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1、微生物学文献综述双歧杆菌调理治疗IBD 及其乳制品研究进展班级：食品科学与工程类 14-1 班小组成员：陈岭林 白嘉宇 周晔 王纪文 王进 王全俊 王瑞毅指导教师：陈雪2016 年 5 月 9 日双歧杆菌调理治疗 IBD 及其乳制品研究进展白嘉宇 1 陈岭林 2 周晔 3 王进 4 王全俊 5 王纪文 6 王瑞毅 7摘要：双歧杆菌(Bifidobacterium)作为人体肠道中具有代表性的一大类益生菌，因其具有营养、抗菌、免疫调节等多种生理功能，一直是研究者们的热门研究内容。肠道的疾病不易治疗，而传统的药物治疗效果并不令人满意，且副作用大。故研究人员利用双歧杆菌调理治疗 IBD 以及制作一些乳
2、制品调理肠道疾病。本文主要就双歧杆菌的生理功能及双歧杆菌制剂在调理和改善肠道相关疾病的国内外研究进展进行综述。关键词：双歧杆菌、乳制品、免疫、功能、营养1. 双歧杆菌简介1.1 形态结构双歧杆菌(Bifidobacterium ，BFB)是 1899 年由法国学者 Tissier 从母乳营养儿的粪便中分离出的一种厌氧的革兰氏阳性杆菌，末端常常分叉，故名双歧杆菌双歧杆菌是一种专性厌氧、不运动、无芽孢的杆菌；属革兰氏阳性，其染色不规则，过氧化氢酶呈阴性，一般有 23 个颗粒；形态多变，常因种、龄及生长环境不同而呈现弯曲杆形、L 或 Y 形等多种形态；菌落光滑，凸圆，边缘完整，乳脂呈白色，闪光并有柔
3、软质地。双歧杆菌存在于正常人的消化道中,是人类肠道中数量最多的一类有益菌 1。肠道内如果双歧杆菌占优势, 能够产生下列健康效果: 缓解乳糖不耐受症; 抑制病原微生物; 刺激免疫系统反应; 产生维生素; 降低胆固醇等 2。基于此点,国内外出现研究开发含双歧杆菌制品的热潮,并有大量制品上市,其中大多数是乳制品由于近二十年来微生态学的崛起和医学革命的进展，使双歧杆菌研究的重要性越来越被认识。由于双歧杆菌制品在世界范围得以广泛应用，广大群众已认识到其重要性。1.2 理化性质1.2.1 温度:双歧杆菌的最适生长温度 37 至 41，最低耐受温度为 25 至 28，最高耐受温度为 43 至 45。人体内的
4、双歧杆菌适宜生长温度为 36 至 38，而动物体内的适宜生长温度则为 41 至 43。1.2.2 PH 值:双歧杆菌生长的最适 pH 值为 6.0 至 7.0。据报道，在 pH 值 4.5 至 5.0 以下或者 pH 值 8.0 至 8.5 以上，双歧杆菌都无法正常生长。但也有例外，如乳酸双歧杆菌和动物双歧杆菌则可以在 pH 值 3.5 时正常生长繁殖。1.2.3 氧耐受性:氧气中毒是发酵乳制品中双歧杆菌存活率下降的重要因素。双歧杆菌对氧的需求可分为 3 类：耐氧、对氧敏感、对氧非常敏感。但即使是严格厌氧型双歧杆菌，仍然有一些菌株可以在有氧气的条件下生存，即严格厌氧菌也可以驯化为耐氧型。据 K
5、awasak 报道，波恩双歧杆菌和热嗜酸性双歧杆菌在氧气浓度为 20%时仍可以生长良好。氧耐受性取决于双歧杆菌的种类以及培养介质，甚至与其形态学特征有关。1.3 种类分布Mitsuok 根据糖代谢和血清实验将双歧杆菌划分为 16 个种，随后又有多个新的种被发现。到目前为止，已鉴别和发表的双歧杆菌共有 34 种，其中 13 种来源于人、15 种来源于其他温血动物、3 种来源于蜜蜂、2 种来源于废水、1 种从乳制品中分离。与人类密切相关品种详见表 1，人体内主要存在的双歧杆菌有 4 大类：长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、青春双歧杆菌、两歧双歧杆菌。表 1 与人体密切相关的双歧杆菌种类 来 源 Bifid
