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1、功能性食品第七章第七章 活性菌类及其加工技术活性菌类及其加工技术v了解双歧杆菌和乳酸杆菌等益生菌的概念、种类、了解双歧杆菌和乳酸杆菌等益生菌的概念、种类、微生态机体调节功能。微生态机体调节功能。v了解保健食品加工中常用双歧杆菌和乳酸杆菌等益了解保健食品加工中常用双歧杆菌和乳酸杆菌等益生菌的分离、纯化、鉴定和发酵剂制备工艺技术。生菌的分离、纯化、鉴定和发酵剂制备工艺技术。v掌握掌握两歧双歧杆菌和保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌两歧双歧杆菌和保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌的特性、菌种扩大培养技术以相应功能性食品的生的特性、菌种扩大培养技术以相应功能性食品的生产工艺产工艺。v 第一节第一节 人体正常肠道菌群人
2、体正常肠道菌群一、人体肠道菌群与健康的关系一、人体肠道菌群与健康的关系 致病菌致病菌人体肠道内细菌分类人体肠道内细菌分类 机会性病原微生物机会性病原微生物 有益菌有益菌致病菌致病菌v主要包括主要包括假产气菌假产气菌、变形杆菌变形杆菌、葡萄球菌葡萄球菌、梭状芽孢杆菌梭状芽孢杆菌等。等。v性质：既能致病又能产毒素，是腹泻、便性质：既能致病又能产毒素，是腹泻、便秘、肠道感染、肝损伤、癌症和脑炎的罪秘、肠道感染、肝损伤、癌症和脑炎的罪魁祸首。魁祸首。葡萄球菌葡萄球菌致病菌致病菌产气杆菌产气杆菌v现称“产气荚膜杆菌”，更多称其为“产气荚膜梭菌”，广泛分布于自然界以及人和动物肠道中的厌氧芽胞杆菌，是气性坏
3、疽的主要病原菌。气性坏疽是战时多见的一种严重的创伤感染，以局部水肿、产气、肌肉坏死及全身中毒为特征。致病菌致病菌 葡萄球菌葡萄球菌v葡萄球菌属，是一群革兰氏阳性球菌，因常堆聚成葡萄串状，故名。多数为非致病菌，少数可导致疾病。葡萄球菌是最常见的化脓性球菌，是医院交叉感染的重要来源。致病菌致病菌梭状芽孢杆菌梭状芽孢杆菌v为厌氧性革兰氏阳性杆菌，罐装食品中引起腐败的主要菌种，解糖嗜热梭状芽孢杆菌。可分解糖类引起罐装水果、蔬菜等食品的产气性变质。v腐败梭状芽孢杆菌可以引起蛋白质食物的变质。肉类罐装食品中最重要的是肉毒梭状芽孢杆菌，其芽孢产生在菌体的中央或极端，芽孢耐热性极大，能产生很强的毒素。致病菌致
4、病菌机会性病原微生物机会性病原微生物v包括包括肠球菌肠球菌、大肠杆菌大肠杆菌、链球菌链球菌等。等。v性质：在人体性质：在人体抵抗能力减弱抵抗能力减弱时可致病，产时可致病，产生生毒素毒素，产生，产生致癌因子和在肠内起腐败致癌因子和在肠内起腐败作作用；但在人体健康时又能抑制外来有害菌用；但在人体健康时又能抑制外来有害菌的生长，刺激的生长，刺激免疫功能的产生免疫功能的产生，合成某些，合成某些维生素。维生素。大肠杆菌大肠杆菌机会性病原微生物机会性病原微生物 肠球菌属肠球菌属v肠球菌属，细胞球形或卵圆形，0.62.0m 0.62.5m，在液体培养基中呈成对或短链。不生芽孢。革兰氏阳性。有时以鞭毛运动。没
5、有明显的荚膜。兼性厌氧。化能异养，发酵代谢；可发酵的碳水化合物范围广泛，主要产L(+)-乳酸，但不产气，最终pH4.24.6，营养需要复杂。机会性病原微生物机会性病原微生物 大肠杆菌大肠杆菌v大肠埃希氏菌大肠埃希氏菌(E.coli)通常称为通常称为大肠杆菌大肠杆菌，是，是Escherich在在1885年发现的，在相当长的一段时间内，年发现的，在相当长的一段时间内，一直被当作正常肠道菌群的组成部分，认为是非致病一直被当作正常肠道菌群的组成部分，认为是非致病菌。直到菌。直到20世纪中叶世纪中叶，才认识到一些，才认识到一些特殊血清型的大特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性肠杆菌对人和动物有病原性，
6、尤其对，尤其对婴儿和幼畜婴儿和幼畜，常，常引起引起严重腹泻和败血症严重腹泻和败血症，是人类和大多数温血动物，是人类和大多数温血动物肠肠道中的道中的正常菌群正常菌群。v但也有但也有某些血清型某些血清型的大肠杆菌可引起不同症状的的大肠杆菌可引起不同症状的腹泻腹泻，根据不同的生物学特性将致病性大肠杆菌分为根据不同的生物学特性将致病性大肠杆菌分为5类：类：致病性大肠杆菌致病性大肠杆菌(EPEC)、肠产毒性大肠杆菌、肠产毒性大肠杆菌(ETEC)、肠侵袭性大肠杆菌肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠出血性大肠杆菌、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠黏附性大肠杆菌、肠黏附性大肠杆菌(EAEC)。机会性病原微生物机
