文 献 综 述

益生菌(Probiotics)是指能够改善人和动物肠道中微生物菌群平衡的活菌制剂或其代谢产物，是近年来国内外迅速发展的一类微生态制剂。它广泛应用于医疗、保健、食品、畜牧和水产等行业，具有调节肠道功能、维持肠道内菌群平衡和提高机体免疫水平的特性，且能够有效避免服用抗生素带来的耐药性和二重感染的问题，一直备受世人瞩目。凝结芽孢杆菌是乳酸菌的一种，除了具有乳酸菌的所有特点外，还具有抗逆性强、耐高温、易储存等生物学特性^[1]，逐渐成为近年来益生菌研究的热点。

1. 凝结芽孢杆菌的理化特性

凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)呈杆状，两端钝圆，革兰氏阳性菌，过氧化氢酶阳性，芽胞端生，无鞭毛。最适生长温度为45～50℃，最适pH值为6.6～7.0。其能分解糖类生成L-乳酸，为同型乳酸发酵菌。凝结芽孢杆菌除具有和乳酸菌及双歧杆菌同样的保健功效外，还具有耐酸、耐热、耐盐、容易培养和保存的特点。凝结芽孢杆菌经90℃，60min湿热处理和120℃，60min干热处理，其活菌数只下降了一个数量级；将其置于pH值大于2.42的酸性溶液中，存放一年后，其存活率仍高达105；凝结芽孢杆菌在1%～7% NaCl溶液中均可存活4周以上，其在8% NaCl溶液中能存活一个月^[1]。但凝结芽孢杆菌在低pH值条件下，其抗逆性会下降。例如在酸性条件下(pH4.0)，凝结芽孢杆菌孢子对热几乎没有耐受性，而且生长受到抑制^[2]。此外，在pH值小于4.5和水活度0.96条件下，凝结芽孢杆菌的生长受到抑制。

2. 凝结芽孢杆菌生理功能

凝结芽孢杆菌经口服进入胃后，在胃液的作用下被活化，芽孢衣膨胀，芽孢形状增大，水分增加，代谢加快。当凝结芽孢杆菌进入十二指肠时，其孢子萌发成营养细胞。营养细胞进入小肠后开始生长繁殖，大约30min繁殖1代。凝结芽孢杆菌为兼性厌氧菌，当其进入肠道后会消耗游离氧而进行肠道繁殖，有利于厌氧微生物乳酸菌和双歧杆菌的生长，从而调节肠道内微生物菌群的平衡，提高机体的免疫力和抗病力，减少肠道疾病的发生。凝结芽孢杆菌在肠道繁殖的过程中还会分泌淀粉酶和蛋白酶，促进机体对营养物质的消化和吸收；其产生的B族维生素、氨基酸、短链脂肪酸等物质能增加小肠的蠕动速度，从而改善肠道的消化功能。另外，凝结芽孢杆菌在肠道内定居后还能产生大量抑制有害菌的凝固素(Coagulin)和L-乳酸等抑菌物质^[5]。因此，其对胃肠道炎症有一定的治疗作用。

3. 凝结芽孢杆菌作用机理

人体肠道中固有乳酸杆菌和双歧杆菌等有益菌，它们通过产生细菌素、有机酸和过氧化氢等物质抑制致病菌，减少胺类有害物质的产生，促进肠道相关淋巴组织提高免疫能力。凝结芽孢杆菌并非肠道固有的微生物，其在肠道中所起的生理调节功效是其分泌多种有益物质以及与肠道其它益生菌协同作用的结果，并非是某种物质起作用，而且到目前为止还未见有关于凝结芽孢杆菌生理作用机制的确切报道。首先凝结芽胞杆菌是兼性厌氧菌，在有氧及无氧环境下都可生长，能适应低氧的肠道环境；对酸和胆汁有高耐性，能够进行乳酸发酵，产生的L-乳酸能降低肠道pH值，抑制有害菌，并能够促进双歧杆菌等益生菌的生长繁殖。由于其能够形成芽胞，所以较之不产乳酸的芽孢杆菌更益于恢复胃肠道微生态平衡^[5]。另外，路福平等^[6]发现凝结芽孢杆菌对大肠埃希氏菌、沙门氏菌、志贺氏菌和变形杆菌等常见肠道病原菌有一定抑制作用，经实验推测抑菌物质是乳酸和一些低分子量一级胺类混合物，而非过氧化氢和有机酸。类似别的芽孢杆菌，凝结芽孢杆菌能够分泌抗菌肽物质-凝结素。凝结素由44个氨基酸残基组成，中间氨基酸形成α-螺旋结构，两端为无规则卷曲图1)，是由质粒pI4 DNA编码，与乳酸片球菌分泌的片球菌素(pediocin)相似，而仅在C末端存在一个氨基酸差异，能穿透细胞的细胞膜^[4]。凝结素经60℃处理90min，pH4～8的条件下仍保持稳定而且不受α-淀粉酶、酯酶和有机溶剂(10%，V/V)的影响，对肠球菌、明串珠球菌、李斯特菌和小球菌等有抑制作用^[16]。

4. 凝结芽胞杆菌的临床研究

凝结芽孢杆菌除了在维持肠道微生态平衡中的保健作用外，其对常见肠道疾病如慢性结肠炎、腹泻和便秘等有明显疗效，还具有调节血糖血脂和提高免疫力的功效。