功能性食品.ppt

功能性食品,食品营养与工程学院,第七章 活性菌类及其加工技术,了解双歧杆菌和乳酸杆菌等益生菌的概念、种类、微生态机体调节功能了解保健食品加工中常用双歧杆菌和乳酸杆菌等益生菌的分离、纯化、鉴定和发酵剂制备工艺技术掌握两歧双歧杆菌和保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌的特性、菌种扩大培养技术以相应功能性食品的生产工艺第一节 人体正常肠道菌群,一、人体肠道菌群与健康的关系 Ⅰ致病菌人体肠道内细菌分类 Ⅱ机会性病原微生物 Ⅲ有益菌,,Ⅰ致病菌主要包括假产气菌、变形杆菌、葡萄球菌、梭状芽孢杆菌等性质：既能致病又能产毒素，是腹泻、便秘、肠道感染、肝损伤、癌症和脑炎的罪魁祸首葡萄球菌,Ⅰ致病菌,产气杆菌,现称“产气荚膜杆菌”，更多称其为“产气荚膜梭菌”，广泛分布于自然界以及人和动物肠道中的厌氧芽胞杆菌，是气性坏疽的主要病原菌气性坏疽是战时多见的一种严重的创伤感染，以局部水肿、产气、肌肉坏死及全身中毒为特征 Ⅰ致病菌,,变形杆菌,人和动物的寄生菌和病原菌。

肠细菌科中的一属革兰阴性运动细菌变形杆菌广泛分布在自然界中，如土壤、水、垃圾、腐败有机物及人或动物的肠道内 可引起多种感染常见感染有呼吸道感染、腹泻、尿路感染、腹膜炎、中耳炎，还可引起食物中毒 Ⅰ致病菌,变形杆菌 引起的食物中毒,食品的染菌率自3.8%～100%，其中以鱼、蟹和肉类染菌率较高食品感染率高低与食品新鲜程度、运送时卫生状况密切相关夏秋季节发病率较高变形杆菌食物中毒是由于进食被变形杆菌污染的食物导致的中毒一般分为胃肠炎或过敏反应两种表现可出现严重脱水和酸中毒，甚至休克、心衰等严重并发症葡萄球菌,葡萄球菌属，是一群革兰氏阳性球菌，因常堆聚成葡萄串状，故名多数为非致病菌，少数可导致疾病葡萄球菌是最常见的化脓性球菌，是医院交叉感染的重要来源Ⅰ致病菌,梭状芽孢杆菌,为厌氧性革兰氏阳性杆菌，罐装食品中引起腐败的主要菌种，解糖嗜热梭状芽孢杆菌可分解糖类引起罐装水果、蔬菜等食品的产气性变质腐败梭状芽孢杆菌可以引起蛋白质食物的变质肉类罐装食品中最重要的是肉毒梭状芽孢杆菌，其芽孢产生在菌体的中央或极端，芽孢耐热性极大，能产生很强的毒素Ⅰ致病菌,Ⅱ机会性病原微生物包括肠球菌、大肠杆菌、链球菌等性质：在人体抵抗能力减弱时可致病，产生毒素，产生致癌因子和在肠内起腐败作用；但在人体健康时又能抑制外来有害菌的生长，刺激免疫功能的产生，合成某些维生素。

大肠杆菌,Ⅱ机会性病原微生物,肠球菌属,肠球菌属， 细胞球形或卵圆形，0.6～2.0μm× 0.6～2.5μm，在液体培养基中呈成对或短链不生芽孢革兰氏阳性有时以鞭毛运动没有明显的荚膜兼性厌氧化能异养，发酵代谢；可发酵的碳水化合物范围广泛，主要产L(+)-乳酸，但不产气，最终pH4.2～4.6，营养需要复杂Ⅱ机会性病原微生物,,大肠杆菌,大肠埃希氏菌(E. coli)通常称为大肠杆菌，是Escherich在1885年发现的，在相当长的一段时间内，一直被当作正常肠道菌群的组成部分，认为是非致病菌直到20世纪中叶，才认识到一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性，尤其对婴儿和幼畜，常引起严重腹泻和败血症，是人类和大多数温血动物肠道中的正常菌群但也有某些血清型的大肠杆菌可引起不同症状的腹泻，根据不同的生物学特性将致病性大肠杆菌分为5类：致病性大肠杆菌(EPEC)、肠产毒性大肠杆菌(ETEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠黏附性大肠杆菌(EAEC)Ⅱ机会性病原微生物,大肠杆菌 引发的食物中毒,大肠杆菌0 157：H7血清型属肠出血性大肠杆菌，自1982年在美国首先发现以来，包括我国等许多国家都有报道，且日见增加。

