资讯 > 专家原创 > 2021,副干酪乳杆菌持续火爆
副干酪乳酸菌(L.paracasei)是一种革兰氏阳性异型发酵乳酸菌,可以从人体肠道、口腔以及青贮饲料和各种乳制品当中分离出来。是一种兼性厌氧、不运动、无芽孢的杆菌或长杆菌,单个或成对出现。
菌落呈乳白色,为圆形,直径大多1.0 mm以上,表面光滑、隆起,边缘整齐。发酵葡萄糖主要产生L-乳酸。绝大多数菌株可发酵葡萄糖、核糖、半乳糖、D-葡萄糖、果糖、D-甘露糖、麦芽糖、乳糖、松三糖、松二糖、海藻糖和塔格糖产酸,少数菌株可发酵D-木糖、山梨醇、苦杏仁苷、蔗糖和纤维二糖产酸。
极具争议的分类
副干酪乳杆菌是近年来从干酪乳杆菌中划分出来的新种,对其分类学地位一直存在争议。1989年,Collins等将干酪乳杆菌所包含的5个亚种(干酪亚种、无乳亚种、假植物亚种、坚韧亚种、鼠李糖亚种)取消,将其中的无乳亚种、假植物亚种和坚韧亚种归类为副干酪乳杆菌。这一新种是Collins通过DNA-DNA同源性比较建立的,缺乏对表型特征的描述,所以不易和干酪乳杆菌区分。1996年,Dicks等提议将该菌种划入干酪乳杆菌中。该提议得到Mori等及Dellaglio等的支持,但仍在争论之中。2008年,国际细菌分类委员会驳回了Dick等将副干酪乳酸菌归入干酪乳杆菌属的分类建议,重新的将副干酪乳酸菌及其亚种从干酪乳杆菌划分出来。利用传统的发酵特性很难将副干酪乳杆菌与干酪乳杆菌及鼠李糖乳杆菌中其它亚种区分开来,因此,目前广泛采用16S rDNA序列同源性分析并结合表型试验对其进行鉴定。
不一般的天然代谢产物--细菌素
除有机酸、双乙酰、过氧化氢外,乳酸菌还可以代谢产生具有抑菌效果的蛋白类活性物质--细菌素。副干酪乳杆菌细菌素的一些优良特性为其作为潜在的天然食品防腐剂提供了有利依据。有些菌株产生的细菌素稳定性较好,在pH3-pH12或100℃加热15min仍有活性,并且副干酪乳杆菌细菌素的抑菌谱范围广泛,除了对亲缘关系较近的乳酸菌,如德氏乳杆菌具有拮抗作用外,还能杀死或抑制金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、蜡状芽孢杆菌、沙门氏菌、铜绿假单胞菌、幽门螺杆菌等病原菌和食品腐败菌。甚至能够有效地作用于大肠杆菌,具有目前惟一获准应用的乳酸菌细菌素类食品防腐剂Nisin所不具备的抗革兰阴性菌活性,从而显示出了其独特的优越性。另外,有关乳酸菌产生抗真菌细菌素的报道较少!而 副干酪乳杆菌产生的细菌素对酵母菌,如白色假丝酵母和酿酒酵母均有抑制作用,从而阻断了真菌造成的食物腐败和毒枝菌素的形成。
天然抑菌物质:苯乳酸
副干酪乳杆菌能够产生苯乳酸,苯乳酸作为一种新型的天然抑菌物质,能够抑制真菌、革兰氏阴性及阳性细菌,抑菌谱广泛。有学者研究了分批发酵过程中副干酪乳杆菌W2的细胞生长规律、苯乳酸的积累情况以及葡萄糖的消耗变化规律,在此基础上建立了比较合理的分批发酵动力学模型。最近,Valerio等向8株乳酸菌株的发酵培养基中加人苯丙酮酸,通过比较前后抑菌活性的变化,结果表明:由于 加入苯丙酮酸促进了苯丙酮酸衍生物的生成,发酵液的抑菌活性有明显提高;在培养基加入苯丙酮酸后,副干酪乳杆菌株发酵合成的苯乳酸量是加入前的6倍,抗真菌活性也显著提高。
