乳酸菌在健康食品中的應(yīng)用進(jìn)展

　　隨著微生態(tài)學(xué)的快速發(fā)展，乳酸菌正被廣泛用于醫(yī)藥和食品領(lǐng)域。健康飲食與人體健康關(guān)系密切。本文概要介紹乳酸菌在健康食品中的應(yīng)用進(jìn)展。

　　《食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)報(bào)》(原名:北京輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版))創(chuàng)刊于1983年，國內(nèi)外公開發(fā)行。《食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)報(bào)》宗旨是在立足原有的輕工行業(yè)特色的基礎(chǔ)上，以繁榮科學(xué)文化，促進(jìn)學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)水平提高以及發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)人才為辦刊宗旨，是以輕工類科學(xué)技術(shù)研究為主要特色的學(xué)術(shù)理論性刊物。

　　人是已知生物進(jìn)化史的末段，而遠(yuǎn)早于人類出現(xiàn)在地球上的微生物從未消失過，在以億年為時間單位的地球發(fā)展史中，微生物在方方面面均發(fā)揮著難以想象的作用。在早期的生物進(jìn)化史研究中，學(xué)者們的思維片面，即拋開細(xì)菌談人類進(jìn)化，而近年來的研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌與人類存在著共生進(jìn)化的現(xiàn)象。

　　學(xué)者們廣泛收集哺乳動物的糞便，包括大鼠、熊貓和人類的糞便，通過16S rRNA測序技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，同一種系哺乳動物的腸道菌群沒有顯著差異，人類之間的腸道菌群也無顯著差異，但不同種系哺乳動物的腸道菌群卻存在著迥然差異，表明人體內(nèi)的微生物菌群與人存在著共生進(jìn)化的現(xiàn)象[1]。隨著研究的深入，學(xué)者們認(rèn)為人體內(nèi)的微生物菌群可能在特定時期幫助了人類適應(yīng)新的環(huán)境，從而影響并幫助了人類進(jìn)化[2]。

　　既然細(xì)菌參與了人類的進(jìn)化，那么它們在人類的日常生活中必然也會有廣泛的參與。學(xué)者們一直在致力揭開地球細(xì)菌的神秘面紗，其中至今為止研究得最多的是乳酸菌。乳酸菌分布廣泛，在動物、人體、植物乃至整個自然界中都存在著各種乳酸菌，它們是能利用碳水化合物發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的革蘭陽性菌。學(xué)者們還在臨床研究中發(fā)現(xiàn)，人體內(nèi)的菌群異常與人罹患感染、消化道疾病、代謝性疾病和免疫性疾病等都有著密切關(guān)系[3]。人們?nèi)粘Ｊ褂玫娜樗峋鸀橐嫔鼈兺ǔＪ腔畹奈⑸锴翼氂幸欢〝?shù)量才能對人體健康產(chǎn)生有益作用。不過，也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，某些乳酸菌的熱致死菌或代謝產(chǎn)物也有益于人體健康。

　　目前，乳酸菌在人類健康食品方面的應(yīng)用非常廣泛，至少包括益生菌食品(含飲料、固體飲料、保健食品等)、乳制品、果蔬食品、酒、調(diào)味品、食品保鮮等，而常用的乳酸菌則至少包括保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、雙歧桿菌、植物乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、羅伊乳桿菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌等。

　　1 乳酸菌與人體健康關(guān)系密切

　　人體有口腔胃腸消化道、鼻腔呼吸道、皮膚和生殖泌尿道4大微生態(tài)系統(tǒng)，人體微生物絕大部分分布于胃腸消化道中，其中乳酸菌是人體微生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。從數(shù)量上看，人體內(nèi)約有100萬億個各種細(xì)菌，與人體自身的細(xì)胞數(shù)之比為10∶1，而這些細(xì)菌攜帶的基因數(shù)與人體自身的基因數(shù)之比是100∶1。