日本近年来因食物污染该菌导致的数起大暴发，格外引人注目在美国和加拿大通常分离的肠道致病菌中，目前它已排在第二或第三位大肠杆菌O 157：H7引起肠出血性腹泻，约2％～7％的病人会发展成溶血性尿毒综合征，儿童与老人最容易出现后一种情况致病性大肠杆菌通过污染饮水、食品、娱乐水体引起疾病暴发流行，病情严重者，可危急生命案例,2008年4月1日中午12时， 村民姜某在家中举办生日宴，邀请亲戚朋友63人共进午餐，当晚18时40分出现首例病人就餐人数63人，发病人数23人，罹患率36、51％其中男性10例，女性13例，末例病人发病时间为4月2日20时50分病人最短潜伏期6 小时，最长潜伏期26小时，平均潜伏期16小时所有病例均有共同的饮食史，都是4月1日生日宴就餐人员，未就餐者未发现类似病例经调查23例患者均有进食同一凉拌拼盘食物史，而同桌进餐未吃该拼盘者（其它主、副食均一致）未发病因此，确定该凉拌拼盘食品是引起食物中毒的可疑食物为了举办这②次生日宴， 该村民于3月31日在自家厨房加工肉肠及熟食制品，加工场所简陋、生活垃圾和动物粪便随处可见，卫生条件极差，加工用具、容器、餐具在使用前没经过有效的消毒和洗涤，生熟食品混放，生熟刀案混用，使食品在制作和存放过程中受到严重污染。

链球菌,链球菌(Streptococcus)是化脓性球菌的另一类常见的细菌，广泛存在于自然界和人及动物粪便和健康人鼻咽部，引起各种化脓性炎症，猩红热，丹毒，新生儿败血症，脑膜炎，产褥热以及链球菌变态反应性疾病等返回,Ⅱ机会性病原微生物,Ⅲ 有益菌 包括乳酸菌、双歧杆菌和一些真菌 性质：能抑制外来有害菌生长，调节机体免疫功能，帮助人体结肠中残余食物的消化吸收，以及合成某些维生素乳酸菌,Ⅲ 有益菌,1 益生菌的概念,益生菌(probiotics)是一类通过改善宿主肠道微生物菌群的平衡而发挥作用的活性微生物人们对益生菌的认知过程,随着研究的深入,益生菌的定义在不断的变化；1965年，Lilly提出“益生菌是对饲养动物肠道菌群平衡有益的促进物或微生物”；1991年，对益生菌的定义作了补充: “益生菌是含生理活性物质,能通过胃肠或定植于结肠或在肠道增殖,调整肠道菌群,提高机体免疫力的活的微生物”后来发现，死菌体细胞成分或代谢产物也具有与活菌相同的生理功能；1996年，对益生菌的定义不再强调活菌,他指出: “益生菌剂是含生理活性菌或死细胞(包含代谢产物与细胞组成),摄取后可改善粘膜表面菌群或酶的平衡,或刺激机体的特异性或非特异性免疫力的微生物制剂”。

因此,从广义上讲,益生菌可以是单一菌株,也可以是多种菌株甚至是它们的发酵产物即益生菌是一类对人体有益的微生态制剂,益生菌对健康的有益作用,它对健康的有益作用最早是由俄国科学家首先提出的经过研究发现：益生菌具有改善肠道菌群结构,抑制病原菌,消除致癌因子,提高机体免疫力,降低胆固醇等重要的生理功效；益生菌与人体健康的密切关系,使其作为一种生物添加剂在食品中广泛应用,发挥重要的生物学效应目前普遍认为,作为益生菌的细菌应该具备以下条件:对宿主有益无毒性作用无致病作用能在消化道存活适应胃酸和胆汁能在消化道表面定植能产生有用的酶类和代谢物在加工和贮存过程中能保持活性具有良好的感官特性2 益生菌的种类,益生菌主要是人类和动物肠道内正常生理性菌和非肠道菌目前,常用的益生菌菌种有：双歧杆菌乳酸杆菌某些链球菌,双歧杆菌,青春双歧杆菌短双歧杆菌两岐双岐杆菌婴儿双岐杆菌长双歧杆菌,乳酸杆菌,嗜酸乳杆菌保加利亚乳杆菌干酪乳杆菌发酵乳杆菌,胚芽乳杆菌短乳杆菌纤维二糖乳杆菌乳酸乳杆菌,链球菌,粪链球菌乳链球菌嗜热链球菌乙酸乳酸双链球菌,粪链球菌是肠内繁殖最快的有益菌，能分解糖类物质，产生乳酸，以促进肠内乳酸杆菌、双岐杆菌繁殖，并抑制有害菌，调节肠内菌群。