副干酪乳杆菌的营养功能
副干酪乳杆菌具有良好的生理功能,它不仅可以通过控制肠道的微生物菌落影响着人体的消化系统,调节人体肠道群,增强免疫力,而且还具有良好的耐酸耐胆盐特性。口服实验证明其为安全有效的益生菌株。
平衡肠道菌群:副干酪乳杆菌在人体内的耐受性很好,服用过副干酪乳杆菌的成年人肠道蠕动明显加强,对于肠道和人体排便规律等起到了良好的调节作用。此外,副干酪乳杆菌还可增强宿主对微生物病原体的抵抗力,增强免疫球蛋白数量。通过过敏小鼠淋巴细胞试验发现,副干酪乳酸菌L9通过调节细胞因子的分泌,纠正Th1/Th2失衡以缓解β-乳球蛋白的过敏效果(β-乳球蛋白为牛乳过敏原蛋白,可引起婴幼儿的结肠炎,严重时影响患者的生长发育。
降血压:副干酪乳酸菌通过胞外酶的作用将蛋白进行特定分解,可以产生多种对血管紧张素(ACE)具有抑制作用的小分子肽,从而起到降血压的作用。副干酪乳酸菌发酵产品已被证明可以降低高血压、动脉粥样硬化、高脂血症和肥胖等血管危险因素。
抗癌功能:流行病学调查显示,长期食用乳制品可以减少肿瘤的发生概率。益生菌抗肿瘤活性已在体内和体外得到证实,乳酸菌的抗癌机制可能是通过诱导肿瘤细胞凋亡、激活免疫系统、阻断致癌物的诱变等的相互作用。有研究发现的副干酪乳酸菌SR 4发酵上清液对宫颈癌细胞的抗增殖活性高达89%,副干酪乳酸菌通过促进BAX、BAD、caspase3、caspase8、caspase9基因的上调以及下调BCl-2基因的表达,使其表现出较高的抗癌活性。
副干酪乳杆菌的开发应用
发酵剂或辅助发酵剂
副干酪乳杆菌被广泛地用作牛奶、酸乳、豆奶、奶油和干酪等乳制品的发酵剂及辅助发酵剂,尤其在干酪中的应用最多,如保加利亚黄干酪、羊乳酪、白干酪、切达干酪等。它能适应干酪中的高含量盐及低 pH值。通过一些重要氨基酸的代谢以增加风味并促进干酪的成熟。
优良的工艺菌株
副干酪乳杆菌在代谢过程中可产生大量乳酸,有学者利用副干酪乳杆菌发酵淀粉水解液生产乳酸,产率为94%,并且细胞具有良好的重复使用性。在连续3批实验中,乳酸盐最大生产量达6.32-11.54g/(L·h),最终细胞生存率不低于70%,是生产乳酸的优良工业菌株。
在肉制品中的应用
副干酪乳杆菌在发酵时间、产酸量及对金黄色葡萄球菌的抑制方面与常用的商品发酵剂清酒乳杆菌相似,并且对肉制品中常见的致病菌如单核细胞增生李斯特菌和大肠杆菌都具有很强的抑制作用,可用于发酵香肠的生产。
食品发酵和防腐应用
副干酪乳杆菌能够抑制和杀死食品中的许多腐败菌及致病菌,不影响食物性状,甚至能够改善食品特性。因此在将其添加到食品中作为发酵剂的同时,还能促进食品的优质、稳定生产,且对食品储藏过程中的防腐保鲜也有积极作用。
作者简介
Martin Yu,食品科技工作者、营养师,长期负责特殊食品研发工作,主要方向为:FSMP、益生菌、特膳食品。
副干酪乳杆菌是一种益生菌,主要存在于人体的肠道当中,具有增强免疫力,维持肠道菌群平衡,促进消化等作用,同时还有降血压、降胆固醇、预防癌症和抑制肿瘤生长、增强体质、延缓衰老和延长寿命等功效。
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