乳酸菌在健康食品中的应用进展

张雪东 罗璠 刘云 夏赟 刘冠中

摘 要 随着微生态学的快速发展，乳酸菌正被广泛用于医药和食品领域。健康饮食与人体健康关系密切。本文概要介绍乳酸菌在健康食品中的应用进展。

关键词 微生态学 乳酸菌 健康食品

中图分类号：TS201.3 文献标志码：A 文章编号：1006-1533（2018）15-0025-04

Progress of the application of lactic acid-producing bacteria in healthy foods

ZHANG Xuedong1*， LUO Fan2， LIU Yun3， XIA Yun1， LIU Guanzhong1**（1. Microecological Health Management Research Center， Jiangxi Goodally Technology Co.， Ltd.， Guangzhou 510000， China； 2. Department of Biotechnology & Microbiology， College of Life Science and Technology， Southwest Nationality University， Chengdu 610041， China； 3. Department of Newborn Pediatrics， the Peoples Hospital of Jinxian County， Nanchang 331700， China）

ABSTRACT Lactic acid-producing bacteria are widely used in the field of medicine and foods with the rapid development of microecology since healthy diet is closely related to human health. The application of lactic acid-producing bacteria in healthy foods is briefly introduced in this article.

KEY WORDS microecology； lactic acid-producing bacteria； healthy foods

人是已知生物进化史的末段，而远早于人类出现在地球上的微生物从未消失过，在以亿年为时间单位的地球发展史中，微生物在方方面面均发挥着难以想象的作用。在早期的生物进化史研究中，学者们的思维片面，即抛开细菌谈人类进化，而近年来的研究发现，细菌与人类存在着共生进化的现象。

学者们广泛收集哺乳动物的粪便，包括大鼠、熊猫和人类的粪便，通过16S rRNA测序技术分析发现，同一种系哺乳动物的肠道菌群没有显著差异，人类之间的肠道菌群也无显著差异，但不同种系哺乳动物的肠道菌群却存在着迥然差异，表明人体内的微生物菌群与人存在着共生进化的现象[1]。随着研究的深入，学者们认为人体内的微生物菌群可能在特定时期帮助了人类适应新的环境，从而影响并帮助了人类进化[2]。

既然细菌参与了人类的进化，那么它们在人类的日常生活中必然也会有广泛的参与。学者们一直在致力揭开地球细菌的神秘面纱，其中至今为止研究得最多的是乳酸菌。乳酸菌分布广泛，在动物、人体、植物乃至整个自然界中都存在着各种乳酸菌，它们是能利用碳水化合物发酵生产乳酸的革兰阳性菌。学者们还在临床研究中发现，人体内的菌群异常与人罹患感染、消化道疾病、代谢性疾病和免疫性疾病等都有着密切关系[3]。人们日常使用的乳酸菌为益生菌，它们通常是活的微生物且须有一定数量才能对人体健康产生有益作用。不过，也有学者发现，某些乳酸菌的热致死菌或代谢产物也有益于人体健康。

目前，乳酸菌在人类健康食品方面的应用非常广泛，至少包括益生菌食品（含饮料、固体饮料、保健食品等）、乳制品、果蔬食品、酒、调味品、食品保鲜等，而常用的乳酸菌则至少包括保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、双歧杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、罗伊乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌等。

1 乳酸菌与人体健康关系密切

人体有口腔胃肠消化道、鼻腔呼吸道、皮肤和生殖泌尿道4大微生态系统，人体微生物绝大部分分布于胃肠消化道中，其中乳酸菌是人体微生态系统的重要组成部分。从数量上看，人体内约有100万亿个各种细菌，与人体自身的细胞数之比为10∶1，而这些细菌携带的基因数与人体自身的基因数之比是100∶1。

正常微生态在宿主中起着多种多样的生理作用。肠道是人体内最大的微生态环境，肠道菌群正常或失调对人体健康及寿命有着重要影响。正常情况下，肠道菌群各组分之间相互依存、相互制約，处于相对平衡状态，是维护人体健康的天然防线。

