乳酸菌功能性质

乳酸菌功能性质的研究状况 Abstract：Lactobacillus is a type of sugar as raw material to lactic acid bacteria fermentation, Gram stain-positive. It is widespread in nature and the digestive system of humans and animals and Non-toxic effects, Charged with a variety of important physiological functions in the body of the human and animals. For example, To enhance the coordination of the body flora, , As a preservative in life, can produce special features factors. As lactic acid bacteria has such special physiological characteristics, it is widely used in various fields, has aroused widespread interest in the study. This paper introduces the biological properties of lactic acid bacteria briefly, summarized on the physiological function of lactic acid bacteria on the latest cutting-edge research progress, also discussed about  the study of lactic acid bacteria prospects and its study direction. Key words：lactobacillus；physiological trait；physiological function；application 摘要：乳酸菌是一类以糖为原料发酵产生乳酸的细菌，革兰氏染色阳性，它在自然界和人畜的消化系统中广泛存在，无毒、无副作用，担负着人畜机体多种重要的生理功能，可使体内菌群的协调性增强，它可以产生特殊的功能因子，作为生活中的防腐剂。基于乳酸菌特殊的生理特性，在各领域得到广泛应用，引起了人们广泛的研究兴趣。本文简要介绍了乳酸菌的生物学特性，综述了国内外对乳酸菌生理功研究的最新最前沿的研究进展，并对乳酸菌的研究前景和方向进行了展望。 关键词：乳酸菌；生理特性；生理功能；应用 前言 乳酸菌是一类能从可发酵碳水化合物(主要指葡萄糖)主要产乳酸的细菌通称。它广泛存在于人、畜、禽的肠道，许多食品、物料，以及少数临床样品中。在食品工业上，乳酸菌能提高食品的营养价值，改善食品风味，提高食品的保藏性和附加值，还是天然的无毒副作用的防腐剂。近年来乳酸菌的特殊生理活性和营养功能，正日益引起人们的重视。目前，乳酸菌已广泛应用于乳制品、肉制品、蔬菜制品、软饮料等食品中。随着浓缩、冷冻干燥等相应技术的发展。乳酸菌与人们的生活的关系将越来越密切。 大量研究明，担负着人体多种重要的生理功能，具有维持人体微生态平衡的作用。在胃肠道中提高食物消化率和生物价，降低血清胆固醇，控制机体内毒素，抑制肠道内腐败菌生长繁殖和腐败产物的产生，制造营养物质，刺激组织发育，从而对机体的营养状态、生理功能、细胞感染、药物效应、毒性反应、免疫反应、肿瘤发生、衰老过程和突然的应急反应等产生作用。如果乳酸菌停止生长，人和动物就很难健康生存。由此可见，乳酸菌的生理功能与机体的生命活动息息相关。基于乳酸菌特殊的生理功能，因而被广泛应用于食品、医药等行业。 正因为乳酸菌所具有的多种生理功能和其特殊的生理特性，引起了人们广泛的研究兴趣。