7、会性病原微生物大肠杆菌大肠杆菌 引发的食物中毒v大肠杆菌大肠杆菌0 157：H7血清型属血清型属肠出血性大肠杆菌肠出血性大肠杆菌，自自1982年在美国首先发现以来，包括我国等许多年在美国首先发现以来，包括我国等许多国家都有报道，且日见增加。日本近年来因食物国家都有报道，且日见增加。日本近年来因食物污染该菌导致的数起大暴发，格外引人注目。在污染该菌导致的数起大暴发，格外引人注目。在美国和加拿大通常分离的肠道致病菌中，目前它美国和加拿大通常分离的肠道致病菌中，目前它已排在已排在第二或第三位第二或第三位。大肠杆菌。大肠杆菌O 157：H7引起引起肠出血性腹泻肠出血性腹泻，约，约27的病人会发展成的病
8、人会发展成溶血溶血性尿毒综合征性尿毒综合征，儿童与老人儿童与老人最容易出现后一种情最容易出现后一种情况。致病性大肠杆菌通过污染况。致病性大肠杆菌通过污染饮水、食品、娱乐饮水、食品、娱乐水体水体引起疾病暴发流行，病情严重者，引起疾病暴发流行，病情严重者，可危急生可危急生命命。案例案例v2008年4月1日中午12时，村民姜某在家中举办生日宴，邀请亲戚朋友63人共进午餐，当晚18时40分出现首例病人。就餐人数63人，发病人数23人，罹患率36、51。其中男性10例，女性13例，末例病人发病时间为4月2日20时50分。病人最短潜伏期6 小时，最长潜伏期26小时，平均潜伏期16小时。所有病例均有共同的饮
9、食史，都是4月1日生日宴就餐人员，未就餐者未发现类似病例。经调查23例患者均有进食同一凉拌拼盘食物史，而同桌进餐未吃该拼盘者（其它主、副食均一致）未发病。因此，确定该凉拌拼盘食品是引起食物中毒的可疑食物。v为了举办这次生日宴，该村民于3月31日在自家厨房加工肉肠及熟食制品，加工场所简陋、生活垃圾和动物粪便随处可见，卫生条件极差，加工用具、容器、餐具在使用前没经过有效的消毒和洗涤，生熟食品混放，生熟刀案混用，使食品在制作和存放过程中受到严重污染。链球菌链球菌v链球菌(Streptococcus)是化脓性球菌的另一类常见的细菌，广泛存在于自然界和人及动物粪便和健康人鼻咽部，引起各种化脓性炎症，猩红
10、热，丹毒，新生儿败血症，脑膜炎，产褥热以及链球菌变态反应性疾病等。返回机会性病原微生物机会性病原微生物 有益菌有益菌 包括包括乳酸菌、双歧杆菌和一些真菌乳酸菌、双歧杆菌和一些真菌。性性质质：能能抑抑制制外外来来有有害害菌菌生生长长，调调节节机机体体免免疫疫功功能能，帮帮助助人人体体结结肠肠中中残残余余食食物物的的消消化吸收，以及化吸收，以及合成某些维生素合成某些维生素。乳酸菌乳酸菌 有益菌有益菌1 1 益生菌的概念益生菌的概念v益生菌益生菌(probiotics)是是一类通过改善宿主肠道一类通过改善宿主肠道微生物菌群的平衡而发挥作用的活性微生微生物菌群的平衡而发挥作用的活性微生物。物。人们对益
11、生菌的认知过程人们对益生菌的认知过程v随着研究的深入随着研究的深入,益生菌的定义在不断的变化；益生菌的定义在不断的变化；v1965年，年，Lilly提出提出“益生菌是对益生菌是对饲养动物肠道饲养动物肠道菌群平衡有菌群平衡有益的促进物或微生物益的促进物或微生物”；v1991年，对益生菌的定义作了补充年，对益生菌的定义作了补充:“益生菌是含生理活益生菌是含生理活性物质性物质,能通过能通过胃肠或定植于结肠或在肠道增殖胃肠或定植于结肠或在肠道增殖,调整肠道调整肠道菌群菌群,提高机体免疫力的活的微生物提高机体免疫力的活的微生物”。v后来发现，死菌体细胞成分或代谢产物也具有与活菌相同后来发现，死菌体细胞成
12、分或代谢产物也具有与活菌相同的生理功能；的生理功能；v1996年，对益生菌的定义不再强调活菌年，对益生菌的定义不再强调活菌,他指出他指出:“益生菌益生菌剂是含生理活性菌或死细胞剂是含生理活性菌或死细胞(包含代谢产物与细胞组成包含代谢产物与细胞组成),摄摄取后可改善粘膜表面菌群或酶的平衡取后可改善粘膜表面菌群或酶的平衡,或刺激机体的特异性或刺激机体的特异性或非特异性免疫力的微生物制剂或非特异性免疫力的微生物制剂”。v因此因此,从广义上讲从广义上讲,益生菌可以是益生菌可以是单一菌株单一菌株,也可以是多种菌也可以是多种菌株甚至是它们的发酵产物。株甚至是它们的发酵产物。v即益生菌是一类对人体有益的即益
