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[乳酸菌知识] 戊糖片球菌及其应用研究

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kk 发表于 2016-8-22 15:25:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
  戊糖片球菌及其应用研究

  摘要:戊糖片球菌作为乳酸菌的一种,其益生功能越来越受到关注和重视。本文主要综述了戊糖片球菌的益生性能及其在食品科学、动物生产、青贮饲料加工领域中的应用,以期为戊糖片球菌的研发提供依据。

  戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)隶属片球菌属,为革兰氏阳性菌,因能发酵葡萄糖产生乳酸而属于乳酸菌的一种。在食品加工过程中,可改善食品的营养价值、色泽、质地、风味等,除此之外还可以提高食品的卫生质量和安全性;在动物生产中,可有效地调节胃肠道内的菌群、增强机体的免疫能力、产生有益的代谢产物、预防和治疗疾病等;在青贮饲料加工中,改善饲料适口性和营养水平、降解毒素、抑制病原菌生长利于青贮饲料长期保存等。笔者对戊糖片球菌的功能和应用的研究进行了综述,为戊糖片球菌的应用奠定基础。

  1. 戊糖片球菌

  1.1 生物学特性和作用机理

  戊糖片球菌(P. pentosaceus),细胞球形,直径0.8-1.0μm,非孢子形状,兼性厌氧,成对或四联状,少数为单个细胞,多数联成一遍,不运动,革兰氏阳性菌。菌落圆形,乳白色,光滑,凸起,边缘整齐,不透明。生长需多种营养,pH值范围4.0-7.5,生长范围13℃-45℃,最适生长温度35℃,最高生长温度42~45℃。戊糖片球菌无蛋白水解作用,-发酵多种糖产酸不产气,能发酵蔗糖、葡萄糖,过氧化氢酶阴性,对啤酒花防腐剂敏感。分布于麦芽汁及发酵植物材料中,如酸腌菜、泡菜、青贮料等中。

  1.2 益生性能

  1)抑制致病菌的增殖

  戊糖片球菌抗菌作用机制主要包括:①分泌细菌素直接杀伤致病菌;②分泌的有机酸渗入致病菌细胞膜降低胞内pH抑制代谢,同时pH降低可以抑制致病菌毒力因子基因表达;③通过与致病菌竞争肠上皮细胞黏附位点,抑制致病菌黏附;④通过与致病菌凝集在一起,使其无法发挥致病作用。

  2)调节肠道免疫

  大量研究表明,益生菌可以通过增强系统和局部免疫功能,提高机体抗病能力,这被认为是益生菌促健康的重要作用机制之一。戊糖片球菌免疫调节作用机制主要包括:①通过调节免疫器官和/或细胞产生的细胞因子的表达和分泌,发挥免疫调节作用:②全基因组序列分析检测结果显示,戊糖片球菌基因组中含有具有免疫调节作用的γ-氨基丁酸和特异性肽聚糖基因,揭示了戊糖片球菌免疫调节作用的分子基础。

  3)降低胆固醇

  胆固醇虽然在机体内具有多种生理功能,但血液中胆固醇升高是冠心病发生的重要危险因素。体内外研究表明,从发酵食品中分离得到的戊糖片球菌可显著抑制胆固醇吸收,降低血液中胆固醇水平。戊糖片球菌降胆固醇的作用机制主要包括:①同化胆固醇,降低胆固醇含量;②具有胆盐水解酶活性,将胆盐解共轭产生游离胆酸排出体外,胆固醇转化为胆酸用于补偿这部分损失,从而降低胆固醇吸收。

  4)减少体脂沉积

  近年来,人类肥胖症的发病率逐年提高,已对畜禽生产提出了更高的要求,开发安全、高效的饲料添加剂产品,从营养的角度降低动物的体脂沉积、提高瘦肉率是饲料工业发展的重要方向之一。目前,戊糖片球菌作为微生态饲料添加剂的研究,主要集中在促生长、提高动物生长性能和增强免疫力方面,而在减少畜禽体质沉积方面鲜有报道。

