乳酸菌發(fā)酵劑生物工程技術(shù)研究

乳酸菌發(fā)酵劑生物工程技術(shù)研究

摘要：生物工程技術(shù)是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中的一種高新技術(shù)，在社會(huì)生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用，其中，在乳品發(fā)酵工業(yè)中，生物工程技術(shù)已經(jīng)被廣泛用來(lái)進(jìn)行乳酸菌生物工程育種。基于此，文章就乳酸菌發(fā)酵劑生物工程技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究。關(guān)鍵詞：乳酸菌；生物工程技術(shù)；應(yīng)用乳酸菌是一群能夠利用可發(fā)酵性碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的統(tǒng)稱，其在發(fā)酵乳制品行業(yè)當(dāng)中有著廣泛的應(yīng)用。在我國(guó)的發(fā)酵乳制品工業(yè)快速發(fā)展的階段，對(duì)乳酸菌發(fā)酵劑生物工程技術(shù)進(jìn)行理論研究就有著實(shí)質(zhì)性意義。一、乳酸菌的類型及功能特征分析（一）乳酸菌的分類乳酸菌從形態(tài)上主要分為球狀和桿狀兩大類。按照Bersy細(xì)菌學(xué)手冊(cè)中的生化分類法，乳酸菌可分為乳桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬、雙歧桿菌屬和片球菌屬5個(gè)屬。1、乳桿菌屬乳桿菌個(gè)體形態(tài)為細(xì)長(zhǎng)的桿狀，常呈鏈狀排列。目前已實(shí)際應(yīng)用的主要有：德氏乳桿菌、保加利亞乳桿菌、瑞士乳桿菌、嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌及其亞種等，短乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌。2、鏈球菌屬乳酸鏈球菌呈球形或卵圓形，多數(shù)呈鏈狀排列，短者4～8個(gè)細(xì)菌組成，長(zhǎng)者有20～30個(gè)細(xì)菌組成。有些是發(fā)酵乳制品生產(chǎn)上常用的菌種，如乳酸鏈球菌、丁二酮乳酸鏈球菌、乳酪鏈球菌和嗜熱乳鏈球菌等。3、明串珠菌屬明串珠菌呈圓形或卵圓形，菌體排列成鏈狀。經(jīng)常存在于水果、蔬菜中，能在高濃度的含糖食品中生長(zhǎng)。該屬乳酸菌可利用葡萄糖產(chǎn)生CO2、乙酸和乳酸。依據(jù)此特性可將明串珠菌從鏈球菌中區(qū)別開(kāi)（鏈球菌不產(chǎn)生CO2，而且生成L—乳酸）。常見(jiàn)的菌種有腸膜明串珠菌及其乳脂亞種和葡聚糖亞種、蝕橙明串珠菌、乳酸明串珠茵等。它們均可用在發(fā)酵乳制品生產(chǎn)上。其中，腸膜明串珠菌乳脂亞種（又稱乳脂明串珠菌）最為常見(jiàn)，它能發(fā)酵檸檬酸產(chǎn)生特殊風(fēng)味物質(zhì)，故又稱風(fēng)味菌、香氣菌或產(chǎn)香菌。4、雙歧桿菌雙歧桿菌因菌體尖端呈分支枝狀（如Y或V字形）而得名，是無(wú)芽孢G（+）菌，專性厭氧，不運(yùn)動(dòng)。雙歧桿菌能利用葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生醋酸和乳酸（3：2），但不產(chǎn)生CO2。目前已知的雙歧桿菌有24種，其中9種存在于人的腸道中。它們是兩歧雙歧桿菌、長(zhǎng)雙歧桿菌、短雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、角雙歧桿菌、鏈狀雙歧桿菌、假鏈狀雙歧桿菌和牙雙歧桿菌。在發(fā)酵乳制品生產(chǎn)中應(yīng)用的僅前面5種。5、片球菌屬細(xì)胞排列呈四聯(lián)狀。