色譜應(yīng)用技術(shù)之手性分子拆分

1、乳酸菌及其在發(fā)酵產(chǎn)品中的應(yīng)用,齊魯工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院王婷 博士2015.12,,1,主要內(nèi)容,乳酸菌簡(jiǎn)介在傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品中的應(yīng)用作為功能性益生菌的應(yīng)用乳酸菌的其它應(yīng)用,2,1.乳酸菌簡(jiǎn)介,乳酸菌是一類利用可溶性碳水化合物產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌統(tǒng)稱，是一類不運(yùn)動(dòng)、無(wú)芽孢、Gram+、H2O2陰性、耐氧或兼性厭氧的細(xì)菌。根據(jù)糖酵解產(chǎn)物的不同，分為同型乳酸發(fā)酵和異型乳酸發(fā)酵兩類乳酸菌。 生態(tài)分布：動(dòng)物腸道、植物表面、乳制品中

2、。,3,1.1常見(jiàn)乳酸菌菌屬,乳球菌（Lactococcus）,雙歧桿菌（Bifidobacterium）,乳桿菌（ Lactobacillus）,4,1.2常見(jiàn)乳酸菌菌株,Bifidobacterium.longum,,,,Streptococcus thermophilus,Lactobacillus delbrueckii ssp,,,,,Lactobacillus plantarum,Lactobacillus rhamnoso

3、us,Lactobacillus acidophilus,5,2、乳酸在發(fā)酵產(chǎn)品中應(yīng)用,乳制品發(fā)酵制作酸泡菜肉制品加工乳酸菌飲料酵素飼料青貯… … …,,6,2.1 乳制品發(fā)酵,常見(jiàn)發(fā)酵乳制品有：酸奶、奶油、干酪、發(fā)酵豆奶和發(fā)酵花生牛奶等； 酸奶發(fā)酵基礎(chǔ)菌種為嗜熱鏈球菌和德士乳桿菌保加利亞亞種；在此基礎(chǔ)上添加其它乳酸菌或腸道益生菌。,A+BB菌,乳酸鏈球菌、干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌等,S.thermophilus

4、 & L. bulgaricus,7,2.2 酸泡菜發(fā)酵,,泡菜發(fā)酵常用的乳酸菌有：腸 膜 明 串 珠 菌 （ Leuconostoc mesenteroides）、植物乳桿菌（ Lactobacillus plantarum）、短乳桿菌（ Lactobacillus brevis）、賴氏乳桿菌（ Lactobacillus leichmannii ）、干酪乳桿菌（ Lactobacillus casei ）等。 接種乳酸

5、菌發(fā)酵能顯著降低亞硝酸鹽生成。,8,2.3 乳酸菌飲料,,,Lactobacillus casei,Lactobacillus paracasei,S.thermophilusL.bulgaricusL. paracasei Lactococcus Lactis subsp. lactis Lactococcus Lactis subsp. cremoris Lactococcus Lactis subsp. diacet

6、ylactis,乳酸菌飲料按類型分為：活性乳酸菌飲料、二次滅菌發(fā)酵型乳酸菌飲料及調(diào)配型酸乳飲料；,活性乳酸菌飲料按發(fā)酵菌株不同分為：?jiǎn)沃昃l(fā)酵和多株菌發(fā)酵型飲料；,9,2.4酵素,10,經(jīng)過(guò)乳酸菌發(fā)酵，可以將果蔬、谷物、中草藥等原料的營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行提升、口感進(jìn)行調(diào)節(jié)。 目前市場(chǎng)上有些酵素產(chǎn)品的包裝上標(biāo)注了多種乳酸菌。,2.5飼料青貯,青貯是將青綠飼料經(jīng)切碎后，在密閉缺氧的條件下控制發(fā)酵使飼草保持多汁狀態(tài)而長(zhǎng)期貯存的一種傳統(tǒng)飼草

7、調(diào)制工藝。,青貯過(guò)程示意圖,11,2.5飼料青貯,成功的青貯過(guò)程應(yīng)以乳酸菌起主導(dǎo)作用，從而抑制其他腐敗細(xì)菌、酵母和霉菌的生長(zhǎng)繁殖； 青貯過(guò)程常用的乳酸菌有：發(fā)酵乳桿菌、短小乳桿菌、布氏乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌、噬淀粉乳桿菌、香腸乳桿菌等。,青貯過(guò)程中微生物變化示意圖,12,3、功能性益生菌,1965年，Lilly提出“益生菌”是對(duì)飼養(yǎng)動(dòng)物腸道菌群平衡有益的促進(jìn)物或微生物；1991年，對(duì)益生菌的定義做了