但是，也有文章指出，粪肠球菌能产生有害化学物质，破坏DNA，进而引起促发直肠癌的基因活动 　International Probiotics Association 和世界卫生组织（WHO）均建议：益生菌中不宜使用肠球菌！,美国食品药物管理局认为安全的益生菌菌种,美国食品药物管理局认为安全的益生菌有40种，其中包括：黑曲霉、米曲霉、凝固芽孢杆菌、粘连芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、厌氧性拟杆菌、发酵乳杆菌、纤维二糖乳杆菌、弯曲乳杆菌、载耳布吕克氏乳杆菌、乳酸乳杆菌、胚牙乳杆菌、罗特氏乳杆菌、肠系膜明串球菌、乳酸片球菌、毛状拟杆菌、瘤胃拟杆菌、猪拟杆菌、青春双歧杆菌、动物双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、嗜酸乳酸杆菌、嗜热性双歧杆菌、短乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、啤酒片球菌、戊糖片球菌、费氏丙酸菌、谢曼氏丙酸杆菌、酿酒酵母、乳酸链球菌、二乙酰乳酸链球菌、粪链球菌、中(间)链球菌、乳链球菌、嗜热链球菌3 益生菌的生理学功能及作用机理,（1）维持肠道菌群平衡，治疗肠道功能紊乱 益生菌可粘附于肠粘膜上皮细胞，通过自身及产生代谢物和抑制物排斥致病菌；在微环境下保持优势，并与肠道中其他细菌相互作用，调整菌群间关系，以保证肠道菌群最佳优势组合，并维持肠道菌群平衡。

2）抗癌、抗肿瘤作用益生菌的抗肿瘤作用是由于益生菌的存在及其生成的代谢产物优化了肠道菌群的组合，增强了免疫功能，抑制了肿瘤细胞的增殖和致癌物质的产生Moore等人报导了对肠道菌群与癌症间的关系,他们对不同地区,不同饮食习惯，结肠息肉患者和肿瘤低发区,挑选出的87名对象进行研究,从这些人的粪便中分离出55-60个菌株作统计学处理结果显示, 癌症发病率的高低和膳食组分密切相关,而含益生菌的膳食己被证明具有明显降低癌症发病率的功效3）增强免疫系统的功能人体免疫功能会随着年龄的增长而降低,免疫系统的功能失调将带来健康问题,如过敏和炎症反应益生菌的活菌细胞、死细胞或是发酵产物都具有免疫调节功能4）营养作用益生菌代谢产生的酸可促进对维生素D、钙和铁离子的吸收研究表明益生菌可合成多种维生素，如硫胺素（VB1）、核黄素（VB2）、尼克酸（VB3）、吡哆醇（VB6）、泛酸、叶酸和维生素B12当某些因素造成肠道菌群失调时，明显表现出维生素缺乏症5）控制内毒素的产生益生菌可抑制肠道中腐败细菌的繁殖，从而减少肠道中内毒素和尿素酶的含量，使血液中内毒素和氨含量下降让肝病患者食用益生菌，发现血氨、游离血清酚及游离的氨基氮明显减少。

6）延缓机体衰老益生菌能使机体中某些具有抗衰老作用的酶活性升高，使衰老的物质浓度降低研究表明：用婴儿双歧杆菌活菌液喂养老龄大白鼠，观察到试验组的大白鼠经喂养后，血中抗衰老生化指标(如超氧化物歧化酶SOD)比对照组显著升高，衰老生化指标(过氧化脂质LPO)显著降低7）降胆固醇功能许多研究证明益生菌可以降低胆固醇,每天吃酸奶可使血清胆固醇降低;最近有人用老鼠作实验,先给试验鼠吃罗氏乳杆菌每天104个细胞,连续7天,再给予高胆固醇饲料,与对照组相比,其总胆固醇下降20%,三甘油脂下降33%8）抗高血压功能近来,膳食疗法来治疗高血压的研究很多,根据Tacano研究表明,益生菌食品能在一定程度上控制血压其抗高血压效果在先天性高血压老鼠实验中得到证实,从啤酒酵母和瑞士乳杆菌发酵乳中分离的三肽物质(Val-Pro-Pro和Ile-Pro-Pro)具有抑制血管紧张素转移酶活性的作用 （ACE）,,（9）益生菌的其他功能提高食物转化率,促进人及动物生长发育;改善人体健康水平,有益菌大量增殖,产生竞争性排斥作用,控制消化道疾病;消化分解抗营养因子,如植酸、胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素和非淀粉多糖，促进营养物质的利用等。

二、肠道有益菌的产生和变化,（一）人类的肠道系统,,,,,为什么说肠道问题至关重要？,。