益生腸球菌的應用開發進展

李 穎 雷 鳴 潘春美

·綜述·

益生腸球菌的應用開發進展

李 穎 雷 鳴 潘春美

益生腸球菌作為應用廣泛的一類微生物,在益生菌的開發應用中具有重要的地位。本文主要結合一些國內外研究成果,對益生腸球菌的分類、生物學特征、功能特性及其在食品、動物飼料和微生物制劑方面的應用進行綜述。

益生腸球菌；生物學特征;功能特性；應用

腸球菌為革蘭陽性球菌,廣泛分布于自然環境及人和動物消化道內。1899年,Thiercelin最先將腸球菌形容為一個類群,之后很長時間腸球菌歸屬于鏈球菌屬。Schleifer和Kilpper在經過DNA-DNA和DNA-RNA雜交的研究后證明它與鏈球菌屬有較遠的關系,于1984年提出腸球菌不同于鏈球菌,應從鏈球菌屬中脫離開來,形成一個新的腸球菌菌屬(Enterococus),現在一般將Lancefield D 群的糞鏈球菌和屎鏈球菌為腸球菌菌屬的種。按化學結構分類現又將幾個其它D群鏈球菌放置此屬,近年又陸續報道幾個新種,目前腸球菌屬內至少已有27個種。

1 腸球菌的生物學特征

腸球菌為圓形或卵形,大小為(0.6×2.5) μm～(0.6×2.0) μm,成對或鏈狀排列的革蘭陽性球菌,是無芽胞,無鞭毛,為需氧或兼性厭氧菌。腸球菌過氧化氫酶反應陰性,化能異養,可發酵的碳水化合物范圍廣泛,不產氣,最終pH為4.2～4.6。腸球菌對營養要求較高,在含有血清的培養基上生長良好,在固體培養基表面形成圓形、完整的、光滑的菌落,大多數菌株不產生溶血反應,少數產生α或β溶血反應。葡萄糖發酵末端產物多為乳酸,因此通常認為腸球菌是乳酸菌的一類。大多數品種可以在10～45℃之間生長,在大范圍pH(4.6～9.9)和高鹽環境(40%膽鹽)都能存活,故其不利環境的耐受力強。腸球菌廣泛存在于溫血動物腸道中,因而其可作為水質污染的間接參考。腸球菌還在奶制品、肉類和蔬菜中被發現,在泥土、水面、植物中也具有生存能力。

2 益生型腸球菌的篩選

一般認為,益生菌是一類對宿主有益的活性微生物,是定植于人體腸道、生殖系統內,能產生確切健康功效從而改善宿主微生態平衡、發揮有益作用的活性有益微生物的總稱。對于益生腸球菌的篩選,應考慮以下的幾點：①必須是對宿主健康有益,無毒性和致病性。②能夠適應胃腸道中的酸,膽鹽和酶環境。③能在消化道表面定植。④具有良好的生物活性保持能力,便于加工儲存。基于以上幾點,國內外篩選出了一些著名的益生腸球菌,如E.faecium SF 68,E.faecalis Symbioflor 1和E.faecium CRL 183等。這些菌株許多功能都得到了具體實驗數據的支持,具有很強的實用性,有些已經得到應用［1］。

3 益生型腸球菌的功能特性

國內外大量的研究表明,益生菌具有幫助消化,改善腸道菌群,調節免疫系統,降低膽固醇甚至于抵抗癌癥等功效。常見的益生菌有乳桿菌,雙歧桿菌和一些鏈球菌,對于益生腸球菌,同樣具有相關功能。從雞腸道分離的腸球菌,穩定期菌數高,具有良好的產乳酸性能,乳酸最終產量可達6.5 g/L；益生腸球菌(主要是糞腸球菌和屎腸球菌)還可產生不同類型的細菌素,結合其他代謝產物如有機酸等,可對常見動物和人致病菌具有良好的抑制作用［2］。除了基本的抗菌和調節腸道微生物功能外,諸多研究還證明了益生腸球菌的其他各種功效,如對于治療乳糖不耐癥具有很好的治療效果,有效地降低膽固醇水平,輔助癌癥的治療作用［3］。