8、補(bǔ)充：“益生菌是含生理活性物質(zhì)，能通過(guò)胃腸或定植于結(jié)腸或在腸道內(nèi)增殖，調(diào)整腸道菌群，提高機(jī)體免疫力的活的微生物；1996年，對(duì)益生菌的概念不再?gòu)?qiáng)調(diào)活菌，它指出：“益生菌劑是含有生理活性菌或死細(xì)胞（包含代謝產(chǎn)物與細(xì)胞組成），攝取后可改變粘膜表面群體或酶的平衡，或刺激機(jī)體的特異性或非特異性免疫力的微生態(tài)制劑”。,益生菌概念,13,胃腸道微生態(tài)系統(tǒng),胃腸道中的微生物數(shù)量占了人體總攜帶量的78.7%；,14,平均重量約1.5Kg，相當(dāng)于肝臟的

9、重量；,胃腸道微生態(tài)系統(tǒng),數(shù)目達(dá)1012~1014個(gè)，是人體自身細(xì)胞數(shù)目的10倍；,人體為胃腸道微生物提供生存環(huán)境，胃腸道微生物幫助人體攝取食物中的能量。,15,益生菌通過(guò)腸道微生態(tài)對(duì)人體健康的影響,1.調(diào)理腸道：益生菌可以粘附于腸粘膜上皮細(xì)胞,通過(guò)自身及產(chǎn)生代謝物和抑制物排斥致病菌;在微環(huán)境下保持優(yōu)勢(shì),并與腸道內(nèi)其它細(xì)菌保持作用,調(diào)整菌群間關(guān)系,以保證腸道內(nèi)菌群最佳優(yōu)勢(shì)組合,并維持腸道內(nèi)菌群平衡.,16,2.抑制腫瘤的發(fā)生：慢

10、性結(jié)腸炎患者發(fā)生結(jié)腸癌概率顯著增高；益生菌的存在及其生成的代謝產(chǎn)物優(yōu)化了腸道菌群組合，增強(qiáng)了免疫功能，抑制了腫瘤細(xì)胞的增殖和致癌物質(zhì)的產(chǎn)生；但其具體作用于人體的抗腫瘤機(jī)制尚未明確，可能是益生菌中的細(xì)胞壁酰二肽(muramyldipeptide，MDP)能激活巨噬細(xì)胞釋放白細(xì)胞介素(IL-1、IL-6)等，增強(qiáng)自然殺傷細(xì)胞(NK)的作用，抑制腫瘤發(fā)展。酸乳桿菌、干酪乳桿菌、德式乳桿菌、保加利亞乳桿菌的菌體或用其做成的酸奶食用后可活化單

11、球巨噬細(xì)胞的活性，增強(qiáng)全身免疫應(yīng)答。,益生菌通過(guò)腸道微生態(tài)對(duì)人體健康的影響,17,益生菌通過(guò)腸道微生態(tài)對(duì)人體健康的影響,3.激活免疫調(diào)節(jié)：,人體免疫功能隨著年齡的增長(zhǎng)而降低，免疫功能的失調(diào)將帶來(lái)健康問(wèn)題，如過(guò)敏和炎癥反應(yīng)；,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)說(shuō)明雙歧桿菌能激活機(jī)體吞噬細(xì)胞的吞噬活性，促進(jìn)特異性和非特異性IgA抗體產(chǎn)生，增強(qiáng)了免疫系統(tǒng)功能，提高機(jī)體抗病能力；,益生菌能夠通過(guò)激活巨噬細(xì)胞,增強(qiáng)細(xì)胞活性和增強(qiáng)免疫球蛋白（特別是lgA）的水平來(lái)增加非

