乳酸杆菌结构与新陈代谢
乳酸杆菌属杆状细菌
乳酸杆菌【sing: lactobacillus】是杆状的，兼性厌氧或微需氧发酵的革兰氏阳性菌，对于人类健康具有重要、多样的作用。通常成直杆状，但在某些条件下可观察到螺旋形或球形杆菌形状。在大多数情况下，以不同长度的链状形式存在。乳酸杆菌属于乳酸菌，是构成该群组的主要菌种。顾名思义，它们产生乳酸，从乳糖、葡萄糖和其他糖的发酵中获得能量，通过同质发酵产生乳酸。
发酵过程中，约85-90％的糖转化为乳酸。除了可以将糖转化成乳酸之外，部分异质发酵乳酸杆菌还可以产生酒精。这种产酸机制抑制其他生物的生长，有利于乳酸杆菌在低pH环境中生长。在该过程中，通过非氧化底物水平的磷酸化产生ATP。
乳酸杆菌种类根据其代谢可分为三个群组（根据Kandler和Weiss）：
- 专性同型发酵菌（I组）嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌、唾液乳杆菌、瑞士乳杆菌
- 兼性异型发酵菌（II组）干酪乳杆菌、植物乳杆菌、弯曲乳杆菌、沙克乳杆菌
- 专性异型发酵菌（III组）短乳杆菌、布氏乳杆菌、发酵乳杆菌、洛德乳杆菌
乳酸杆菌的传代时间为25分钟至数百分钟不等。最佳生长温度范围为30至40 °C，但也有一些嗜热菌株在约45 °C的温度下生长良好，并且具有高度活跃的新陈代谢。
天然来源
乳酸杆菌无处不在，通常无害。在人和动物中，它们存在于肠道中，并发挥多种有益功能，包括免疫调节、抑制肠道病原体、维持肠道菌群均衡。另一方面，乳酸杆菌会分解植物，并且是造成蔬菜、水果、饮料和其他营养物质腐败的因素。干酪乳杆菌和短乳杆菌是两种最常见的啤酒腐败菌。已知某些乳杆菌，如德氏乳杆菌会引起尿路感染。1
乳酸杆菌的优势
生活中，乳酸杆菌的作用超乎我们的想象：它们被用于生产酸奶、奶酪、巧克力、酸面包、酸菜、泡菜、传统韩国泡菜、啤酒、葡萄酒、苹果酒和许多其他发酵食品。乳酸杆菌在动物饲料（青贮饲料）生产中也很重要。它们产生乳酸，降低pH值，从而抑制其他有害细菌的生长。
许多研究表明，肠道中健康的乳酸杆菌菌群是非常有益的。它们的潜在治疗作用包括抗炎、抗癌和增强免疫系统等。因此，乳酸杆菌通常作为益生菌添加到食品中。
乳酸杆菌和双歧杆菌的鉴定
选择性培养基被广泛用于基于表型来鉴定乳杆菌。经典的乳酸杆菌表型鉴定实验是基于生理特征（如能动性、生长温度、呼吸类型、在氯化钠中的生长情况）、以及多种生化特征（例如发酵类型、碳水化合物底物的代谢、乳酸异构体的产生、乳汁的凝固、精氨酸二水解酶等特定酶的存在等）。在Bergey的实验手册中，乳酸杆菌被描述为杆状、革兰氏阳性、非孢子形成、抗酸阴性和过氧化氢酶阴性。在一定培养基上长出的菌落形态可被用于鉴定。还有三种API测试（API 50 CH、LRA Zym和API Zym）也可用于鉴定，但这些测试的可靠性受到质疑2。另一种有趣的方法是蛋白指纹法，即用SDS凝胶电泳对整个细菌细胞进行电泳分析。
现在，可以使用分子生物学的方法作为替代方法，例如PCR。然而，它们通常非常昂贵。我们提供了一种革命性分子生物学方法HybriScan® Rapid快速微生物检测系统，快速、简单且经济高效。该方法基于rRNA检测，完全无需PCR扩增。这种被称为HybriScan®的夹心杂交实验是在微量滴定板上进行的。HybriScan®实验检测到的乳酸杆菌范围请见下表。
参考文献
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