本文将对乳酸菌的功能性质展开详细论述。 1.乳酸菌生物学特性 1.1乳酸菌的微生物种类 乳酸菌是一种习惯叫法，而不是微生物分类学上的名称。乳酸菌在自然界中的种类很多，分布极广。目前自然界已发现的这类菌在细菌分类学上划分至少有18个属，共有200多种。除极少数外，其中绝大部分都是人体内必不可少的，且具有重要生理功能的菌群。广泛存在于人体的肠道中。 根据发酵特点的不同，可以把乳酸杆菌分为三类：专性同型发酵，专性异型发酵，兼性异型发酵。专性同型发酵乳酸杆菌只分解己糖生成乳酸，而不发酵和分解戊糖或葡萄糖酸盐。专性异型发酵乳酸杆菌分解己糖除了生成乳酸外，还生成乙酸，乙醇和二氧化碳，把戊糖分解成乳酸和乙酸。兼性异型发酵乳酸杆菌能发酵己糖生成乳酸，也可能发酵葡萄糖酸盐生成二氧化碳，但并不能分解葡萄糖。 乳酸菌包括乳酸杆菌属、肉食杆菌属、双歧杆菌属、链球菌属、肠球菌属、乳球菌属、明串珠球菌属、片球菌属、气球菌属、奇异菌属、漫游球菌属、利斯特氏菌属、芽孢乳杆菌属、芽孢杆菌属中的少数种、环丝菌属、丹毒丝菌属、孪生菌属和糖球菌属等。其中嗜酸乳杆菌、双歧杆菌属、肠球菌属、链球菌属和乳球菌属细菌由于能够在寄主肠道存活生长，并且通过改善其寄主肠道微生物平衡的作用而有益于寄主，所以又称为原生菌或益生菌。乳酸菌主要归属于乳链球菌及乳酸杆菌两大家族，乳酸杆菌与人体保健有着密切的关系，有44个种，连同亚种共51个种。 1.2乳酸菌的培养特征 这些细菌形态上差异很大．既有长杆状或短杆状的，又有圆形的；所有种类都是革兰氏阳性苗，不形成芽孢，也不会运动(有例外)。培养特征:乳酸菌能够在空气或氧气下生长,是厌氧菌,耐氧。 一方面乳酸菌的生长需要辅助因子,它们大多需要某些维生素(核黄素、硫胺素、泛酸、烟酸、叶酸、生物素) 、氨基酸、嘌呤和嘧啶。 另一方面乳酸菌具有大部分微生物所没有的利用乳糖的能力。在固体培养基表面,一般仅形成少量的菌体生物量, 仅长出淡色小菌落, 直径1 ～2 mm ;在液体培养基中细菌浓度很低,这些是由营养、代谢等生理特性所决定。 在MRS培养基上培养2~3d后，乳酸菌的菌落特征表现为： 乳酸菌名称 菌落特征 乳链球菌二丁酮乳新亚种 菌落直径2~3mm、圆形、中度隆起，镜检时细胞卵圆形、成对或成短链 发酵乳杆菌 菌落扁平、圆形或不规则透明状，镜检为微细小的短杆状革兰氏阳性菌，有的成链或成对，无芽孢和荚膜。 粪肠球菌 菌落较小， 圆形、乳白色、中度隆起、边缘整齐，镜检为革兰氏阳性球菌，细胞卵圆形。 长双歧杆菌 菌落表面呈礼帽状凸起、全缘、直径2~5mm,柔软湿润而有光泽，镜检发现细胞呈形态不一致的杆菌，染色不规则。 酒明串珠菌 菌落大而不透明、边缘整齐、中间有凸起，镜检细胞呈球形或卵圆形、杂乱排列、大小不等。 乳酸乳球菌乳脂亚种 菌落微小（直径1mm左右）边缘整齐、不透明，镜检细胞成球形和卵圆形、成对或短链排列、不生芽孢和荚膜。 短乳杆菌 菌落粗糙或中间型、扁平镜检时细胞为较粗大的球杆菌、形状不规则、形似米粒、多边形。     在加有0.7﹪CaCO3的MRS培养基上做倾注培养时，所有分离菌株周围都有透明环。在BCG培养基上生长后使菌落周围培养基的颜色由蓝紫色变为黄色。 1.3乳酸菌的生理特性 乳酸菌均归类于乳酸菌科，这些细菌形态上差异颠大．既有长杆状或短杆状的，又有圆形的；所有种类都是革兰氏阳性的。不形成芽孢，也不会运动(有例外)。它们从碳水化合物得到能量,分泌乳酸。乳酸菌不耐高温，但耐酸，在pH值3．0～4．5时仍可生长，对胃中的酸性环境有一定的耐受性。乳酸菌对营养要求比较严格，培养过程中除了需要适量的水、碳源、氮源和无机盐外，还要加入维生素(极个别品种除外)、多种氨基酸和肽等。 乳酸菌都能发酵糖类产生乳酸。乳酸菌是专性发酵菌，都能发酵一定的糖类，产生乳酸,在发酵过程中，产物只有乳酸的称为同型发酵，发酵产物中除了乳酸外还有乙酸、乙醇、二氧化碳和香味成分的，称为异性发酵。 乳酸菌具有强抗酸能力，如在一含糖丰富的食物制作中，虽然其他很多的菌类也能生长，但因乳酸菌不断地产生乳酸使得环境变酸而杀死多种不耐酸的细菌。大部分乳酸菌具有很强的抗盐性，都能耐5％以上的NaCl浓度。