12、特異性免疫和特異性免疫應(yīng)答；,益生菌的活菌細(xì)胞、死細(xì)胞或是發(fā)酵產(chǎn)物都具有免疫調(diào)節(jié)功功能；,18,乳酸桿菌表面蛋白(surfacelayerpro-tein，SLP)可介導(dǎo)細(xì)菌對(duì)靶細(xì)胞的黏附，使細(xì)菌與腸上皮細(xì)胞緊密結(jié)合，維持腸黏膜的低通透性。菌群可大量、迅速繁殖和分解，產(chǎn)生醋酸和乳酸等物質(zhì)，形成酸性腸道微環(huán)境，抑制腸道菌群易位。免疫和抗炎特性主要是通過(guò)刺激腸黏膜細(xì)胞因子，誘導(dǎo)免疫細(xì)胞活化，分泌SIgA 、IgE等，并且可通過(guò)激活受體γ

13、(PPAＲ-γ)，調(diào)節(jié)抗炎因子的表達(dá)。,益生菌通過(guò)腸道微生態(tài)對(duì)人體健康的影響,19,4.營(yíng)養(yǎng)作用：,益生菌通過(guò)腸道微生態(tài)對(duì)人體健康的影響,對(duì)脊椎動(dòng)物重要的20種氨基酸中，10種是脊椎動(dòng)物完全不能合成或合成量不夠的主要氨基酸。它們可以從膳食中被取得，腸道微生物也可以提供這些氨基酸；,益生菌代謝產(chǎn)生的酸可以促進(jìn)宿主對(duì)維生素D、鈣離子和鐵離子的吸收；,研究表明益生菌可以合成多種維生素，如硫胺素、核黃素、尼克酸、吡哆醇、泛酸、葉酸和維生素B1

14、2等；,當(dāng)某些因素造成腸道菌群失調(diào)時(shí)，明顯表現(xiàn)出維生素缺乏癥。,20,5.影響衰老進(jìn)程：,益生菌通過(guò)腸道微生態(tài)對(duì)人體健康的影響,益生菌可以使某些抗衰老作用的酶的活性升高，使引起衰老的物質(zhì)濃度降低；,,研究表明：用嬰兒雙歧桿菌活菌液喂養(yǎng)老齡大白鼠，觀察到實(shí)驗(yàn)組的大白鼠經(jīng)喂養(yǎng)后，血液中抗衰老生化指標(biāo)（如超氧化物歧化酶SOD）比對(duì)照顯著升高，衰老生化指標(biāo)（過(guò)氧化脂質(zhì)LPO）顯著降低。,21,6.影響脂肪代謝與肥胖調(diào)節(jié)：,益生菌通過(guò)腸道微生態(tài)

15、對(duì)人體健康的影響,上海交通大學(xué)趙立平教授團(tuán)隊(duì)的臨床研究表明：隨著體重的減輕，肥胖患者腸道中陰溝腸桿菌的比重由35%下降至1.8%，乃至無(wú)法檢出；,將從患者腸道分離到的產(chǎn)內(nèi)毒素的陰溝腸桿菌B29，重新接種于無(wú)菌小鼠后小鼠產(chǎn)生了肥胖及糖尿病癥狀。,,,22,益生菌通過(guò)腸道微生態(tài)對(duì)人體健康的影響,7.影響血糖調(diào)節(jié)：,,A metagenome-wide association study of gut microbiota in type

16、 2 diabetesJunjie Qin,Yingrui Li,Zhiming Cai,Shenghui Li,Jianfeng Zhu,et al.,對(duì)170名二型糖尿病患者與174名健康個(gè)體進(jìn)行了糞便宏基因組高通量測(cè)序;,主要發(fā)現(xiàn)而型糖尿病患者腸道中一些梭菌以及短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌存在顯著差異；,總體來(lái)看，二型糖尿病患者與健康人群相比 存在中度的腸道微生物菌群失調(diào)；,23,8.影響高血壓與冠心病調(diào)節(jié)：,益生菌通過(guò)腸道微生

17、態(tài)對(duì)人體健康的影響,9.中草藥作用的重要媒介：,含有多糖成分的補(bǔ)益類中藥對(duì)益生菌的扶植作用明顯優(yōu)于致病菌?！把a(bǔ)中益氣湯”能顯著增加腸道乳酸桿菌、雙歧桿菌數(shù)量；很多中藥的有效成分只有通過(guò)腸道菌群的代謝，才能產(chǎn)生藥效成分，起到治療效果。例如黃芪中的黃芪苷難以被腸道直接吸收，只有經(jīng)腸道菌群降解為黃芪素才能吸收入血發(fā)揮作用。,10.對(duì)毒素的控制,。。。。。。,24,功能益生菌菌劑,,25,乳酸菌是基因工程藥物和口服疫苗的理想載體；