乳酸菌抗氧化作用的研究
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在乳酸菌中，非酶类抗氧化物质主要是由锰离子、巯基化合物等组成。乳酸菌细胞内的锰离子含量差异很大，高浓度的锰离子具有抗氧化效应，能像S0D酶一样清除超氧自由基。Archibald F S等人的研究表明，在缺乏SOD酶且含有锰离子的植物乳杆菌(L．plantarum )中，胞内微摩尔水平的二价锰离子能像相应浓度的SOD酶一样具有清除超氧自由基的作用。乳酸菌内主要有蛋白巯基和非蛋白巯基两大类。蛋白巯基主要指小分子蛋白中具有半胱氨酸残基的一些化合物，如硫氧还蛋白及一些低分子量的巯基化合物等：非蛋白巯基主要指谷胱甘肽一类的化合物。这些物质中起到抗氧化作用的主要因素就是巯基清除·OH的能力。
[4]AMANATIDOU A, SMID E J, BENNIK M H, et a1. Antioxidative properties of Lactobacillus sake upon exposure to elevated oxygen concentrations. FEMS Microbiol Lett, 2001, 203(1):87-94.
乳酸菌的抗氧化活性虽已为体内及体外实验所证实，但其作用机理还不十分清楚，报道相对较少。
2乳酸菌的抗氧化作用模式
虽然目前有一些乳酸菌抗氧化机理的研究报道，但乳酸菌抗氧化作用的确切物质是什么？结构怎样？调控氧化应激的基因和系统到底有哪些？当前还没有定论。
2.1清除活性氧和自由基
生物体内自由基的生成具有多种途径，其中主要有分子氧的单电子还原途径、酶促催化产生自由基和某些生物物质的自动氧化三种。乳酸菌的活性氧和自由基清除系统是由胞内抗氧化物质和氧化还原调控系统共同组成的。Tomomi等[6]在从鲫鱼寿司中分离筛选出5株菌(4株植物乳杆菌、1株肠膜明串珠菌)的基础上，通过研究发现这些菌株可以发酵乳糖，在含3g/L胆汁的乳酸细菌培养基(MRS)中生长，并具有清除DPPH•和O2•-的能力。
[7]KAI T, PAUL N, TIIU K, etal. The influence of antibacterial and antioxidative probioticLactobacillion gut mucosa in a mouse model ofSalmonellainfection. Microbial Ecology in Health and Disease, 2004, 16: 180-187.
乳酸菌抗氧化作用的研究
摘要：本文主要介绍了乳酸菌的抗氧化性和抗氧化作用模式，以及对其起抗氧化作用的物质进行了探讨，还对乳酸菌抗氧化性及抗氧化乳酸菌研究利用进行了展望。为食品工业中更好地开发利用乳酸菌的抗氧化特性提供参考依据。
关键词：抗氧化模式物质展望
乳酸菌是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。乳酸菌不仅可以提高食品的营养价值．改善食品风味，增加食品保藏期和附加值，而且具有特殊生理活性和营养功能。大量研究表明，乳酸菌能够调节机体胃肠道正常菌群、保持微生态平衡，降低血清胆固醇、抗肿瘤和免疫赋活作用，可抑制肠道内腐败菌生长繁殖和腐败产物的产生，增加营养，促进免疫能力，从而对机体的生理功能、免疫反应、肿瘤发生、衰老过程和应激反应等产生作用[1,2]。乳酸菌的生理功能与机体的生命活动息息相关。因此，乳酸菌被广泛用于轻工业、食品、医药及饲料工业等许多行业上。
3抗氧化的主要物质
乳酸菌中起抗氧化的物质有酶类物质和非酶类物质。
酶类物质主要有超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)等。此外，在一些乳酸菌（比如植物乳杆菌）中硫氧还蛋白还原酶是一种高效的还原酶，可以大大提高抗氧化效应2004年，Xiaokun Wan等人在人体肠道细菌——嗜酸乳杆菌(Lactobacfllusacidophilus)中首次分离、纯化和鉴定了阿魏酸酯酶(FAE)。FAE可以从不同的食品基质中生成阿魏酸(FA)。FA是一种普遍存在于植物细胞壁中并具有强清除自由基能力的物质。阿魏酸能大大增加谷胱甘肽转硫酶和醌还原酶的活性，抑制酪氨酸酶活性。此外，阿魏酸还能与膜磷脂酰乙醇胺结合，保护膜脂不受自由基的侵袭[12]。
[5]SONGISEPP E, KULLISAAR T, HUTT P, et a1．A new probiotic cheese with antioxidative and antimicrobial activity . J Dairy Sci,2004, 87(7):2017-2023.
