1、毕业论文文献综述食品科学与工程食品中乳酸菌抗氧化活性的研究摘要许多乳酸菌能产生多种具有抑菌或杀菌生物活性物质，在抑制各种病原菌和食物腐败等方面起重要作用。其中乳酸菌的抗氧化活性开始引起国内外大量专家学者的广泛关注，其抗氧化活性已经得到体内及体外试验的证实。关于其抗氧化机理和检测方法也有很多不同的论点。乳酸菌具有天然无毒、保健的特性，在相关食品加工过程中应用广泛，势必成为人们首选的新型抗氧化剂。关键字乳酸菌抗氧化活性作用机理检测方法0引言乳酸菌是指一群通过发酵糖类产生大量乳酸的细菌总称。从形态上可分为球菌和杆菌，并且多数为革兰氏染色呈阳性、不形成芽孢、不运动、过氧化氢酶试验呈阴性、对葡萄糖发酵能
2、产生50以上乳酸、而且在缺少氧气的环境中生长良好的兼性厌氧性细菌1。在工业、农业和医药等与人类生活密切相关的重要领域应用价值较高，广泛应用于乳制品、蔬菜及肉制品的发酵与防腐中。许多乳酸菌除产生乳酸、乙酸、双乙酰和过氧化氢外，还能产生多种具有抑菌或杀菌生物活性物质，在抑制各种病原菌和食物腐败等方面起重要作用，尤其是作为益生菌的重要成员之一倍受各界关注2。近年来，国内外对乳酸菌的生理活性有大量的研究报道。其中，乳酸菌的抗氧化活性也开始引起国内外大量专家学者的广泛关注。1乳酸菌的抗氧化活性研究意义生物氧化是生命有机体的一个重要生理过程，通过生命氧化可以为生命提供能量。但是在生命氧化过程中会产生自由基
3、等活性分子，这可能会引起生物大分子的损伤，从而导致一些疾病如癌症、肺气肿、动脉粥样硬化、肝硬化、关节炎、心血管疾病以及衰老3。因此开发不同来源的抗氧化剂对清除氧自由基、保护细胞和组织免受损伤是一个非常有意义的研究课题。现今，大部分的抗氧化剂来自化学合成和天然物质的提取物。随着科学的进步，越来越多的人认识到化学合成抗氧化剂的危害，而天然物质的提取又因为纯化、复配、改性等问题的限制，阻碍了其发展4。微生物资源丰富。生产周期短，原料低廉，微生物发酵法在将来很可能成为大规模获得食用抗氧化剂的一条有效途径。故而乳酸菌以其生产周期短，原料低廉，可通过发酵法大规模获得等显而易见的优势，成为更具竞争力和市场的
4、新型抗氧化剂5。国外正在将具有抗氧化活性的乳酸菌应用于功能食品的开发和生产。2乳酸菌抗氧化机理乳酸菌抗氧化机理现在还没有定论，有研究表明可能包括金属离子螯合能力、活性氧的清除、酶活性控制和乳酸菌的还原活性等612。21螯合金属离子与活性氧的清除众所周知，氧气分子活性很低，在代谢过程中由氧气到水的过程，会形成活性氧中间产物如超氧阴离子（O2）、H2O2和羟基自由基（HO）7。O2和H2O2通过FENTON和HABERWEISS反应形成活性更高的HO。通过螯合金属离子，可以有效地防止高活性氧的生成，减少不良氧化反应的进行。除了直接清除，阻止HO毒性的产生可以通过降低羟基自由基前体（如铁）的含量来实
5、现8。H2O2是一种弱氧化剂，但它有较高的扩散性和较长的半衰期。由于这两种基本的特性，过氧化氢可以直接产生氧化损害，也可以作为OH的前体对细胞产生氧化危害。因此有效清除H2O2也是减少氧化损害的有效手段。22酶活性的影响当异常高的活性氧生成时，氧化应激（OXIDATIVESTRESS）产生了，这会导致DNA、蛋白质和脂类物质发生损害。真核生物和好氧的原核生物都具有全面的抗氧化防御机制以减轻ROS的损害。这种防御机制包括还原型谷胱甘肽和抗氧化酶，其中抗氧化酶包括SOD、GSHPX、过氧化氢酶（CAT）和硫氧还蛋白还原酶。221还原型谷胱甘肽GSH谷胱甘肽是除古菌外的微生物细胞内最主要的非蛋白巯基
