鼠李糖乳杆菌功能特性的研究进展_贺璟

第3期（总第274期）

2012年3月

农产品加工·学刊

AcademicPeriodicalofFarmProductsProcessing

No.3Mar.

文章编号：1671-9646（2012）03-0117-03

鼠李糖乳杆菌功能特性的研究进展

贺

璟，

*

聂乾忠，邓洁红

（湖南农业大学食品科技学院，湖南长沙410128）

摘要：鼠李糖乳杆菌（LactobacillusrhamnosusGG，ATTCC53103）是从健康人体的肠道中分离得到的，是全球最受关注、研究最广泛的益生菌之一。该菌能够耐受动物消化道环境，能够在人体和动物肠道内定植，起到调节肠道菌群、预防和治疗腹泻、排除毒素、预防龋齿和提高机体免疫力等作用。关键词：鼠李糖乳杆菌；功能特性；乳制品中图分类号：TS201.3

文献标志码：A

（X）.2012.03.032doi：10.3969/jissn.1671-9646

FunctionalPropertiesofLactobacillusrhamnosusGG

HEJing，*NIEQian-zhong，DENJie-hong

（CollegeofFoodScienceandTechnology，Hu'nanAgriculturalUniversity，Changsha，Hu'nan410128，China）

）isdiscoveredfromhealthyperson.It'saprobioticstrainthathasAbstract：LactobacillusrhamnosusGG（ATTCC53103

attractedmostattentionsandthebestdocumentatedinthisfield.Itcantolerateintestinalconditionsandadherebothtointestinalmucusandtoepithelialcells.ThefunctionalpropertiesofLGGincludebalancethesubjects'intestinalmicroflora，reducetheriskofdiarrhoea，bindandeliminatetoxins，lowertheriskofdentalcariesandenhancetheimmunity.Keywords：LactobacillusrhamnosusGG；functionalproperties；dairy

自从抗生素被发现以来，它便成为了人类抵御细菌侵袭的最主要手段，但频繁使用抗生素会引起病原微生物抗药性的增强，从而失去对该细菌的抑制作用，并且抗生素对人体肠道微生态菌群平衡，对人类健康的危害，对机体产生的副作用，使得寻找新的抗菌方法迫在眉睫。随着对抗菌方法的深层次研究，利用具有耐酸性、耐消化液、能定植在人体肠道内的益生菌来抵御有害菌侵袭的方法进入了研究人员的视线。其中，最具代表性的且应用最为广泛的是双歧杆菌、嗜热链球菌、保加利亚杆菌等活性乳酸菌。然而，双歧杆菌具有厌氧性，嗜热链球菌和保加利亚杆菌定植能力差，因此研究开发耐氧、耐消化道环境、强定植能力的新型益生菌具有极为重要的意义，鼠李糖乳杆菌因具有以上特性而被更深入地研究和广泛的应用。

李糖乳杆菌（LactobacillusrhamnosusGG）[1]。该菌属于乳酸杆菌属鼠李糖杆菌种，革兰氏阳性菌，无质粒，不能利用乳糖，可以代谢单糖。近年来，研究人员通过大量的实验证明，鼠李糖乳杆菌不仅能够耐受动物消化道环境，能够在人体肠道内定植调节肠道菌群，并且还具有预防和治疗腹泻、排除毒素、预防龋齿和提高机体免疫力等功能特性[2]。

2LGG的功能特性研究

2.1平衡肠道菌群，抑制有害菌的生长

人体肠道内的微生物菌群在正常情况下特性是相当稳定的，包括正常菌群所处的位置、种属和数量都是相对固定的，并且菌群和宿主的种属具有特异性[3]。乳酸菌通过产生大量有机酸、酶、细菌素等，抑制了病毒的克隆和定植，维持倡导微生物的生态平衡和正常生理功能。肠道菌群之间还存在着一种其生存所必需的动态平衡，该平衡还是人体生理功能及生命活动的重要因素。以益生菌为主的微生态制剂具有调节胃肠道菌群失调，改善胃肠道生态环境的作用。其机制包括扶植正常菌群、拮抗治