嗜盐片球菌甚至能在浓度为15—18％的盐水中生存。 乳酸菌是一种兼性厌氧菌，在高氧化还原电位条件下生长旺盛，在第氧化剂还原电位下进行发酵生长。与气态氧的关系是不需要氧气也能生长，但有氧时生长更佳，低或无氧的环境下生长。一方面乳酸菌的生长需要辅助因子，他们大多需要某些维生索(核黄素．硫胺素、泛酸、烟酸、叶酸、生物素)、氨基酸、嘌呤和嘧啶。另一方面乳酸菌具有大部分微生物所没有的利用乳糖的能力。 一般乳酸菌没有蛋白酶，只有肽酶，不能分解利用蛋白质而仅能利用蛋白胨、肽和氨基酸,不产生胺类物质，也不产生吲哚和硫化氢，因而乳酸菌不会使食物产生腐败及异味。合成氨基酸、核酸、维生素的能力极低，因而在乳酸菌生长的环境中适量地加入这类物质，能促进乳酸菌的正常生长。 2．乳酸菌的生理功能 2.1对胃肠道的调节功能 人体胃肠道中有各种细菌所形成的群落，各菌落达到顶级群落，顶级群落与其生存的环境的物化条件维持平衡，并具有相对稳定性和持久性，共同形成人体最大和最复杂的微生态系统。如果这一平衡被打破有害菌增加，人就会生病，称为肠道菌群失调。研究表明，腹泻患者的肠道乳酸菌菌群的数量和种类都较少，在服用乳酸菌制剂治疗后能调节肠道菌群，调节肠道。胡慧敏等，对30例腹泻患者治疗前后的肠道菌群进行了分析，并用16SrRNA基因对未能鉴定的细菌进行了鉴定，发现这些患者不但临床表现，肠道中的菌群种类和数量同样发生了明显的改变。 乳酸菌及其代谢产物能够促进宿主消化酶的分泌和肠道的蠕动, 促进食物的消化吸收并预防便秘的发生。乳酸菌进入人体后，就会在肠道内繁殖，产生乳酸、乙酸和一些抗菌物质，使肠道的pH值和氧化还原电位降低，从而能抑制致病菌和有害于人体健康菌的生长繁殖，可起到抗菌防病的作用。吕嘉枥等报道，乳酸菌的代谢产物乳酸和醋酸对病原性微生物有拮抗作用, 保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌和乳酸乳杆菌所产生的H2O2 也有明显的抑菌效果。同时，乳酸菌的大量生长繁殖也维持了肠道菌群的平衡，起到了整肠作用。 乳酸菌对胃肠道的调节作用机理主要有以下几点: 2.1.1促进吸收和产生特殊的酶系 乳酸菌能分解食物中的蛋白质、糖类、合成维生素，对脂肪也有微弱的分解能力，能显著提高食物的消化率和生物价，促进消化吸收。乳酸菌发酵后产生的有机酸可提高钙、磷、铁等元素的利用率，促进铁和VD的吸收。 乳酸菌能产生特殊的酶系，在酶的作用下大分子物质降解为更利于吸收的小分子。食物中的大分子蛋白质在乳酸菌酶的作用下，部分降解为小分子肽和游离氨基酸，利于胃肠消化吸收。乳酸菌发酵可以使部分脂肪少量降解，易于消化并能增加乳中游离脂肪酸、挥发性脂肪酸含量。乳酸菌在代谢过程中消耗部分维生素，同时也合成叶酸等B族维生素。 乳酸菌不仅具有一般微生物所产生的有关酶系，而且还可以产生一些特殊的酶系，赋予它特殊的生理功能。如产生有机酸的酶系、合成多糖的酶系、分解乳酸菌生长因子的酶系、分解亚硝胺的酶系、降低胆固醇的酶系、控制内毒素的酶系、分解脂肪的酶系、合成各种维生素的酶系和分解胆酸的酶系等。研究表明，双歧因子之所以能促进双歧杆菌的生长就是因为这类菌能产生分解它们的多种性质不同的糖苷酶系。 乳酸菌能产生合成多糖及各种维生素等的特殊酶系，机体可利用这些酶类来帮助吸收多种营养物质。也有研究表明某些酶可以修饰毒素受体，减少毒素与肠粘膜受体的结合，利于机体的肠道健康 2.1.2抑制病原菌，维持胃肠道中生态平衡 乳酸菌及其代谢产物能够促进宿主消化酶的分泌和肠道的蠕动，促进食物的消化吸收并 预防便秘的发生。对于致病菌，如痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、弯曲杆菌、葡萄球菌等致病菌有抑制作用。嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌产生的过氧化氢，可抑制和杀灭革兰氏阴性菌、过氧化氢酶阳性细菌、大肠杆菌类和沙门氏菌属等致病菌的生长。 