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1、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了了解解双双歧歧杆杆菌菌和和乳乳酸酸杆杆菌菌等等益益生生菌菌的的概概念念、种类、微生态机体调节功能。种类、微生态机体调节功能。了了解解保保健健食食品品加加工工中中常常用用双双歧歧杆杆菌菌和和乳乳酸酸杆杆菌菌等等益益生生菌菌的的分分离离、纯纯化化、鉴鉴定定和和发发酵酵剂剂制制备工艺技术。备工艺技术。掌掌握握两两歧歧双双歧歧杆杆菌菌和和保保加加利利亚亚乳乳杆杆菌菌、嗜嗜酸酸乳乳杆杆菌菌的的特特性性、菌菌种种扩扩大大培培养养技技术术以以相相应应功功能性食品的生产工艺。能性食品的生产工艺。第一节第一节 人体正常肠道菌群人体正常肠道菌群u人体肠道菌群
2、与健康的关系人体肠道菌群与健康的关系人体肠道内细菌分类人体肠道内细菌分类致病菌（假产气菌、变形杆菌、葡萄球菌、致病菌（假产气菌、变形杆菌、葡萄球菌、梭状芽孢杆菌等）梭状芽孢杆菌等）能能致致病病又又能能产产毒毒素素，腹腹泻泻、便便秘秘、肠肠道道感感染、肝损伤、癌症和脑炎。染、肝损伤、癌症和脑炎。机会性病原微生物（肠球菌、大肠杆菌、机会性病原微生物（肠球菌、大肠杆菌、链球菌等）链球菌等）p抵抗能力减弱时可致病，产生毒素，产生抵抗能力减弱时可致病，产生毒素，产生致癌因子和在肠内起腐败作用；致癌因子和在肠内起腐败作用；p但健康时又能抑制外来有害菌的生长，刺但健康时又能抑制外来有害菌的生长，刺激免疫功能
3、的产生，合成某些维生素。激免疫功能的产生，合成某些维生素。有益菌（乳酸菌、双歧杆菌和一些真有益菌（乳酸菌、双歧杆菌和一些真菌菌）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，以及合成某些维生素。化吸收，以及合成某些维生素。u肠道有益菌的产生和变化肠道有益菌的产生和变化益生菌益生菌 人类或某些哺乳动物的有益生理细菌。人类或某些哺乳动物的有益生理细菌。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落的形式定殖繁殖；菌落的形式定殖繁殖；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
4、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菌群组成。群组成。u有益乳酸菌的性质及安全性有益乳酸菌的性质及安全性作为食品功能因子时应具备的性质作为食品功能因子时应具备的性质功能有效性功能有效性p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；p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。食用安全性食用安全性p有精确的菌属、种、品系的鉴定方法；有精确的菌属、种、品系的鉴定方法；p不同产品中应用的最小有效剂量有确切不同产品中应用的最小有效剂量有确切的数据积累；的数据积
5、累；p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。加工稳定性加工稳定性 上述性质和功能在食品加工、贮存过程上述性质和功能在食品加工、贮存过程中保持稳定。中保持稳定。乳乳酸酸菌菌的的安安全全性性（食食品品中中乳乳酸酸菌菌的的安安全全性原则）性原则）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；有有益益菌菌食食品品和和其其他他食食品品同同样样应应具具有安全性；有安全性；有益菌食品是一种新食品，必须具备适当有益菌食品是一种新食品，必须具备适当的法定许可；的法定许可；作为发酵菌株也是安全，生产的食品不被作为发酵菌株也是安全，生产的食品不被视为新型食品；视为新
6、型食品；该菌有长期的有据可查的消费历史，某一该菌有长期的有据可查的消费历史，某一菌株属于无病原菌的种，有长期的安全食菌株属于无病原菌的种，有长期的安全食用历史，是安全的，不构成新食品。用历史，是安全的，不构成新食品。菌属是无病原性的种，无长的安全食用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，生产的新型食历史，应用不一定安全，生产的新型食品需安全性测试；品需安全性测试；新菌株已知属于病原性的种，适当处理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用作生产食品，其产品被认为是新型食品；品；带有传递性抗菌素抗性基因的菌株，不带有传递性抗菌素抗性基因的菌株，不能产
