乳酸桿菌

乳酸桿菌屬乳酸桿菌科，因發酵糖產生大量乳酸而命名。其存在廣泛，嗜酸 性，生存最適ph為5.5～6.0,當然，在ph3.0～4.5的環境中仍然能生存。它在無芽胞桿菌中是耐酸力最強的。一般在厭氧條件下繁殖。

乳酸桿菌(Lactobacillus)是一群桿狀或球狀的革蘭氏陽性菌，其DNA中G+C含量低於55%，可發酵碳水化合物(主要指葡萄糖)併產生大量乳酸，在自然界分佈廣泛，是動物和人腸道等處重要的生理性菌群之一。該類群細菌絕大多數對動物和人無毒、無害，負擔著動物體內重要的生理功能。在乳酸菌中，乳酸桿菌是最大的一個屬，其定義為桿形乳酸桿菌。乳桿菌屬與動物關係最密切，它是動物和人類腸道和陰道中佔優勢的菌群之一。乳桿菌分佈廣泛，動物和人類從口腔到直腸始終都有該菌存在。乳酸桿菌己知的生理功能主要表現為：阻止病原菌對腸道的入侵和定植，抑制病原菌，抗感染，維持腸道的微生態平衡，預防和抑制腫瘤的發生，增強機體免疫力，促進消化，合成氨基酸和維生素，降低膽固醇，抑制內毒素的生產，延緩衰老和抗輻射等。大量事實證明，只要腸道中乳酸桿菌的數量減少或丟失，出現菌群失調，就可能導致某種疾病的發生；只要腸道中乳酸桿菌的數量增加，區系得到平衡，就可以促進機體健康和治療某種疾病。可見，增加機體腸道中乳酸桿菌的數量是預防和治療某些疾病的一種重要措施。

革蘭氏陽性桿菌，長杄、短杄、有時棒狀，細長形，但無分枝。無芽孢。菌落圓形、白色（有時黃色）、半透明、光滑形凸起，邊緣整齊，粗糙型表面無光澤，邊緣不齊。

發酵葡萄糖產酸，有兩種發酵類型：同質發酵（產生乳酸）及異質發酵（產生乳酸、乙酸、甲酸、琥珀酸。耐酸，一般在厭氧條件下繁殖。適宜溫度為5℃左右。

乳酸桿菌的代謝產物乙醯是奶油和乾酪等乳製品特有的風味物質，對很多腐敗菌和致病菌都有抑制作用。據報道，雙乙醯可通過革蘭陰性菌精氨酸的結合蛋白反應，從而干擾精氨酸的利用，抑制革蘭陰性菌的生長。

最適生長pH值為4-6。耐酸生長在pH3.8的環境仍能生長。該菌株不產氣，在20℃下能生長。

從不同的標本中分離乳酸桿菌時，根據乳酸桿菌所在生境的不同以及是否為優勢菌可選擇不同組分的培養基。比較常用的培養基有MRS（ Man Rogosa Sharpe）培養基、RSMA（ Ruthenium Skim Milk Agar）培養基、番茄汁瓊脂培養基（Tomato Juice Agar）等。常見乳酸桿菌在MRS培養基上的茵落形態：捲曲乳酸桿菌：中間飽滿，周圍彌散，不規則；詹氏乳酸桿菌：飽滿，邊緣規則；格氏乳酸桿菌：扁平，周圍彌散，邊緣規則。

乳酸桿菌廣泛分佈於周圍的環境中，特別是動物的消化道、陰道。

為革蘭氏陽性桿菌，常呈鏈狀排列，無動力，不形成芽胞，微需氧或厭氧，營養要求嚴格，較難培養。常見於牛乳、乳製品，肉製品、啤酒、葡萄酒、水果及果汁，泡菜及麥芽汁中。也寄生於人和動物的口腔、腸道、陰道中。極少有致病性。