6、化合物，其直接或间接参与微生物细胞的许多生命活动，其中最主要的作用之一就是与相关代谢酶类共同筑成一道强有力的抗氧化胁迫线。SULECOSKUN9等人用保加利亚乳杆菌B3和A13的菌悬液（1010ML1）灌胃小鼠14D，小鼠小肠内GSH的含量由78MOL/G分别提高到95MOL/G和107MOL/G，从而提高了小鼠小肠内非酶抗氧化能力。222SOD大多数乳酸菌是通过产SOD酶和谷胱甘肽而清除羟自由基和过氧化氢的。而SOD酶能直接减少活性氧自由基的毒性，并阻止活性氧自由基向羟自由基的转变。SOD消除O2对乳酸菌的毒害作用是通过清除超氧化物自由基来实现的，歧化反应如下O2O22HH2O2O210。2
7、3乳酸菌的还原活性LIN等11研究中报道，在对19株乳酸菌包括嗜酸乳杆菌LACIDOPHILUS，保加利亚乳杆菌LBULGARICUS，嗜热链球菌STTHERMOPHILUS，长双歧杆菌B1ONGUM的一些菌株的无细胞提取物进行抗氧化实验发现，所有的被研究菌株对抗坏血酸的自动氧化具有抑制作用，抑制的范围在712；在金属离子螫合能力方面，1010个活乳酸菌的无细胞提取物可螫合FE的量为25727106，其中嗜热链球菌821为727106。在清除HO实验中发现，1010个活乳酸菌的无细胞提取物清除HO能力相当于尿酸的量为05331MMOLL，其中嗜酸乳杆菌E为331MMOLL。这19株乳酸菌都具有
8、还原能力，但均没有发现SOD酶的活性。LIN12等还在抗脂质过氧化实验中发现，嗜酸乳杆菌与长双歧杆菌的无细胞提取物对亚油酸过氧化反应的抑制率为3346；对造骨细胞膜脂质过氧化反应的抑制率为2237，对荧光组织色素积累的抑制率为2039；1ML无细胞提取物的抗氧化活性的效果相当104172106丁基化羟基甲苯BHT。嗜酸乳杆菌与长双歧杆菌的无细胞提取物都具有清除膜脂质过氧化反应产物MDA的能力，但对叔丁基过氧化氢并无清除能力。由此可见，乳酸菌确实具有抗氧化活性。3乳酸菌抗氧化活性的检测方法乳酸菌的抗氧化能力已经得到大量实验的证实，在其抗氧化活性的检测上面也有多种不同的方法，主要包括清除超氧阴离子
9、自由基的能力、抗脂质过氧化法、清除羟自由基的能力、清除二苯基苦基苯肼自由基的能力等1316。31清除超氧阴离子自由基的能力测定乳酸菌清除超氧阴离子自由基一般采用邻苯三酚自动氧化的比色分析法。邻苯三酚在碱性条件下自动氧化并产生超氧阴离子自由基和有色中间产物，加入超氧阴离子自由基清除物质后会抑制有色中间产物的产生，可以通过比色的方法进行定性和定量分析。因而可以根据加入乳酸菌菌体或其无细胞提取物前后有色中间物质颜色的变化来反映超氧阴离子自由基的生成与减少17。虽然超氧阴离子自由基不能直接诱导生物和食品体系中的脂类氧化，但它会在金属离子催化下发生FENTON反应产生具有高活性的羟自由基，因此常用样品对