[6]TOMOMI K, TAKASHI K, CHOA A, et al. Radical scavenging capacities of saba-narezushi, Japanese fermented chub mackerel, and its lactic acid bacteria. LWT - Food Science and Technology, 2012, 47: 25-30.
[11]TALWALKAR A, KAILASAPATHY K. Matabolic and biochemical responses of probiotic bacteria to oxygen. Journal of Dairy Science, 2003, 86: 2537-2546.
[12]欧仕益,包惠燕,蓝志东.阿魏酸及其衍生物的药理作用研究进展.中药材, 2001, 24(3):220-221.
2.2螯合金属离子
过渡金属离子是出现氧化损伤的另一种重要原因，机体内许多氧化过程是在金属离子的参与下进行的。金属离子被螯合后，便不能启动脂质过氧化的羟基自由基或使其不能分解脂过氧化氢，从而减缓了脂类化合物氧化的速度。因此，去除金属离子对抑制氧化显得非常重要。Kai等[7]在研究乳酸菌对肠粘膜的抗氧化作用时发现，乳酸菌菌株L. fermentumME-3是通过减少金属离子和脂质过氧化作用来提高整体抗氧化水平的。研究也证明，L. caseiKCTC 3260的抗氧化效果是通过螯合铜离子和亚铁离子来实现[8]。
参考文献
[1]LINMY, YENCL. Reactive oxygen species and lipid peroxidation product—
scavenging ability of yogurt organisms. J Dairy Sci, 1999, 82(8):1629-1634.
为此深入研究抗氧化乳酸菌具有潜在的意义：1)在自然食源中发掘具有抗氧化活性的乳酸菌新菌株，研究抗氧化机制；2)建立具有自主知识产权的乳酸菌菌种资源库；3)选择具有抗氧化活性的乳酸菌来生产发酵食品，为实现功能性发酵食品扩大化生产做好铺垫，并有望从食源角度为防治氧化应激及相关衰老疾病开拓新思路和提供理论依据。
[9]RAFFAELLA D C, ROSALINDA F S, ANNALISA P, et al. Effect of autochthonous lactic acid bacteria starters on health-promoting and sensory properties of tomato juices. International Journal of Food Microbiology, 2009, 8: 473-483.
[10]KULLISSSR T, SONGISEEP E, MIKELSAAR M, et al. Antioxidative probiotic fermented goats milk decreases oxidative stress-mediated atherogenicity in human subjects. British Journal of Nutrition, 2003, 90: 449-456.
[2]KOT E, FURMANOV S, BEZKOROVAINY A. Accumulation of iron in Lactic Acid
Bacteria and Bifidobacteria. J Food Sci, 1995, 60(3):547-550.
[3]LIN M Y, YEN C L. Antioxidative ability of lactic acid bacteria. J Agric Food Chem，1999, 47:1460-1466.