在口腔內能分離的菌有15種，包括：乾酪乳桿菌（L.caei）：亞種有乾酪亞種（L.casei subst）、副乾酪亞種（L. paracasei subs）、嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）。亞種有：嗜酸亞種（L.acidophilus subsp）、捲曲亞種（L.crispatus），其他菌種有發酵乳桿菌（L.ferments）、唾液乳桿菌（L.salivarius）、植物乳桿菌（L.plantarum）、短乳桿菌（L.brevis）、布氏乳桿菌（L.buchneri）、戈氏乳桿菌（L.gassert）、口乳桿菌（L.orzs）、鼠李糖乳桿菌（L.rhamnosus）、齒齦乳桿菌（L.uli）、玉米乳桿菌（L.zeae）在人的排泄物中發現了3種乳桿菌：嗜酸乳桿菌、發酵乳桿菌和唾液乳桿菌。

乾酪乳酸桿菌（L.casei）、保加利亞乳酸桿菌（L.bulgaricus），嗜酸乳酸桿菌（L.acidophilus）、嗜熱乳酸桿菌（L.thermophilus）等。這些菌常用來作為乳酸，乾酪、酸乳等乳製品生產的發酵菌種。

保加利亞乳酸桿菌為大桿菌，大小約為0.8-1× 2-20μm，單個或呈鏈狀排列，蘋蘭氏染色陽性，美蘭染色菌體內可見異染顆粒，無運動性，不產生芽胞。

本菌微需氧或厭氧，在厭氧的環境下生長最佳。最適生長溫廈為44-45℃，在25-35℃下生長緩慢且弱，15℃停止生長。

本菌營養要求嚴格，在多數培養基上生長不良，營養瓊脂上不能生長，所以此菌培養較困難。一般在乳清瓊脂平板上培養，菌落呈現不規則圓形、灰白色，大小為1-3個mm，菌落具有捲髮樣構造，顯微鏡下觀察呈現假根狀。在乳內生長良好。產生乳酸。

本菌發酵乳糖，半乳糖及葡萄糖產酸，產生乳酸的能力極強。在形態及許多特徵上與乳酸乳桿藺極為棚似，但發酵糖類比乳酸乳桐：菌少，因此有人認為保加利亞乳桿菌可能是乳酸乳桿菌的突變型或變種。

保加利亞乳桿菌是製造酸奶首選和最常用的菌種之一。

本菌為長桿菌，寬度不大於2μm，長度不定，通常呈細絲狀捲曲交織在一起，幼齡時單在或成對。革蘭氏染色陽性，無運動性，不產生芽胞，美蘭染色可見菌體內有異染顆粒。

微需氧或厭氧，在微氧和含5%CO2的條件下生長良好。在含有蛋白腖、葡萄糖、酵母浸汁、吐溫80的西紅柿汁培養基上生長良好，菌落通常粗糙，直徑1-3mm，白色至淺灰色緻密或絨毛狀。最適宜生長溫度為37-40℃，最高生長溫度為48℃，15℃停止生長。適宜pH值為6，牛乳凝固，最終產酸約達1.6%乳酸，同型發酵產D-乳酸。

乳酸桿菌可從牛奶和乾酪中分離得到，是乾酪製造中常用的菌種。

本菌呈桿狀，菌端鈍圓，革蘭氏染色陽性，老齡培養物的菌體著色不勻，呈兩極著色。菌體大小約為0.6-0.9X1.5-6.0μm，單在，成雙或呈短鏈排列，無運動性，不產生芽胞。

本菌為微需氧菌，在一般情況下可以生長。最適宜培養溫度為35-38℃，15-22℃不能生長或生長極弱，48-55℃可能生長或生長。最適pH為5.5-6.0，生長初期要求pH為5-7。在2%NaCl和2%膽鹽中能生長。

營養要求較複雜，包括氨基酸、泛酸，核黃素、煙酸、葉酸，不需要硫胺素。在培養叢中添加葡萄糖、酵母浸汁和乳清可促其生長。在乳及乳清中生長良好。在瓊脂平板培養基上菌落為粗糙的、小的不規則圓形，微隆起，灰白色、半透明，顯微鏡下觀察，呈凹凸不平玻璃霜花狀，邊緣絲狀或捲髮狀。