某些乳杆菌产生的胞外糖苷酶，可降解肠黏膜上皮细胞的复杂多糖，由于这些糖是致病菌素的潜在受体，所以通过酶的作用，将其分解，阻止致病菌毒素对上皮细胞的粘附。从植物乳杆菌发酵的酸面团中分离出苯乳酸发现了苯乳酸对多种引起食品腐败的真菌有广谱的作用。乳酸菌在肠内可以产生一种四聚酸可杀死大批有害的具有抗药性的细菌。不少乳酸菌产生类似细菌素的细小蛋白质或肽类，对葡萄球菌、梭状芽孢杆菌，以及沙门氏菌和志贺氏菌有抑制作用。 此外，乳酸菌还可以通过产酸改变肠道微生态环境抑制有害菌的生长。据报道，肠道内的病原细菌最适生长的pH为7．0～7．4，由于乳酸菌产酸及细胞崩解产酸使肠道内pH下降，不利于肠道内病原菌在肠壁定殖和生长。导致病原细菌活力下降进而衰老和死亡，维持了肠道的生态平衡，使肠道得以发挥正常的生理功能 2.1.3具有粘附性和定植能力 乳酸菌虽然有调节肠道菌平衡和改善内环境的作用，但其在肠壁上的黏附和定植是益生菌发挥作用的一个重要步骤，是大量繁殖变成优势种群的前提，所以黏附力的强弱是筛选益生菌菌株的重要之一。粘附是指细菌与机体肠上皮细胞通过生物化学作用产生的特异性的粘连。定植抗力指是宿主对致病菌与潜在致病菌在正常微生物群中定植和繁殖的阻抗力或抵抗力。以乳酸菌为主代表的专性厌氧菌是构成定植抗力的主要力量，被称为定植抗力因子。 乳酸菌通过粘附素与肠粘膜细胞紧密结合，在肠粘膜表面定植占位，是形成生理屏障的主要组成部分，限制病原微生物与肠粘膜的粘附、定植，并通过其代谢产物阻止致病菌的入侵，保护宿主免受致病菌侵害，起到益生性功能作用。周长玉等，研究表明，植物乳杆菌299v可促进肠上皮细胞分泌粘细胞，可抑制致病菌的定植。杨俊等研究发现，乳酸菌可减缓肠病菌体引起的肠道通透性的增加以及紧密连接（TJ）屏障的损伤。 使用乳酸菌、双歧杆菌制剂可以达到恢复宿主抵抗力，修复肠道菌群屏障，治愈肠道疾病的作用，其作用机理是：①直接参与构成肠道定植抗力，阻止病原菌的定植和入侵；②对肠道有营养作用，有利于肠道屏障的修复；③能增强宿主吞噬细胞的活力，从而提高机体特异性和非特异性抗感染能力；④可间接抑制肠道革兰氏阴性菌的过度繁殖，调整菌群失调。 2.2作为生活中的防腐剂 防腐剂是食品工业中最重要的添加剂之一，我国目前使用的主要是以苯甲酸钠、山梨酸钾等为代表的化学防腐剂。但是随着人们生活质量的提高和对食品安全的日益重视，人们开始追求安全性高的天然防腐剂。 乳酸菌可以通过几种途径来抑制一些腐败菌的生长，比如它产生乙酸或乳酸而导致环境pH值降低，抑制了不耐酸细菌的生长；其次乳酸菌能产生一些具有抑菌效果的代谢产物，即细菌素，该细菌素对动物无毒性、无抗原性、对热稳定，且易被人体消化道的一些蛋白酶所降解，故不会在人体中过度积累而引起不良反应。所以，国内外很多学者都致力于筛选产细菌素的乳酸菌。乳酸菌代谢产物作为防腐剂主要包括以下几类： 2.2.1苯乳酸 苯乳酸是近年来人们发现的乳酸菌产生的一种新型抑菌物质，与Nisin等细菌素相比，具有较广的抑菌谱，能抑制食源性致病菌、腐败菌，特别是能抑制真菌的污染；溶解性好、易于在食品体系中扩散；稳定性高、具有宽广的范围和热稳定性。这些优点开始引起了人们的关注。作为一种新型生物防腐剂，苯乳酸在食品工业中具有潜在的应用价值。 2.2.1.1苯乳酸的防腐机制     苯乳酸抑菌谱广，对G+细菌、G-细菌和真和微生物均有抑制作用。关于苯乳酸抑菌机制的研究报道很少，Dieulevenx用扫描电镜观察了苯乳酸作用前后L. monocytogenes的超微结构，首次报道了其作用机理。苯乳酸的抑菌性能与细胞的生长周期无关，由此推测，苯乳酸的作用位点是细胞壁，与溶菌酶的抑菌机理相似，而与Nisin等细菌素作用于细胞膜不同。Strom等研究了苯乳酸对丝状真菌A. nidulans蛋白质组学的影响，发现改变了其蛋白质的表达。进而，他推测，苯乳酸可能作用位点之一是真菌细胞中的苯丙氨酸脱氢酶。关于苯乳酸的作用位点、如何破坏细胞壁等抑菌机制有待进一步研究。 2.2.1.2苯乳酸作为防腐剂的应用 在乳品工业上，苯乳酸作为防腐剂体现出不受时间限制的优越性。