13、生菌是一类对人体有益的微生态制剂微生态制剂益生菌对健康的有益作用益生菌对健康的有益作用v它对健康的有益作用最早是由俄国科学家首先提它对健康的有益作用最早是由俄国科学家首先提出的。出的。v经过研究发现：经过研究发现：益生菌具有改善肠道菌群结构益生菌具有改善肠道菌群结构,抑抑制病原菌制病原菌,消除致癌因子消除致癌因子,提高机体免疫力提高机体免疫力,降低胆降低胆固醇等重要的生理功效；益生菌与人体健康的密固醇等重要的生理功效；益生菌与人体健康的密切关系切关系,使其作为一种生物添加剂在食品中广泛应使其作为一种生物添加剂在食品中广泛应用用,发挥重要的生物学效应。发挥重要的生物学效应。v目前普遍认为目前普遍
14、认为,作为益生菌的细菌应该具备以下条件作为益生菌的细菌应该具备以下条件:v对宿主有益对宿主有益v无毒性作用无毒性作用v无致病作用无致病作用v能在消化道存活能在消化道存活v适应胃酸和胆汁适应胃酸和胆汁v能在消化道表面定植能在消化道表面定植v能产生有用的酶类和代谢物能产生有用的酶类和代谢物v在加工和贮存过程中能保持活性在加工和贮存过程中能保持活性v具有良好的感官特性。具有良好的感官特性。2 益生菌的种类益生菌的种类v益生菌主要是人类和动物肠道内正常生理性菌和非肠道菌。益生菌主要是人类和动物肠道内正常生理性菌和非肠道菌。v目前目前,常用的益生菌菌种有：常用的益生菌菌种有：v双歧杆菌双歧杆菌v乳酸杆菌
15、乳酸杆菌v某些链球菌某些链球菌双歧杆菌双歧杆菌v青春双歧杆菌青春双歧杆菌v短双歧杆菌短双歧杆菌v两岐双岐杆菌两岐双岐杆菌v婴儿双岐杆菌婴儿双岐杆菌v长双歧杆菌长双歧杆菌 乳酸杆菌乳酸杆菌v嗜酸乳杆菌嗜酸乳杆菌v保加利亚乳杆菌保加利亚乳杆菌v干酪乳杆菌干酪乳杆菌v发酵乳杆菌发酵乳杆菌v胚芽乳杆菌胚芽乳杆菌v短乳杆菌短乳杆菌v纤维二糖乳杆菌纤维二糖乳杆菌v乳酸乳杆菌乳酸乳杆菌链球菌链球菌粪链球菌粪链球菌乳链球菌乳链球菌嗜热链球菌嗜热链球菌乙酸乳酸双链球菌乙酸乳酸双链球菌v粪链球菌是肠内繁殖最快的有益粪链球菌是肠内繁殖最快的有益菌，能分解糖类物质，产生乳酸，菌，能分解糖类物质，产生乳酸，以促进肠内乳
16、酸杆菌、双岐杆菌以促进肠内乳酸杆菌、双岐杆菌繁殖，并抑制有害菌，调节肠内繁殖，并抑制有害菌，调节肠内菌群。菌群。v但是，也有文章指出，粪肠球菌但是，也有文章指出，粪肠球菌能产生有害化学物质，破坏能产生有害化学物质，破坏DNA，进而引起促发直肠癌的基因活，进而引起促发直肠癌的基因活动。动。vInternationalProbioticsAssociation和世界卫生组织（和世界卫生组织（WHO）均建议：益生菌中不宜使用肠球均建议：益生菌中不宜使用肠球菌！菌！美国食品药物管理局认为安全的益生菌菌种美国食品药物管理局认为安全的益生菌菌种v美国食品药物管理局认为安全的益生菌有40种，其中包括：v黑曲
17、霉、米曲霉、凝固芽孢杆菌、粘连芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、厌氧性拟杆菌、发酵乳杆菌、纤维二糖乳杆菌、弯曲乳杆菌、载耳布吕克氏乳杆菌、乳酸乳杆菌、胚牙乳杆菌、罗特氏乳杆菌、肠系膜明串球菌、乳酸片球菌、毛状拟杆菌、瘤胃拟杆菌、猪拟杆菌、青春双歧杆菌、动物双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、嗜酸乳酸杆菌、嗜热性双歧杆菌、短乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、啤酒片球菌、戊糖片球菌、费氏丙酸菌、谢曼氏丙酸杆菌、酿酒酵母、乳酸链球菌、二乙酰乳酸链球菌、粪链球菌、中(间)链球菌、乳链球菌、嗜热链球菌。3 益生菌的生理学功能及作用机理益生菌的生理学功能及作用机理（1 1）维持肠道菌群
18、平衡，治疗肠道功能紊乱）维持肠道菌群平衡，治疗肠道功能紊乱 v益生菌可粘附于肠粘膜益生菌可粘附于肠粘膜上皮细胞上皮细胞，通过自身及产，通过自身及产生代谢物和抑制物排斥致病菌；生代谢物和抑制物排斥致病菌；v在微环境下保持优势，并与肠道中其他细菌相互在微环境下保持优势，并与肠道中其他细菌相互作用，调整菌群间关系，以保证肠道菌群最佳优作用，调整菌群间关系，以保证肠道菌群最佳优势组合，并维持肠道菌群平衡。势组合，并维持肠道菌群平衡。（2 2）抗癌、抗肿瘤作用）抗癌、抗肿瘤作用v益生菌的抗肿瘤作用是由于益生菌的存在及其生益生菌的抗肿瘤作用是由于益生菌的存在及其生成的代谢产物优化了肠道菌群的组合，增强了成
19、的代谢产物优化了肠道菌群的组合，增强了免免疫功能疫功能，抑制了肿瘤细胞的增殖和致癌物质的产抑制了肿瘤细胞的增殖和致癌物质的产生。生。vMoore等人报导了对肠道菌群与癌症间的关系等人报导了对肠道菌群与癌症间的关系,他他们对不同地区们对不同地区,不同饮食习惯，结肠息肉患者和肿不同饮食习惯，结肠息肉患者和肿瘤低发区瘤低发区,挑选出的挑选出的87名对象进行研究名对象进行研究,从这些人的从这些人的粪便中分离出粪便中分离出55-60个菌株作统计学处理。个菌株作统计学处理。v结果显示结果显示,癌症发病率的高低和膳食组分密切相关癌症发病率的高低和膳食组分密切相关,而含益生菌的膳食己被证明具有明显降低癌症发而