6、obacterium adolescentis 青春双歧杆菌 成人肠道Bifidobacterium angulatum 角双歧杆菌 成人和婴儿粪便Bifidobacterium bifidum 两歧双歧杆菌 婴儿粪便Bifidobacterium breve 短双歧杆菌 婴儿粪便Bifidobacterium catenulatum 链状双歧杆菌 成人肠道Bifidobacterium dentium 齿双歧杆菌 口腔Bifidobacterium denticolens 龋齿双歧杆菌 口腔Bifidobacterium gallicum 高卢双歧杆菌 成人和婴儿粪便 Bifidobacte
7、rium infantis 婴儿双歧杆菌 成人和婴儿粪便 Bifidobacterium inopinatum 异形双歧杆菌 成人和婴儿粪便 Bifidobacterium longum 长双歧杆菌 成人和婴儿粪便 Bifidobacterium pseudocatenulatum 假链双歧杆菌 婴儿粪便2. 双歧杆菌的保健功能2.1 调节免疫功能双歧杆菌的免疫研究表明 3，其细胞壁上的肽聚糖可刺激肠道的免疫细胞，激发机体产生免疫抗体，提高巨噬细胞活性，增强机体抗病。Sekine 4等报道婴儿型双歧杆菌的完整肽聚糖能激活小鼠腹腔巨噬细胞，使其 IL-1、IL-12 以及TNF-Q 的 mRNA
8、 的表达增强。 Hatcher5等证实长双歧杆菌能增强小鼠巨噬细胞吞噬沙门氏菌的能力。Ishihara 6等将青春双歧杆菌的 WPG 注射于恶性黑色素瘤患者的皮肤转移灶内，发现它能使转移灶体积明显缩小，效果与 IFN-Y 相当。蓝景刚 7等给小鼠腹腔注射 BFB 后，发现动物脾脏 LAK、NK 细胞活性，以及腹腔局部巨吞噬细胞来源的 IL-1、IL-6 和 TNF 等细胞因子活性增强，从而提高了宿主机体的特异性和非特异性免疫功能。给健康儿童食用含单双歧杆菌的食品 21 d，其粪便中 IgA 水平显著增加，提高了胃肠道黏膜的免疫和抗感染能力。双歧杆菌还能增强小肠上皮内淋巴细胞的杀伤活性，加强其在
9、肠道内的免疫监视作用，由此提高宿主机体的特异性和非特异性免疫功能。2.2 营养功能BFB 本身就是人体必不可少的营养源，它能自身合成人体所必需的维生素B1、B2、B6、B12、叶酸、烟酸等多种维生素、氨基酸和蛋白质类，直接向宿主提供营养物质。BFB 还能通过抑制机体内某些维生素分解代谢酶类，以保障机体维生素免遭酶解破坏损失。BFB 在肠道内产生的乙酸和乳酸，能明显提高钙、磷、铁等微量元素的利用率及促进维生素 D 的吸收。双歧杆菌产生的磷蛋白磷酸酶可将乳中酪蛋白降解，有益于酪蛋白的吸收。它可以作为宿主氮的来源，1997 年德国 Rostock 大学的 Heine 教授用 N15 同位素证明，75
10、以上的双歧杆菌菌体的氮进入婴儿血液流的蛋白池中 8。双歧杆菌可促进机体对营养物质的消化吸收，减除以上功能外，双歧杆菌还可缓解便秘。BFB 代谢少氨与其它腐败物质的产生。同时双歧杆菌与其它易产生的有机酸类物质可促进肠管蠕动及增加肠管内渗生菌一起在机体肠道内通过细胞壁磷壁酸与肠道粘膜透压，使水分分泌亢进，由于粪便中水分的增高而产上皮细胞相互作用，占据肠粘膜表面，抑制了致病菌 生了通便功效，从而缓解了便秘的入侵 9。腐败菌在机体内产生许多代谢产物如吲哚、甲酚、胺等有害物质，对机体产生损害作用 10。双歧杆菌能抑制有害细菌的生长，故能抑制这些物质的产生，同时双歧杆菌还能利用这些物质作为营养源，防止其有
11、害作用。双歧杆菌是肠道内的优势菌，它们在代谢过程中造成厌氧环境，大大抑制那些需氧致病菌的生长繁殖。试验证实，双歧杆菌细胞代谢产生的有机酸使肠道 pH 值降低，对抑制病源菌的生长繁殖有重要的作用。其中，乙酸的抑菌作用最强，乳酸次之。另外，双歧杆菌将结合胆酸水解为游离胆酸。游离态 胆酸抑菌作用较结合态胆酸强，这对维持肠道内微生态平衡非常有益。有些双歧杆菌的种可产生抗菌物质。 Anard11等从双歧杆菌( Bbidm) 的代谢物中分离出 Bifdin 的抗菌物质，可抑制黄色微球菌与金黄色葡萄球菌的繁殖。Kang 等从长双歧杆菌的代谢物中分离纯化出称为 “Bifilong”的抗菌物质，对大肠杆菌、沙门