　　正常微生態(tài)在宿主中起著多種多樣的生理作用。腸道是人體內(nèi)最大的微生態(tài)環(huán)境，腸道菌群正常或失調(diào)對人體健康及壽命有著重要影響。正常情況下，腸道菌群各組分之間相互依存、相互制約，處于相對平衡狀態(tài)，是維護(hù)人體健康的天然防線。

　　2 乳酸菌在益生菌食品中的應(yīng)用

　　近年來，益生菌飲料、固體飲料等健康食品在各地醫(yī)院得到較為廣泛的應(yīng)用，通過健康食品的調(diào)養(yǎng)配合臨床治療相關(guān)疾病已成為益生菌健康食品的重要應(yīng)用之一。

　　腸道菌群平衡的構(gòu)建對嬰幼兒人群非常重要，而相關(guān)乳酸菌就能產(chǎn)生這樣的健康作用。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，使用鼠李糖乳桿菌聯(lián)合母乳早期喂養(yǎng)早產(chǎn)兒能幫助其較早地建立全胃腸道營養(yǎng)，減少喂養(yǎng)不耐受的發(fā)生率，促進(jìn)早產(chǎn)兒體重增加[4]。此外，使用乳雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌和鼠李糖乳桿菌三聯(lián)活菌健康食品輔助治療小兒輪狀病毒性腸炎，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可改善患兒的免疫系統(tǒng)功能，對治療輪狀病毒感染有一定的效果[5]。國外學(xué)者的研究也發(fā)現(xiàn)，鼠李糖乳桿菌具有減少嬰兒過敏反應(yīng)的健康作用[6]。

　　幽門螺桿菌(Helicobacter pylori， Hp)是一種常見的人體攜帶菌，其可能誘發(fā)慢性活動性胃炎，甚至可能引發(fā)消化性潰瘍、胃癌等嚴(yán)重疾病[7]。有國內(nèi)學(xué)者在常規(guī)Hp三聯(lián)療法的基礎(chǔ)上加用唾液乳桿菌、嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌三聯(lián)活菌健康食品調(diào)理治療Hp感染患者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)加用三聯(lián)活菌健康食品調(diào)理治療患者的總有效率和Hp根除率都顯著高于單用Hp三聯(lián)療法患者[8]。還有學(xué)者報(bào)告，在常規(guī)抗組胺治療的基礎(chǔ)上加用益生菌(含有羅伊乳桿菌GL104的三聯(lián)活菌)健康食品調(diào)理治療持續(xù)性過敏性鼻炎患者12周，結(jié)果發(fā)現(xiàn)加用益生菌健康食品調(diào)理治療患者的血清總免疫球蛋白E、特異性免疫球蛋白E和白介素-4水平都顯著低于單用常規(guī)抗組胺治療患者，同時陣發(fā)性噴嚏、清水樣涕、鼻癢和鼻塞等癥狀也獲得顯著改善[9]。

　　隨著相關(guān)研究的深入，乳酸菌會在更大程度上以益生菌健康食品的方式用于人體健康調(diào)理治療，應(yīng)用方向也將更趨廣泛。

　　3 乳酸菌在乳制品中的應(yīng)用

　　目前，酸奶幾乎成為百姓家庭日常采購清單中不可或缺的乳制品，而酸奶發(fā)酵生產(chǎn)中最常用的乳酸菌主要有保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌和植物乳桿菌等。借助乳酸菌的作用，乳液在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生乳酸、丁酸以及多種氨基酸和維生素等代謝產(chǎn)物，一方面使食品風(fēng)味得以豐富，另一方面代謝產(chǎn)物中的營養(yǎng)物質(zhì)也有益于人體健康。乳液和發(fā)酵條件相同，乳酸菌菌株不同，代謝產(chǎn)物也有所不同[10]。