此外，乳酸菌在生长代谢过程中分泌到细胞壁外的黏液多wk.baidu.com或荚膜多糖。乳球菌胞外多糖具有增强机体抗氧化体系的功能。乳球菌胞外多糖具有重要的生物活性，至于乳球菌胞外多糖如何增强机体的抗氧化体系是今后研究的重点。
对于乳酸菌的抗氧化性物质研究不是很多，特别是非酶类物质，还有待于进一步研究，因此研究乳酸菌中起抗氧化作用的物质及主要成分，对于进一步了解乳酸菌的抗氧化作用的机制有重要作用。乳酸菌可能因菌株个体差异而具有不同的抗氧化作用机制，因此呈现不尽相同的抗氧化性质。
2.3乳酸菌中的氧化还原调控系统
乳酸菌有多种氧化还原调控系统，目前较多学者认为其主要由谷胱甘肽系统、硫氧还蛋白系统和“NADH氧化酶/NADH过氧化酶”系统组成。
在西红柿中分离出的植物乳杆菌和短乳杆菌等菌株时发现，用植物乳杆菌POM1和POM35发酵，可以明显提高西红柿汁的抗坏血酸(ASC)，谷胱甘肽(GSH)和总抗氧化能力(TTA)水平[9]。Kullisssr等[10]也得到类似结论，即大多数乳酸菌是通过产生SOD酶和GSH而具有清除羟自由基和过氧化氢能力。研究表明，一些乳酸菌具有还原活性，主要是由于菌株中NADH和NADPH起的作用[11]。
[8]LEE J, HWANG K, CHUNG M Y, et al. Resistance ofLactobacillus caseiKCTC 3260 to reactive oxygen species(ROS): role for a metal ion chelating effect[J]. Journal of Food Science, 2005, 70(8): 388-391.
4抗氧化乳酸菌应用现状与展望
乳酸菌是机体内必不可少的生理菌群，也是食品工业上的常用菌种。具有抗氧化活性的乳酸菌可以通过清除自由基、抑制脂质过氧化、降低丙二醛含量和提高抗氧化酶活力等作用用于发酵食品中。例如乳制品中的酸奶、发酵乳饮料；发酵植物制品如泡菜、酱腌菜、酸菜；发酵海产品如鲫鱼寿司、腌制鱼；发酵肉制品如腊肉、发酵肠等。同时，也可以利用乳酸菌的生理功效，生产保健品、药物以及制成具有抗氧化活性的片剂、胶囊、口服液等益生菌制品。
但对于乳酸菌的抗氧化活性物质及其抗氧化机制至今尚不清楚。一般认为乳酸菌中可能有一些抗氧化性的酶类和非酶类物质使其有具有卡氧化活性。
1乳酸菌的抗氧化活性
Lin等[3]研究中报道，在对19株乳酸菌包括嗜酸乳杆菌，保加利亚乳杆菌，嗜热链球菌，长双歧杆菌的一些菌株的无细胞提取物进行抗氧化实验发现，所有的被研究菌株对抗坏血酸的自动氧化具有抑制作用。Amanatidou等[4]发现，清酒乳杆菌(L．sake)具有抗氧化活性；Songisepp等[5]证实，发酵乳杆菌ME一3具有抗氧化和抗微生物活性；Bay等报道了给断奶的小鼠喂养乳酸菌时发现其大脑中的硫代巴比妥酸反应物(TBARS)减少。SOD酶的活性增强。
[4]AMANATIDOU A, SMID E J, BENNIK M H, et a1. Antioxidative properties of Lactobacillus sake upon exposure to elevated oxygen concentrations. FEMS Microbiol Lett, 2001, 203(1):87-94.
乳酸菌的抗氧化活性虽已为体内及体外实验所证实，但其作用机理还不十分清楚，报道相对较少。
2乳酸菌的抗氧化作用模式
虽然目前有一些乳酸菌抗氧化机理的研究报道，但乳酸菌抗氧化作用的确切物质是什么？结构怎样？调控氧化应激的基因和系统到底有哪些？当前还没有定论。
2.1清除活性氧和自由基
生物体内自由基的生成具有多种途径，其中主要有分子氧的单电子还原途径、酶促催化产生自由基和某些生物物质的自动氧化三种。乳酸菌的活性氧和自由基清除系统是由胞内抗氧化物质和氧化还原调控系统共同组成的。Tomomi等[6]在从鲫鱼寿司中分离筛选出5株菌(4株植物乳杆菌、1株肠膜明串珠菌)的基础上，通过研究发现这些菌株可以发酵乳糖，在含3g/L胆汁的乳酸细菌培养基(MRS)中生长，并具有清除DPPH•和O2•-的能力。
[7]KAI T, PAUL N, TIIU K, etal. The influence of antibacterial and antioxidative probioticLactobacillion gut mucosa in a mouse model ofSalmonellainfection. Microbial Ecology in Health and Disease, 2004, 16: 180-187.
