下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
益生菌具有很好的抗菌、抑菌作用，除了表现在生物屏障、生物拮抗和免疫调节等方面，许多益生菌还可以产生具有抗菌或抑菌作用的细菌素。细菌素是由细菌核糖体合成的蛋白类抗菌物质，对同种近缘菌株呈现狭窄的活性抑制谱，它可附着在靶细胞特异性受体位点上，通过对靶细胞的细胞壁、核糖体、DNA等作用，起到抑菌效果。99%的细菌都能产生一种或者多种细菌素，目前发现的细菌素已有几十种。
下面介绍几种为科研人员所重视的具有抗菌、抑菌活性的益生菌。
科研人员研究发现，双歧杆菌属（Bifidobacterium）的细菌，参与人体免疫、营养、消化等一系列的生理过程。它们对人体生理功能进行调节，其生物学活性包括保健作用和药用治疗作用两个方面。双歧杆菌可维护肠道正常的菌群平衡，抑制病原菌的生长，可以用来防治便秘、下痢、胃肠障碍等肠道疾病，如含有双歧杆菌配方的发酵乳可以抑制多种肠道病原体，一些双歧杆菌和乳酸菌的婴儿分离株在治疗梭状芽孢杆菌引起的肠道疾病方面也有很大的潜力。此外，双歧杆菌可在肠道内合成维生素、氨基酸，提高机体对钙离子的吸收；可有助于降低血液中胆固醇水平，防治高血压；还能增强机体的非特异和特异性免疫反应，控制体内毒素血症，提高宿主对放射线的耐受性。总之，人体肠道内的双歧杆菌具有生物屏障与生物拮抗作用、营养作用、免疫作用、降血脂作用、抗放射线作用，还能改善机体对乳糖不耐受症，有助于抗衰老，延年益寿。
双歧杆菌能通过细胞磷壁酸和肠黏膜上皮细胞的相互作用与肠黏膜表面密切结合，与其他厌氧菌形成特异性的微生态效应，共同占据肠黏膜表面，构成一个生物学屏障，通过其在肠道的定植能力，构成肠道的定向阻力，阻止了致病菌与条件致病菌的定植和入侵，起到占位性保护作用。双歧杆菌能使结合型胆汁酸分离成游离态胆汁酸，对有害菌起到更强的抑制作用。胆汁酸能产生抗菌物质，还能产生过氧化氢，激活机体产生过氧化氢酶，抑制和杀灭革兰氏阴性菌（如志贺氏菌和沙门氏菌）；胆汁酸还可增加肠蠕动，加快致病菌排出，进而维持肠道微生态平衡。
双歧杆菌可以合成多种消化酶类，促进多种维生素B 1 、B 2 以及B 12 的合成，同时还可以为人体补充所需要的叶酸、烟酸等营养物质，促进氨基酸代谢，改善脂代谢与维生素代谢，从而促进蛋白吸收，提高氮蓄积率，改善脂质代谢紊乱。双歧杆菌中具有乳糖酶，可将乳糖酵解成葡萄糖、半乳糖，促进大脑发育。适量补充双歧杆菌可以避免乳糖不耐症的发生。
在畜禽养殖方面，补充双歧杆菌可提高饲料转化率，加强动物体的营养代谢。另外，双歧杆菌所特有的果糖-6-磷酸盐磷酸酮酶将葡萄糖分解为乙酸和乳酸，降低了肠道内pH和氧化还原电势，实现肠道菌群平衡的维持，使肠道酸化，阻止致病菌增殖，还有利于某些矿物质如钙、铁、镁、锌等的吸收作用，从而起到促进畜禽生长和提高生产性能的作用。
双歧杆菌的免疫调节作用是通过肠道刺激肠黏膜，诱导激活可提供给宿主防卫微生物侵犯功能的帕内特细胞和肠黏膜免疫系统，促进免疫球蛋白（IgA）的分泌与细胞因子和抗体的产生，进而提高了胃肠道黏膜的免疫力和抗感染能力。双歧杆菌对机体的免疫调节作用主要包含体液免疫和细胞免疫两个方面。其中，细胞免疫调节主要通过激活NK细胞、机体吞噬细胞等多种免疫活性细胞的功能，提高抗感染能力及红细胞免疫黏附作用来实现的。研究表明，婴儿双歧杆菌对单核吞噬细胞有激活作用，促使单核吞噬细胞系统发挥免疫学作用。体液免疫调节主要通过刺激B淋巴细胞的活化增殖和抗体分泌来实现。双歧杆菌菌株免疫调节作用的分子机制之一与菌株产生的胞外多糖（EPS）有关。实验发现，胞外多糖在体外能通过提高巨噬细胞的增殖和吞噬作用的活力，发挥免疫调节作用。