Dieuleveux将苯乳酸用于超高温瞬时灭菌乳和saint—Paulin干酪(一种半硬质干酪)中，可以使L.monocytogenes（乳制品中重要的食源性致病菌）降低4．5个对数值，杀菌作用不受菌体生长周期的限制。     苯乳酸对通过食品传播的各种霉菌，包括产毒素的A. flavus有广泛的抑制作用。面包工业限制化学防腐剂的使用，但其营养丰富，很容易污染霉菌而变质。Lavermicocca研究了苯乳酸对霉菌的作用，发现苯乳酸具有很低浓度下就体现出比化学抑制剂更强的抑菌作用，并且防腐时间更长。 2.2.2乳酸 乳酸是乳酸菌的发酵产物，常存在于香肠等发酵肉制品中，但乳酸主要是作为酸化剂和风味剂使用。乳酸具有亲水性，能溶解蛋白质、角质及许多难溶药物，可直接参与体内代谢、促进消化及抑制肠道内有害细菌等作用, 故被广泛应用于食品加工业。乳酸能够抑制肠道腐败细菌的生长，作为防腐剂已经广泛用于肉品保鲜中。研究表明，产生的乳酸等有机酸能显著降低环境pH值和Eh(氧化还原电位)值，使肠内处于酸性环境，对于致病菌如痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、弯曲杆菌、葡萄球菌等有拮抗作用。 关洪全等研究了姜、食盐、乳酸能协同抑制引起食品发霉腐烂微生物的繁殖以及对“腌菜”(黄瓜)有协同防腐作用。对常见食品污染菌的抑制体现了良好的效果。乳酸能迅速降低培养液的pH值，不利于致病菌的生长代谢，从而起到抑菌作用。 乳酸的杀菌能力并不强，但是乳酸盐（乳酸钠和乳酸钙）却在肉制品中表现出显著的防腐性能。常用乳酸盐防治袋装火鸡制品中枯草杆菌产毒；延长新鲜猪肉香肠的货架期；防止鸡肉和牛肉李斯特氏菌的生长及烟熏鱼中的李斯特氏菌。乳酸盐被美国食品与药品管理局认定为公认安全产品。张坤生等，研究发现乳酸钠是一种比较适合在肉糜中添加的防腐剂，它对肉糜中的细菌有比较明显的抑制作用，而且随着乳酸钠浓度的增加，抑菌效果也更好；高浓度的乳酸钠，对贮藏末期的腐败菌仍有一定抑菌效果。 2.2.3乳酸菌素 2.2.3.1乳酸菌素的安全性 合成食品添加剂存在种种不安全性，即使在允许使用量内是安全的，也让人们产生诸多疑虑。如：能生成致癌物质亚硝胺的亚硝酸盐和硝酸盐，而乳酸菌素作为一种天然、安全的抗菌防腐保鲜剂，已受到越来越多的关注。 尽管产生的抗生素也有较强的杀菌效果，但其抗菌蛋白有很宽的抗菌谱，能对多种微生物产生抑制作用。但是，这种抗菌蛋白有细胞毒性，在达到一定浓度时，会对人体产生危害，因而不能作为食品防腐剂。而乳酸菌素却在安全无毒性上，表现出独特的优越性。目前还没有检测出乳酸菌素存在毒性，而且也没有乳酸菌素存在科学界所关注的交叉抗性(抗性基因在不同种属的微生物中的转移)的问。 2.2.3.2乳酸菌素的分类方法 乳酸菌素的分类目前主要有2种分类方法： 一是基于分子量、热敏感性和是否含修饰性氨基酸将乳酸菌素大致分为4类：① 小分子热稳定肽② 大分子热不稳定蛋白③ 羊毛硫抗生素④ 新近又在乳球菌LM G2081中发现了新的细菌素。该细菌素由2个独立存在、高度疏水的热稳定小肽分子组成，其最大抑菌作用依赖于这2个小肽分子的协同作用，这明显不同于其他细菌素，因此单独列为第4类细菌素，即依赖于2个或2个以上小肽分子协同作用的细菌素，二是根据乳酸菌的种属不同而将其所产的细菌素分为6类：① 乳球菌属细菌素② 片球菌属细菌素③ 明串珠菌属细菌素，⑤ 乳杆菌属细菌素⑥ 其他乳酸菌细菌素。 2.2.3.3乳酸菌素防腐作用的应用 目前已发现的乳酸菌素生产菌株几乎都是从食品中分离出来的，它们更多的是作为引子培养物来抑制食品中的腐败菌，乳酸菌素合成过程可以防止和控制不良菌群引起的污染，因此，一般认为添加产乳酸菌素的乳酸菌比直接添加乳酸菌素更可取。Nisin是迄今研究最为广泛的细菌素，除Nisin外还有多种乳酸菌素防腐作用的应用： 乳酸菌素 应用 结论 NIsin 由于乳酸菌素多是两亲性多肽，易与食品大分子结合，从而降低了乳酸菌素活性,因而，就其防腐能力相对来说，在乳制品中的抗菌作用要优于在肉制品中。 