2 乳酸菌在益生菌食品中的应用

近年来，益生菌饮料、固体饮料等健康食品在各地医院得到较为广泛的应用，通过健康食品的调养配合临床治疗相关疾病已成为益生菌健康食品的重要应用之一。

肠道菌群平衡的构建对婴幼儿人群非常重要，而相关乳酸菌就能产生这样的健康作用。有学者研究发现，使用鼠李糖乳杆菌联合母乳早期喂养早产儿能帮助其较早地建立全胃肠道营养，减少喂养不耐受的发生率，促进早产儿体重增加[4]。此外，使用乳双歧杆菌、婴儿双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌三联活菌健康食品辅助治疗小儿轮状病毒性肠炎，结果发现可改善患儿的免疫系统功能，对治疗轮状病毒感染有一定的效果[5]。国外学者的研究也发现，鼠李糖乳杆菌具有减少婴儿过敏反应的健康作用[6]。

幽门螺杆菌（Helicobacter pylori， Hp）是一种常见的人体携带菌，其可能诱发慢性活动性胃炎，甚至可能引发消化性溃疡、胃癌等严重疾病[7]。有国内学者在常规Hp三联疗法的基础上加用唾液乳杆菌、嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌三联活菌健康食品调理治疗Hp感染患者，结果发现加用三联活菌健康食品调理治疗患者的总有效率和Hp根除率都显著高于单用Hp三联疗法患者[8]。

还有学者报告，在常规抗组胺治疗的基础上加用益生菌（含有罗伊乳杆菌GL104的三联活菌）健康食品调理治疗持续性过敏性鼻炎患者12周，结果发现加用益生菌健康食品调理治疗患者的血清总免疫球蛋白E、特异性免疫球蛋白E和白介素-4水平都显著低于单用常规抗组胺治疗患者，同时阵发性喷嚏、清水样涕、鼻痒和鼻塞等症状也获得显著改善[9]。

随着相关研究的深入，乳酸菌会在更大程度上以益生菌健康食品的方式用于人体健康调理治疗，应用方向也将更趋广泛。

3 乳酸菌在乳制品中的应用

目前，酸奶几乎成为百姓家庭日常采购清单中不可或缺的乳制品，而酸奶发酵生产中最常用的乳酸菌主要有保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和植物乳杆菌等。借助乳酸菌的作用，乳液在发酵过程中会产生乳酸、丁酸以及多种氨基酸和维生素等代谢产物，一方面使食品风味得以丰富，另一方面代谢产物中的营养物质也有益于人体健康。乳液和发酵条件相同，乳酸菌菌株不同，代谢产物也有所不同[10]。

随着各种功能性乳酸菌菌株被逐渐发现，近年来有将功能性乳酸菌菌株添加至酸奶中的趋势，学者们也在积极参与这种新型酸奶的研究与开发，今后市场上可能会出现适合高血压人群、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应用

以白菜、黄瓜、萝卜等多种蔬菜为原料发酵制成的泡菜是我国历史悠久的传统菜肴之一，其制成需有乳酸菌的参与。目前，乳酸菌多以天然发酵和人工接种发酵两种方式介入果蔬食品的生产，乳酸菌会将果蔬中的营养物质转化生成有机酸（乳酸、醋酸、丁酸等）和挥发性物质（酯类、醇类、酚类等）等，使之富含健康营养物质并形成特定风味[11]。

天然发酵的泡菜还是筛选具有抗性的乳酸菌菌株的重要来源[12]，经过耐酸、抗胃液、抗胆盐试验考验的菌株有很大机会成为益生菌健康食品用菌株，部分菌株通过进一步的生理学、药理学研究甚至有可能进入医药应用领域。

5 乳酸菌在酒和调味品中的应用

厨房中常用的调味品如酱油、醋、料酒以及餐桌上的各种葡萄酒、白酒的生产都离不开乳酸菌的介入。

酿造酱油是我国传统的发酵产品，以往主要用大豆等原料以日晒夜露的传统天然发酵方式进行生产。相关研究发现，酱油的风味是在各种微生物的协同作用下形成的，微生物群的组成不同，酱油的风味也不同。在酱油酿造过程中，通过人工接种耐盐乳酸菌，除可增加酱油风味（乳酸菌会代谢产生各种有机酸等风味物质）外，还有助于酵母菌的生长，缩短酱油酿造的生产周期[13]。优质的酱油含有更多的营养成分，通常含有十多种氨基酸、B族维生素和锌、铁、钙等微量元素，有益于人体健康。