20、含益生菌的膳食己被证明具有明显降低癌症发病率的功效。病率的功效。（3 3）增强免疫系统的功能）增强免疫系统的功能v人体免疫功能会随着年龄的增长而降低人体免疫功能会随着年龄的增长而降低,免疫系统的功能失调将带来健康问题免疫系统的功能失调将带来健康问题,如过敏和炎症反应。如过敏和炎症反应。v益生菌的活菌细胞、死细胞或是发酵产益生菌的活菌细胞、死细胞或是发酵产物都具有免疫调节功能。物都具有免疫调节功能。（4 4）营养作用）营养作用v益生菌代谢产生的酸可促进对益生菌代谢产生的酸可促进对维生素维生素D、钙、钙和铁和铁离子离子的吸收。的吸收。v研究表明益生菌可合成多种维生素，如研究表明益生菌可合成多种维生
21、素，如硫胺素硫胺素（VB1）、核黄素（）、核黄素（VB2）、尼克酸（）、尼克酸（VB3）、）、吡哆醇（吡哆醇（VB6）、泛酸、叶酸和维生素）、泛酸、叶酸和维生素B12。v当某些因素造成肠道菌群失调时，明显表现出维当某些因素造成肠道菌群失调时，明显表现出维生素缺乏症。生素缺乏症。（5 5）控制内毒素的产生）控制内毒素的产生v益生菌可益生菌可抑制肠道中腐败细菌的繁殖抑制肠道中腐败细菌的繁殖，从，从而减少肠道中内毒素和尿素酶的含量，使而减少肠道中内毒素和尿素酶的含量，使血液中内毒素和氨含量下降。血液中内毒素和氨含量下降。v让肝病患者食用益生菌，发现血氨、游离让肝病患者食用益生菌，发现血氨、游离血清酚
22、及游离的氨基氮明显减少。血清酚及游离的氨基氮明显减少。（6 6）延缓机体衰老）延缓机体衰老v益生菌能使机体中某些具有抗衰老作用的酶活性益生菌能使机体中某些具有抗衰老作用的酶活性升高，使升高，使衰老的物质浓度降低衰老的物质浓度降低。v研究表明：用研究表明：用婴儿双歧杆菌活菌液婴儿双歧杆菌活菌液喂养老龄大白喂养老龄大白鼠，观察到试验组的大白鼠经喂养后，血中抗衰鼠，观察到试验组的大白鼠经喂养后，血中抗衰老生化指标老生化指标(如超氧化物歧化酶如超氧化物歧化酶SOD)比对照组显比对照组显著著升高升高，衰老生化指标，衰老生化指标(过氧化脂质过氧化脂质LPO)显著降显著降低。低。（7 7）降胆固醇功能）降胆
23、固醇功能v许多研究证明益生菌可以许多研究证明益生菌可以降低胆固醇降低胆固醇,每天吃酸奶每天吃酸奶可可使血清胆固醇降低使血清胆固醇降低;v最近有人用老鼠作实验最近有人用老鼠作实验,先给试验鼠吃罗氏乳杆菌先给试验鼠吃罗氏乳杆菌每天每天104个细胞个细胞,连续连续7天天,再给予高胆固醇饲料再给予高胆固醇饲料,与对与对照组相比照组相比,其总胆固醇下降其总胆固醇下降20%,三甘油脂下降三甘油脂下降33%。（8 8）抗高血压功能）抗高血压功能v近来近来,膳食疗法来治疗高血压的研究很多膳食疗法来治疗高血压的研究很多,根据根据Tacano研究表明研究表明,益生菌食品能在一定程度上控制益生菌食品能在一定程度上控
24、制血压。血压。v其抗高血压效果在先天性高血压老鼠实验中得到其抗高血压效果在先天性高血压老鼠实验中得到证实证实,从啤酒酵母和瑞士乳杆菌发酵乳中分离的三从啤酒酵母和瑞士乳杆菌发酵乳中分离的三肽物质肽物质(Val-Pro-Pro和和Ile-Pro-Pro)具有抑制具有抑制血管紧血管紧张素转移酶张素转移酶活性的作用。活性的作用。v （ACE）（9 9）益生菌的其他功能）益生菌的其他功能v提高食物转化率提高食物转化率,促进人及动物生长发育促进人及动物生长发育;v改善人体健康水平改善人体健康水平,有益菌大量增殖有益菌大量增殖,产生竞争性排斥作用产生竞争性排斥作用,控制消化道疾病控制消化道疾病;v消化分解抗
25、营养因子消化分解抗营养因子,如植酸、胰蛋白酶抑制因子、植物如植酸、胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素和非淀粉多糖，促进营养物质的利用等。凝集素和非淀粉多糖，促进营养物质的利用等。二、肠道有益菌的产生和变化二、肠道有益菌的产生和变化（一）人类的肠道系统（一）人类的肠道系统为什么说肠道问题至关重要？v营养物质均通过肠道吸收，没有好肠道就没有营养吸收；v90%的毒素是从肠道进入人体；v84%的营养不良问题是由肠道造成；v许多人体必需的维生素，需要靠肠道内细菌合成；v0.1%的有害病菌、病毒漏网而进入人体，人体就将面临疾病困扰。v 胎儿：结肠中无细菌胎儿：结肠中无细菌 婴儿：结肠中有益菌占婴儿：结肠中有益菌