它能抑制大部分G+菌的生长，包括产芽孢杆菌(如肉毒芽孢杆菌)、耐热腐败茵(如嗜热脂肪芽孢杆菌)、生孢梭菌等，而对酵母菌和霉菌无效 Pediocin类菌素 pediocin PA一1对肉制品中的腐败菌，如单核增生李斯特菌、弯曲乳杆菌具有较好的抑制作用 有报道说pediocin PA-1比较适合用于鸡肉中来抑制李斯特菌。 Sakacin类细菌素 不但能较好的抑制香肠中的长球菌而且对香肠的风味没有不良影响。 产生该细菌素的乳酸菌的抑菌作用依赖于所处的机制环境。 Enterocins类细菌素 添加Enterocin预防火腿、猪肉、鸡肉、腊肠的腐败 在一定条件下能控制李斯特菌的生长。 2.3对机体的生理调节作用 2.3.1增强人体免疫功能 乳酸菌能够通过增强免疫细胞和巨噬细胞的活性，为致病细菌的侵入和繁殖设置一道屏障。有研究报道，抗肿瘤免疫反应中,巨噬细胞的杀瘤作用常具有重要意义，乳酸菌及其发酵产品,均能激活机体的免疫系统,特别是巨噬细胞、NK细胞和B淋巴细胞,而对T细胞本无直接作用。乳酸菌增强机体免疫力主要表现在以下两方面： 一是影响非特异性免疫应答，增强单核吞噬细胞(单核细胞和巨噬细胞)、多形核白细胞的活力，刺激活性氧和单核因子的分泌。刺激活性氧、溶酶体酶和单核因子的分泌。 二是刺激特异性免疫应答，如加强黏膜表面和血清中IgA、IgM、IgG水平，促进T、B淋巴细胞的增殖，加强机体的免疫力。乳酸菌菌体抗原及代谢物通过刺激肠黏膜淋巴结，既可激发免疫活性细胞，产生特异性抗体和致敏淋巴细胞，调节机体的免疫应答，还可以激活巨噬细胞，加强和促进其吞噬作用。 乳酸杆菌一方面能明显激活巨噬细胞的吞噬作用，另一方面由于它能在肠道定植，相当于天然自动免疫。加之它们还能刺激腹膜巨噬细胞、产生干扰素、促进细胞分裂、产生抗体及细胞免疫等，所以能增强机体的非特异性和特异性免疫反应，提高机体的抗病能力。 2.3.2抗肿瘤作用 酸菌的抗肿瘤作用包括两方面预防肿瘤发生和抑制已发生的肿瘤。 2.3.2.1乳酸菌抗肿瘤作用的研究进展 近年来，人们研究乳酸菌及其代谢产物抗肿瘤作用越来越多，并取得了许多研究成果。研究表明，不是所有的乳酸菌均具有抗肿瘤的特性。真正具有抗肿瘤的乳酸菌十分有限。仅嗜酸乳杆菌，唾液乳杆菌，两歧双歧杆菌，肠膜明串珠菌肠膜哑种等22种。 研究表明，某些乳酸菌能同时抑制机体多种肿瘤的发生和发展。Oda等早在80年代就确定了有瑞士乳杆菌约古特亚种（Lb.helveticus ssp.jugurti）产生的EPS具有抗肿瘤活性。 武其文19l等从阴道内分离出的3株乳酸杆菌有抑制KM小鼠官颈癌U14移植瘤生长的作用。 2.3.2.2乳酸菌抗肿瘤作用的机制 乳酸菌具有抗肿瘤方式是抑制致突变酶的活性，以及对一些致癌物本身的抑制。乳酸菌在肠道中生长。会使产生致癌物的不良细菌大量减少，进而减少致癌概率。乳酸菌能抑制一些结肠中的细菌酶，特别是那些能催化致癌物前体向致癌物转化的粪便酶。 致癌作用是通过具有致癌物诱导动物细胞突变开始的，一些乳酸菌可抑制动物细胞的突变。乳酸菌细胞壁对氨基酸加热分解物等有害物质有较高的吸附率，乳酸菌对使人致癌的肠中亚硝胺有高达98％的吸收率，能减少胃癌和肠癌的发生。乳杆菌还能发酵分解致癌物亚硝基胺，起到抗癌的作用；乳酸菌及其代谢产物能诱导干扰素和促细胞分裂剂的产生，活化自然杀伤细胞(NK)，并产生免疫球蛋白抗体，从而活化巨噬细胞的功能，增强人体的免疫能力，提高对癌症的抵抗力圈。 2.3.3降低血压的作用 国内外的研究表明,目前已经发现了多种具有降血压作用的乳酸菌,其中主要以瑞士乳杆菌为主。除瑞士乳杆菌外,也发现其他一些乳酸菌同样产生降压肽。吴玲等，筛选出能发酵脱脂牛乳产生较强抗ACE 活性的三种菌株，分别给原发性高血压大鼠连续三天灌胃此发酵乳和其乳清结果发现它们都具有较强的降高血压作用。此外，部分乳酸菌产生的胞外多糖可能也具有一定的降压作用。 乳酸茵能降血压作用来自三方面： 其一，通过其胞外蛋白酶、肽酶(羧肽酶、氨肽酶)的水解作用，将食物蛋白如乳蛋白中具有降压活性的肽片段释放出来,如ACE抑制肽、阿片活性肽。