食醋在我国拥有上千年的历史，其不仅是餐桌上的调味品，也是不少人日常饮用的健康食品。以大米、糯米、高粱和水果等为原料酿造的食醋中含有醋酸、乳酸、柠檬酸、苹果酸、氨基酸类、脂类、酯类、醛类、糖类、多酚类、黄酮类等风味和健康营养物质，其中乳酸是食醋中的第二大有机酸物质，也是平衡醋酸的刺激性气味、优化食醋风味的重要成分。食醋酿造需經糖化、酒精发酵和醋酸发酵3个过程，而乳酸菌是整个食醋酿造过程所必需的主要微生物群之一[14]，乳酸菌代谢产生的乳酸可与酒精发生酯化反应而生成食醋中的重要香味物质乳酸乙酯，食醋酿造中乳酸菌不足则会致使食醋品质不佳。食醋可能具有多种健康功效，包括促消化、抗氧化、降血脂、降血糖、抗菌和抗癌等。

我国传统的蒸馏白酒已有几千年的历史，其也是微生物的杰作。适量饮酒有多种健康作用，如御寒、抗菌、促消化、促进血液循环、调节体内代谢、预防心血管疾病和补充营养等[15]。当然，过量饮酒有害，会引起各种酒精中毒和慢性酒精中毒相关的生理变化。我国白酒中含有多种氨基酸、维生素、矿物质和微量元素等有益于人体健康的营养物质，有些品牌白酒的氨基酸类含量高达约18 mg/100 ml，一般品牌白酒的氨基酸类含量亦有约2 mg/100 ml。

酵母菌和乳酸菌是白酒酿造中较为重要的两类微生物，它们相互影响。乳酸菌广泛存在于自然界中，白酒酿造场地中的窖池、窖泥、原辅料、粮谷、空气和水等中都存在着大量的乳酸菌，其中窖泥中的乳酸菌对白酒酿造最为重要，窖池、窖泥使用越久，乳酸菌含量越高。乳酸菌代谢产生的乳酸是白酒中不可或缺的有机酸，可调和酒精的刺激性。当然，白酒酿造中的乳酸菌也不宜过多，应恰到好处。

6 乳酸菌在食品保鲜中的应用

乳酸菌还能用于更好地保鲜食品，如海鲜类、肉类、果蔬类等。乳酸菌参与食品保鲜不仅可保持或优化食品的风味，还能通过抑制致病菌和腐败菌的生长、降解亚硝酸盐等途径起到提高食品安全性的作用。酸奶易受到霉菌、尤其是对山梨酸和苯甲酸有抗性的霉菌的污染，被污染后极易变质，而乳酸菌可通过其代谢产物如细菌素、有机酸和过氧化氢等抑制霉菌的生长，由此发挥对酸奶的保鲜作用[16]。有学者研究了乳酸菌对香肠中致病菌和腐败菌的影响，结果发现某些乳酸菌菌株的代谢产物对香肠中的致病菌和腐败菌有抑制作用[17]。单核李斯特菌是海鲜类肉制品中常见的致病菌。Brillet等[18]研究发现，某些肉食杆菌菌株可抑制腌熏三文鱼中单核李斯特菌的生长。

在食品生产过程中，为了使食品风味、色泽保持不变，常使用安全剂量的硝酸盐和亚硝酸盐作为食品添加剂，而某些食品在发酵生产过程中也会产生一定量的亚硝酸盐。由于亚硝酸盐是致癌物质亚硝胺的来源，因此食品中的亚硝酸盐不能过量，但日常生活中常出现因污染、保存方法不当等原因导致食品亚硝酸盐超标的现象。有研究发现，鼠李糖乳杆菌具有降解亚硝酸盐的作用，其会代谢产生亚硝酸还原酶，后者可酶解亚硝酸盐，由此发挥健康保护作用[19]。

7 结语

随着我国经济稳定发展，人们对健康食品的需求愈来愈强烈，乳酸菌相关研究及应用也成为热点之一。未来，人们将筛选到可使食品风味更优的乳酸菌菌株，同时健康益处更确切、更广泛的乳酸菌菌株也会被逐渐发现，新型功能性乳酸菌菌株甚至还有可能参与肿瘤的预防与治疗，这些菌株用于传统和新型健康食品以及药品生产有益于人们的健康生活。

参考文献

[1] Ley RE， Hamady M， Lozupone C， et al. Evolution of mammals and their gut microbes [J]. Science， 2008， 320（5883）： 1647-1651.