7、生市场化的产品；能产生市场化的产品；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。基因改性乳酸菌的安全性基因改性乳酸菌的安全性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新产品，应进行安全评估；认为是新产品，应进行安全评估；表表现现型型和和遗遗传传型型特特征征，在在食食品品的的应应用用数数据和以前的应用历史等；据和以前的应用历史等；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；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；新遗传物质表达的专一性；新遗传物质表达的专一性；遗遗传传改改性性微微生生物物中中遗遗传传物物
8、质质的的传传递递和和遗遗传传改改性性微微生生物物在在肠肠道道的的生生存存和和定定殖殖能力。能力。第二节第二节 双歧杆菌双歧杆菌u双歧杆菌的种类和特性双歧杆菌的种类和特性双歧杆菌常见菌种双歧杆菌常见菌种 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等。歧杆菌和青春双歧杆菌等。双歧杆菌特性双歧杆菌特性属革兰氏阳性专性厌氧菌；属革兰氏阳性专性厌氧菌；最最适适培培养养温温度度3638；对对热热耐耐性性差差；生生长长初初期期最最适适pH为为6.57.0，但但总总体体抗抗酸性弱。酸性弱。能发酵葡萄
9、糖、果糖、乳糖和半乳糖能发酵葡萄糖、果糖、乳糖和半乳糖 除除两两歧歧双双歧歧杆杆菌菌缓缓慢慢利利用用蔗蔗糖糖外外，短短双双歧歧杆杆菌菌、长长双双歧歧杆杆菌菌和和婴婴儿儿双双歧歧杆杆菌等均能发酵蔗糖。菌等均能发酵蔗糖。分解葡萄糖时代谢产物为乙酸和乳酸分解葡萄糖时代谢产物为乙酸和乳酸p产产品品中中存存在在双双歧歧杆杆菌菌，乙乙酸酸、乳乳酸酸的的比值大于比值大于1；p产产品品中中不不存存在在双双歧歧杆杆菌菌，存存在在乳乳酸酸时时，其比值小于其比值小于1。蛋白分解力微弱蛋白分解力微弱 双双岐岐杆杆菌菌蛋蛋白白分分解解力力微微弱弱，对对抗抗菌菌素素敏感。敏感。细胞形状多样细胞形状多样 不不同同菌菌种种，
10、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、弯弯曲曲状状、球球杆杆菌菌状状和和Y字字形形等。等。对营养要求复杂对营养要求复杂 许许多多菌菌株株用用胺胺盐盐作作氮氮源源，其其他他菌菌株株用用有有机氮作氮源。机氮作氮源。u双歧杆菌的生理功能双歧杆菌的生理功能对肠道菌群的调节作用对肠道菌群的调节作用在代谢过程中具有防御外来病原菌在代谢过程中具有防御外来病原菌在肠道内定殖生长；在肠道内定殖生长；通过与外来菌在肠道内竞争营养源通过与外来菌在肠道内竞争营养源（糖）以及产生短链脂肪酸，增加（糖）以及产生短链脂肪酸，增加肠道酸度，使环境变成酸性；肠道酸度，使环境变成酸性；起到对抗病原菌的
11、作用。起到对抗病原菌的作用。免疫调节作用免疫调节作用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，可可产产生免疫物质；生免疫物质；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的侵袭。菌的侵袭。降血脂作用降血脂作用降低血中胆固醇的水平；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。化，延长寿命起一定作用。产生维生素等活性物质的作用产生维生素等活性物质的作用能产生能产生B族维生素如叶酸、尼克酸等；族维生素如叶酸、尼克酸等；能产生酪蛋白磷酸酶和溶菌酶等；能产生酪蛋白磷酸酶和溶菌酶等；在食物消化、增强肠道抵抗力
12、等方面在食物消化、增强肠道抵抗力等方面起促进作用。起促进作用。u双歧杆菌的培养、分离与鉴定双歧杆菌的培养、分离与鉴定培养基制备的原则培养基制备的原则对营养和生长物质的要求对营养和生长物质的要求控制低氧化还原电位控制低氧化还原电位p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，有利双歧杆菌的厌氧氧化还原电位，有利双歧杆菌的厌氧培养；培养；p深度琼脂培养或液态培养均需采用厌深度琼脂培养或液态培养均需采用厌氧培养。氧培养。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
