乳酸菌的前景及应用
190702043 滕飞
摘要：阐述了乳酸菌的定义、基本特征，同时对其在食品工业中应用及前景做了综述。
关键词：乳酸菌；应用；展望
随着生物技术的发展,对乳酸菌的研究越来越受微生物学家、营养学家、免疫学家和医学家们的关注和重视。经过乳酸菌发酵的食品酸度高、营养丰富、风味独特，同时还具有生物活性及良好的保健功能，因此越来越受到人们的青睐。
1．乳酸菌的定义和特征
乳酸菌(LaetiCaeidbaeteria)是一类革兰氏阳性杆菌或球菌、不形成芽抱、不运动、过氧化氢酶阴性、对葡萄糖发酵能产生50%以上乳酸的细菌的总称[1]。
它们具有以下基本特征[2]：1)细胞为革兰氏阳性；2)细胞形态为杆菌或球菌；3)过氧化氢酶为阴性；4)消耗的葡萄糖50%以上产生乳酸；5)不形成内生孢子；6)无运动性,或极少运动；7)分解蛋白质,但不产生腐败产物8)脂肪分解能力较弱。
2. 乳酸菌的保健功能
绝大部分乳酸菌是正常人、畜肠道中极为重要的生理菌群，担负着人、畜机体多种重要的生理功能，具有维持人体中微生态平衡的作用，与机体健康息息相关。
2.1改善肠道微生物菌群及肠道功能
乳酸菌是一类有益微生物，不仅存在于乳及乳制品中，也存在于人、畜肠道中，维持肠道菌群的生态平衡是其重要的作用。日本学者小林六造将肠道微生物分为耐酸的革兰氏阳性菌和不耐酸的革兰氏阴性菌两大类，这些微生物的种类、数量和定居部位都是相对稳定的，它们互相协调，共同形成一个微生态系[3]。
2.2降低血清中的胆固醇含量
Gilliland（1977年）对肠道乳杆菌的降胆固醇作用进行了研究，提出了乳酸菌在生长过程中，通过降解胆盐来促进胆固醇的分解代谢，从而降低胆固醇含量的观点[4]。Gilliland（1985年）和其他研究人员进一步指出，乳酸菌在厌氧条件和含有适量胆盐的高胆固醇培养基中生长时，嗜酸乳杆菌菌体细胞可以吸收胆固醇，从而降低介质中胆固醇的含量[5]。
2.3抑癌能力
肠道微生物的水解酶类可以将食物中的致癌物质前体转化为致癌物,乳酸菌的抑癌能力发挥作用的是乳酸菌及其代谢产物对这些酶类(如β-葡萄糖苷酸酶、甘氨胆酸水解酶、硝基降解酶、偶氮还原酶、7α-羟化酶、胰蛋白酶等)的抑制作用。1997年Matar[6]报道了用瑞士乳杆菌L89发酵乳的抗突变效应。从发酵乳中分离乳清丙酮抽提物及蛋白质部分，分别测试它们对4-硝基喹啉-N-氧化物的抗突变效应。发现它们都能明显抑制诱变剂的致突变作用。
2.4改善食物代谢，利于消化吸收
乳酸菌不仅可以产生一般微生物所产生的酶系，还可以产生一些
特殊的酶系，具有特殊的生理功能。
2.5增强宿主免疫力
乳酸菌是一种被公认的益生菌，能够刺激免疫系统，起到抗病作用。研究指出，乳酸菌刺激免疫系统是通过最初的细胞表面信号接受受体或通过直接的淋巴细胞活动来调节免疫系统[7]。
2.6延缓机体衰老
肠内腐败菌的作用是促使人体衰老的主要原因之一。乳酸菌在人体肠道定植后，产生大量乳酸，降低了肠道内的pH值和氧化还原电位，形成了不利于有害微生物的生存环境，降低了产毒微生物的活性，可以抑制胃肠道中腐败菌的生长，改善肠道内的微生物平衡
2.7其他功能
发酵乳制品如酸奶，可调节人体的神经功能。神经衰弱和长期失眠者，经常喝酸奶可起到一定的治疗效果。另外，发酵乳制品对胃病和糖尿病也有一定的疗效[8]