乳酸菌抗氧化作用的研究
摘要：本文主要介绍了乳酸菌的抗氧化性和抗氧化作用模式，以及对其起抗氧化作用的物质进行了探讨，还对乳酸菌抗氧化性及抗氧化乳酸菌研究利用进行了展望。为食品工业中更好地开发利用乳酸菌的抗氧化特性提供参考依据。
关键词：抗氧化模式物质展望
乳酸菌是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。乳酸菌不仅可以提高食品的营养价值．改善食品风味，增加食品保藏期和附加值，而且具有特殊生理活性和营养功能。大量研究表明，乳酸菌能够调节机体胃肠道正常菌群、保持微生态平衡，降低血清胆固醇、抗肿瘤和免疫赋活作用，可抑制肠道内腐败菌生长繁殖和腐败产物的产生，增加营养，促进免疫能力，从而对机体的生理功能、免疫反应、肿瘤发生、衰老过程和应激反应等产生作用[1,2]。乳酸菌的生理功能与机体的生命活动息息相关。因此，乳酸菌被广泛用于轻工业、食品、医药及饲料工业等许多行业上。
3抗氧化的主要物质
乳酸菌中起抗氧化的物质有酶类物质和非酶类物质。
酶类物质主要有超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)等。此外，在一些乳酸菌（比如植物乳杆菌）中硫氧还蛋白还原酶是一种高效的还原酶，可以大大提高抗氧化效应2004年，Xiaokun Wan等人在人体肠道细菌——嗜酸乳杆菌(Lactobacfllusacidophilus)中首次分离、纯化和鉴定了阿魏酸酯酶(FAE)。FAE可以从不同的食品基质中生成阿魏酸(FA)。FA是一种普遍存在于植物细胞壁中并具有强清除自由基能力的物质。阿魏酸能大大增加谷胱甘肽转硫酶和醌还原酶的活性，抑制酪氨酸酶活性。此外，阿魏酸还能与膜磷脂酰乙醇胺结合，保护膜脂不受自由基的侵袭[12]。
[5]SONGISEPP E, KULLISAAR T, HUTT P, et a1．A new probiotic cheese with antioxidative and antimicrobial activity . J Dairy Sci,2004, 87(7):2017-2023.
[6]TOMOMI K, TAKASHI K, CHOA A, et al. Radical scavenging capacities of saba-narezushi, Japanese fermented chub mackerel, and its lactic acid bacteria. LWT - Food Science and Technology, 2012, 47: 25-30.
[11]TALWALKAR A, KAILASAPATHY K. Matabolic and biochemical responses of probiotic bacteria to oxygen. Journal of Dairy Science, 2003, 86: 2537-2546.
[12]欧仕益,包惠燕,蓝志东.阿魏酸及其衍生物的药理作用研究进展.中药材, 2001, 24(3):220-221.
2.2螯合金属离子
过渡金属离子是出现氧化损伤的另一种重要原因，机体内许多氧化过程是在金属离子的参与下进行的。金属离子被螯合后，便不能启动脂质过氧化的羟基自由基或使其不能分解脂过氧化氢，从而减缓了脂类化合物氧化的速度。因此，去除金属离子对抑制氧化显得非常重要。Kai等[7]在研究乳酸菌对肠粘膜的抗氧化作用时发现，乳酸菌菌株L. fermentumME-3是通过减少金属离子和脂质过氧化作用来提高整体抗氧化水平的。研究也证明，L. caseiKCTC 3260的抗氧化效果是通过螯合铜离子和亚铁离子来实现[8]。
参考文献
[1]LINMY, YENCL. Reactive oxygen species and lipid peroxidation product—
scavenging ability of yogurt organisms. J Dairy Sci, 1999, 82(8):1629-1634.
为此深入研究抗氧化乳酸菌具有潜在的意义：1)在自然食源中发掘具有抗氧化活性的乳酸菌新菌株，研究抗氧化机制；2)建立具有自主知识产权的乳酸菌菌种资源库；3)选择具有抗氧化活性的乳酸菌来生产发酵食品，为实现功能性发酵食品扩大化生产做好铺垫，并有望从食源角度为防治氧化应激及相关衰老疾病开拓新思路和提供理论依据。
[9]RAFFAELLA D C, ROSALINDA F S, ANNALISA P, et al. Effect of autochthonous lactic acid bacteria starters on health-promoting and sensory properties of tomato juices. International Journal of Food Microbiology, 2009, 8: 473-483.