13、。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，在培养基灭菌后添加，在培养基灭菌后添加pH调整调整物质，要测定其最终的物质，要测定其最终的pH。培养基的制备培养基的制备非选择性培养基非选择性培养基 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、牛牛胃胃和和蜜蜜蜂蜂肠肠道道等等来来源源的的双双歧歧杆菌的最初穿刺培养。杆菌的最初穿刺培养。双歧杆菌最适生长培养基双歧杆菌最适生长培养基双歧杆菌选择性培养基双歧杆菌选择性培养基 双歧杆菌为专性厌氧菌，在有氧下不能双歧杆菌为专性厌氧菌，在有氧下不能生长于平皿或试管
14、斜面上。生长于平皿或试管斜面上。糖分解试验用基础培养基糖分解试验用基础培养基液体培养基液体培养基样品计数稀释液样品计数稀释液双歧杆菌的培养、分离和鉴定双歧杆菌的培养、分离和鉴定样品的收集样品的收集样品的制备和稀释样品的制备和稀释接种培养接种培养菌种鉴定菌种鉴定u双歧杆菌的发酵工艺双歧杆菌的发酵工艺发酵菌种发酵菌种 为提高酸度和风味成分含量，用混合菌为提高酸度和风味成分含量，用混合菌种（双歧杆菌、嗜酸乳杆菌和嗜热链球种（双歧杆菌、嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌，称为菌，称为BAT）。）。菌种和母发酵剂的提供和保存菌种和母发酵剂的提供和保存 由由高高校校研研究究所所提提供供，或或从从适适合合物物质质提提取
15、取分离。分离。u双歧杆菌的应用双歧杆菌的应用直接利用双歧杆菌生产活性双歧杆菌制直接利用双歧杆菌生产活性双歧杆菌制剂及健康食品；剂及健康食品；生产双歧杆菌生长因子保健食品或经双生产双歧杆菌生长因子保健食品或经双歧杆菌发酵但不带活菌的功能食品。歧杆菌发酵但不带活菌的功能食品。微生态制剂微生态制剂p 称称微微生生态态调调节节剂剂，在在微微生生态态学学原原理理指指导下制得的含有大量有益菌的制剂。导下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益菌菌生生长长的的促促进进因子。因子。p微微生生态态制制剂剂具具有有维维持持
16、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调，提提高高其其健健康康水平的功能。水平的功能。益生菌：一种或几种有益菌（从肠道相益生菌：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；益生素：不被宿主消化吸收却又能有选益生素：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。合生剂：制剂中有益生菌和益生素二部合生剂：制剂中有益生菌和益生素二部分的制剂。分的制剂。双歧杆菌酸奶双歧杆菌酸奶双歧杆菌果蔬汁发酵饮料双歧杆菌果蔬汁发酵饮料双歧杆菌
17、酵母共生发酵乳双歧杆菌酵母共生发酵乳AB-乳乳高蛋白双歧杆菌酸奶高蛋白双歧杆菌酸奶双歧杆菌奶粉双歧杆菌奶粉第三节第三节 乳酸杆菌乳酸杆菌u乳酸杆菌的种类及特性乳酸杆菌的种类及特性乳酸杆菌的种类乳酸杆菌的种类保加利亚乳酸杆菌，常和嗜热链球菌利保加利亚乳酸杆菌，常和嗜热链球菌利用共生作用而配合使用；用共生作用而配合使用；有利于生成酸、乙醛和双乙酰等风味成有利于生成酸、乙醛和双乙酰等风味成分，构成饮料的主要发酵风味。分，构成饮料的主要发酵风味。乳酸杆菌的特性乳酸杆菌的特性细胞形态多种多样细胞形态多种多样营养要求复杂营养要求复杂生生长长温温度度2553，最最适适温温度度3040。耐耐酸酸，最最适适pH
18、为为5.56.2，在在pH5或或更更低低情情况况下下可可生生长长，在在中中性性或或初初始始碱碱性性条条件件下下生生长速度降低。长速度降低。糖糖发发酵酵时时分分为为同同型型乳乳酸酸发发酵酵和和异异型型乳乳酸酸发发酵。酵。u乳酸杆菌的生理功能乳酸杆菌的生理功能调节肠道菌群平衡、纠正肠道功能紊乱；调节肠道菌群平衡、纠正肠道功能紊乱；抑抑制制内内毒毒素素产产生生、免免疫疫激激活活、抗抗衰衰老老和和抗肿瘤；抗肿瘤；降低血清胆固醇、生成营养物质。降低血清胆固醇、生成营养物质。u乳酸杆菌的培养、分离与鉴定乳酸杆菌的培养、分离与鉴定u乳酸菌的发酵工艺乳酸菌的发酵工艺u乳酸杆菌的应用乳酸杆菌的应用活性菌微生态制剂、发酵食品；活性菌微生态制剂、发酵食品；乳乳酸酸杆杆菌菌经经扩扩大大培培养养后后浓浓缩缩分分离离得得菌菌体体，添添加加保保护护剂剂，干干燥燥成成粉粉剂剂，制制成成胶胶囊囊或或片剂。片剂。凝固型活菌酸乳凝固型活菌酸乳乳酸菌乳性饮料乳酸菌乳性饮料其他乳酸菌发酵饮料其他乳酸菌发酵饮料