  5)抗肿瘤

  癌症是全球死亡率最高的疾病,研究表明戊糖片球菌可显著抑制癌症细胞增殖,具有抗肿瘤功效。戊糖片球菌抗肿瘤作用机制尚不明确,据推测可能主要通过:①分泌有机酸诱导肿瘤细胞凋亡;②产生的葡聚糖修饰膜表面蛋白降低肿瘤细胞黏附,抑制细胞铺展和转移。

  2. 戊糖片球菌的应用研究

  2.1 食品科学领域的应用

  1)发酵肉制品

  发酵肉制品是指在自然或人工可控制的环境条件下,通过微生物或酶的发酵作用,使原料肉发生一系列复杂的生物化学和物理变化,从而形成特殊风味、质地、色泽的肉制品。研究发现戊糖片球菌是火腿(云南)、酸肉(重庆)、腊鱼(湖北)、咸鱼(北海)等我国传统发酵肉制品的固有乳酸菌种类。有研究表明,从自然发酵的腊肠中分离得到戊糖片球菌,将其作为发酵剂应用于发酵香肠的制作中,提高发酵肠的蛋白质和水分含量,口感优于腊肠,且出品率高;从传统腌制品咸鱼中分离得到的戊糖片球菌可产生亚硝酸盐还原酶,可降解咸鱼研制过程中产生的亚硝酸盐,提高咸鱼制品的安全性。

  2)发酵乳制品

  戊糖片球菌存在于多种奶酪中,可加快奶酪成熟,具有作为奶酪发酵菌剂的发展潜力……Balakrishnan等应用从奶酪中分离得到的1株戊糖片球菌分别发酵牛乳、羊乳和驼乳,所有发酵乳的pH均从6.5降为5.0,发酵羊乳、驼乳和牛乳的自由基清除能力均显著高于未发酵乳,推测发酵乳中的新型抗氧化活性物质是发酵过程中产生的肽类。进一步研究发现,发酵乳中的硬脂酸、油酸和亚油酸的含量显著增加,表明发酵提高了乳制品的营养价值。

  3)发酵蔬菜

  发酵蔬菜是指以蔬菜为原料,依靠乳酸菌等有益微生物的发酵作用对蔬菜进行加工和保藏的一种处理方式。其中,泡菜由于其独特的冷加工处理方式,在保留了蔬菜的营养成分的同时,又具有良好的口感和感官品质,深受广大消费者喜爱。与自然发酵和老盐水发酵相比,由相同数量的戊糖片球菌和植物乳杆菌组成(1.18×1011cfu/g)的直投式复合菌剂加工而成的泡菜,感官品质较优,乳酸菌数量较高,亚硝酸盐含量更低,表明含有戊糖片球菌的发酵菌剂可显著缩短发酵周期,提高泡菜的食用安全性;且在取出成熟泡菜,添加辅料后,可实现泡菜的循环发酵。

  戊糖片球菌是自然发酵肉制品和发酵蔬菜中的固有乳酸菌种类,其本身或与其他菌组成混合发酵菌剂产品,可用于发酵肉制品和发酵蔬菜工业化生产,且在提升产品品质、保证食用安全性、提高生产效率方面有积极作用。

  2.2动物生产中的应用

  1)家禽

  目前,微生物饲料添加剂已广泛应用于畜禽生产中,在保障畜产品安全,提高动物福利,改善养殖环境卫生方面发挥关键作用。王浩等研究表明鹅源戊糖片球菌可显著降低AA肉仔鸡饲料料重比、血清中胆固醇含量,改善鸡肉品质和抗氧化指标等。李念珍等从鸡盲肠黏液层中分离的戊糖片球菌制备成微胶囊饲喂1日龄AA肉鸡,可显著提高平均增重、胸肌率、腿肌率,降低料肉比。表明:戊糖片球菌是家禽肠道内的固有微生菌株,在日粮中添加戊糖片球菌制剂可以显著提高家禽的饲料转化效率、生长性能和产肉性能,在一定程度上改善机体的免疫功能。