[10]KULLISSSR T, SONGISEEP E, MIKELSAAR M, et al. Antioxidative probiotic fermented goats milk decreases oxidative stress-mediated atherogenicity in human subjects. British Journal of Nutrition, 2003, 90: 449-456.
[2]KOT E, FURMANOV S, BEZKOROVAINY A. Accumulation of iron in Lactic Acid
Bacteria and Bifidobacteria. J Food Sci, 1995, 60(3):547-550.
[3]LIN M Y, YEN C L. Antioxidative ability of lactic acid bacteria. J Agric Food Chem，1999, 47:1460-1466.
此外，乳酸菌在生长代谢过程中分泌到细胞壁外的黏液多wk.baidu.com或荚膜多糖。乳球菌胞外多糖具有增强机体抗氧化体系的功能。乳球菌胞外多糖具有重要的生物活性，至于乳球菌胞外多糖如何增强机体的抗氧化体系是今后研究的重点。
对于乳酸菌的抗氧化性物质研究不是很多，特别是非酶类物质，还有待于进一步研究，因此研究乳酸菌中起抗氧化作用的物质及主要成分，对于进一步了解乳酸菌的抗氧化作用的机制有重要作用。乳酸菌可能因菌株个体差异而具有不同的抗氧化作用机制，因此呈现不尽相同的抗氧化性质。
2.3乳酸菌中的氧化还原调控系统
乳酸菌有多种氧化还原调控系统，目前较多学者认为其主要由谷胱甘肽系统、硫氧还蛋白系统和“NADH氧化酶/NADH过氧化酶”系统组成。
在西红柿中分离出的植物乳杆菌和短乳杆菌等菌株时发现，用植物乳杆菌POM1和POM35发酵，可以明显提高西红柿汁的抗坏血酸(ASC)，谷胱甘肽(GSH)和总抗氧化能力(TTA)水平[9]。Kullisssr等[10]也得到类似结论，即大多数乳酸菌是通过产生SOD酶和GSH而具有清除羟自由基和过氧化氢能力。研究表明，一些乳酸菌具有还原活性，主要是由于菌株中NADH和NADPH起的作用[11]。
[8]LEE J, HWANG K, CHUNG M Y, et al. Resistance ofLactobacillus caseiKCTC 3260 to reactive oxygen species(ROS): role for a metal ion chelating effect[J]. Journal of Food Science, 2005, 70(8): 388-391.
4抗氧化乳酸菌应用现状与展望
乳酸菌是机体内必不可少的生理菌群，也是食品工业上的常用菌种。具有抗氧化活性的乳酸菌可以通过清除自由基、抑制脂质过氧化、降低丙二醛含量和提高抗氧化酶活力等作用用于发酵食品中。例如乳制品中的酸奶、发酵乳饮料；发酵植物制品如泡菜、酱腌菜、酸菜；发酵海产品如鲫鱼寿司、腌制鱼；发酵肉制品如腊肉、发酵肠等。同时，也可以利用乳酸菌的生理功效，生产保健品、药物以及制成具有抗氧化活性的片剂、胶囊、口服液等益生菌制品。
但对于乳酸菌的抗氧化活性物质及其抗氧化机制至今尚不清楚。一般认为乳酸菌中可能有一些抗氧化性的酶类和非酶类物质使其有具有卡氧化活性。
1乳酸菌的抗氧化活性
Lin等[3]研究中报道，在对19株乳酸菌包括嗜酸乳杆菌，保加利亚乳杆菌，嗜热链球菌，长双歧杆菌的一些菌株的无细胞提取物进行抗氧化实验发现，所有的被研究菌株对抗坏血酸的自动氧化具有抑制作用。Amanatidou等[4]发现，清酒乳杆菌(L．sake)具有抗氧化活性；Songisepp等[5]证实，发酵乳杆菌ME一3具有抗氧化和抗微生物活性；Bay等报道了给断奶的小鼠喂养乳酸菌时发现其大脑中的硫代巴比妥酸反应物(TBARS)减少。SOD酶的活性增强。