1鼠李糖乳杆菌简介

1983年由美国北卡罗来纳州立大学教授SherwoodGorbach和BarryGoldin从健康人体的肠道

中分离得到的一种新型乳酸杆菌，并将其命名为鼠

收稿日期：2011-11-16

作者简介：贺璟（1986—），男，湖南人，在读硕士，研究方向：农产品加工及贮藏。E-mail：[email protected]。

*

为通讯作者：聂乾忠，男，副教授，研究方向：农产品加工及贮藏。E-mail：[email protected]。

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病、调节机体免疫力等，进而调整和恢复微生态平衡[4]。

在治疗轮状病毒引起的5~28月大的婴儿腹泻时，Kaila等人[5]通过对29名分别服用LGG制剂和普通牛乳的患儿的粪便检测发现，服用LGG制剂的婴儿粪便中含有LGG菌株，因此，证实在宿主患急性肠胃炎期间LGG仍能促进肠道菌群平衡。而Chen等人[6]的报道（LGG黏液的分泌增加可以减少轮状病毒对肠细胞的入侵）也证实了此观点。

Makras[7]通过对益生菌抗鼠伤寒杆菌SL1344活性动态分析发现，LGG在代谢途径中可把单糖分解为乳酸降低肠道中的pH值，抑制部分腐败菌和致病菌的生长，维护机体生理功能。因此LGG抗菌活性归因于其产生的乳酸。

Mattar等人[8]的报道证实了LGG浓度越高大肠杆菌在Caco-2单细胞模型中的迁移率越低的关系。并且LGG可以通过增加黏液素的分泌从而减少大肠杆菌在Caco-2和HT-29细胞模型中的黏附[9]。

王桂英[10]通过对小鼠采用抗生素（氨苄青霉素）联合致病菌（鼠伤寒沙门菌）诱发肠道菌群失调性腹泻后喂服鼠李糖乳杆菌片，发现小鼠盲肠内容物中肠杆菌，肠球菌数量显著降低且下降的乳杆菌，双歧杆菌数量也恢复正常。证实了鼠李糖乳杆菌可有效改善抗生素及致病菌诱发的小鼠肠道菌群失调及腹泻症状。

2.2在肠道中定植和存活，增强胃肠道黏膜屏障

益生菌的代谢产物及抗菌物质能与肠黏膜上皮细胞密切结合，对致病菌产生很强的拮抗作用。能在肠黏膜表面与其他厌氧菌一起形成生物学屏障，构成肠道定植力，并通过代谢产物阻止致病菌，调节致病菌的定植和入侵[11]。

Lam等人[12]通过观测以1×108CFU/d或1×109

CFU/d的剂量连续灌胃3d患有胃溃疡的小鼠发现，LGG不仅可以附着在胃黏膜上，而且可以在溃疡部位的边缘定植。通过一定剂量的服用溃疡面积明显减少。Alander等人[13]通过对连续服用LGG乳清饮料的受试者肠道内容物和粪便中菌落进行检测发现，LGG能够在活体肠道内定植并存活。Kirjavainen等人[14]通过对益生菌与人体肠黏膜的结合力的测定发现，LGG无论对于婴儿或是成年人均有较高的黏着率，对成年人的黏膜黏着率高于婴儿。

有关研究证明，活性乳杆菌摄入的剂量只有在1×106CFU/mL或以上时才能充分发挥益生作用[15]。口服乳酸菌若要到达肠道并在肠道内发挥作用则需要一定数量的菌体或菌体生成物能够耐受机体的防御机制，其中胃酸对益生菌的杀伤力最强，其次是胆汁酸。国内学者王玉华、高晶等人[16]通过对婴儿粪便中的鼠李糖乳杆菌进行耐酸、耐胆盐能力表征及模拟胃液和肠液的实验。通过在低pH值（pH值