26、占9099%断奶后：以革兰氏阴性菌为主断奶后：以革兰氏阴性菌为主（二）有益菌的产生（二）有益菌的产生（三）有益菌的变化（三）有益菌的变化v双双歧歧杆杆菌菌和和乳乳杆杆菌菌在在肠肠道道内内不不能能以以形形成成菌菌落落的的形形式式定定殖殖繁繁殖殖，必必须须通通过过外外源源性性因因素素如如直直接接补补充充有有益益菌菌或或补补充充能能使使有有益益菌菌增增殖殖的的因因子子，才才可可获获得得期期望望的的由由有有益益菌菌占占主主导导地地位位的的肠肠道道菌群组成。菌群组成。三、有益乳酸菌的性质及安全性三、有益乳酸菌的性质及安全性（一）作为食品功能因子时应具备的性质（一）作为食品功能因子时应具备的性质v1、功能
27、有效性、功能有效性对人体有保健作用并保持其有效性；对人体有保健作用并保持其有效性；对酸和胆汁稳定，能在肠道存活。对酸和胆汁稳定，能在肠道存活。v2、食用安全性、食用安全性有精确的菌属、种、品系的鉴定方法，不同产品中有精确的菌属、种、品系的鉴定方法，不同产品中应用的最小有效剂量有确切的数据积累；应用的最小有效剂量有确切的数据积累；具备食品安全性和临床安全性。具备食品安全性和临床安全性。v3、加工稳定性、加工稳定性在食品加工、贮存过程中保持稳定。在食品加工、贮存过程中保持稳定。（二）乳酸菌的安全性（二）乳酸菌的安全性1、传统或新型食品中乳酸菌的安全性原则、传统或新型食品中乳酸菌的安全性原则 （1）
28、食食品品生生产产者者有有提提供供安安全全性性食食品品的的义义务务和和责责任任，有有益菌食品和其他食品同样应具有安全性；益菌食品和其他食品同样应具有安全性；（2）有益菌食品是一种新食品，必须具备适当的法定）有益菌食品是一种新食品，必须具备适当的法定许可；许可；（3）当菌有长期的安全使用历史，作为发酵菌株也是）当菌有长期的安全使用历史，作为发酵菌株也是安全，生产的食品不被视为新型食品；安全，生产的食品不被视为新型食品；（4）该菌有长期的）该菌有长期的有据可查的消费历史有据可查的消费历史，某一菌株属，某一菌株属于无病原菌的种，有长期的安全食用历史，是安全的，于无病原菌的种，有长期的安全食用历史，是安
29、全的，不构成新食品。不构成新食品。v（5）菌属是无病原性的种，无长的安全食用历史，）菌属是无病原性的种，无长的安全食用历史，应用不一定安全，生产的新型食品需安全性测试；应用不一定安全，生产的新型食品需安全性测试；v（6）新菌株已知属于病原性的种，适当处理用作生）新菌株已知属于病原性的种，适当处理用作生产食品，其产品被认为是新型食品；产食品，其产品被认为是新型食品；v（7）菌的分类学已经涵盖）菌的分类学已经涵盖DNA-DNA杂交、杂交、rRNA序序列测定等内容，这些内容常用于菌的诱变体测定。列测定等内容，这些内容常用于菌的诱变体测定。v（8）带有传递性抗菌素抗性基因的菌株，不能产生）带有传递性抗
30、菌素抗性基因的菌株，不能产生市场化的产品；市场化的产品；v（9）没有适当分类学描述的菌株不能市场化。）没有适当分类学描述的菌株不能市场化。2、基因改性乳酸菌的安全性、基因改性乳酸菌的安全性v基基因因改改性性微微生生物物用用于于食食品品生生产产，产产品品被被认为是认为是新产品新产品，应进行安全评估。，应进行安全评估。v安安全全评评估估包包括括表表现现型型（指指生生物物的的某某一一具具体体性性状状，如如体体内内不不能能产产生生酪酪氨氨酸酸酶酶）和和遗遗传传型型（基基因因型型又又称称遗遗传传型型）特特征征，它它们们在在食食品品的的应应用用数数据据和和以以前前的的应应用历史等。用历史等。v表现型基因型
31、环境影响 v对对于于遗遗传传改改性性微微生生物物及及其其产产品品，需需要要测测定：定：（1）遗传改性对寄生生物体性质的影响；）遗传改性对寄生生物体性质的影响；（2）遗传改性微生物的遗传稳定性；）遗传改性微生物的遗传稳定性；（3）新遗传物质表达的专一性；）新遗传物质表达的专一性；（4）遗遗传传改改性性微微生生物物中中遗遗传传物物质质的的传传递递和和遗遗传传改性微生物在肠道的生存和定殖能力。改性微生物在肠道的生存和定殖能力。四、益生菌在食品中的应用四、益生菌在食品中的应用v目前目前,在食品中益生菌主要用于发酵乳制品的生产在食品中益生菌主要用于发酵乳制品的生产,但它也正逐步被用于开发各种功能食品但它
