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乳酸菌
能產(chǎn)生乳酸的益生菌
乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）是一類(lèi)能利用可發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的細菌的統稱(chēng)。這類(lèi)細菌在自然界分布極為廣泛，具有豐富的物種多樣性，至少包含18個(gè)屬，共200多種。除極少數外，其絕大部分都是人體內必不可少的、且具有重要生理功能的菌群，廣泛存在于人體的腸道中。
乳酸菌不僅是研究分類(lèi)、生化、遺傳、分子生物學(xué)和基因工程的理想材料（在理論上具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值），而且在工業(yè)、農牧業(yè)、食品和醫藥等與人類(lèi)生活密切相關(guān)的重要領(lǐng)域具有極高的應用價(jià)值。
存在分布
乳酸菌是一種益生菌，其能夠將碳水化合物發(fā)酵成乳酸，
因而得名。乳酸菌分布廣泛，通常存在于肉、乳和蔬菜等食品及其制品中。此外，乳酸菌也廣泛存在于畜、禽腸道及少數臨床樣品中，其中，在人類(lèi)和其他哺乳動(dòng)物的口腔、腸道等環(huán)境中的乳酸菌，是構成特定區域正常微生物菌群的重要成員。
形態(tài)分類(lèi)
乳酸菌是發(fā)酵糖類(lèi)主要產(chǎn)物為乳酸的一類(lèi)無(wú)芽孢、革蘭氏染色陽(yáng)性細菌，其包含許多種屬。大多數乳酸菌不運動(dòng)，少數以周毛運動(dòng)，菌體常排列成鏈。乳酸鏈球菌族，菌體球狀，通常成對或成鏈。乳酸桿菌族，菌體桿狀，單個(gè)或成鏈，有時(shí)成絲狀，產(chǎn)生假分枝。普通的乳酸菌，活力極弱，它們只能在相對受限制的環(huán)境中存活，一但脫離這些環(huán)境，其自身就會(huì )遭到滅亡。
乳桿菌屬
乳桿菌細胞形態(tài)多樣，（0.5~1.2）μm×（1.0~10.0）μm。長(cháng)或細長(cháng)桿狀彎曲形短桿狀及棒形球桿狀，通常成短鏈。革蘭氏陽(yáng)性，不生孢。細胞罕見(jiàn)以周生鞭毛運動(dòng)。在營(yíng)養瓊脂上的菌落凸起、全緣無(wú)色，直徑2mm~5mm。
片球菌屬
片球菌的細胞呈球形，永不延長(cháng)，直徑12μm~20μm。在適宜條件下，分裂以直二個(gè)方向形成四聯(lián)，雖有時(shí)也可出現成對排列，單個(gè)細胞間，不形成鏈狀。不運動(dòng)，不產(chǎn)芽孢。
雙歧桿菌屬
雙歧桿菌是形態(tài)很不一致的桿菌，（0.5~1.3）μm×（1.5~8）μm，常呈彎、棒狀和分支狀。單生、成對、Ⅴ字排列，有時(shí)成鏈，細胞平行成柵欄狀，或玫瑰花結狀。偶爾呈膨大的球桿狀。
陰串珠菌屬
陰串珠菌細胞呈球形或豆狀，成對或成鏈排列。在自然生長(cháng)環(huán)境中，明串珠菌細胞呈對或短鏈狀排列；在某些競爭性生長(cháng)的環(huán)境中，細胞排列成較長(cháng)的鏈。
繁殖發(fā)育
乳酸菌在固體培養基上菌落較小，生長(cháng)緩慢。在液體發(fā)酵培養基內可以很快的生長(cháng)，離心洗滌后可以獲得純度較高的菌體，且兼具需氧和厭氧的性能。
研究表明，低聚糖能夠促進(jìn)乳酸菌增殖，其促進(jìn)有益菌增殖、抑制病原微生物的功能有多種途徑：其一是屏障作用，描述為對腸道黏膜上皮的競爭性抑制；其二是代謝產(chǎn)物對病原菌和抑制作用。Stewart等（1993），Tomilka等（1992）證實(shí)異麥芽低聚糖（IMO）能促進(jìn)雙岐桿菌、乳酸菌增殖，這些菌代謝產(chǎn)生的低能脂肪酸可以降低pH值，因而大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等都對酸性條件敏感的細菌生長(cháng)受到低pH的抑制。而腸道的乳酸菌（如雙岐桿菌）本身凝集素的活性明顯高于致病菌（如大腸桿菌和沙門(mén)氏菌），這可能是腸道正常菌群在競爭性排斥作用中具有明顯競爭優(yōu)勢的原因之一。
