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雙歧桿菌的保健功能及應用

蘇愛國

( 江蘇省揚州商務高等職業學校,江蘇 揚州 225009)

要:

雙歧桿菌是人和動物腸道內重要的生理活性菌之一,雙歧桿菌具有抗菌、防癌、增強免疫力、降低膽固醇等生理功能,還有預防、治療疾病,營養和保健等功效。

目前雙歧桿菌製劑已經被廣泛應用於保健食品和醫藥等領域,且仍有廣泛的發展前景。

雙歧桿菌是人體內具有調節腸道功能的有益菌,合理開發利用具有很大的潛力和廣闊的前景。

關鍵詞:

雙歧桿菌; 保健功能; 食品科學; 應用前景

中圖分類號:

R151.3

文獻標識碼:

A

文章編號:

1009-4717( 2011) 02-0061-04

雙歧桿菌( bifidobacterium) 是由法國巴斯德研究院的Tissier 學者於1899年採用厭氧培養法首次從健康母乳嬰幼兒的糞便中分離出來的一種專性厭氧菌,

它是人體中很重要的益生菌,是健康人腸道內定植且數量佔優勢的一種細菌,具有免疫調節、抗腫瘤、抗菌消炎、抗衰老、降血脂、營養、護肝、通便等一系列特殊生理保健功能,與人類的許多病理、生理現象密切相關,現已確認雙歧桿菌是人體健康的重要標誌之一

[1]

人們應用DNA 探針雜交、熒光原位雜交聚合酶鏈反應(PCR)、分子標記、基因晶片以及現代化醫藥研究高新技術,在分子學水平上相繼對雙歧桿菌的分類、優勢菌株的培育、自身代謝產生的生物活性物質、生理保健功能及其防治疾病作用和機制等進行了系統研究,並於1990年在日本首次舉行國際雙歧桿菌專題學術研討會,從而為雙歧桿菌研究的全面開展奠定了堅實基礎[2][3]。

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雙歧桿菌的類別

1。1 雙歧桿菌的生物學特性

雙歧桿菌是革蘭氏陽性多形態桿菌,不運動,無芽孢,呈現 Y 字型、V字型、彎曲狀、刮勺狀等形狀,末端常出現分叉,故名雙歧桿菌。菌落光滑,凸圓,邊緣完整,呈乳脂狀白色,閃光並有柔軟質地。過氧化氫酶陰性,抗酸染色陰性,不還原硝酸鹽、吲哚反應陰性,明膠液化試驗陽性。葡萄糖代謝屬於異型發酵,體內沒有醛縮酶和葡萄糖 - 6 - 磷酸脫氫酶,但是具有磷酸解酮酶活性,能把 2mol 葡萄糖發酵為3mol 乙酸或 2mol 乳酸,無脲酶活性。

雙歧桿菌專性厭氧,最適生長溫度是 37℃~41℃ ,在25℃~28℃ 或43℃~45℃也能生長。最適生長pH 值為6。7~7。0,在pH5。0 或高於8。0 不生長。藥敏實驗對多種抗生素敏感,如氯黴素、四環素、紅黴素等,但對氨苄青黴素、慶大黴素、痢特靈、丁胺卡那黴素、新黴素、環丙沙星等抗生素耐受。

1。2 雙歧桿菌的類別

根據DNA 的同源性和糖發酵研究測定發現,雙歧桿菌屬共分為 24 個種,而人類來源的只有 12 個種,其中能在人體腸道內定植並能用於製備保健食品的雙歧桿菌主要有兩歧雙歧桿菌( Bifidobacteriumbifidum) 、青春雙歧桿菌( Bifido.adolescentis) 、嬰兒雙歧桿菌( Bifido. infantis) 、短雙歧桿菌( Bifido.breve) 和長雙歧桿菌( Bifido.1ongum) 5 種[4][5]。通常,在嬰兒腸道內以嬰兒雙歧桿菌和短雙歧桿菌為優勢菌群,而在成人腸道內則缺少這兩種雙歧桿菌,僅有少量兩歧雙歧桿菌、青春雙歧桿菌和長雙歧桿菌存在,老年人腸道內無任何雙歧桿菌存在。近年來,隨著生物化學、遺傳學、微生態學等學科研究的飛速發展,以及DNA 探針雜交、基因雜交、基因測序、熒光原位雜交 PCR、分子標記、基因晶片等高新生物技術的不斷湧現[5][6],給雙歧桿菌的分類、品種選育等方面的研究提供了強有力的科學手段。到目前為止,已發現和報道的雙歧桿菌已達32 種[7]

