文 献 综 述

益生菌( Probiotics) 是指摄入后通过改善宿主肠道菌群生态平衡而发挥有益的作用，达到提高宿主( 人和动物) 健康水平和健康佳态的活菌制剂及其代谢产物。随着人们健康意识的提高，益生菌越来越受到人们的关注。对于益生菌的研究也是越来越多，越来越热。益生菌广泛应用在医药、保健、食品、畜牧和水产等各种行业，与人们的生活息息相关。凝结芽胞杆菌就是益生菌的一种，且具有其他益生菌不具有的优点:抗逆性强、耐高温高热、易贮藏。凝结芽胞杆菌依靠以上优点成为近年来益生菌研究的热点^[1]。

1. 凝结芽孢杆菌性状，生理功能和作用机理

1.1 凝结芽孢杆菌性状

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，Cerrutti 等^[3]也发现在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。

1.2 凝结芽孢杆菌生理功能

凝结芽孢杆菌芽孢经口服进入胃后，在胃液环境下开始萌发生长，芽胞衣膨胀，芽孢形状增大，水含量增加，从芽胞衣上长出突起。进入十二指肠时，孢子已萌发形成营养细胞，随后进入小肠，并开始大量繁殖，倍增时间约为3 0min 。凝结芽孢杆菌为兼性厌氧菌，进入肠道后会消耗游离氧，并进行肠道繁殖，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态的菌群平衡，提高机体免疫和抗病能力，减少肠道疾病的发生；凝结芽孢杆菌在肠道内繁殖会分泌淀粉酶和蛋白酶，帮助对营养物质的消化和吸收；其产生的维生素、氨基酸、短链脂肪酸等物质能增加小肠蠕动速度，改善肠道消化功能；另外凝结芽孢杆菌在代谢过程中能产生抑菌物质- 凝结素^[4]，因此对胃肠道炎症有一定治疗作用。

1.3 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，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6 0 ℃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^{[ 7 ]}。

1.4凝结芽孢杆菌分离筛选