它们能与ACE活性中心结合,竟争性地抑制ACE活性,使血管紧张素Ⅰ不能转化为血管紧张素Ⅱ,从而起到降高血压的作用。 其二，某些乳酸菌具有L-谷氨酸脱羧酶活性,它能高效专一性的催化L-谷氨酸脱羧产生γ-氨基丁酸（GABA）又是中枢神经系统重要的抑制性神经递质之一,在哺乳动物的脑血管中都存在有GABA能神经支配,并存在相应的受体,它可通过调节中枢神经系统,作用于脊髓的血管运动中枢,与起扩张血管作用的突触后GABA A受体和对交感神经末梢有抑制作用的GABA B受体相结合,能有效的促进血管扩张,从而达到降血压的目的 其三，部分乳酸菌，尤其是可以活菌形式达到肠道的乳杆菌, 通过调节肠神经的功能，在肠道内促进机体对部分可以调节血压的矿物质吸收。乳酸菌通过调节肠神经还具有降血压的作用这种降压作用主要来自于细胞自溶物的多糖一肽聚糖复合物。 2.3.4降低血清胆固醇水平     血清中过高的胆固醇被认为是诱发高血压、心脏病等多种心血管疾病的重要因素。胆固醇水平直接关系到人类健康，研发降低胆固醇的药制品成为目前科学研究工作热点之一。大量临床试验证实，服用乳酸菌及相关制品可减少人体血清胆固醇含量。 从20世纪70年代，科学家先后通过大量研究，均发现乳酸菌具有降低人体血清胆固醇的作用。迄今为止又发现了多种在体内或体外有较强降胆固醇作用的乳酸菌：嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜热链球菌、植物乳杆菌、罗伊氏乳杆菌等。迄今为止大量实验也证明了这一结论，并发现嗜热乳杆菌（Lactobacillusacidophillus）表现出最强的降胆固醇的能力。 国内外研究者均开展了大量益生乳酸菌降胆固醇的体内功能验证。并筛选到一些具有降低血清胆固醇含量的乳酸菌。刘丽莉等比较了6种乳酸菌体外降解胆固醇的能力，供试的6种乳酸菌菌株均可有效降解培养基中的胆固醇。赵丽瑁等在对乳酸菌降低胆固醇的研究中，筛选出很多株降解胆固醇能力较高的菌种乳酸菌菌株。 尽管乳酸菌降胆固醇的能力得到证实，但对于其降解胆固醇的机制仍不是很明确，提出了以下几种理论： ①吸收理论：乳酸菌细胞直接吸收胆固醇，体外研究表明，在厌氧条件下，乳酸菌在含有胆盐的高胆固醇培养基中生长时，菌体细胞可以吸收介质中的胆固醇，降低介质中胆固醇的含量。 ②共沉淀理论：乳酸菌的胆盐水解酶的活性使胆盐结合态转变为脱合态，结合胆酸分解为游离胆酸，游离胆酸与胆固醇形成复合物，发生共同沉淀。 ③其他理论：菌体吸收和共同沉淀联合作用，而且不同条件下乳酸菌会表现出某一种作用方式为主的能力。 目前，乳酸菌降解胆固醇的能力已被证实，新的对胆固醇有强降解能力的乳酸菌种不断被发现和选育出来，并且对乳酸菌降胆固醇作用机制进行的研究还在不断深入。这些都有利于乳酸菌降解胆固醇能力的应用和开发。 2.4对阴道疾病的调节 女性阴道内有多种菌群定植，其中乳酸杆菌是正常菌群中数量最多、作用最大的常驻菌。它可分解阴道内的糖原，产生乳酸使阴道内环境保持酸性，利于阴道的自洁。当某种原因导致阴道内菌群失调时，可引起一些内源性阴道疾病，所以恢复阴道内各菌群正常的生态比例是治疗的关键。 应用乳酸杆菌制剂治愈细菌性阴道疾病取得了较好的治疗，很多报道表明，乳杆菌活菌阴道制剂对BV治疗已经取得明显效果。 乳酸菌在阴道内发挥生理功能、调整阴道内菌群、维持生态平衡，起到良好的效果。刘佳明等人报道，对32例确认为BV（细菌性阴道病）的患者给予产生乳酸杆菌制剂治疗，治愈率可达88﹪。李宝伟等人报道，对治疗的54 例, 其治疗率达到9617% , 疗效显著, 且无明显不良反应。由此可见, 利用乳酸菌治疗细菌性阴道病安全、有效, 疗效较高。 2.5产生某些特殊的活性因子 乳酸菌可以产生一些特殊的活性因子，使其拥有超强的抗氧化能力和表现某些特殊的生理功能。 2.5.1产生超氧化物岐化酶和谷胱甘肽来 近年来，很多研究表明氧化损伤与癌症、衰老、心血管疾病等多种疾病相关。研究发现，乳酸菌能够产生超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽，有报道表明大多数的乳酸菌是通过产生超氧岐化酶和谷胱甘肽来清除氧自由基和过氧化氢的，因而乳酸菌拥有较强的抗氧化能力。