常見(jiàn)的有小片球菌、乳酸片球菌、戊糖片球菌和嗜鹽片球菌等，但只有乳酸片球菌和戊糖片球茵用于生產(chǎn)乳酸制品。（二）乳酸菌的功能與作用1、提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)活體乳酸菌在體內(nèi)正常發(fā)揮代謝活性，乳酸菌能分解食物中的蛋白質(zhì)、糖類、合成維生素，對(duì)脂肪也有一定的分解能力。在乳酸菌蛋白酶的作用下，將食物中的大分子蛋白質(zhì)，部分降解為宿主可以直接利用的小分子肽和必需氨基酸，顯著提高了食物的消化率和生物價(jià)，促進(jìn)了胃腸吸收。同時(shí)乳酸菌菌體蛋白質(zhì)還能增加發(fā)酵產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量，從而提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。2、乳酸菌對(duì)腸道功能影響1899年，法國(guó)巴黎兒童醫(yī)院的蒂賽（HenryTissier）從健康母乳喂養(yǎng)的嬰兒糞便中分離了第一株菌種雙歧桿菌，他發(fā)現(xiàn)雙岐桿菌與嬰兒患腹瀉的頻率及營(yíng)養(yǎng)都有關(guān)系。近年來(lái)由于廣譜、強(qiáng)力抗菌素的廣泛應(yīng)用，使人體腸道內(nèi)以乳酸菌為主的益生菌遭受到嚴(yán)重破壞，抵抗力逐步下降，導(dǎo)致疾病越治越多，健康受到極大的威脅。所以，有意增加人體腸道內(nèi)乳酸菌的數(shù)量就顯得非常重要。國(guó)際上公認(rèn)的乳酸菌，被認(rèn)為是最安全的菌種，也是最具代表性的腸內(nèi)益生菌，人體腸道內(nèi)以乳酸菌為代表的益生菌數(shù)量越多越好。3、改善人體免疫能力及抗腫瘤作用乳酸菌制劑能夠增強(qiáng)免疫力表現(xiàn)在兩方面：一是影響非特異性免疫應(yīng)答，增強(qiáng)單核吞噬細(xì)胞、多形核白細(xì)胞的活力，刺激活性氧、溶酶體酶和單核因子的分泌；二是刺激特異性免疫應(yīng)答，如加強(qiáng)粘膜表面和血清中IgA、IgM、IgG水平，加強(qiáng)體液免疫，促進(jìn)T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的增殖，加強(qiáng)細(xì)胞免疫4、抗菌作用乳酸菌對(duì)一些腐敗菌和低溫細(xì)菌有較好的抑制作用。可用于防治腹瀉、下痢、腸炎、便秘和由于腸道功能紊亂引起的多種疾病以及皮膚炎癥。二、生物工程育種渠道及乳酸發(fā)酵中生物工程技術(shù)應(yīng)用（一）生物工程育種渠道分析生物工程的育種途徑是多元化的，其中比較重要的有電穿孔法，這是在乳酸菌生物工程技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，DNA重組技術(shù)已經(jīng)逐漸的成熟，這一技術(shù)能夠?qū)⑷樗峋纳硖匦缘玫骄_的改變，從而來(lái)提供更加優(yōu)良的菌株。在這一過(guò)程中的細(xì)菌轉(zhuǎn)化就要可靠的方法，電穿孔的方法能夠有效的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，在不同的菌株間進(jìn)行電轉(zhuǎn)化并有著高效率，所以這一育種的渠道在實(shí)際的應(yīng)用上相對(duì)比較廣泛。還有就是通過(guò)結(jié)合作用的方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)育種，乳球菌結(jié)合作用能夠證實(shí)DNA結(jié)合作用和染色體編碼的特性，這樣就能提高乳酸球菌噬菌體抗性。另外還有原生質(zhì)體融合的方法，這一技術(shù)是構(gòu)建雜合微生物的有效工具，通過(guò)對(duì)這一技術(shù)的采用能將良好菌株性狀和同一菌株相結(jié)合，并對(duì)乳酸菌的育種有著較好的促進(jìn)作用。