生理功能
乳酸菌通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生的有機酸、特殊酶系、酸菌素等物質(zhì)具有特殊生理功能。大量研究資料表明，乳酸菌能促進(jìn)動(dòng)物生長(cháng)，調節胃腸道正常菌群、維持微生態(tài)平衡，從而改善胃腸道功能、提高食物消化率和生物效價(jià)、降低血清膽固醇、控制內毒素、抑制腸道內腐敗菌生長(cháng)、提高機體免疫力等。
促進(jìn)機體生長(cháng)
乳酸菌在體內能夠正常發(fā)揮代謝活性，分解食物中的蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、合成維生素以及對脂肪。在乳酸菌蛋白酶的作用下，食物中的大分子蛋白質(zhì)部分降解為宿主可以直接利用的小分子肽和必需氨基酸，顯著(zhù)提高了食物的消化率和生物價(jià)，促進(jìn)胃腸的吸收。經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后，食物中的乳糖可被乳酸菌轉化成葡萄糖和半乳糖，進(jìn)而轉變?yōu)槿樗岬刃》肿踊衔?，易于消化。部分脂肪可被乳酸菌發(fā)酵降解，易于消化并增加其中游離脂肪酸、揮發(fā)性脂肪酸的含量。乳酸菌在代謝過(guò)程中消耗部分維生素，同時(shí)合成葉酸等B族維生素，提高礦物元素的生物活性，進(jìn)而達到為宿主提供必需營(yíng)養物質(zhì)、增強營(yíng)養代謝、促進(jìn)其生長(cháng)的作用。此外，乳酸菌產(chǎn)生的酸性代謝產(chǎn)物可以使腸道環(huán)境呈現偏酸性，與一般消化酶的最適pH符合(淀粉酶6.5、糖化酶4.4)，有利于營(yíng)養素的消化吸收。
維持腸道菌群平衡
動(dòng)物的整個(gè)消化道在正常情況下都寄生有大量的微生物，按照它們的作用可分為三類(lèi)：①共生性類(lèi)型，主要是兼性厭氧菌。在生態(tài)平衡時(shí)，它們的各項生理功能都對宿主有利。②致病性類(lèi)型，正常情況下數量較少，寄生于正常部位，不致宿主發(fā)??；失控時(shí)可導致宿主的不良反應。③中間性類(lèi)型，同時(shí)具有生理和致病兩種作用。
改善免疫能力
乳酸菌制劑能夠增強免疫力表現在兩方面：一是影響非特異性免疫應答，增強單核吞噬細胞、多形核白細胞的活力，刺激活性氧、溶酶體酶和單核因子的分泌；二是刺激特異性免疫應答，如加強粘膜表面和血清中IgA、IgM、IgG等免疫球蛋白的水平，加強體液免疫，促進(jìn)T淋巴細胞和B淋巴細胞的增殖，加強細胞免疫。
乳酸桿菌和雙歧桿菌一方面能明顯激活巨噬細胞的吞噬作用，另一方面由于它能在腸道定植，相當于天然自動(dòng)免疫。它們還能刺激腹膜巨噬細胞、誘導產(chǎn)生干擾素、促進(jìn)細胞分裂、產(chǎn)生抗體及促進(jìn)細胞免疫等，所以能增強機體的非特異性和特異性免疫反應，提高機體的抗病能力。當異物侵入機體時(shí)，免疫細胞被乳酸菌激活，增強了機體對異物產(chǎn)生抗體的作用。Chndra（1984）認為，乳酸菌之所以具有刺激機體產(chǎn)生抗體的作用，是由于菌體通過(guò)淋巴結、粘膜刺激淋巴細胞接受刺激的淋巴細胞再通過(guò)腸系膜淋巴結（MIN）循環(huán)到血流中，并分布全身，從而調節機體的免疫應答。
抑制有害菌群生長(cháng)
乳酸菌對一些腐敗菌和低溫細菌有較好的抑制作用，可用于防治腹瀉、下痢、腸炎、便秘和由于腸道功能紊亂引起的多種疾病以及皮膚炎癥。其抗菌機制主要體現于以下幾個(gè)方面：
①產(chǎn)生的乳酸等有機酸能顯著(zhù)降低環(huán)境pH值和Eh（氧化還原電位）值，使腸內處于酸性環(huán)境，對于致病菌如痢疾桿菌、傷寒桿菌、副傷寒桿菌、彎曲桿菌、葡萄球菌等有拮抗作用；
