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雙歧桿菌
放線菌綱雙歧桿菌目細(xì)菌
認(rèn)識(shí)歷史
早在1899年，法國(guó)巴斯德研究所的兒科醫(yī)生Henry Tissier從母乳喂養(yǎng)的健康嬰兒的糞便中分離出的一種厭氧的革蘭氏陽(yáng)性桿菌，當(dāng)時(shí)命名為Bacillus bifidus。隨后，Tissier就發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充這種分叉狀的桿菌能治療腸道感染方面的疾病。在Tissier發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌以后，人們發(fā)現(xiàn)了更多的雙歧桿菌屬的成員，人們對(duì)雙歧桿菌的生理功能進(jìn)行了深入的發(fā)掘與研究，經(jīng)過(guò)一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，特別是近年腸道微生物組學(xué)研究的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到雙歧桿菌的重要性。雙歧桿菌在醫(yī)藥、食品等方面也得到了廣泛的應(yīng)用。
生物學(xué)特性
雙歧桿菌形態(tài)學(xué)上主要定義為兩種形態(tài)，分叉形態(tài)定義為Ⅰ型，命名為乳桿菌；桿狀則定義為Ⅱ 型，命名為副分叉乳桿菌。在腸道內(nèi)，雙歧桿菌多呈 直桿狀，極少以分叉狀、彎桿狀的形態(tài)呈現(xiàn)。初次分 離時(shí)，由于相應(yīng)的培養(yǎng)條件不足，通常呈現(xiàn)為Ⅰ型，菌株形態(tài)主要包括不分叉、分叉兩種形態(tài)，其中，分叉狀呈現(xiàn)為 V 字型、Y 字型，但于后續(xù)的培養(yǎng)中，分 叉狀通常呈現(xiàn)為彎曲、桿狀。顯微鏡下菌體呈 Y 字 型、勺狀、V 字型、彎曲狀、棍棒狀等，經(jīng)由一定程度 培養(yǎng)后，將轉(zhuǎn)變?yōu)棰蛐停议L(zhǎng)時(shí)間、穩(wěn)定性的遺傳。因此，臨床上認(rèn)為Ⅱ型向Ⅰ型的轉(zhuǎn)變是由于對(duì)環(huán)境、溫度等不適應(yīng)造成的退化，而Ⅰ型向Ⅱ型的轉(zhuǎn)變則 是由于可更好地適應(yīng)環(huán)境、溫度等而出現(xiàn)的進(jìn)化。
在不同生長(zhǎng)環(huán)境下、或不同種類的雙歧桿菌具 有不同的形態(tài)，如長(zhǎng)雙歧桿菌一般多呈勺型，嗜熱 雙歧桿菌則呈纖細(xì)桿狀等；也有球形雙歧桿菌的報(bào)道，如兔雙歧桿菌形態(tài)近似球狀；同種屬的雙歧 桿菌在不同生長(zhǎng)狀態(tài)或不同的培養(yǎng)方式下，可能出現(xiàn)不同的形態(tài)，如 GAVINI 等在母乳喂養(yǎng)的羊 羔的排泄物實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)假鏈狀雙歧桿菌球狀亞種。雙歧桿菌多形態(tài)可能由于缺乏醋酸鈉、硝酸鈉、硫酸 鈉、氯化鈉及 N-乙酰氨基糖或碳酸鹽誘發(fā)有關(guān)。
生理功能
雙歧桿菌是一種重要的腸道有益微生物。雙歧桿菌作為一種生理性有益菌，對(duì)人體健康具有生物屏障、營(yíng)養(yǎng)作用、抗腫瘤作用、免疫增強(qiáng)作用、改善胃腸道功能、抗衰老等多種重要的生理功能。
人體腸道中定植著大量的微生物。腸道微生物與人體健康與疾病之間存在著十分密切的關(guān)系。根據(jù)所知道的腸道微生物對(duì)人體健康的影響，腸道微生物可分為有益、無(wú)害和有害3大類。
治療腹瀉
雙歧桿菌具有調(diào)節(jié)腸道菌群的作用。通過(guò)用雙歧桿菌對(duì)慢性腹瀉患者臨床觀察研究表明，在服藥兩周以后，患者大便次數(shù)、形狀異常，臨床癥狀消失，對(duì)總有效率為90.3%，復(fù)發(fā)率低。許多國(guó)內(nèi)醫(yī)院已將雙歧桿菌制劑作為治療慢性腹瀉的首選藥物。此外，雙歧桿菌還可以治療因過(guò)量使用抗生素而導(dǎo)致的抗生素相關(guān)性腹瀉疾病。有人采用雙歧桿菌制劑治療偽膜性腸炎380例，臨床總治愈率無(wú)明顯差異，但臨床副作用和復(fù)發(fā)率均明顯降低。雙歧桿菌對(duì)兒童急慢性腹瀉具有很好的治療作用。
