳酸菌是关键，调节青贮料内微生物区系，调控青贮发酵过程，促进多糖与粗纤维的转化，从而有效地提高青贮饲料的质量。

二、乳酸菌在植物种植中的应用

乳酸菌对植物生长的促进作用，乳酸菌所分泌的有机酸( 乳酸、乙酸和柠檬酸等) 一方面直接溶解土壤中难溶性磷酸盐，另一方面则通过螯合作用释放出土壤磷素，以便于植物吸收利用；同时乳酸菌对植物病害有着调控作用，诸多研究证实乳酸菌可有效防治植物真菌性病害，日本科学家利用乳酸片球菌研制出了防治农作物病害的“乳酸菌农药”。将其制成液态药物，将菠菜种子在药液里浸泡24 h。处理过的种子播种到含菠菜枯萎病病原菌的土壤内，在长出来的菠菜中染病菠菜只占约12%。

三、乳酸菌在动物生产中的应用

在鸡、猪等基础日粮中添加乳酸菌制剂，可以提高肉鸡、猪日增重和肉品质，提高饲料转化率，增强机体免疫机能等；在幼龄反刍动物的饲养过程中使用乳酸菌制剂，有助于幼龄反刍动物瘤胃发育，提高日增重，调节瘤胃ｐＨ；有助于反刍动物肠道微生物的菌群平衡等。帅丽芳等给荷斯坦奶牛饲喂含乳酸菌的发酵乳，结果发现其反刍时间得到显著提高。聂志武（通过给新生犊牛口服假长形双歧杆菌，研究结果发现其增重提高了２５.２％，饲料转化率提高了１１．４％；朱学芝等研究结果发现，乳酸菌的代谢产物能协助虾消化一些不易消化代谢的营养物质，从而促进虾对营养物质的吸收，提高饲料的转化率。

四、乳酸菌在临床中的应用

在人体肠道中，有多达500种约1亿个细菌共生。这之中，包括乳酸菌在内的20个属为优势菌群。人体在健康状态下，肠道内的菌群在种类和数量方面保持相对稳定，形成良好的微生态平衡。乳酸菌在肠道内定殖后可通过调整正常肠道菌群相对含量发挥益生作用。这些作用主要包括缓解乳糖不耐的症状、腹泻、胃溃疡，促进免疫应答，抗过敏和预防结肠癌，增强免疫功能等。

五、乳酸菌在基因芯片中的应用

基因芯片技术是上世纪 90年代兴起的一种对成百上千甚至上万个基因同时进行检测的新技术,具有高通量、并行化的特点,广泛应用于基因表达谱测定、基因功能预测、基因突变检测和多态性分析等方面。多种乳酸菌基因组全序列以及其大量 EST、16S rDNA、16S-23S 基因间区和功能基因序列测定的完成,有力地推动了基因芯片技术在乳酸菌研究中的应用。在我国, 内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室从内蒙古地区酸马奶中分离了一株具有优良特性的干酪乳杆菌(L. caseiZhang), 具有很强的耐酸、耐胆盐、降胆固醇及免疫调节等特性,该菌是国内较为系统开发的益生菌菌株之一,并且和中国科学院北京

基因组研究所合作已经完成(L. casei Zhang)全基因组测序, 这是国内完成测序的第一株乳酸菌, 为下一步制作全基因组芯片迈出了关键一步。目前已经利用 L. casei Zhang全基因组信息设计探针制作芯片, 将对 L. casei Zhang耐酸、耐胆盐、粘附等益生机理进行深入研究, 还将利用此芯片进行比较基因组学方面的研究。

随着分子生物学的发展和现代仪器分析技术的升级，乳酸菌的研究方向涉及发酵组学、代谢组学、基因组学等多个领域。通过分子生物学手段对乳酸菌进行遗传修饰和改造，可以按照人们的意愿构建多种具有特定功能的重组基因工程乳酸菌；通过代谢物组分或含量的变化来研究生物体系的代谢途径，从而使乳酸菌能更好的被人们利用。由于乳酸菌具备多种益生功能，使其在医药、生物技术、食品、饲料等领域得到了广泛的应用。