32、也正逐步被用于开发各种功能食品,如如果汁、果汁、糖果、冰棋淋、冷冻酸奶糖果、冰棋淋、冷冻酸奶等。等。v在中国与亚太地区益生菌的最普及的应用仍是奶在中国与亚太地区益生菌的最普及的应用仍是奶制品领域，如制品领域，如酸奶和乳酸菌饮品酸奶和乳酸菌饮品等。等。v应用于功能性食品的常见益生菌也主要指应用于功能性食品的常见益生菌也主要指两大类乳酸菌群。两大类乳酸菌群。v一类为一类为双歧杆菌双歧杆菌,该类乳酸菌为全球公认有该类乳酸菌为全球公认有益菌益菌,尚未有不利于人体的报道出现；常见尚未有不利于人体的报道出现；常见的有婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧的有婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、青春双歧杆菌等；
33、杆菌、青春双歧杆菌等；v另一类为另一类为乳杆菌乳杆菌,如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、菌、鼠李糖乳杆菌、植物乳杆菌植物乳杆菌、和、和罗伊罗伊氏乳杆菌氏乳杆菌（新型菌）（新型菌）等。等。第二节第二节 双歧杆菌双歧杆菌一、双歧杆菌的种类及特性一、双歧杆菌的种类及特性（一）双歧杆菌常见菌种（一）双歧杆菌常见菌种 寄寄生生于于人人体体肠肠道道有有9种种，主主要要为为两两歧歧双双歧歧杆杆菌菌、婴婴儿儿双双歧歧杆杆菌菌、长长双双歧歧杆杆菌菌、短短双双歧杆菌和青春双歧杆菌歧杆菌和青春双歧杆菌等。等。婴婴儿儿期期：婴婴儿儿双双歧歧杆杆菌菌、短短双双歧歧杆杆菌菌、两两歧歧双双歧歧杆
34、杆菌菌、长双歧杆菌为主。长双歧杆菌为主。成年期和老年期：青春双歧杆菌、长双歧杆菌为主。成年期和老年期：青春双歧杆菌、长双歧杆菌为主。（二）双歧杆菌特性（二）双歧杆菌特性v1、属、属 革兰氏阳性革兰氏阳性 专性厌氧菌专性厌氧菌v2、最适生长条件、最适生长条件 最最适适培培养养温温度度3638；对对热热耐耐受受性性差差。生生长长初初期期最适最适pH为为6.57.0，但总体抗酸性弱。，但总体抗酸性弱。v3、能发酵葡萄糖、果糖、乳糖和半乳糖、能发酵葡萄糖、果糖、乳糖和半乳糖 低聚果糖是真正的双歧杆菌生长因子。低聚果糖是真正的双歧杆菌生长因子。革兰氏染色法革兰氏染色法v通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细胞
35、壁细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物，革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次较多且交联致密，故遇乙醇或丙酮脱色处理时，因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会出现缝隙，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫色；而革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄且交联度差，在遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此通过乙醇脱色后仍呈无色，再经沙黄等红色染料复染，就使革兰氏阴性菌呈红色。v4、分解、分解葡萄糖时代谢产物为乙酸和乳酸葡萄糖时代谢产物为乙酸和乳酸 产品中存在双歧杆菌，乙酸、乳酸的比值大于产品中
36、存在双歧杆菌，乙酸、乳酸的比值大于1；产品中不存在双歧杆菌，存在乳酸时，其比值小于产品中不存在双歧杆菌，存在乳酸时，其比值小于1。v5、蛋白分解力微弱蛋白分解力微弱 双岐杆菌蛋白分解力微弱，对抗菌素敏感。双岐杆菌蛋白分解力微弱，对抗菌素敏感。阳性紫色阳性紫色 阴性红色阴性红色 v6、细胞形状多样、细胞形状多样 不不同同菌菌种种，不不同同培培养养条条件件，有有棍棍棒棒状状、勺勺状状、V字字形形、弯曲状、球杆菌状和弯曲状、球杆菌状和Y字形等。字形等。v7、对营养要求复杂、对营养要求复杂 许多菌株用胺盐作氮源，其他菌株用有机氮作氮源。许多菌株用胺盐作氮源，其他菌株用有机氮作氮源。二、双歧杆菌的生理功
37、能二、双歧杆菌的生理功能（一）对肠道菌群的调节作用（一）对肠道菌群的调节作用v在代谢过程中具有在代谢过程中具有防御外来病原菌在肠防御外来病原菌在肠道道内定殖生长；内定殖生长；v通过与外来菌在肠道内通过与外来菌在肠道内竞争营养源竞争营养源（糖）（糖）以及以及产生短链脂肪酸产生短链脂肪酸，增加肠道酸度增加肠道酸度，使，使环境变成酸性，起到环境变成酸性，起到对抗对抗病原菌的作用。病原菌的作用。（二）免疫调节作用（二）免疫调节作用v双双歧歧杆杆菌菌细细胞胞中中的的成成分分含含有有免免疫疫调调节节剂剂，可可产生免疫物质；产生免疫物质；v抑抑制制恶恶性性肿肿瘤瘤，能能帮帮助助人人体体抵抵抗抗病病原原菌菌的
