按照FAO/WHO(Food and Agriculture Organization/World Health Organization))的定义,益生菌是指服用一定数量后对宿主有益的活的微生物。益生菌包括嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌 、婴儿双歧杆菌与嗜热链球菌等多种菌株,每种菌株都具有其独特的免疫调节功能。此外,还有一些酵母菌与酶亦可归入益生菌的范畴。从广义上来说,益生菌经由口或其他粘膜途径进入宿主体内之后,其中的活菌、死菌及益生菌的代谢产物,可以调节粘膜表面上微生物或者酶的平衡,以及提高系统特异性或非特异性的免疫活性,从而缓解由微观生态失调而引起的肠道功能紊乱,改善人体的健康状态。
(1)缓解乳糖不耐受
乳糖是人体及乳制品中的重要营养元素,在体内发挥着重要的作用。乳糖不耐受患者是由于其机体中分解乳糖的内源性乳糖酶匮乏,导致摄入的乳糖无法充分分解和吸收。当机体饮用牛乳后,大量的乳糖存留于肠道内,导致等渗性水储留,产生大量气体造成排气鼓肠、腹胀、腹泻等肠胃疾病。而嗜酸乳杆菌具有较高的耐酸、胆盐耐受能力,不易被上消化道的不利环境杀死,可以通过乳糖诱导产生β-半乳糖苷酶,从而充分分解乳糖,起到缓解乳糖不耐症的作用。
(2)降低胆固醇
胆固醇在人体内含量丰富,尤其在表皮组织、脑、肝脏中含量极高。目前人类不合理的饮食习惯造成了胆固醇的过多积累,从而可能会引起一些列的心血管病症,如冠心病、血管堵塞、高血脂、动脉硬化等,因此寻找降低胆固醇的方法成为了目前的热议话题。
(3)抑制腹泻
目前,探究乳酸菌对肠道的调节功能已经成为了热点研究话题,众多试验研究证明了嗜酸乳杆菌对治疗腹泻和缩短腹泻时间有一定的功效,能够很好的定殖于人体肠道,有效抑制致病菌的生长,调节宿主的菌群平衡。在其生长过程中会产生对病原菌和腐败菌有一定拮抗作用的代谢产物,能够有效的抑制体内有害微生物的生长和繁殖以及毒素的分泌,起到平衡宿主肠道微生物菌群的作用,从而治疗由致病菌引起的腹泻。
在研究益生菌的过程中,菌种的选择和获取非常关键。一般的选择方法是,从健康婴儿的粪便中获得多株乳杆菌,然后使用益生菌功能评价技术进行筛选,发现优良的菌株。接着,使用表型和基因型鉴定,发现这些菌株中的嗜酸乳杆菌具有最佳的生理特性,并选择其中的优良菌株进行后续的研究。为了保证菌种质量和稳定性,需要对嗜酸乳杆菌进行良好的保存和管理。一般而言,菌种应保持在菌龄的稳定期,在生长良好、新鲜的菌种斜面中,制备冷冻管。然后将冷冻管放在4℃的冰箱中,存储在干燥、避光的环境中。如果冷冻管内的菌株存活率低或者保存时间超过5-10年,则需要重新分离、筛选、复活,制备新的冷冻管,以保证菌种的质量和稳定性。
当需要使用冷冻管中的嗜酸乳杆菌时,需要进行恢复培养。通常的方法是在平板上划线分离和纯化菌种,将斜面或平板放在恒温箱内,在36±1℃下培养48-72小时。通过分离和纯化,对菌种进行鉴定和检测,确保其质量和稳定性。在生产和使用过程中,生产用菌种可使用斜面或甘油管进行短期保存。斜面置于4℃冰箱中保存,而甘油管置于-18℃冰箱中保存。一般而言,斜面的保存期限不应超过3个月,而甘油管的保存期限则不应超过1年。
碳源 | 葡萄糖、蔗糖、乳糖、益生元(作为辅助碳源) |
氮源 | 蛋白胨、大豆粉、肉膏、玉米浆,以及其他有机或无机含氮化合物 |
营养源 | 适当的豆芽汁、番茄汁、胡萝卜汁、麦芽汁、蔬菜汁与无机盐 |
pH | 起始pH在5.0-9.0之间 |
发酵温度 | 35-38℃ |
发酵时间 | 发酵终点以pH在3.0-5.0间为计 |
组成成分 | |
一种改进的离心分离方法是差速离心法,它通过控制菌体位置和离心力大小,能够在不引起过度剪切力的情况下,使菌体得以更好的保存和回收。差速离心法主要依靠菌体和环境溶液之间的分离,以克服离心过程中菌体受伤、死亡和未回收的缺点。因此,差速离心法在杀伤率低、菌株生长慢的情况下,逐渐替代了传统的大离心。总而言之离心分离法虽然操作简便,但会导致一定损失和损伤,需要对离心条件进行合理调整,或者使用差速离心法等改良技术,以提高菌体的保存和回收效率。
冷冻干燥或喷雾干燥是生产嗜酸乳杆菌干菌粉的最后一个过程。由于冷冻干燥的整个过程都在低温下进行,相比于喷雾干燥,冻干的菌体更易存活,所以产品生产中常采用冷冻干燥法,包括三个步骤:预冻结、升华干燥(或称第一干燥阶段)和解析干燥(或称第二干操阶段)。冷冻干燥法的显著优势:
1) 低温下蛋白质、微生物等热敏性物质等不会变性或失活,微生物的生长和酶的作用也受到抑制;
2) 干燥后制品的体积和形状变化小,有利于保持其原有结构,并且干燥后的制品疏松多孔,呈海绵状,复水性好;
目前,为了提高嗜酸乳杆菌的冻干残存率,添加冷冻干燥保护剂是实际生产中一种经济实用的方法。冻干燥保护剂可以改变样品冻干时的物理、化学环境,减轻或防止冷冻干燥或复水对菌体的损害,尽可能保持菌体原有的各种生理生化特性和生物活性。
直播即将开启,欢迎关注(2024年8月28 早9:00-10:30)
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