）和胆汁酸（胆盐质量分数0.3%，0.5%）条件下1.8~3.2

培养2~4h，鼠李糖乳杆菌活菌数均达到1×107CFU/d以上，高于1×106CFU/d。其结果表明，鼠李糖乳杆菌能在肠道中定植并存活。

LGG在肠道内产生的抑菌物质，能降低沙门氏菌、大肠杆菌、葡萄球菌、梭菌和拟杆菌等微生物的活性和肠道有害菌酶的活性。Fang等人[17]将分离、纯化的LGG分泌的蛋白作用于肠上皮细胞发现，LGG分泌的蛋白可以促进肠上皮细胞的动态平衡，对细胞因子引起的胃肠道疾病有预防作用。

发生肠炎或微生物菌群失衡时，胃黏膜的渗透性增加，肠道微生物和大的抗原分子就可以穿过黏膜进入系统。摄入LGG可以使黏膜的成熟过程恢复正常，抗原的渗透得到控制。Lam[18]在对小鼠连续灌服LGG时，发现由酒精引起的胃黏膜损伤面积减少45%，基础黏膜前列腺E2水平显著提高，从而证实LGG具有减弱酒精产生的抑制黏液分泌和降低黏液抵抗力的功能特性。

2.3减少和消除体内和食物中的毒素

人体的毒素主要来自食物污染毒化和体内代谢产生两种途径。食物毒化产物黄曲霉毒素因其对人体肝脏的剧烈损害而闻名，主要存在于霉变的谷物、及果仁类食物中，是由真菌所产生的有毒代谢产物，其危害大存在范围广，并可引起人和动物的多种疾病。LGG可以吸附结合某些细菌毒素从而减少和消除该毒素在体内的毒害作用。

Carolyn等人[19]在与人体内环境相似的条件下（4~37℃，pH值2~10），利用高压法和超声波降解法都不能使黄曲霉毒素B1从LGG菌体表面脱离，从而证实LGG能够吸附黄曲霉毒素B1。Kankaanpaa等人[20]也报道了LGG在Caco-2模型中对黄曲霉毒素的吸附作用。El-Nezami等人[21]报道了LGG对玉米烯酮（粉红镰刀菌产生的霉菌毒素）和单端胞酶烯（与食物中毒性白细胞缺乏症、克山病、大骨节病的病因有关）有较好的吸附作用。

人体肠道内的有害细菌可以产生氨、胺、硫化氢、吲哚、酚等有害产物。LGG代谢产生大量的乳酸可以抑制这些腐败物的产生，并且LGG可以利用这些物质作为营养源防止毒害。

Meriluoto等人[22]发现LGG可以降低淡水中蓝藻释放的蓝藻缩氨酸微囊藻毒素，从而证实了LGG益生菌可以预防饮用水中的微囊藻素引起的疾病。

Halttunen和Polychronaki等人[23]证实了LGG能去除食物中的重金属镉，并且可以降低结肠中水解酶的活性及有毒的p-甲酚的分泌。2.4提高机体免疫力

人体的免疫系统分为先天免疫系统和适应性免

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贺璟，等：鼠李糖乳杆菌功能特性的研究进展·119·

疫系统。先天免疫系统包括白细胞、巨噬细胞和NK细胞等。当入侵人体的微生物不能被先天免疫系统所识别时，适应性免疫系统便开始发挥作用。二者共同构建成人体的免疫屏障[24]。而益生菌能通过激活巨噬细胞、增强NK细胞活性和增加免疫球蛋白水平来增强非特异性免疫和特异性免疫应答。