②產(chǎn)生的過(guò)氧化氫能夠激活牛乳中的“過(guò)氧化氫酶-硫氰酸”系統，抑制和殺滅革蘭氏陰性菌、過(guò)氧化氫酶陽(yáng)性細菌如假單胞菌屬、大腸桿菌類(lèi)和沙門(mén)氏菌屬等；
主要應用
食品工業(yè)
1、發(fā)酵乳制品加工
酸奶是利用乳酸菌發(fā)酵牛乳、羊乳等動(dòng)物乳類(lèi)制成的發(fā)酵乳制品，在
世界范圍內歷史都非常悠久。由于動(dòng)物乳中的乳糖和酪蛋白等營(yíng)養物質(zhì)經(jīng)乳酸菌分解后，易于人體吸收且可以緩解亞洲人種普遍存在的乳糖不耐癥，因此廣受歡迎。
活性乳酸菌飲料是利用乳酸菌對乳類(lèi)發(fā)酵進(jìn)而調配制成的發(fā)酵乳飲料，它以清爽的口感、獨特的風(fēng)味和較高的營(yíng)養保健功能得到廣大消費者的青睞。其最大優(yōu)勢在于飲料中的乳酸菌是以活菌形式存在于產(chǎn)品中，從而有助于發(fā)揮乳酸菌在人體腸道中的生理功能。
奶油和干酪。乳酸菌發(fā)酵可用于生產(chǎn)稀奶油，發(fā)酵中產(chǎn)生的乳酸在某種程度上可以抑制腐敗菌繁殖，提高奶油的穩定性；而另一作用則是產(chǎn)香，因此發(fā)酵法生產(chǎn)的酸奶油比甜奶油具有更濃的芳香味。干酪是在乳中加入適量的乳酸菌發(fā)酵劑，使乳中蛋白質(zhì)凝固后，排除乳清，將凝塊壓制而成的產(chǎn)品。加入的乳酸菌發(fā)酵劑發(fā)酵產(chǎn)酸，可使干酪成熟，產(chǎn)生風(fēng)味。
2、果蔬及谷物制品加工
泡菜加工：在泡菜生產(chǎn)加工過(guò)程中，乳酸菌利用蔬菜的養料發(fā)酵，可提高蔬菜制品的營(yíng)養價(jià)值，改善蔬菜制品風(fēng)味，防止敗壞。
發(fā)酵豆乳制品：大豆制成豆漿，接種嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌或植物乳桿菌等發(fā)酵劑，38～42℃培養6～10h，可以制得無(wú)豆腥味、凝固狀態(tài)良好、酸甜比合適的酸豆乳產(chǎn)品。
3、發(fā)酵肉制品加工
乳酸菌在肉制品中繁殖產(chǎn)酸，可將NO還原成NO，NO通過(guò)與肉中肌紅蛋白結合可以賦予肉制品明亮的鮮紅色。乳酸菌的產(chǎn)酸作用還可以抑制雜菌的生長(cháng)繁殖，從而防止了肉色變綠和脂肪氧化。利用乳酸菌發(fā)酵肉制品，還可以延長(cháng)發(fā)酵肉制品的貨架期，降低發(fā)酵肉制品中亞硝酸鹽含量，提高該類(lèi)食品的食用安全性。
4、天然食品防腐劑
乳酸菌素是一類(lèi)由乳酸菌在代謝過(guò)程中合成產(chǎn)生并分泌到胞外的抗菌多肽或蛋白，具有溶菌作用。因為乳酸菌被認為是世界公認安全的食品級微生物，其產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)可作為天然的食品防腐劑直接應用于食品工業(yè)。
5、調味品生產(chǎn)
釀造發(fā)酵醬油過(guò)程中適當地人工接種乳酸菌能使醬油香氣濃，風(fēng)味佳，質(zhì)地好。在豆醬發(fā)酵中加入乳酸菌產(chǎn)生有機酸，能產(chǎn)生多種風(fēng)味物質(zhì)，而且豆醬發(fā)酵穩定，可以防止豆醬酸敗。液體深層發(fā)酵制醋時(shí)，加入的乳酸菌可代謝產(chǎn)生有機酸、雙乙酰及其衍生物等食醋中的主要風(fēng)味物質(zhì)。另外，乳酸菌還可與酵母菌一起用于啤酒、葡萄酒及奶酒的生產(chǎn)。
6、生產(chǎn)乳酸
乳酸不僅是一種優(yōu)良的食品工業(yè)原料，更作為一種重要的有機酸在化工工業(yè)中有著(zhù)廣泛的用途。通過(guò)淀粉、糧食、纖維素、工農業(yè)及民用廢物等可再生資源，利用乳酸菌等微生物發(fā)酵法大規模生產(chǎn)乳酸，因其原料來(lái)源廣泛、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品光學(xué)純度高、安全性高等優(yōu)點(diǎn)而成為生產(chǎn)乳酸的重要方法。
1、制作優(yōu)質(zhì)青貯飼料