某些菌株可發酵糖原，一些菌株可發酵蜜二糖、棉子糖、或對二者都能發酵，同型發酵產生DL-乳酸。對牛奶的凝固和產酸不定，可產0.3-1.9%乳酸。

當然，它也有對生物不利的一面，如它能與口腔中的鏈球菌一樣使糖類發酵，產生酸，溶解牙齒的釉質，形成齲齒。在齲病發生過程起到重要的促進作用。與齲發生較密切的菌種主要是乾酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌、發酵乳桿菌。但在消化道及陰道內屬有益菌，促進消化的營養吸收，刺激免疫活性及防止陰道感染。

乳酸桿菌在食品、飲料、飼料和醫藥等多個領域獲得廣泛的應用。

主要用於乳酸飲料、發酵乳、乙醇等。也用於某些維生素、氨基酸的微量測定。乳酸菌株還可用於真空包裝的肉類。由消化乳桿菌菌株製成的高濃度冷凍乾粉，能有效防腐。在肉製品中加入10-10個/克，即可抑制適冷菌絲，在9周內可保持不變，但不耐熱。歐盟各國已准予使用。

乳酸桿菌功能食品主要包括活性菌微生態製劑和發酵食品。乳酸桿菌經擴后濃縮分離得到菌體，經添加保護劑，冷凍乾燥製成，可製成膠囊或片劑。但的產品形式是與雙歧桿菌活性粉劑混合製成多菌型微生態製劑。乳酸桿菌發酵括含活菌的發酵食品及發酵后經滅菌處理得以長期保存的食品。乳酸桿菌很少採用單菌發酵，常與乳酸鏈球菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸酵母菌及雙歧桿菌混合發酵。

乳酸菌的歷史源遠流長，早在19世紀前，舊約創世紀中就提到：阿拉伯人飲用酸奶而長壽。公元1857年，Louis Pasteur開始以科學的方法描述酸乳中存在著微小的生物體。1873 年，Joserh L ister從酸乳中分離鑒定出該微生物為Bacteriumlactis。

1891年，Albert Doederlein在第四屆德國婦女科學會大會上宣讀了他的題為《關於陰道分泌物和陰道細菌》的論文，Doederlein在他的論文中，對他培養的革蘭氏陽性桿菌作了詳盡的描述，他認為這些桿菌存在於正常陰道分泌物中，該菌對葡萄球菌的生長有拮抗作用，並指出陰道分泌物的殺菌作用是由於桿菌產生的乳酸所致（1928年StanleyThoms將其列入嗜酸乳桿菌）。但由於當時主要的研究對象為孕婦，同時各方面的報道也很不一致，所以在很長一段時間內，對陰道菌群的研究進展緩慢。直到上世紀60 年代，Morris研究了219 名正常育齡期婦女，從她們的分泌物中分離出葡萄球菌、鏈球菌、大腸埃希菌、棒狀桿菌和腸球菌。此後幾年間，大量的報道說明，陰道菌叢並不是由單一乳桿菌組成的，而是由眾多需氧菌和厭氧菌共同組成。1973年，首次揭示並確認，厭氧菌是健康婦女生殖道菌叢的重要組成部分。兼性厭氧乳桿菌是育齡期正常陰道內的優勢菌，分離率最高80%～90%，含菌數也最多（107 ～108 CFU /mL 陰道分泌物）。

2001年Kilic研究了土耳其和美國育齡婦女陰道乳桿菌屬噬菌體，認為不同地區之間存在差異。同年Alexander完成了第一株乳酸菌即乳酸球菌IL1403的全基因組測序。2002 年Pavlova對阿根廷、比利時、中國等七個國家女性陰道分泌物中乳桿菌進行對比分析，發現其陰道乳桿菌優勢菌種無明顯差別。2004年，薛平海從60例健康婦女的陰道分泌物中分離出37株產乳酸的球菌，通過研究發現，這些球菌與乳桿菌具有協同作用，可增強對致病菌的抑殺能力，並擴大了抑菌範圍，這些產乳酸的球菌不但數量佔有優勢，同時也是一種益生菌，它們在維持微生態平衡的過程中發揮了自己獨特的作用。2007年Witkin報道了在大多數健康婦女，乳桿菌是陰道的優勢菌群，但在另一些無癥狀婦女，乳桿菌是缺乏的，而是被其它一些產乳酸的細菌所代替，如奇異菌屬，巨球菌屬，纖毛菌屬。