營(yíng)養(yǎng)作用
雙歧桿菌缺少醛酶、葡萄糖，因此 其分解代謝途徑不同于乳酸菌。雙歧桿菌最主要產(chǎn) 物主要包括乳酸、乙酸等，可改善機(jī)體 pH 值，促進(jìn) 鐵和維生素 D 的吸收并提高磷、鐵、鈣的利用率；雙 歧桿菌可以通過(guò)磷蛋白磷酸酶分解 α-酪蛋白，促進(jìn) 蛋白吸收。臨床上，機(jī)體在缺乏乳糖酶的情況下，攝 入的乳糖或純牛奶不能被消化吸收進(jìn)血液，仍然留 在腸道內(nèi)，腸道細(xì)菌就會(huì)在發(fā)酵分解乳糖的過(guò)程中 產(chǎn)生大量氣體，造成腹瀉、胃脹和氣脹等癥狀。動(dòng)物 生產(chǎn)過(guò)程中，豆粕為最主要的蛋白來(lái)源，但由于寡糖 不易消化，其使用受到一定的限制，主要為棉籽糖、水蘇糖。而雙歧桿菌含有活性較多數(shù)細(xì)菌高的乳糖 酶，這種酶能發(fā)酵乳糖產(chǎn)生半乳糖。因此，乳糖酶缺 乏者，飲用經(jīng)雙桿菌發(fā)酵的乳制品，既可獲得乳制品 中豐富的營(yíng)養(yǎng)，又免受胃腸道病痛之苦。
拮抗作用
COLLADO 等研究表明，當(dāng)兩歧 雙歧桿菌（S17）與致病性大腸埃希菌、福氏志賀菌、沙門菌等腸道致病菌共同競(jìng)爭(zhēng)培養(yǎng)時(shí)，對(duì) HeLa 細(xì)胞的黏附能力均明顯下降。雙歧桿菌除與病原菌爭(zhēng) 奪營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和空間位置外，還可通過(guò)其代謝產(chǎn)物，以 及產(chǎn)生抗生素、細(xì)菌素等阻止病原菌的生長(zhǎng)。雙歧桿菌可以阻斷致病菌和毒素的特異性結(jié)合位點(diǎn)，可能是由胞外酶能夠降解腸上皮細(xì)胞表面多糖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
通便功能
便秘是指糞便干燥難解或排便次數(shù)減少。臨床上根據(jù)病因可分為功能性便秘和器質(zhì)性便秘，雙歧桿菌對(duì)功能性的便秘有明顯作用。有研究報(bào)道，雙歧桿菌在人體腸道定植數(shù)量 隨人年齡和健康狀態(tài)的變化而改變，母乳喂養(yǎng)兒童腸道中的雙歧桿菌可占腸道總菌數(shù)的 91%，而老 年人的腸道菌群中雙歧桿菌數(shù)量下降較明顯，很 多老年人口服雙歧桿菌微生態(tài)制劑可明顯改善因缺乏雙歧桿菌而引發(fā)的便秘。
增強(qiáng)免疫力
雙歧桿菌具有調(diào)節(jié)免疫功能的作 用，主要通過(guò)對(duì)腸道黏膜的刺激，激活腸道黏膜的免 疫系統(tǒng)，使其產(chǎn)生抗體、細(xì)胞因子，進(jìn)而更好地提高 腸道黏膜的免疫、抗感染能力。
抗腫瘤的作用
雙歧桿菌具有抗結(jié)腸癌作用，可能是通過(guò)影響腸道菌群代謝、提高宿主免疫應(yīng)答；黏附及降解潛在致癌物，預(yù)防腸道癌癥；改變腸 道菌群；產(chǎn)生抗癌抗誘變物質(zhì)；提高宿主的免疫應(yīng)答；影響宿主的生理活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
抗衰老功能
人體的衰老往往從腸道老化先表 現(xiàn)出來(lái)。雙歧桿菌在維持機(jī)體腸道健康和減緩腸道 老化方面具有重要作用。VERENA 等將含有乳 酸雙歧桿菌牛乳添加至人體腸道細(xì)胞 DNA 的培養(yǎng) 基中，可使腸道細(xì)胞避免氧化損傷，具有延緩腸道衰 老作用。研究證明，雙歧桿菌能明顯增加血液中過(guò) 氧化物歧化酶的含量及 其生物活性，有效促進(jìn)機(jī)體內(nèi)自由基的清除，將體內(nèi) 有害物質(zhì)毒性降低 90%，抑制血漿脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，延緩機(jī)體衰老。