小肠主要通过蠕动来推动肠内容物运动。双歧杆菌代谢过程产生的有机酸可以刺激人体肠道壁，促进肠道蠕动，利于排便。同时有机酸含量的升高可增加肠道内渗透压，利于水分由低渗环境处进入到肠道内高渗环境，产生通便效果。
双歧杆菌的抗肿瘤作用包括活菌体、死菌体及细胞壁骨架的抗肿瘤作用。这些作用包括：激活及调节嗜中性粒细胞、巨噬细胞、NK细胞等免疫活性细胞的机能，诱导各种重要的细胞因子发挥免疫作用；减少肠内致癌物的形成，同时使某些诱发癌症的酶失活，诱发癌症凋亡基因的表达；清除肠内致癌原如亚硝酸胺等。此外，双歧杆菌产生的短链脂肪酸，同样有防止肿瘤发生和免疫激活的作用。这些脂肪酸可促使机体树突状细胞产生IL-10，增强免疫细胞的活性，诱导产生一氧化氮，杀死多种肿瘤细胞，因而具有抗癌作用。实验表明，双歧杆菌能明显降低试验动物的肿瘤发病率，延长荷瘤动物生存期。
一些致病菌的代谢产物如甲酚、胺、吲哚等具有较强的毒性，如果这些产物积累较多，大大超过了肝脏的解毒能力，将导致肝脏功能紊乱，循环系统失常，还将干扰神经系统的活动。双歧杆菌胆盐水解酶能将胆盐水解成游离胆酸，增强了抗菌活性，抑制了腐生菌及其他病原体的繁殖，从而抑制致病菌代谢产物的产生。双歧杆菌还可产生胞外糖苷酶，降低肠黏膜上皮细胞的杂多糖，这些杂多糖是潜在致病菌及其内毒素的受体，因而抑制了致病菌和内毒素在肠黏膜上的黏附。双歧杆菌能降解肠道中的有毒物质，清除致病菌的毒性代谢产物，防止因内毒素吸收而引起的内毒素血症，保护肝脏的功能。
双歧杆菌的护肝作用主要体现在能够调节肠内pH，抑制氨的吸收，从而减少肝病的发生。双歧杆菌制剂可以明显降低内毒素血症，有利于肝脏恢复。由此可见，双歧杆菌可以作为肝病的辅助治疗制剂。
有些双歧杆菌会代谢产生一种由核糖体合成、具有抑菌作用的蛋白质，如双歧杆菌素B，这是一种细菌素，或称细菌毒素，它可抑制其他致病菌的生长。目前，研究发现，有13种双歧杆菌具有产生细菌素的能力。从双歧杆菌中分离出的细菌素bifidin以及从长双歧杆菌中分离的细菌素bifilong具有较广的抗菌谱；两歧双歧杆菌NCDC 1452可以产生拮抗物质——双歧菌素，经证明其在菌体对数生长期开始产生，在稳定期活力最大；从婴儿双歧杆菌BCRC 14602和长双歧杆菌DJO10A分离得到了双歧菌素Ⅰ及羊毛硫细菌素。从双歧杆菌中还分离到热稳定的类细菌素，且具有抑菌作用。除了对细菌素的研究是当今双歧杆菌研究的热点外，有关细菌素基因的克隆、表达及调控也具有极大的研究价值。
微生态研究表明，长寿老人粪便中有着与青少年粪便中数量相当的双歧杆菌。随着人的衰老，机体消除自由基功能减退，体内自由基不能被有效清除，抗氧化能力下降。研究证明，双歧杆菌具有良好的抗氧化活性，它能明显增加血液中超氧化物歧化酶的活性以及含量，在体内协调自由基的氧化反应使自由基含量减少，有毒氧被转化成无毒氧，减少对人体细胞的损伤，进而减少自由基参与氧化导致的机体衰老，从而促进人体的健康。有研究显示，服用含有双歧杆菌BB12的产品后，病人红细胞超氧化物歧化酶及GSH-Px酶活性明显增加，自由基被封闭和降解，减少了自由基参与氧化反应而导致的机体衰老。
为了更好地发挥双歧杆菌对人体的保健作用和治疗作用，科学家已开始对双歧杆菌菌株进行基因改良，通过生物工程技术，改变菌株的基因片段，在其DNA中导入使其耐氧、耐酸的基因片段，并能成功表达，从而培育出更加耐氧、耐酸的高抗逆性菌株。