3.在食品工业上的应用
在食品工业上,主要利用乳酸菌的发酵作用来生产发酵食品,经过乳酸菌发酵的食品具有货架期长、风味独特、营养丰富、易消化吸收等特点。乳酸菌发酵的食品被公认为功能性食品[9,10]。
3.1在乳制品加工中的应用
酸奶是以鲜牛奶或奶粉为主要原料,经乳酸菌发酵而制得的产品。应用于酸奶生产的乳酸菌主要有乳杆菌属、链球菌属,此外还有双歧杆菌属。奶油又称黄油,是以原料乳经离心分离后所得的稀奶油
为主要原料,经杀菌、冷却、成熟、乳酸菌发酵、搅拌、压炼而制成的乳制品。应用于奶油生产的乳酸菌有以下几种：乳酸链球菌、乳油链球菌、嗜柠檬酸链球菌、副嗜柠檬酸链球菌、丁二酮乳链球菌等[11]。干酪是指原料乳经杀菌、冷却后，加入适量的乳酸菌发酵剂发酵，使蛋白质(主要是酪蛋白)凝固后，排除乳清，将凝块压成块状而制成的产品[12]。
3.2植物蛋白饮料加工
乳酸菌在植物蛋白饮料加工中的应用主要是生产酸豆奶和花生乳酸发酵酸奶[13]。酸豆奶和花生乳酸发酵酸奶可以作为酸奶的替代品为人们提供大量的优质蛋白，因此，开发酸豆奶和花生乳酸发酵酸奶具有巨大的经济效益和社会效益。
3.3 在蔬菜深加工中的应用
乳酸发酵在蔬菜深加工中的应用原来仅限于生产泡酸菜，近年来,随着食品科学的发展，乳酸发酵也被用于蔬菜乳酸发酵饮料的生产中。泡酸菜的制作过程属于自然发酵,不需接种乳酸菌。在高盐缺氧的环境下,乳酸菌的生长占优势，产生大量的乳酸，抑制了其他菌的生长。乳酸不仅使成品具有酸味，同时可与发酵过程中产生的醇类物质发生酯化反应,产生乳酸乙酯等,使成品具有香味；同时,发酵过程中部分蛋白质分解产生氨基酸，使成品具有鲜味。蔬菜乳酸发酵饮料是近几年来开发的新型保健饮料[14]。用于乳酸发酵的蔬菜主要有马铃薯、南瓜、山芋。
3.4在肉制品生产中的应用
主要用于生产发酵香肠。传统发酵香肠生产的关键是使乳酸菌成为优势菌,如果在某一生产环节出现意外,而使其他菌成为优势菌,则必然会导致产品质量的下降或完全腐败。发酵香肠的现代生产工艺是在原料中添加微生物纯培养的乳酸菌发酵剂,从而保证乳酸菌在整个发酵和成熟过程中占有绝对优势,再加上合理的工艺条件,使产品的安全和质量得到保证[15]。
3.5在食品防腐保鲜中的应用
乳酸菌对一些腐败菌和低温细菌有较好的抑制作用,其抗菌机制主要表现在3个方面：1)产生乳酸等有机酸,能显著降低环境pH值,使多数不耐酸的腐败菌和致病菌生长繁殖受到抑制；2)产生类似细菌素的细小蛋白质或肽，最具代表性的是乳酸链球菌素,其能够杀灭李斯特菌、金黄色葡萄球菌和产气的明串珠菌属等[16，17]；3)产生H2O2,激活牛乳中的过氧化氢酶-硫氰酸系统,抑制和杀灭革兰氏阴性菌、过氧化氢酶阳性细菌,如假单孢菌属、大肠杆菌类和沙门氏菌属等。
4.乳酸菌的应用前景
乳酸菌的生物学特性和保健功能，决定了它不仅在食品工业中有广泛的用途，在今后的保健食品中将占重要地位。在日本、瑞典等已开展用乳酸菌来治疗胃溃疡和胃肠炎的研究。
乳酸菌作为益生菌的应用已很久，对其进行体外试验也很多，但在体内的作用机制还不是很清楚。利用现代微生物技术和分子生物学技术来改造乳酸菌，使其大量表达我们所需的目的产物，或利用此手段来了解乳酸菌的代谢途径并加以改造，达到提高乳酸菌目的产物已