[2] Shapira M. Gut microbiotas and host evolution： scaling up symbiosis [J]. Trends Ecol Evol， 2016， 31（7）： 539-549.

[3] 方戴琼， 顾思岚， 石鼎， 等. 人体肠道微生态与疾病发生发展的关系及机制研究进展[J]. 中国微生态学杂志， 2016， 28（5）： 614-617.

[4] 赖芳芳， 张丙宏， 严彩霞， 等. 母乳联合鼠李糖乳杆菌预防早产儿喂养不耐受的疗效观察[J]. 中国微生态学杂志， 2017， 29（9）： 1046-1048.

[5] 艾忠华， 刘冠环， 张良. 双歧杆菌与鼠李糖乳杆菌三联活菌制剂联合治疗小儿轮状病毒肠炎的疗效及对免疫功能的影响[J]. 中国医学创新， 2016， 13（6）： 59-62.

[6] Kalliom？ki M， Salminen S， Arvilommi H， et al. Probiotics in primary prevention of atopic disease： a randomized placebocontrolled trial [J]. Lancet， 2001， 357（9262）： 1076-1079.

[7] 刘文忠. “幽门螺杆菌胃炎京都全球共识”解读[J]. 胃肠病学， 2015， 20（8）： 449-456.

[8] 袁凯涛， 刘冠环， 左继东. 唾液乳杆菌、嗜酸乳杆菌及植物乳杆菌三联活菌制剂联合三联疗法根除幽门螺杆菌的临床研究[J]. 中国医学创新， 2017， 14（10）： 36-39.

[9] 金日群， 廖志莹， 王英斌， 等. 活性益生菌治疗过敏性鼻炎的临床观察及免疫调节作用分析[J]. 中国现代医生， 2017， 55（5）： 66-68.

[10] Azizan KA， Baharum SN， Mohd Noor N. Metabolic profiling of Lactococcus lactis under different culture conditions [J]. Molecules， 2012， 17（7）： 8022-8036.

[11] Jung JY， Lee SH， Jeon CO. Kimchi microflora： history， current status， and perspectives for industrial kimchi production [J]. Appl Microbiol Biotechnol， 2014， 98（6）： 2385-2393.

[12] Zielińska D， Rzepkowska A， Radawska A， et al. In vitro screening of selected probiotic properties of lactobacillus strains isolated from traditional fermented cabbage and cucumber [J]. Curr Microbiol， 2015， 70（2）： 183-194.

[13] 曹小紅， 刘卓， 鲁梅芳， 等. 耐盐乳酸菌与酵母菌在酱醪汁中协同作用的研究[J]. 中国酿造， 2009， 28（3）： 12-15.

[14] Wu JJ， Ma YK， Zhang FF， et al. Biodiversity of yeasts， lactic acid bacteria and acetic acid bacteria in the fermentation of？Shanxi aged vinegar？， a traditional Chinese vinegar [J]. Food Microbiol， 2012， 30（1）： 289-297.

[15] 黄蕴利， 黄永光， 郭旭. 白酒中的主要生物活性功能成分研究进展[J]. 食品工业科技， 2016， 37（15）： 375-379.

[16] 李晶， 王鑫， 高鹏飞， 等. 益生菌在酸奶生产过程中对酵母和霉菌污染的控制[J]. 中国乳品工业， 2013， 41（9）： 21-24.

[17] Bartkiene E， Bartkevics V， Mozuriene E， et al. The impact of lactic acid bacteria with antimicrobial properties on biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons and biogenic amines in cold smoked pork sausages [J]. Food Control， 2017， 71： 285-292.

[18] Brillet A， Pilet MF， Prevost H， et al. Biodiversity of Listeria monocytogenes sensitivity to bacteriocin-producing carnobacterium strains and application in sterile cold-smoked salmon [J]. J Appl Microbiol， 2004， 97（5）： 1029-1037.

[19] Liu DM， Wang P， Zhang XY， et al. Characterization of nitrite degradation by Lactobacillus casei subsp. rhamnosus LCR 6013 [J/OL]. PLoS One， 2014， 9（4）： e93308 [2018-02-13]. doi： 10.1371/journal.pone.0093308.