青貯飼料的制成是依靠乳酸菌的發(fā)酵來(lái)完成的，乳酸菌作為一種厭氧菌，依靠植物中的糖分維持生存，兩者相互依存。乳酸菌在畜牧業(yè)的應用中一般是對同型乳酸菌進(jìn)行接種，從而使青貯飼料中 pH 值適當降低，使其中的乳酸含量上升，從而使青貯飼料的品質(zhì)得到提高。在青貯過(guò)程中，乳酸菌通過(guò)不斷生長(cháng)繁殖，將植物中的糖分轉換成乳酸，而大量的乳酸菌的生長(cháng)又制了其他菌類(lèi)的繁殖，保持了植物養分的完整性和安全性。而且，青草植物通過(guò)乳酸菌的發(fā)酵，還能提高牲畜的食欲。同時(shí)，有乳酸菌發(fā)酵制成的青貯飼料在冬季等枯草季節也能為牲畜提供口感好、養分高的優(yōu)質(zhì)草料，受到各類(lèi)家畜和養殖畜牧業(yè)的熱烈歡迎。
2、提高禽畜生產(chǎn)性能
在禽畜的生產(chǎn)過(guò)程中，使用乳酸菌能夠使其生產(chǎn)性能得到改善。例如，分別添加 0.50%濃度、0.10%濃度、0.05%濃度的乳酸菌，能夠發(fā)現使用乳酸菌，可以使雛雞的成活率得到顯著(zhù)提高；防止仔豬腹瀉病的發(fā)生是養豬的關(guān)鍵。當其發(fā)生腹瀉時(shí)，乳酸菌可將乳糖轉化為乳酸，因而降低了腸道 pH 值，抑制了大腸桿菌的生長(cháng)。研究證實(shí)，乳酸菌制劑能明顯提高斷奶仔豬的生產(chǎn)性能。
乳酸菌代替抗生素在水產(chǎn)養殖中的應用主要體現在水質(zhì)改良、治療疾病以及對水產(chǎn)動(dòng)物免疫等方面。以飼料形式飼喂的乳酸菌一部分可以在腸道內定植，大部分則通過(guò)糞便排泄到水中，從而使水體中乳酸菌的數量升高成為優(yōu)勢菌。這樣不僅可通過(guò)競爭性抑制作用明顯抑制腸道和水體的弧菌，而且還可通過(guò)直接的化學(xué)作用和間接的促進(jìn)微生物的反硝化作用消除水體中的亞硝酸鹽，起到凈化水質(zhì)的效果。
乳酸菌類(lèi)微生態(tài)制劑為飼料和畜牧水產(chǎn)養殖業(yè)提供了一條高效、無(wú)害、無(wú)污染的新選擇。隨著(zhù)越來(lái)越多的新菌種和特異性菌株在生產(chǎn)中使用，我們要充分考慮動(dòng)物菌群自身特點(diǎn)以及寄生與環(huán)境之間的關(guān)系，科學(xué)合理地使用，使其達到最大的生態(tài)效應和經(jīng)濟效益。
參考資料
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乳酸菌在水產(chǎn)養殖中的應用及使用注意事項2018-07-20T16:22:59+08:00[引用日期2022-05-19 11:51:12]
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酸奶真的有助于消化！但和你以為的不是一回事……2022-02-24T14:36:35+08:00[引用日期2022-05-19 11:55:59]
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干酪營(yíng)養豐富易吸收 將成我國乳制品消費新增長(cháng)點(diǎn)2019-03-20T11:10:46+08:00[引用日期2022-05-19 12:20:12]
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小盆友最?lèi)?ài)的“乳酸菌飲品”，究竟該如何選擇？2017-07-16T18:42:32+08:00[引用日期2022-05-19 12:34:12]
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淺析幾種常見(jiàn)微生物制劑在水產(chǎn)養殖中的應用2019-08-30T10:09:59+08:00[引用日期2022-05-19 12:41:45]
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