  2)水产动物

  美人鱼发光杆菌(Photobacterium damselae)是引起鱼类感染“巴斯德氏菌病”的病原菌,该菌致病性强、宿主广泛,在世界范围内使海水养殖业遭受了严重损失。Xing等研究表明,从成年军曹鱼的肠道中分离的戊糖片球菌菌株LAB4012其培养物上清液可以有效抑制美人鱼发光杆菌杀鱼亚种的生长繁殖;Huang等研究表明了戊糖片球菌菌株LAB4012可提高青石斑鱼的免疫功能。戊糖片球菌可以作为饲用益生菌添加到饲料中,在调节水产动物免疫和抵抗致病菌感染方面发挥益生作用。

  2.3青贮饲料加工中的应用

  青贮饲料是新鲜的青绿饲草经乳酸菌在厌氧条件下发酵而成的一种多汁适口、气味酸香、营养丰富、主要用于喂养反刍动物的饲料。在青贮过程中,乳酸菌将饲草中的可溶性碳水化合物转化成乳酸等有机酸,使pH下降,抑制有害微生物生长繁殖,从而利于长期保存。研究表明,戊糖片球菌是苜蓿青贮饲料发酵过程中的固有乳酸菌菌株。因为青贮饲料原料中乳酸菌数量较少,微生物青贮添加剂应运而生。微生物青贮添加剂通常由几种乳酸菌、酶和一些营养成分组成,具有促进乳酸菌大量繁殖、加快发酵过程、加速产生乳酸、促进多糖和粗纤维的转化和提高营养成分含量的作用。

  刘艳丰等采用由戊糖片球菌、植物乳杆菌、纤维素酶和木聚糖酶组成的微生物青贮剂发酵青贮玉米秸秆,密封发酵45d后选择泌乳前期荷斯坦奶牛进行60d的饲养试验,结果表明与常规青贮相比微生物青贮剂处理的秸秆品质高、适口性好,饲喂奶牛后产奶量提高,具有较好的经济效益。

  3. 小结

  以我国丰富多样的乳酸菌发酵制品或不同养殖环境条件下的畜禽粪便为原料,筛选优良的戊糖片球菌,进行益生功能研究和安全性评价,并利用现代微生物和分子生物学技术进行遗传改造,开发食品发酵剂、微生物饲料添加剂、微生物青贮添加剂具有广阔前景。

  参考文献:曹振辉《戊糖片球菌的益生功能及其在食品科学领域中的应用》

  《戊糖片球菌的益生功能及其在动物生产中的应用》
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kk 发表于 2016-8-23 09:41:00 (手机用户) | 显示全部楼层
戊糖片球菌在食品加工中可以提高食品质地,色泽还有安全性。在动物中可以促进动物肠道健康。
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kk 发表于 2016-8-23 13:59:05 | 显示全部楼层
越来越多的有益菌被发现、研究,应用到各个领域。
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kk 发表于 2016-8-23 14:35:22 | 显示全部楼层
 戊糖片球菌是乳酸菌的一种,在动物生产中,可有效地调节胃肠道内的菌群、增强机体的免疫能力、产生有益的代谢产物、预防和治疗疾病。
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kk 发表于 2016-8-29 09:41:00 | 显示全部楼层
发酵蔬菜是指以蔬菜为原料,依靠乳酸菌等有益微生物的发酵作用对蔬菜进行加工和保藏的一种处理方式。
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kk 发表于 2016-9-22 13:39:27 | 显示全部楼层
发酵肉制品是指在自然或人工可控制的环境条件下,通过微生物或酶的发酵作用,使原料肉发生一系列复杂的生物化学和物理变化,从而形成特殊风味、质地、色泽的肉制品。研究发现戊糖片球菌是火腿(云南)、酸肉(重庆)、腊鱼(湖北)、咸鱼(北海)等我国传统发酵肉制品的固有乳酸菌种类。
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