　　隨著各種功能性乳酸菌菌株被逐漸發(fā)現(xiàn)，近年來有將功能性乳酸菌菌株添加至酸奶中的趨勢，學(xué)者們也在積極參與這種新型酸奶的研究與開發(fā)，今后市場上可能會出現(xiàn)適合高血壓人群、高血糖人群等特殊人群的功能性酸奶。

　　4 乳酸菌在果蔬食品中的應(yīng)用

　　以白菜、黃瓜、蘿卜等多種蔬菜為原料發(fā)酵制成的泡菜是我國歷史悠久的傳統(tǒng)菜肴之一，其制成需有乳酸菌的參與。目前，乳酸菌多以天然發(fā)酵和人工接種發(fā)酵兩種方式介入果蔬食品的生產(chǎn)，乳酸菌會將果蔬中的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化生成有機(jī)酸(乳酸、醋酸、丁酸等)和揮發(fā)性物質(zhì)(酯類、醇類、酚類等)等，使之富含健康營養(yǎng)物質(zhì)并形成特定風(fēng)味[11]。

　　天然發(fā)酵的泡菜還是篩選具有抗性的乳酸菌菌株的重要來源[12]，經(jīng)過耐酸、抗胃液、抗膽鹽試驗(yàn)考驗(yàn)的菌株有很大機(jī)會成為益生菌健康食品用菌株，部分菌株通過進(jìn)一步的生理學(xué)、藥理學(xué)研究甚至有可能進(jìn)入醫(yī)藥應(yīng)用領(lǐng)域。

　　5 乳酸菌在酒和調(diào)味品中的應(yīng)用

　　廚房中常用的調(diào)味品如醬油、醋、料酒以及餐桌上的各種葡萄酒、白酒的生產(chǎn)都離不開乳酸菌的介入。

　　釀造醬油是我國傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品，以往主要用大豆等原料以日曬夜露的傳統(tǒng)天然發(fā)酵方式進(jìn)行生產(chǎn)。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，醬油的風(fēng)味是在各種微生物的協(xié)同作用下形成的，微生物群的組成不同，醬油的風(fēng)味也不同。在醬油釀造過程中，通過人工接種耐鹽乳酸菌，除可增加醬油風(fēng)味(乳酸菌會代謝產(chǎn)生各種有機(jī)酸等風(fēng)味物質(zhì))外，還有助于酵母菌的生長，縮短醬油釀造的生產(chǎn)周期[13]。優(yōu)質(zhì)的醬油含有更多的營養(yǎng)成分，通常含有十多種氨基酸、B族維生素和鋅、鐵、鈣等微量元素，有益于人體健康。

　　食醋在我國擁有上千年的歷史，其不僅是餐桌上的調(diào)味品，也是不少人日常飲用的健康食品。以大米、糯米、高粱和水果等為原料釀造的食醋中含有醋酸、乳酸、檸檬酸、蘋果酸、氨基酸類、脂類、酯類、醛類、糖類、多酚類、黃酮類等風(fēng)味和健康營養(yǎng)物質(zhì)，其中乳酸是食醋中的第二大有機(jī)酸物質(zhì)，也是平衡醋酸的刺激性氣味、優(yōu)化食醋風(fēng)味的重要成分。食醋釀造需經(jīng)糖化、酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵3個過程，而乳酸菌是整個食醋釀造過程所必需的主要微生物群之一[14]，乳酸菌代謝產(chǎn)生的乳酸可與酒精發(fā)生酯化反應(yīng)而生成食醋中的重要香味物質(zhì)乳酸乙酯，食醋釀造中乳酸菌不足則會致使食醋品質(zhì)不佳。食醋可能具有多種健康功效，包括促消化、抗氧化、降血脂、降血糖、抗菌和抗癌等。