乳酸菌及其细胞壁成分能够促进人体外周血单个核细胞分泌TNF-α，IL-6和IL-10，从而增强人体免疫力。Miettinen等人[25]通过实验发现LGG与血液中细胞因子反应能够抑制食物中革兰氏阴性致病菌引起的免疫功能失调，并能诱导产生TNF-α，IL-6和IL-10。Jeremy等人[26]报道了LGG能调节肿瘤坏死因子的分泌。通过鼠肠道微生物菌群体外实验证实LGG能防止巨噬细胞分泌过量的TNF-α，起到预防和治疗结肠炎的作用。Rinne等人[27]通过对服用LGG的哺乳期妇女的体液免疫区、内脏微生态区、初乳可溶性CD14等状况的检测，发现LGG与母乳喂养对分泌抗体细胞的数量有关，并提出母乳喂养期间服用LGG可提高内脏的免疫性。2.5预防和治疗腹泻

细菌、病毒及其代谢产物中的毒素会引起腹泻，抗生素的滥用也会引起腹泻。而LGG能有效抑制有害菌的生长、增强胃黏膜屏障，起到预防和治疗腹泻的作用。

Oksanen等人[28]通过对分别服用LGG制剂和空白安慰剂的两组820名旅游者进行跟踪记录发现，LGG能够有效地预防和治疗腹泻，降低腹泻发生率并且无副作用产生。

Oberhelman等人[29]对204名6~24个月大的营养不良的婴幼儿的临床实验发现，通过服用LGG制剂，婴儿腹泻持续时间明显缩短，粪便中的腺病毒大量减少。并且此实验对非母乳喂养的婴幼儿作用更为显著。因此证实了LGG对儿童腹泻有明显的预防和治疗作用。

Young等人研究发现LGG对治疗儿童因抗生素引起的腹痛腹泻有明显的效果，且无任何副作用。2.6LGG的其他生理功能

LGG通过抑制突变链球菌的生长，从而对牙齿产生保护作用。Meurman等人[30]通过对451名连续服用LGG乳制品7个月的1～6岁儿童的调查研究表明，LGG对预防龋齿有一定的功效。

LGG具有治疗过敏并加速过敏后恢复的作用。由人体白细胞、纤维母细胞和致敏淋巴细胞产生的干扰素α-IFN，β-IFN和γ-IFN，IFN具有抗病毒、抗细胞增殖和免疫调节的作用。Pohjavuori等人[31]通过检测具有牛奶过敏和IgE皮炎的婴儿服用LGG后的结果显示，其体内γ-IFN含量增加，外周血单个核细胞分泌的IFN-γ的含量增加。因此LGG具

有增强免疫防御能力，促进免疫反应，减少过敏反应中的过度活性免疫反应的特性。

此外，LGG还有抑制肿瘤产生，缓解乳糖不耐受症，改善便秘和延缓机体衰老的等功能。

3LGG的优势

LGG是目前全球研究最广泛、最彻底的益生菌

之一，其功能性与安全性为大量的科学实验所证实。它忍受胃肠道环境的能力及定植存活的能力优于普通酸奶菌种和一些益生菌。

乳酸是乳酸菌的主要发酵产物，按其旋光性分为L（+）-乳酸，D（-）-乳酸和DL乳酸3种。而人体内仅有L-乳酸脱氢酶，因此只能代谢L-乳酸。世界卫生组织（WHO）指出，成年人每天摄入D-乳酸的量不得超过100mg/kg，而3个月以下的婴儿食品不得含有D-乳酸或DL乳酸。LGG在发酵过程中只产生L-乳酸，因此不会对人体产生不良反应和副作用[32]。

LGG在发酵乳制品，婴儿食品，饮料饮品及药品方面得到了广泛的应用，并深受消费者青睐。LGG最终产品稳定性高，LGG酸奶在冷藏条件下，一个月的保质期内其活菌数几乎保持恒定。

4结语

益生菌类产品的研究和开发在欧美、日本等发达国家已经发展了很多年。而在亚洲发展中国家和地区，LGG的功能和安全性方面的实验研究和科研资料相对缺乏。我国对于LGG的研究起步较晚，产品的开发较慢和数量较少，随着居民生活水平的提高和保健意识的增强，使得对LGG的研究开发也得到了重视，对其功能特性的研究及新产品的开发还需进一步的努力。参考文献:

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