唾液链球菌（Streptococcus saliva）为口腔正常菌群，属于细菌域、厚壁菌门、芽孢杆菌纲、乳杆菌目、链球菌科、链球菌属。唾液链球菌是已知最早在婴幼儿的口腔中存在的细菌，它能够产生一种可参与机体生物屏障构成，维持机体口腔菌群生态稳定的细菌素，可抑制其他多种微生物的活性，减少病原菌在口腔、呼吸道等部位的定植。唾液链球菌作为细菌素样抑菌物质（BLISs）的主要产生菌，在健康人体口腔微生物菌群中占重要地位，被当作口腔益生菌的重要候选者。此外，发酵过程中添加唾液链球菌使得酸奶的黏度有所增加，增强了酸奶的风味。同时，唾液链球菌在生长过程中可以产生甲酸，刺激保加利亚乳杆菌繁殖，而保加利亚乳杆菌可分解酪蛋白形成多种氨基酸和多肽，促进唾液链球菌的新陈代谢，唾液链球菌与保加利亚乳杆菌一起发酵存在共生效应。
唾液链球菌K12（Streptococcus salivarius K12，SsK12）作为口腔益生菌广泛应用于相关疾病的研究和治疗中。唾液链球菌K12用于防治口臭、咽炎、扁桃体炎、中耳炎等的研究，在体内外及临床研究上日臻完善；而用于防治念珠菌病、B族链球菌感染的研究仍停留在体外和动物模型上；用于防治牙龈炎的相关研究还处于理论阶段。
口腔中的唾液链球菌数量较少者容易口臭，这是由口腔内一种革兰氏阴性厌氧菌代谢生成的一种挥发性硫化物引起的。常见的口臭化合物主要由挥发性硫化物、戊酸、丁酸和腐胺组成，是由一些主要定植于舌头背部的口腔细菌产生。唾液链球菌K12可以产生某种细菌素，对口臭相关细菌的活性有抑制作用。因此，采用各种手段减少口臭相关菌群的数量成为治疗的关键。
咽炎、扁桃体炎是儿科常见的咽喉部感染性疾病，通常认为革兰氏阳性菌酿脓链球菌是其主要致病菌。唾液链球菌K12产生的两种羊毛硫抗生素：唾液素A2和唾液素B，均能抑制酿脓链球菌的生长。此外，唾液链球菌K12能够结合人的上皮细胞，从而抑制病原菌的结合。因此，唾液链球菌K12广泛应用于咽炎、扁桃体的预防及治疗，如可防止患儿咽炎、扁桃体炎反复发作，预防健康儿童因溶血性链球菌GABHS感染而发生咽炎、扁桃体炎等。
中耳炎是一种儿科常见疾病，可分为急性中耳炎和分泌性中耳炎，大约80%的儿童至少会患一次急性中耳炎，而80%～90%的学龄前儿童至少会患一次分泌性中耳炎。诸如肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌、酿脓链球菌等病原菌通过咽鼓管从鼻咽部进入中耳后，引发炎症反应，进而导致急性中耳炎的发生。而分泌性中耳炎表现为无明显症状、持续性中耳积液及听力下降，其发病机理尚未完全明确，可能是急性中耳炎的后续症状。唾液链球菌K12不仅具有预防和治疗急性中耳炎的效果，并且对分泌性中耳炎也能起到有效的治疗作用。
白色念珠菌是正常人体口腔菌群的一员，然而某些情况下的大量增殖会引起诸如口腔念珠菌病等一系列疾病。口腔念珠菌病伴随着严重的炎症反应，抑制机体的免疫应答，从而严重影响患者的生活质量。而唾液链球菌K12可用来防治念珠菌病。
无乳链球菌又称B族链球菌（GBS），是一种革兰氏阳性菌，是导致新生儿发病和死亡的主要感染源，发病的主要原因是无乳链球菌定植于产妇的肠道与阴道，随之传染给新生儿，从而引发疾病。唾液链球菌K12为一种有广谱抗菌作用的益生菌，其对无乳链球菌也具有一定抑制作用，并具有限制无乳链球菌在阴道中定植及预防新生儿无乳链球菌感染的潜力。由唾液链球菌K12对无乳链球菌的体外及体内抑制作用的研究结果显示，唾液链球菌K12具有体外抑制多株无乳链球菌的广谱抑菌活性，还能够显著减少无乳链球菌小鼠模型阴道中无乳链球菌的定植。
乳酸菌能够降低胆固醇、调节胃肠道菌群的正常、抑制肠道内腐败菌的生长繁殖、维持微生态平衡、控制内毒素、提高食物消化率、产生营养物质、刺激组织发育，从而对机体的生理功能、营养状态、免疫反应、毒性反应、突然的应急反应和细胞感染等产生作用，具备诸多益生功能，如抑菌、抗衰老和抗癌等。乳酸菌的发酵分为同型乳酸发酵（葡萄糖经糖酵解途径后几乎变成百分之百的乳酸，如链球菌、片球菌和部分乳杆菌等）和异型乳酸发酵（葡萄糖的分解完全依赖磷酸戊糖途径，除了转变为乳酸外，还会产生乙酸、二氧化碳、乙醇等其他副产物）。