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雙歧桿菌的生理功能及作用機制

2。1 雙歧桿菌的抗菌作用

雙歧桿菌對一些腐敗菌和低溫細菌有較好的抑制作用,

其抗菌機制主要表現有三個方面: 一是產生有機酸,能顯著降低環境中的 pH 值,使不耐酸的腐敗菌和致病菌生長繁殖受抑制。且雙歧桿菌屬異型乳酸發酵菌群,代謝產物除乳酸外,還有一定量的醋酸等,其抗菌效果更佳。二是產生似細菌素的蛋白質,有一定的殺菌作用。三是產生 H2O2,啟用機體產生過氧化氫酶,抑制和殺滅革蘭氏陰性菌( 如假單孢菌( Pseudomonadaceae) 、大腸埃希菌( Escherichia coli) 和沙門氏菌( Salmonella) 等。

2。2 雙歧桿菌的增強免疫功能作用

雙歧桿菌能夠啟用機體吞噬細胞的吞噬活性,提高抗感染能力。

在日常生活中,接受母乳餵養與人工餵養的嬰兒的差別之一就是體內雙歧桿菌的數量差異很大,接受母乳餵養的嬰兒身體免疫力很強。雙歧桿菌在腸道內定居,相當於自然免疫,可以誘發機體的特異性免疫反應。有人甚至將體內雙歧桿菌的數量作為健康的標誌,成為人體健康與否的評價指標之一。

2。3 雙歧桿菌的降低膽固醇作用

雙歧桿菌在代謝過程中,可產生羥基甲基戊二酸,能抑制羥基甲基戊二醯基輔酶A還原酶的活性,此酶參與膽固醇的合成,

所以食用發酵乳製品會使血液中膽固醇下降。另外,在發酵過程中產生的乳清酸,也可以起到降低膽固醇的效果。

2。4 雙歧桿菌的抗癌作用

雙歧桿菌抗腫瘤作用的機理是透過啟用吞噬細胞的吞噬活性,而不是直接具有殺細胞毒作用。

雙歧桿菌不僅活菌有抗癌性,死的菌體也有作用。

2。5 雙歧桿菌對人體健康的影響

第一,改善人體營養代謝。

雙歧桿菌可產生維生素B2、維生素 B6 及丙氨酸、天氡氨酸和蘇氨酸等人體必需的營養物質,對於人體具有不容忽視的重要營養作用。雙歧桿菌還能透過抑制某些維生素分解菌來保障維生素的供應。雙歧桿菌產生的磷蛋白磷酸酶可將乳中酪蛋白降解,有益於酪蛋白的吸收。雙歧桿菌可以降低血清膽固醇和甘油二脂,具有改善脂質代謝紊亂的作用。

第二,維持人體腸道有益菌平衡。

雙歧桿菌的細胞壁可粘附於腸粘膜的上皮細胞阻止致病菌的入侵,同時透過以下幾種方式抑制有害菌的生長。一是雙歧桿菌在代謝酶類時,產生大量的乙酸和甲酸,環境pH 下降,從而抑制致病菌的生長,並且有機酸可促進腸道蠕動,防止便秘。二是雙歧桿菌具有結合膽酸水解酶,能使結合膽酸遊離,可有效抑制致病菌生長。三是雙歧桿菌能產生抗菌物質,利用雙歧桿菌可調節和協同其他腸道群落,維持腸道菌群平衡,促進腸道蠕動的功能,可較好地治療習慣性便秘。

第三,改善乳糖不耐症。

由於成年人腸道內缺乏乳糖酶,使乳糖在腸道中積累,成為腐敗菌的發酵基質,引起腹瀉、腹脹、腹痛等症狀,即為乳糖不耐症。服用雙歧桿菌製劑可明顯改善乳糖不耐症。

第四,抗衰老。

發育良好的雙歧桿菌可以阻止有害物菌在腸道內繁殖,阻止其生成的有害物由腸道向血中轉移,而且可以使血中的氨向腸內運動,減少肝、腎、心臟等臟器受損害的可能性,減緩衰老程序,其可能的機制為: 雙歧桿菌能明顯增加血液中超氧化物歧化酶的活性和含量,從而減少自由基參與的氧化反應導致的機體衰老[3]。

第五,

改善肝功能。

肝硬化患者長期服用雙歧桿菌,則血液中的氨、酚等和尿中的尿蘭母含量降低,糞便中雙歧桿菌增多,食慾增高,體重增加,蛋白質代謝趨於正常,肝功能得到改善。

3、雙歧桿菌製劑的開發利用現狀

雙歧桿菌具有預防、治療疾病、營養和保健等功效。

近年來,人們對抗生素飼料新增劑的弊端有了越來越深刻的認識,如破壞腸道正常菌群的生態平衡、產生耐藥菌株、藥物殘留等直接危害人類健康、破壞生態環境和引起環境汙染,許多發達國家已禁止或限制使用某些抗生素和化學類生長促進劑。許多學者紛紛投入到能夠克服這些弊端的微生態製劑的研究開發中,大大推動了微生態製劑的發展。

雙歧桿菌製劑是利用宿主自身的生理性菌———雙歧桿菌透過工業化擴大發酵製成活菌製劑,再回歸宿主原來的生境,達到調節和維護機體生態平衡。

目前雙歧桿菌製劑已經廣泛應用於保健食品、醫藥等領域。

一是雙歧桿菌藥品。

常選用嬰兒雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌、長雙歧桿菌或短雙歧桿菌而製成的單株或雙株( 與其他益生菌搭配) 的活菌製劑,如麗珠腸樂、培菲康、金雙歧等。