在雜合菌的基礎(chǔ)上能夠有效提升發(fā)酵制品特性以及發(fā)展新的產(chǎn)品，原生質(zhì)體融合技術(shù)同時(shí)也是構(gòu)建高蛋白質(zhì)表達(dá)水平突變的方法，通過(guò)這一渠道能夠?qū)崿F(xiàn)乳酸乳球菌乳酸亞種營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變體染色基因的重組，與此同時(shí)在乳酸質(zhì)粒間的基因轉(zhuǎn)移也能夠?qū)@一技術(shù)進(jìn)行實(shí)際的使用。除此之外還有就是基因送遞系統(tǒng)，這也是今后發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，要能充分的對(duì)食品安全的問(wèn)題進(jìn)行考慮，食品級(jí)的載體不能夠采取抗生素抗基因作為是選擇性標(biāo)記，這樣在乳酸菌當(dāng)中的編碼細(xì)菌素產(chǎn)生免疫性基因或者是糖類利用是適合食品級(jí)基因遞送系統(tǒng)的選擇性標(biāo)記。（二）乳酸發(fā)酵中生物工程技術(shù)應(yīng)用探究從實(shí)際的發(fā)展來(lái)看，乳品的發(fā)酵工業(yè)過(guò)程中，對(duì)生物工程技術(shù)的應(yīng)用方法是多樣化的，主要有分子手段的應(yīng)用進(jìn)行噬菌體抗性菌株育種。在這一過(guò)程中噬菌體常常使得乳制品發(fā)酵風(fēng)味不良，并使其在嗜溫發(fā)酵乳以及干酪生產(chǎn)當(dāng)中不能正常的發(fā)酵，這樣就對(duì)乳品企業(yè)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。故此在這一過(guò)程中通過(guò)乳酸菌生物工程技術(shù)能夠干擾噬菌體對(duì)細(xì)胞的吸附以及限制等，這樣就能有效的達(dá)到對(duì)噬菌體污染進(jìn)行防治的作用，也能有效的對(duì)制品發(fā)酵中的污染噬菌體起到控制作用。另外也能夠?qū)Ω衫业某墒炱鸬酱龠M(jìn)作用，在生物工程技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，由于干酪的成熟期相對(duì)比較長(zhǎng)，對(duì)其進(jìn)行實(shí)施冷藏或者是庫(kù)存在費(fèi)用的花費(fèi)上相對(duì)較高，所以對(duì)干酪的成熟期進(jìn)行促進(jìn)就顯得格外重要，這也是增大利潤(rùn)的重要途徑。從以往的技術(shù)手段實(shí)施來(lái)看，對(duì)干酪的成熟期進(jìn)行促進(jìn)主要是通過(guò)在其中添加蛋白酶或者是膚酶等。而在當(dāng)前主要是在乳酸菌發(fā)酵生物工程技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，采取添加酶類或者是霉菌等進(jìn)行促進(jìn)，這樣在抗噬菌體能力上就會(huì)進(jìn)一步的增強(qiáng)。不僅如此，在乳糖代謝后的陰性乳酸菌也能以高密度進(jìn)人到干酪凝乳中對(duì)干酪促進(jìn)其成熟，而相對(duì)比較強(qiáng)的蛋白質(zhì)分解就能加速苦味膚生成這樣也能對(duì)干酪的成熟起到促進(jìn)作用?？偠灾?dāng)前的乳酸菌生物工程技術(shù)已經(jīng)在新科學(xué)技術(shù)的促進(jìn)下有了新的發(fā)展，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展取到了驕人的成績(jī)，這也從另一方面說(shuō)明了生物化學(xué)技術(shù)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)生活的重要性。參考文獻(xiàn)：[1]趙爽，杜佳，徐光曙.乳酸菌