4 益生型腸球菌的應用

4.1 食品 在地中海國家的傳統奶酪制造中,腸球菌除了能加速奶酪的發酵過程,還具有水解蛋白和脂類產生特殊口感和芳香味的能力,成為奶酪制作的重要菌種,成品奶酪中腸球菌的含量一般為105～107CFU g-1。新鮮肉類中普遍存在著腸球菌,可能與動物腸道普遍存在腸球菌有關。Joshua R.Hayes等2001年對美國愛荷華州零售的包括豬肉、雞肉等四種肉類隨機抽驗中發現,豬肉中的腸球菌檢出率最低(97%),牛肉中的檢出率最高(100%),且所有肉類中的腸球菌多為屎腸球菌(61%)和糞腸球菌(29%)［4］。與此同時,腸球菌也廣泛應用在香腸等發酵肉產品里,因不同品牌和產地而有所差異,但一般范圍在102～105CFU/g。Garriga等對31種西班牙自然發酵香腸研究發現,腸球菌的含量在1.3～4.8 log CFU/g［5］。在國內,腸球菌同樣應用于廣式臘腸、宣威火腿等肉制品的發酵過程,對于此類肉制品的口感風味具有重要作用。

4.2 動物飼料 在飼料研究領域,益生菌飼料的開發應用越來越廣泛。我國農業部規定可用于生產微生態制劑的微生物中包括腸球菌。將益生腸球菌飼料喂養斷奶豬,可以明顯降低仔豬哺乳階段及斷奶后仔豬腹瀉的發生率,增加動物的生產性能,提高血清總蛋白、鈣、血紅蛋白、紅細胞濃度及顆粒細胞吞噬指數,降低仔豬糞便中大腸桿菌的數量［6］。E.faecium T-013等復合益生菌制劑可改善生長豬的生長性能和腸道環境,減少NH3的排放,利于改善養殖環境,增強機體的免疫力［6］。

4.3 微生物制劑 腸球菌作為微生物制劑的應用主要集中于糞腸球菌和屎腸球菌,最早利用糞腸球菌的例子是日本首先開發出來,用于治療如腹瀉、腸炎等多種腸道疾病,隨后在歐洲和其他地區也出現了相關產品［7］。目前,在我國也存在如培菲康、貝飛達、思連康等多種含糞腸球菌或屎腸球菌商業微生物制劑,這些微生物制劑中腸球菌的含量一般約為106～108。這類微生物制劑國外研究多,起步早,應用廣泛,我國目前的研究也日益增多,而且相關益生菌產品消費量增長迅速。在這些產品中,腸球菌多與雙歧桿菌等其他乳酸細菌同時發揮生態調整作用。國內的一些研究也得到以上結論,如利用含有腸球菌的微生物制劑治療嬰幼兒腹瀉、便秘和厭食癥等有一定療效。對于腸炎肝和硬化治療同樣具有好的效果。

5 益生型腸球菌的開發和展望

作為一類重要的益生菌,益生腸球菌能在畜牧業、食品等諸多問題上具有明顯的推動作用,在歐洲、美國、日本等已普遍得到研究應用。目前關于腸球菌的作用機制并不十分明確,還需要做進一步的研究。其在多種益生菌聯用的益生菌制劑中的具體效果和功能需要更多的科學論證。另外,腸球菌菌株的生產利用也應該科學化和規范化,相關的行業標準也需要進一步的完善。

［1］ Leclerc,Devriese,Mossel.Taxonomical changes in intestinal (faecal) enterococci and streptococci:consequences on their use as indicators of faecal contamination in drinking water.Journal of Applied Microbiology,1996,81(5):459-66.

［2］ Lomer M,Parkes G,Sanderson J.(2008) Review article:lactose intolerance in clinical practice-myths 352 and realities.Aliment Pharm Therap 27,93-103.

［3］ Foulquié Moreno,Sarantinopoulos,Tsakalidou,et al.The role and application of enterococci in food and health.International Journal of Food Microbiology,2006,106(1):1-24.

［4］ Tarelli,Carminati,Giraffa.Production of bacteriocins active against Listeria monocytogenes and Listeria innocua from dairy enterococci.Food Microbiology,1994,11(3):243-252.

［5］ Giraffa.Functionality of enterococci in dairy products.International Journal of Food Microbiology,2003,88(2-3):215-222.

［6］ Franz CMAP,Stiles ME,Schleifer,et al.Enterococci in foods：a conundrum for food safety.International Journal of Food Microbiology, 2003,88(2):105-122.

［7］ 袁杰利.腸球菌及有關微生態調節劑.中國微生態學雜志, 1998,10(1):59-60.

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