二是雙歧桿菌與藥成分搭配的保健藥品。

許多中藥成分對雙歧桿菌具有促進作用,如人參、黨參、枸杞、大黃等提取物是良好的促雙歧因子。日本富山醫科藥科大學的小橋先生研究了大黃對雙歧桿菌的關係。目前人參提取液與其他寡糖配合的產品已問世。

三是雙歧桿菌與雙歧因子搭配的保健食品。

雙歧桿菌與寡糖、葡萄糖酸、精氨酸配合,對青春雙歧桿菌有選擇的增殖作用,發揮特有的免疫賦活功能。

四是雙歧桿菌發酵飲品的保健食品。

雙歧桿菌與保加利亞乳桿菌( Lactobacillus bulgaricus) 、嗜熱鏈球菌( Streptococcus thermophilus) 為生產發酵劑,以牛乳、豆乳為載體或用牛乳、大豆搭配作載體混合發酵製成營養豐富的仿生食品和飲料,對特定人群有非常重要的生理功能。

五是擴大雙歧桿菌利用面,促進雙歧桿菌向多元化方向發展。

雙歧桿菌富含 B 族維生素,該菌的代謝產物富含( L + ) 乳酸和一些酶類,可用來生產微生態護膚品或其他化妝品。除用於特定保健食品和醫藥外,在畜業、水產業和肉製品加工中也廣泛應用,大有開發價值。

隨著微生態理論的發展和生物工程技術的進步,雙歧桿菌製劑將在以下幾個方面取得進展: 一是改進劑型、製劑的組成和製備技術來提高製劑的穩定性和療效,延長儲存期,使之便於攜帶。如將雙歧桿菌活菌液用真空冷凍技術製成活菌乾粉,然後製成腸溶片。二是加強雙歧因子製劑的研製與開發,克服活菌製劑生產困難和儲存期短、失活等方面的弊端,開闢新的有效途徑。三是採用生物工程技術,改造生理菌種遺傳基因,構建出粘附定植力強、菌株穩定、耐氧、耐酸、耐抗生素的優良菌株。

4、小

雙歧桿菌具有預防、治療疾病、營養和保健的功效。

目前由於抗生素的廣泛使用,經常會出現胃腸道菌群失調的疾病,為了人類的健康和高質量的生活,開發雙歧桿菌生態製劑仍是未來的發展方向。益生菌與益生元有協同作用,我們可以把兩者結合起來,提高雙歧桿菌在人體腸道內定植、繁殖力,利用基因工程手段構建新菌株,篩選出耐氧、耐酸等抗性強的菌株。雙歧桿菌抗菌素的研究已成為雙歧桿菌研究的新熱點,特別是重點研究抗菌素的分子結構與功能的關係以及在食品中的應用。另外,有關抗菌素基因的克隆、表達及調控也具有極大的研究價值。有關雙歧桿菌的代謝酶系、生理功能機理、厭氧機理以及基因操作等方面的研究必將成為雙歧桿菌的研究新熱點。

21 世紀是生命科學的世紀,社會的進步,促使人們的精神壓力和工作壓力增大,尋求健康長壽,提高生活質量是生命科學研究的主題,對雙歧桿菌的開發利用具有巨大的潛力和廣闊的市場。

參考文獻:

[1]van der Werf MJ,Venema K. Bifidobacteria: genetic modification and the study of their role in the colon[J]. J Agric Food Chem,2001( 49) : 378 - 383.

[2]Satokari RM,Vaughan EE,Akkermans AD,et a1. Bifidobacterial diversity in human feces detected by genus - specific PCR and denaturing gradient gel electrophoresis[J]. Appl Environ Microbiol,2001( 67) : 504 - 513.

[3]Elmer GW. Probiotics: living drugs[J]. Am J Health Syst Pharm,2001( 58) : 1101 - 1109.

[4]陳文學,史俊華. 雙歧桿菌的研究進展[J]. 中國微生態學雜誌,2000( 12) : 298 - 300.

[5]Requena T,Burton J,Matsuki T,et a1. Identification,detection,and enumeration of human bifidobacterium species by PCR targeting the transaldolase gene[J]. Appl Environ Microbiol,2002( 68) : 2420 - 2427.

[6]Ventura M. Reniero R,Zink R. Specific identification and targeted characterization of Bifidobac - erium lactis from different environmental isolates by a combined muhiplex - PCR approach[J]. Appl Environ Microbiol,2001( 67) : 2760 - 2765.

[7]藍景剛,胡宏. 雙歧桿菌的免疫調節作用研究進展[J].中國微生態學雜誌,2002( 14) : 122-封 3.

本文轉載於2011年第2期揚州大學烹飪學報 第 28 卷總第 102 期

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