　　我國傳統(tǒng)的蒸餾白酒已有幾千年的歷史，其也是微生物的杰作。適量飲酒有多種健康作用，如御寒、抗菌、促消化、促進(jìn)血液循環(huán)、調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝、預(yù)防心血管疾病和補(bǔ)充營養(yǎng)等[15]。當(dāng)然，過量飲酒有害，會引起各種酒精中毒和慢性酒精中毒相關(guān)的生理變化。我國白酒中含有多種氨基酸、維生素、礦物質(zhì)和微量元素等有益于人體健康的營養(yǎng)物質(zhì)，有些品牌白酒的氨基酸類含量高達(dá)約18 mg/100 ml，一般品牌白酒的氨基酸類含量亦有約2 mg/100 ml。

　　酵母菌和乳酸菌是白酒釀造中較為重要的兩類微生物，它們相互影響。乳酸菌廣泛存在于自然界中，白酒釀造場地中的窖池、窖泥、原輔料、糧谷、空氣和水等中都存在著大量的乳酸菌，其中窖泥中的乳酸菌對白酒釀造最為重要，窖池、窖泥使用越久，乳酸菌含量越高。乳酸菌代謝產(chǎn)生的乳酸是白酒中不可或缺的有機(jī)酸，可調(diào)和酒精的刺激性。當(dāng)然，白酒釀造中的乳酸菌也不宜過多，應(yīng)恰到好處。

　　6 乳酸菌在食品保鮮中的應(yīng)用

　　乳酸菌還能用于更好地保鮮食品，如海鮮類、肉類、果蔬類等。乳酸菌參與食品保鮮不僅可保持或優(yōu)化食品的風(fēng)味，還能通過抑制致病菌和腐敗菌的生長、降解亞硝酸鹽等途徑起到提高食品安全性的作用。酸奶易受到霉菌、尤其是對山梨酸和苯甲酸有抗性的霉菌的污染，被污染后極易變質(zhì)，而乳酸菌可通過其代謝產(chǎn)物如細(xì)菌素、有機(jī)酸和過氧化氫等抑制霉菌的生長，由此發(fā)揮對酸奶的保鮮作用[16]。有學(xué)者研究了乳酸菌對香腸中致病菌和腐敗菌的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)某些乳酸菌菌株的代謝產(chǎn)物對香腸中的致病菌和腐敗菌有抑制作用[17]。單核李斯特菌是海鮮類肉制品中常見的致病菌。Brillet等[18]研究發(fā)現(xiàn)，某些肉食桿菌菌株可抑制腌熏三文魚中單核李斯特菌的生長。

　　在食品生產(chǎn)過程中，為了使食品風(fēng)味、色澤保持不變，常使用安全劑量的硝酸鹽和亞硝酸鹽作為食品添加劑，而某些食品在發(fā)酵生產(chǎn)過程中也會產(chǎn)生一定量的亞硝酸鹽。由于亞硝酸鹽是致癌物質(zhì)亞硝胺的來源，因此食品中的亞硝酸鹽不能過量，但日常生活中常出現(xiàn)因污染、保存方法不當(dāng)?shù)仍驅(qū)е率称穪喯跛猁}超標(biāo)的現(xiàn)象。有研究發(fā)現(xiàn)，鼠李糖乳桿菌具有降解亞硝酸鹽的作用，其會代謝產(chǎn)生亞硝酸還原酶，后者可酶解亞硝酸鹽，由此發(fā)揮健康保護(hù)作用[19]。

　　7 結(jié)語

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展，人們對健康食品的需求愈來愈強(qiáng)烈，乳酸菌相關(guān)研究及應(yīng)用也成為熱點(diǎn)之一。未來，人們將篩選到可使食品風(fēng)味更優(yōu)的乳酸菌菌株，同時健康益處更確切、更廣泛的乳酸菌菌株也會被逐漸發(fā)現(xiàn)，新型功能性乳酸菌菌株甚至還有可能參與腫瘤的預(yù)防與治療，這些菌株用于傳統(tǒng)和新型健康食品以及藥品生產(chǎn)有益于人們的健康生活。