Verena等研究发现乳酸菌能降低人结肠细胞(HT29)DNA的氧化性损伤，从而阻止结肠癌的产生。 2.5.1.1延缓衰老 乳酸菌产生的超氧化物歧化酶，超氧化物歧化酶能具有清除超氧阴离子的能力,能较好抵御氧自由基对细胞质膜的毒性．并阻止活性氧自由基向羟自由基转变。因而能延缓衰老，提高机体对于那些由于自由基侵害而诱发的疾病抵抗力。 张江巍等筛筛选出乳酸菌L4，检测出其无细胞提取物SOD活性(73．70+1．77)U／mg，并且其发酵乳的还原活性和鳌合Fe2+作用均高于未发酵乳。 2.5.1.2分解毒素,防止人体器官病变 人体在消化分解食品中，特别是过量食用动物食品，在肠道内会产生亚硝胺类物质。亚胺类物质是强诱变剂，可引起基因和染色体变异，而诱发癌症产生。乳酸菌能够将亚硝胺分解为无毒物质，消除癌症的隐患。 产生的超氧化物歧化酶和过氧化物酶，将超氧阴离子自由基还原成无毒的水不但可清楚超氧阴离子自由基。超氧化物歧化酶不但可清除超氧阴离子自由基，还可防治人体衰老，治疗自身免疫疾病、抗癌、防白内障，治疗放射病和解除苯中毒等方面有一系列疗效。 2.5.2产生特殊酶系 乳酸菌不仅具有一般微生物所产生的有关酶系，而且还可以产生一些特殊的酶系，赋予它特殊的生理功能。如产生有机酸的酶系、合成多糖的酶系、分解乳酸菌生长因子的酶系、分解亚硝胺的酶系、降低胆固醇的酶系、控制内毒素的酶系、分解脂肪的酶系、合成各种维生素的酶系和分解胆酸的酶系等。这些酶不仅能加速乳酸菌的生长，维持肠道微生态平衡，促进机体健康，而且还可以改善产品的风味，促进乳制品、发酵香肠等食品的成熟。 双歧因子之所以能促进双歧杆菌的生长就是因为这类菌能产生分解它们的多种性质不同的糖苷酶系。双歧杆菌之所以与一般乳酸菌不同，关键在于它能产生自己的特征性酶系，从而使其在代谢上有自己的方式。如它可以产生果糖-6-磷酸酮酶，在葡萄糖代谢中起关键作用，使葡萄糖的代谢最终产物为乙酸和乳酸的比是3:2。 2.5.3产生维生素 乳酸菌在肠道中可以制造人体所需的维生素，例如维生素K、维生素B2、维生素B6、维生素B12、叶酸等。已有报道双歧杆菌能高水平地合成多种维生素（维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、烟酸、叶酸等），产量因种类不同而异，而且能分泌到胞外培养液中。此外，双歧杆菌还能抑制肠道细菌如硫胺素芽孢杆菌，此菌能分解维生素B1，引起肠道维生素B1缺乏。 3.乳酸菌的应用展望 由于乳酸菌是机体内必不可少的正常生理菌群，乳酸菌对人体有特殊的生理作用，目前它已成为研究者的热门课题。今后对于乳酸菌所要研究和开发的范围包括：胃肠道菌群变化的规律，食物营养与胃肠道菌群的关系，胃肠道各菌的相互关系，乳酸菌和双歧杆菌的分离鉴定，乳酸杆菌与双歧杆菌的生物学与代谢产物的作用，乳酸菌在肠道的定植、乳酸菌的免疫作用，还有各种生长因子对乳酸菌在体内外生长繁殖的效应以及乳酸杆菌和双歧杆菌活菌制剂的研制、包装和存放等工艺。  乳酸菌对人体有特殊的生理功能，因而在保健食品的研究应用中必将占据重要地位。今后对于乳酸菌的研究，主要集中在以下几个方面： (1)拓展菌种来源，选育既有优良发酵特性，又有特殊保健功能的活菌数高、优良、安全的乳酸菌菌种。 (2)利用乳酸菌的多种生理功效，将乳酸菌做成纯制剂或活菌量高的预防保健制品，也会是乳酸菌研究的一个重要方向。 (3)应用分子生物技术开发食品级乳酸菌菌株和工程菌菌株，将为人类带来巨大的经济效益、社会效益和生态效益。 乳酸菌作为益生菌的应用已很久，对其进行体外试验也很多，但在看体内的作用机制还不是很清楚。利用现代微生物技术和分子生物学技术来改造乳酸菌，使其大量表达我们所需的目的产物，或利用此手段来了解乳酸菌的代谢途径并加以改造，达到提高乳酸菌目的产物已经在国外取一些成绩，但是人面临着食品安全和质量的问题。 总之，随着人们对乳酸菌生理功能和保健功能的认识，以及分子生物技术的飞速速发展，相信乳酸菌将会得到越来越广泛的应用。