益生菌发酵桑葚汁工艺优化及其品质评价文献综述

 2022-07-21 15:11:23

文献综述

1 益生菌的概念

益生菌是一类能够促进宿主肠内微生物菌群的生态平衡,对宿主健康及生理功能产生有益作用的活性微生物。2001年世界粮农组织(FAO)和世界卫生组织WHO将益生菌定义为:通过摄取适当的量,对食用者的身体健康能发挥有效作用的活菌。目前在世界范围内,学者们对其定义还存在着争议。与益生菌相近的术语包括微生态制剂、微生物生长促进剂、直接饲喂微生物等。有人认为益生菌可为单株,也可为多种菌株的发酵产物。目前普遍认为作为益生菌的细菌应具备以下条件: ①对宿主有益;②无毒性作用和无致病作用;③能在消化道存活;④能适应胃酸和胆盐;⑤能在消化道表面定植;⑥能够产生有用的酶类和代谢物;⑦在加工和贮存过程中能保持活性;⑧具有良好的感官特性[1]

1.1 益生菌发酵菌种

目前应用于食品的益生菌主要有乳杆菌类(如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、詹氏乳杆菌、拉曼乳杆菌等),双歧杆菌类(如长双歧杆菌、短双歧杆菌、卵形双歧杆菌、嗜热双歧杆菌等)和革兰氏阳性球菌(如粪链球菌、乳球菌、中介链球菌等)。

1.1.1 乳杆菌

乳杆菌是一群生活在机体内益于宿主健康的微生物,它维护人体健康和调节免疫功能的作用已被广泛认可。乳酸杆菌属乳酸杆菌科,因发酵糖产生大量乳酸而命名。

主要来源:乳酸杆菌(Lactobacillus)是一群杆状或球状的革兰氏阳性菌,其DNA中G C含量低于55%,可发酵碳水化合物(主要指葡萄糖)并产生大量乳酸,在自然界分布广泛,是动物和人肠道等处重要的生理性菌群之一。该类群细菌绝大多数对动物和人无毒、无害,负担着动物体内重要的生理功能。 在乳酸菌中,乳酸杆菌是最大的一个属,其定义为杆形乳酸杆菌。乳杆菌属与动物关系最密切,它是动物和人类肠道和阴道中占优势的菌群之一。乳杆菌分布广泛,动物和人类从口腔到直肠始终都有该菌存在。乳杆菌的发酵,是采取同化乳酸发酵(糖类只产生乳酸)和异化乳酸发酵(从糖产生50%以上的乳酸及其他物质)两种方式进行的。

乳酸杆菌己知的生理功能主要表现为:阻止病原菌对肠道的入侵和定植,抑制病原菌,抗感染,维持肠道的微生态平衡,预防和抑制肿瘤的发生,增强机体免疫力,促进消化,合成氨基酸和维生素,降低胆固醇,抑制内毒素的生产,延缓衰老和抗辐射等[2]

发酵乳杆菌抗菌活性:多种乳酸菌被证实产生的代谢产物能抑制其他腐败微生物的生长,常见的代谢物质如乳酸、氧化氢、细菌素等。因菌种和菌株的不同,抑菌物质产生的种类和数量存在较大的差异。 Yan对传统发酵乳制品中的发酵乳杆菌进行了抗菌活性的研究,结果表明:所有筛选的菌株都表现出一定的对不同食物腐败或病原菌的抑制能力。Liliana研究了益生发酵乳杆菌L23在小鼠阴道中对大肠杆菌的预防和抑制作用,结果表明:L23在感染大肠杆菌前服用能起到防止大肠杆菌生长的作用,而在感染后期施用,可以起到抑制大肠杆菌生长的效果[2]。因此L23被认为具有在阴道环境原位抑制病原微生物的能力。分离至人乳中,研究证实该菌株为潜在的益生菌株,在肠道环境中具有高存活率和很强的粘附肠道细胞的能力,能够促进黏蛋白基因的表达,产生抑菌物质,在体内外都表现出了免疫活性和对病原微生物的抑制活性以及能降低鼠类肠道炎症的现象。综上所述,不同来源的发酵乳杆菌菌株都可能具有较强的抑菌能力。从菌株的抑菌范围来看,不仅对革兰氏阳性菌株,而且对革兰氏阴性菌株也具有较强的抑菌特性。由于发酵乳杆菌具有耐受肠道环境的能力,因此还能在动物肠道中起到原位杀菌或抑菌的效果。发酵乳杆菌菌株的抑菌特性主要来自于其代谢产物,除了乙酸、乳酸、琥珀酸和腐胺等外,发酵乳杆菌也能代谢细菌素类物质。研究结果证实此物质结构和性质与细菌素相似,不但对革兰氏阳性菌具有抑制作用,而且对革兰氏阴性菌如大肠杆菌、假单胞菌、沙门氏菌也具有抑制和杀灭作用,其主要成分为大分子的糖蛋白和脂蛋白[3]

发酵乳杆菌的免疫活性:益生乳酸菌被证实对机体具有免疫调节作用,其功能主要表现在有效促使免疫系统的发育;通过改变Thl/Th2比例调节机体的免疫力;增强动物的免疫耐受能力;调节Toll受体在免疫调节中的作用;改变黏膜表面的糖基化等。另有研究指出,乳杆菌发挥其免疫调节作用的原因之一来自于其细胞壁组分(如磷壁酸和肽聚糖),后者可以作为一种主要的病原相关分子模式被机体的固有免疫系统所识别,从而增强机体对外来抗原的反应。还有研究指出,乳杆菌在热致死过程中,菌体的细胞膜壁遭到破坏,也可能释放出细胞内与调节免疫活性相关的活性物质(如菌体蛋白或多糖类物质等)。由此推测,乳杆菌的细胞壁成分、代谢产物、菌体细胞等均有可能刺激机体的肠道黏膜免疫系统。有学者将活的和热致死的发酵乳杆菌用于对牛乳beta;-乳球蛋白(BLG)致敏小鼠Th1/Th2细胞平衡、血清抗体水平及T淋巴细胞亚群数量的影响进行研究,探讨其缓解过敏反应的作用。结果发现发酵乳杆菌干预可改善小鼠的BLG过敏症状,其作用可能与促进Thl占优势的Thl/Th2细胞平衡,阻断IgE分泌及平衡T淋巴细胞亚群数量相关。因此,该菌株具有增强自身的和可获得的免疫反应的能力。 发酵乳杆菌 CECT5716与啮齿动物骨髓来源的巨噬细胞作用,能减少脂多糖诱导的炎症应答反应。通过小鼠体内试验也证实,食用CECT5716 可增加Th1细胞因子的产生,并增加细胞中IgA的浓度。刘经森等对发酵乳杆菌(Lb-f)在体内的抗癌活性进行研究,表明发酵乳杆菌能显著提高小鼠单核巨噬细胞系统细胞的吞噬能力,诱发小鼠对致敏原的迟发型免疫应答,并增强小鼠抗绵羊红细胞凝集素抗体滴度。说明菌株Lb-f不仅能促进非特异性免疫反应,还能促进特异性免疫反应包括T细胞介导的细胞免疫和B细胞介导的体液免疫[4]

其他益生特性:随着对发酵乳杆菌研究的进一步深入,除了上述的益生特性,其抗氧化特性、缓解肝脏和肠道损伤等益生特性也逐渐被证实。

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