乳酸桿菌被公認為陰道正常菌群中最重要的益生菌成員，現已從陰道內分離出16種乳桿菌，其中能產生H2O2 的乳桿菌在維持陰道自凈及抗感染中起著關鍵作用。美國微生物學教授Savage已經把微生態系統列為像呼吸、循環、消化系統等一樣的人類第十大系統，乳酸菌已引起了世人的廣泛關注。可以說，乳酸菌的未來，方興未艾，前景廣闊，人類對乳酸菌的認識，在不斷深化，回歸真理。歐洲專家研製的私處沐浴露配方，針對成熟女性乳酸桿菌製造慢，它加入了乳酸成份，乳酸在私處沐浴露中的作用：針對成熟女性陰道乳酸桿菌製造慢，加入了乳酸成份，維護好陰道的自潔作用。乳酸是皮膚固有天然保濕因子的一部分被用作私處的滋潤劑。作為pH 調節劑天然生成ph4弱酸性配方。

據德國《明鏡》周刊報道，美國伊利諾斯大學芝加哥牙科學院副教授陶林（音譯）領導的科研小組發現，兒童口腔中的乳酸桿菌可以防止艾滋病毒在兒童體內擴散。陶林博士在美國新奧爾良舉行的美國微生物學學會上宣布了他們的這一重大發現。

陶林博士等人發現，6種乳酸桿菌能夠通過自己產生的一種蛋白質，緊緊地將自己固定在口腔膜和消化道膜壁上，這種蛋白質能捕捉住艾滋病毒，並牢固地附在艾滋病毒的外殼上。本來，艾滋病毒通過產生一種糖將自己偽裝起來，使人體內的免疫系統無法發現。有了這種蛋白質附著在上面，艾滋病毒就能被免疫系統識別出來，從而不能進一步進入其他人體細胞內，這樣就抑制了艾滋病毒的蔓延。在這6種乳酸桿菌中，多數只是在直接與艾滋病毒接觸時才能發揮作用，但其中有一種乳酸桿菌，能將自己產生的抑制病毒的蛋白質釋放到自己的周圍，以至於對距離很遠的艾滋病毒也能發生作用。

新發現若用於實踐 可防止兒童艾滋病　在當前艾滋病蔓延趨勢尚未制止住的情況下，每年有80萬名兒童從被感染上艾滋病毒的母親身上感染上艾滋病毒，陶林博士等人的科研成果一旦用於實踐，就能大大減少兒童因接受母親乳汁而感染艾滋病的數量。

陶林博士等人的發現還有另外兩個重大意義。首先，研製的預防和治療艾滋病的物質，只能對一部分艾滋病毒的變種有效，但陶林博士等人發現的6種乳酸桿菌對全部艾滋病毒都有作用。

乳酸桿菌本來就是人的口腔中的固有的微生物，而且是“善良的”微生物（科學家早就知道它能防止兒童患上糖尿病），不對人體產生任何不良作用，現有的其他藥物，都有程度不等的副作用。

乳酸桿菌是畜禽腸道內的正常菌群，主要存在於雞的嗉囊、盲腸和直腸中。雙歧桿菌分佈在胃腸的數量隨年齡階段的增長而減少，分佈最多的是母乳營養兒。雙歧桿菌在母乳餵養兒腸道內大量存在，對嬰幼兒有許多好處，如營養、免疫及抗感染作用。並且還具有抗過敏、抗腫瘤、調整腸道功能及改善營養的作用等。在臨床上，雙歧桿菌具有調整腸道功能紊亂作用。可以預防腹瀉，減少便秘，即雙向調節。這種調節能起到預防和治療各種腸道疾病的效果。

在飼料行業的制粒工藝中，一般溫度都會很高，80度到100多度不等。而乳酸桿菌不耐高溫，通常情況下，40攝氏度的時候就開始死亡，43度時基本上全部死去，該問題迄今為止尚未得到有效解決，被稱之為世界性難題。希望在未來的幾十年中能得到有效的結果。