12、氏菌、粪链球菌与金黄色葡萄球菌表现出抑制活性。双歧杆菌产生的胞外糖苷酶，可降解肠粘膜上皮细胞的杂多糖，由于这些糖是潜在致病的受体，也是结合细菌毒素的受体，因而可抑制潜在的致病菌及其毒素在肠粘膜的粘附，对宿主起保护作用。2.3 治疗肠道菌群失调性疾病功能双歧杆菌可促进机体对营养物质的消化吸收，减除以上功能外，双歧杆菌还可缓解便秘。BFB 代谢少氨与其它腐败物质的产生。同时双歧杆菌与其它益产生的有机酸类物质可促进肠管蠕动及增加肠管内渗生菌一起在机体肠道内通过细胞壁磷壁酸与肠道粘膜透压，使水分分泌亢进，由于粪便中水分的增高而产上皮细胞相互作用，占据肠粘膜表面，抑制了致病菌生了通便功效，从而缓解了便秘
13、的入侵。腐败菌在机体内产生许多代谢产物如吲哚、甲酚、胺等有害物质 ，对机体产生损害作用。双歧杆菌能抑制有害细菌的生长，故能抑制这些物质的产生，同时双歧杆菌还能利用这些物质作为营养源，防止其有害作用。双歧杆菌是肠道内的优势菌，它们在代谢过程中造成厌氧环境，大大抑制那些需氧致病菌的生长繁殖。试验证实，双歧杆菌细胞代谢产生的有机酸使肠道pH 值降低，对抑制病源菌的生长繁殖有重要的作用。其中，乙酸的抑菌作用最强，乳酸次之。另外，双歧杆菌将结合胆酸水解为游离胆酸。游离态胆酸抑菌作用较结合态胆酸强，这对维持肠道内微生态平衡非常有益。有些双歧杆菌的种可产生抗菌物质。 Anard11等从双歧杆菌( Bbidm
14、) 的代谢物中分离出 Bifdin的抗菌物质，可抑制黄色微球菌与金黄色葡萄球菌的繁殖。Kang 等从长双歧杆菌的代谢物中分离纯化出称为“Bifilong”的抗菌物质，对大肠杆菌、沙门氏菌、粪链球菌与金黄色葡萄球菌表现出抑制活性。双歧杆菌产生的胞外糖苷酶，可降解肠粘膜上皮细胞的杂多糖，由于这些糖是潜在致病的受体，也是结合细菌毒素的受体，因而可抑制潜在的致病菌及其毒素在肠粘膜的粘附，对宿主起保护作用。 2.4 控制内毒素血症功能BFB 代谢产生的有机酸能明显改善肠道的 pH 值，竞争性结合肠粘膜位点，防止了致病菌在肠道的定植、入侵和易位，抑制了有害菌的生长，缩小了内毒素池，根绝了内毒素源，使血中内
15、毒素水平显著下降。张宝元 12等报道用肺炎杆菌、绿脓杆菌和普通变形杆菌混合菌液灌服大鼠诱发内毒素血症，再用BFBDM8504 活菌液灌胃治疗，结果治疗组动物试验证明，其内毒素转为阴性。3. 双歧杆菌在生活中的应用3.1 双歧杆菌作为添加剂应用于乳制品一般来说，含有双歧杆菌的发酵乳与不经发酵的牛乳相比，残留乳糖水平较低，游离氨基酸和某些维生素水平较高。更具体地说，一些双歧杆菌具备合成并释放多种维生素的能力，例如硫胺素、烟酸、维生素 B6、B12、维生素 K等。 某些发酵乳中的双歧杆菌还能产生叶酸。然而，维生素的合成具备菌株特异性，不同种类双歧杆菌所能合成的维生素种类也有不同。摄食含有双歧杆菌的发
16、酵乳制品可以产生有机酸从而降低胃液 pH 值，增进体内矿物质的生物利用率。双歧杆菌是非常有价值的膳食添加剂，可以完美地加入到乳制品中，从而赋予更多其更多的功能和健康属性。早在 20 世纪 40 年代，德国就将双歧杆菌制剂用于婴儿消化道疾病的防治。日本森永乳业公司 1971 年开发首个双歧杆菌制品，至今日本已成为世界最大的双歧杆菌制品的生产国，包含 70 多个品种，其中 50 种以上是乳制品。在法国，美国，印度，英国等国家，双歧杆菌乳制品的研究和应用只是近 10 几年的事，现已有含双歧杆菌的奶粉，双歧杆菌酸奶等上市。随着社会进步，人们期待着更多高质量的双歧杆菌制品的研究成功与投放市场。双歧杆菌与寡糖、葡萄糖酸、精氨酸配合，对青春双歧杆菌有选择的增殖作用，发挥特有的免疫赋活功能，如昂立一号双歧杆菌与保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌为生产发酵剂，以牛乳、豆乳为载体或用牛乳、大豆搭配作载体混合发酵制成营养丰富的仿生食品和饮料，对特定人