38、的侵侵袭。袭。（三）降血脂作用（三）降血脂作用v降低血中胆固醇的水平，清除体内过多的自降低血中胆固醇的水平，清除体内过多的自由基，对机体抗氧化，延长寿命起一定作用。由基，对机体抗氧化，延长寿命起一定作用。（四）产生维生素等活性物质的作用（四）产生维生素等活性物质的作用v双歧杆菌能产生双歧杆菌能产生B族维生素如叶酸、尼克酸等；族维生素如叶酸、尼克酸等；v能产生能产生酪蛋白磷酸酶和溶菌酶酪蛋白磷酸酶和溶菌酶等；等；v在食物消化、增强肠道抵抗力等方面起促进作在食物消化、增强肠道抵抗力等方面起促进作用。用。（一）培养基制备的原则（一）培养基制备的原则 1、对营养和生长物质的要求、对营养和生长物质的要求
39、 2、控制低氧化还原电位、控制低氧化还原电位 在培养基中添加还原性物质以降低其在培养基中添加还原性物质以降低其氧化还原电位氧化还原电位，有利，有利双歧杆菌的厌氧培养。双歧杆菌的厌氧培养。3、在生长过程中的、在生长过程中的pH控制和缓冲容量控制和缓冲容量 产酸微生物在生长过程中保持一定的产酸微生物在生长过程中保持一定的pH非常重要。非常重要。4、控制培养基中最终、控制培养基中最终pH 培养基灭菌前，培养基的培养基灭菌前，培养基的pH调至调至6.67.2，在培养，在培养基灭菌后添加基灭菌后添加pH调整物质，要测定其最终的调整物质，要测定其最终的pH。三、双歧杆菌的培养、分离与鉴定三、双歧杆菌的培养
40、、分离与鉴定（P164）氧化还原电位 v氧化还原电位:不论反应形式如何，所谓氧化即失去电子，所谓还原即得到电子，一定伴有电子的授受过程。v在活细胞中，好氧性的细胞电位高，厌氧性的电位低，酶的活性和细胞同化能力以及微生物的生长发育等也有受氧化还原电位影响的情况。（二）培养基的制备（二）培养基的制备v1、非选择性培养基（表、非选择性培养基（表7-3）非非选选择择性性培培养养基基常常用用TPY培培养养基基，用用于于从从人人类类、牛牛胃和蜜蜂肠道等来源的双歧杆菌的最初胃和蜜蜂肠道等来源的双歧杆菌的最初穿刺培养穿刺培养。v2、双歧杆菌最适生长培养基（表、双歧杆菌最适生长培养基（表7-4）v3、双歧杆菌选
41、择性培养基（表、双歧杆菌选择性培养基（表7-5、7-6）双歧杆菌为双歧杆菌为专性厌氧菌专性厌氧菌，在有氧下不能生长于平皿在有氧下不能生长于平皿或试管斜面上或试管斜面上。要选择适宜的培养基，控制厌氧条件，以适合双歧要选择适宜的培养基，控制厌氧条件，以适合双歧杆菌生长发育。杆菌生长发育。穿刺培养穿刺培养 是将接种针深插固体培养基中进行接种以培养微生物的一种方法。用于厌氧性或兼性厌氧性细菌的培养。在厚的软琼脂层中进行穿刺培养，可根据细菌自穿刺部位的扩散状况来了解细菌的运动性能。v4、糖分解试验用基础培养基（表、糖分解试验用基础培养基（表7-7）v5、液体培养基（表、液体培养基（表7-8）用于分离纯化
42、后双歧杆菌的扩大培养。用于分离纯化后双歧杆菌的扩大培养。v6、样品计数稀释液（表、样品计数稀释液（表7-9）当进行样品或菌种稀释时，采用表当进行样品或菌种稀释时，采用表7-9的缓冲溶液的缓冲溶液。（三）双歧杆菌的培养、分离和鉴定（三）双歧杆菌的培养、分离和鉴定v1、样品的收集、样品的收集获取样品前，获取样品前，不能对样品源进行任何修饰不能对样品源进行任何修饰。v2、样品的制备和稀释、样品的制备和稀释一般选择具有一般选择具有还原性物质还原性物质的溶液作为缓冲液，且的溶液作为缓冲液，且在沸水浴中在沸水浴中去氧去氧。v3、接种培养、接种培养v4、菌种鉴定、菌种鉴定（表（表7-10）四、双歧杆菌的发酵
43、工艺四、双歧杆菌的发酵工艺（一）发酵菌种（一）发酵菌种 为提高酸度和风味成分含量，用混合菌种（为提高酸度和风味成分含量，用混合菌种（双歧杆菌、双歧杆菌、嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌，称为嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌，称为BAT）。）。（二）菌种和母发酵剂的提供和保存（二）菌种和母发酵剂的提供和保存 由高校和研究所提供，或从适合物质提取分离。由高校和研究所提供，或从适合物质提取分离。菌种的保存常用菌种的保存常用冷冻法冷冻法。液氮（液氮（-195.8）长期保存）长期保存 -25-40短期保存短期保存 五、双歧杆菌在功能食品中的应用五、双歧杆菌在功能食品中的应用v添加益生菌的食品可以改善消化功能添加益生菌的食品