方法
雙歧桿菌應(yīng)用
雙歧桿菌的應(yīng)用 目前，雙歧桿菌已成為人體健康的重要指標(biāo)之 一。近年來(lái)雙歧桿菌在食品、保健以及醫(yī)療方面的功 效及前景已被更多的人重視。
微生態(tài)制劑
雙歧桿菌酸奶
發(fā)酵酸奶是乳酸菌最傳統(tǒng)的使用方法之一，也 是雙歧桿菌工業(yè)化使用的較多的版塊之一。現(xiàn)如今，國(guó)內(nèi)外許多國(guó)家都已采用人體分離的多種益生菌作 為菌種，在傳統(tǒng)發(fā)酵工藝基礎(chǔ)上，配以其他輔料，生 產(chǎn)風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高的新型酸奶。Yung Liang Chien等利用雙歧桿菌發(fā)酵含植物甾醇與植物甾烷 醇以各種比例與牛奶的混合物，制作成發(fā)酵乳粉喂 食倉(cāng)鼠，發(fā)現(xiàn)可以顯著降低血清中總膽固醇水平（p< 0.05~p<0.001），包括血清膽固醇（TC）、血清甘油三酯（TG）、肝臟脂質(zhì)，動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)（LDL-C/HDLC），達(dá)到益生保健作用。杭州娃哈哈集團(tuán)利用雙歧桿菌B菌和常規(guī)酸奶菌種A菌混合發(fā)酵研制具有降膽 固醇功能的益生菌酸奶，在乳品市場(chǎng)掀起酸奶革命，賦予酸奶更高層次的益生保健作用。
合生元制劑
雙歧因子是能夠促進(jìn)腸道內(nèi)雙歧桿菌的生長(zhǎng)繁殖的有益低聚糖類物質(zhì)。國(guó)內(nèi)外有關(guān)此類功能性低聚糖對(duì)雙歧桿菌增殖的研究也取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，同時(shí)發(fā)現(xiàn)菊粉等功能性低聚糖和雙歧桿菌共同作用有降低小鼠體內(nèi)血脂的作用。此類物質(zhì)現(xiàn)已廣泛應(yīng) 用于飲料、孕產(chǎn)期食品、兒童食品、老年食品，醫(yī)學(xué)上 也在調(diào)節(jié)血脂及糖尿病方面做輔助應(yīng)用治療。隨著 人們對(duì)雙歧桿菌和功能性低聚糖等雙歧因子的深入 研究，其使用范圍也會(huì)日益廣泛，使用方法也更多樣 化，如有關(guān)雙歧因子的合生元應(yīng)用，它比單獨(dú)使用益 生菌或益生元更具有優(yōu)勢(shì)，也是目前發(fā)展的趨勢(shì)。雙歧桿菌產(chǎn)業(yè)化水平尚需提高，目前制約其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的主要問(wèn)題有：a.不耐氧。雙歧桿菌最初作 為嚴(yán)格厭氧菌被發(fā)現(xiàn)，雖然發(fā)現(xiàn)有耐氧菌株存在，但在有氧環(huán)境下生長(zhǎng)狀況受限，增加大批量發(fā)酵成本，并且產(chǎn)品中存活率不高，制約其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；b.雙歧 桿菌的活性。雙歧桿菌要發(fā)揮其益生菌功效必須達(dá) 到一定活菌濃度，受制于菌株本身，國(guó)內(nèi)一些產(chǎn)品的 雙歧桿菌活菌濃度低，無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果；c.產(chǎn)品保藏。活菌片尚不能常溫下長(zhǎng)時(shí)間保藏，亦制約產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，目前有微膠囊化解決此問(wèn)題的方法，但仍需繼 續(xù)深入研究。d.代謝主要產(chǎn)物為醋酸，影響產(chǎn)品風(fēng)味。所以，耐氧的高活性的能常溫長(zhǎng)時(shí)間保藏且產(chǎn)醋 酸量低的優(yōu)良雙歧桿菌的選育也將是今后研究的一 個(gè)重點(diǎn)方向。
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