根据菌体的形态将乳酸菌分为两大类，乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸菌通过自身及其代谢产物，发酵低聚糖产生短链脂肪酸和一些抗生素物质，可有效地抑制外源致病菌和肠内固有腐败细菌的生长繁殖。乳酸菌产生的抑菌物质主要有以下几种：
许多乳酸菌在代谢过程中能产生多种有抑菌活性的细菌素——乳酸菌素，其能杀灭引起食品腐败的细菌和病原菌或抑制其繁殖，可作为天然的食品防腐剂使用。乳酸菌素是乳酸菌在代谢过程中由核糖体合成的一类具有抑菌活性的多肽或前体多肽。它们大多对热稳定，通常只能抑制革兰氏阳性菌生长，对革兰氏阴性菌和真菌作用效果较差。
不同乳酸菌产生不同的细菌素，它们的抑菌谱也各不相同。乳酸菌素可分为四类，即羊毛硫抗生素、肽类乳酸菌素、蛋白类乳酸菌素和复合型乳酸菌素。
Ⅰ类：细菌素羊毛硫抗生素的典型代表是乳酸链球菌素（nisin），是由乳酸乳球菌乳酸亚种（Lactococcus lactis subsp.lactis）分泌的一种线性多肽，对革兰氏阳性菌有较广的抑制作用，并可使芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌的芽孢对热敏感。nisin是研究较深入并被工业化生产应用的乳酸菌细菌素。
Ⅱ类：细菌素肽类乳酸菌素，又可分为三类，即Ⅱa类、Ⅱb类和Ⅱc类，其中Ⅱa类细菌素被研究报道得较多。
Ⅲ类：细菌素热敏感大分子蛋白（LHLP），其细菌素的抑菌谱较窄，已经报道的有细菌素caseicn80，enterolysin等。
Ⅳ类：细菌素复合型的大分子复合物，由蛋白质、碳水化合物甚至类脂基团共同组成，其结构和性质与细菌素相似，故也称为类细菌素（BLIS），其具有较宽的pH稳定范围，并具有抑制革兰氏阴性菌和真菌的特性。近几年对类细菌素的报道逐渐增多，如瑞士乳杆菌AJT产生的抗菌物质对热稳定，能抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、蜡状芽孢杆菌和扩展青霉、米曲霉的生长，其抗菌物质中可能包含类细菌素；类细菌素lactococcin GJ-9具有较宽的抑菌谱，能够抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌等常见的导致食品污染和人畜共患病的腐败菌与病原菌。因此，产生类细菌素的乳酸菌，在食品防腐或者医药领域的研究和应用中具有巨大潜力。
因第 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类细菌素中没有羊毛硫氨酸基团，又被称为非羊毛硫氨酸细菌素。
乳酸菌产生的乳酸和挥发性脂肪酸可以减少大肠杆菌、沙门氏菌等在人体肠道中的数量，乳酸菌对致病性细菌、真菌具有一定的拮抗能力。二氧化碳通常由异型乳酸发酵产生，能起到抑制霉菌和一些革兰氏阴性需氧菌生长的作用。其抑菌机理被认为是通过引起细胞内pH和酶活性下降，使细胞膜传递功能减弱；吸附在食物成分上，形成厌氧环境，从而抑制需氧微生物（如酵母菌）的生长。
乳酸菌的黄素蛋白氧化酶使其在有氧条件下产生过氧化氢，又因缺少过氧化氢酶而造成过氧化氢在食物中不断积累，对其他微生物（如假单胞菌和金黄色葡萄球菌等）的生长产生抑制作用。过氧化氢的产生和积累有赖于食物介质中氧的体积分数、食物的形态和温度等，通常认为较低温度、较高氧体积分数的液态或半液态的食物环境利于其发挥抑菌作用。