44、可以改善消化功能,促进促进胃肠蠕动；尤其对防止胃肠蠕动；尤其对防止婴幼儿、老年人腹婴幼儿、老年人腹泻和消化不良、便秘等胃肠道疾病泻和消化不良、便秘等胃肠道疾病有重要有重要作用。作用。v双歧杆菌产品的两个双歧杆菌产品的两个发展方向发展方向。v直接利用直接利用双歧杆菌生产活性双歧杆菌双歧杆菌生产活性双歧杆菌制剂及健康制剂及健康食品食品；v生产双歧杆菌生产双歧杆菌生长因子保健食品生长因子保健食品或经或经双歧杆菌发双歧杆菌发酵酵但但不带活菌不带活菌的的功能食品功能食品。（一）微生态制剂（一）微生态制剂1、微生态制剂的种类、微生态制剂的种类 微微生生态态制制剂剂，也也称称微微生生态态调调节节剂剂，在在微
45、微生生态态学学原原理理指指导导下下制得的含有大量有益菌的制剂。制得的含有大量有益菌的制剂。p有有的的微微生生态态制制剂剂还还含含有有这这些些微微生生物物的的代代谢谢产产物物、能能促促进进有有益菌生长的促进因子。益菌生长的促进因子。p微微生生态态制制剂剂具具有有维维持持宿宿主主的的微微生生态态平平衡衡，调调整整其其微微生生态态失失调，提高其健康水平的功能。调，提高其健康水平的功能。v益生菌：益生菌：一种或几种有益菌（从肠道相一种或几种有益菌（从肠道相应部位分离出的正常菌群），将其培养应部位分离出的正常菌群），将其培养增殖，浓缩干燥制成菌剂；增殖，浓缩干燥制成菌剂；v益生素益生素：不被宿主消化吸收
46、却又能有选：不被宿主消化吸收却又能有选择性地促进其体内有益菌的代谢和增殖。择性地促进其体内有益菌的代谢和增殖。如有益菌的生长因子。如有益菌的生长因子。v合生剂：合生剂：制剂中有益生菌和益生素二部制剂中有益生菌和益生素二部分的制剂。分的制剂。微生态制剂的种类微生态制剂的种类2、微生态制剂的质量及在问题、微生态制剂的质量及在问题较好的微生态制剂的标准是：较好的微生态制剂的标准是：v（1）含一至几种高质量的有效菌株（种）；）含一至几种高质量的有效菌株（种）；v（2）活菌含量高；）活菌含量高；v（3）保质期长，不低于原始菌数的一半；）保质期长，不低于原始菌数的一半；v（4）良好的微生态调节和其他保健作
47、用；）良好的微生态调节和其他保健作用；v（5）较强的抗氧、抗胃酸和抗胆汁酸功能；）较强的抗氧、抗胃酸和抗胆汁酸功能；v（6）尽可能添加双歧因子类可促进外源性和内源）尽可能添加双歧因子类可促进外源性和内源性增殖的物质；性增殖的物质；v（7）稳定、安全、可靠、质优价廉。）稳定、安全、可靠、质优价廉。（二）双歧杆菌酸奶（二）双歧杆菌酸奶 v双歧杆菌酸奶生产的双歧杆菌酸奶生产的技术难点技术难点是既要保证产品中是既要保证产品中含有一定含有一定数量数量的的双歧杆菌双歧杆菌，又要使产品的，又要使产品的口感和口感和风味风味被消费者接受。被消费者接受。v常用的混合发酵剂有常用的混合发酵剂有两歧双歧杆菌两歧双歧杆
48、菌-嗜酸乳杆菌嗜酸乳杆菌（AB发酵剂）、发酵剂）、两歧双歧杆菌两歧双歧杆菌-嗜酸乳杆菌嗜酸乳杆菌-嗜热嗜热链球菌（链球菌（ABT发酵剂）发酵剂）等。等。（三）双歧杆菌果蔬汁发酵饮料（三）双歧杆菌果蔬汁发酵饮料v利用营养丰富的利用营养丰富的果蔬汁果蔬汁为主要发酵基质，为主要发酵基质，以双歧杆菌进行发酵生产含活菌的营养保以双歧杆菌进行发酵生产含活菌的营养保健饮料也是近年来的一个研究热点。健饮料也是近年来的一个研究热点。影响蔬菜汁双歧杆菌保健饮料活菌数量的因素影响蔬菜汁双歧杆菌保健饮料活菌数量的因素v1、贮藏温度 乳酸乙酸（总酸度为弱酸性对保存有利）v3、蔗糖、甜味剂 对活菌保存影响最小（四）双歧杆
49、菌酵母共生发酵乳（四）双歧杆菌酵母共生发酵乳v该该种种发发酵酵乳乳生生产产的的依依据据是是用用生生物物除除氧氧以以提提供双歧杆菌良好的生长厌氧环境。供双歧杆菌良好的生长厌氧环境。v菌种为菌种为 两歧双歧杆菌两歧双歧杆菌+乳酸酵母乳酸酵母（五）（五）AB-乳乳vAB-乳乳是是以以经经均均质质、强强力力热热处处理理和和浓浓缩缩的的全全脂脂乳乳为为原原料料，接接种种0.1%冷冷冻冻浓浓缩缩的的AB发发酵酵剂剂（嗜嗜酸酸乳乳杆杆菌菌和和两两歧歧双双歧歧杆杆菌菌），在在37发发酵酵至至要要求求的的酸酸度度，冷冷却却至至10下下冷藏。冷藏。（六）高蛋白双歧杆菌酸奶（六）高蛋白双歧杆菌酸奶v以灭菌脱脂乳为原
50、料，接种3%的乳酪链球乳酪链球菌和丁二酮乳酸链球菌菌和丁二酮乳酸链球菌的混合发酵剂，发酵至酸度酸度85OT左右后冷却。酸度酸度v滴定酸度（OT）定义：以酚酞酚酞为指示剂，中和100ml乳所消耗0.1MNaOH溶液的毫升数。v正常的新鲜牛乳的滴定酸度约为1420OT，一般为1618OT。（七）双歧杆菌奶粉（七）双歧杆菌奶粉v奶粉是双歧杆菌活菌保护的一种主要基质，而且双歧杆菌冷冻干粉剂较液态下有更高的常温活菌保存率。第三节第三节 乳酸杆菌乳酸杆菌一、乳酸杆菌的种类及特性一、乳酸杆菌的种类及特性（一）乳酸杆菌的种类（一）乳酸杆菌的种类v保加利亚乳酸杆菌，常和嗜热保加利亚乳酸杆菌，常和嗜热链球菌链球菌