10、超氧阴离子自由基的清除能力来反映其抗氧化活性18。32抗脂质过氧化法脂质过氧化反应是自由基攻击细胞膜上的多聚不饱和脂肪酸PUFA而触发脂质过氧化LPO等一系列链式反应。目前检测乳酸菌抗脂质过氧化的常用方法是硫代巴比妥酸TBA法，脂质过氧化反应的最终产物有丙二醛MDA。MDA可破坏蛋白质等生物大分子，造成机体老化和多种疾病的发生，其含量与多种疾病的发生及年龄的增长呈正相关，其性质比较稳定，便于检测。因此，测定MDA的含量，在一定程度上可反映脂质过氧化损伤的程度，是目前公认的反映脂质过氧化的指标19。丙二醛在酸性条件下可以与硫代巴比妥酸TBA反应室温反应5H，不时摇动生成红棕色的三甲川，在532N
11、M处有吸收峰可以计算出MDA的量，从而得知脂质过氧化的情况19。为避免过量的氧化物使三甲川褪色，可在加入TBA以前，加入三氯醋酸或丁基化羟基甲苯阻断反应。TBA法常用于检测乳酸菌是否对生物体系如红细胞、脂蛋白、组织匀浆、肝微粒体、肝线粒体、肝细胞等具有抗脂质过氧化作用。33清除羟自由基的能力生命活动的代谢过程所产生的自由基中，羟自由基是体内最活泼的活性氧，氧化能力极强。因此迫切需要加强清除羟自由基作用的研究。产生羟自由基的体系主要是FENTON体系，其他还有FE3EDTAVCH2O2体系、黄嘌呤一黄嘌呤氧化酶一H2O2体系、紫外光照H2O2光解也可产生羟自由基20。其中FENTON体系是最常用
12、的。邻二氮菲FE2是一常用的氧化还原指示剂，其颜色变化可敏锐地反映溶液氧化还原状态的改变21。H2O2与FE2通过FENTON反应产生的羟自由基是一强氧化剂。邻二氮菲一FE2水溶液被羟自由基氧化为邻二氮菲一FE3后，其在536NM处的最大吸收减少。加入羟自由基清除剂后，羟自由基的浓度减小，体系的吸光度会再次升高到一定程度。因此可以根据加入乳酸菌菌体或其无细胞提取物前后吸光度的变化来反映羟自由基的生成与减少。4乳酸菌抗氧化性应用41食品的抗氧化由于大部分具有抗氧化性的乳酸菌都是食源性的，因此在食品中应用节省了相关的毒理学验证。有实验表明应用于奶酪的生产，生产中菌种保持了其益生的特性，同时具有抗氧
13、化和抑菌特性22；如果应用于涂抹软质干酪，可以减少化学抗氧化剂的添加量23。42人类疾病的治疗由于自由基能够引起人类疾病，乳酸菌能够通过清除自由基和抑制脂质氧化起到治疗疾病的目的。例如，乳酸菌对人类结肠细胞氧化损害的保护作用，从而为治疗人类炎性肠病和结肠癌提供了良好的原料24；另外，其对减轻肝失调具有一定的作用，从而对人体健康有益其具有清除ROS的能力，ROS容易对机体产生氧化损害，肺气肿、动脉粥样硬化、肝硬化和关节炎等疾病都与氧化损害有关25。5总结研究已经证实一些乳酸菌菌株具有抗氧化活性。虽然乳酸菌的抗氧化活性已经得到体外及体内实验的证实，但其抗氧化活性作用机制至今尚不清楚。关于乳酸菌中的
14、抗氧化物质的化学结构、性质、在肠道中的吸收，以及在体内所起的抗氧化机制还需要做进一步的研究。但是乳酸菌的抗氧化能力目前还不能和一些天然的抗氧化物质如抗坏血酸相比，因此如何通过分子手段筛选和重组成新的具有高抗氧化性的乳酸菌成为其在工业化生产中应用的关键。参考文献1霍贵成乳酸菌的研究与应用M北京中国轻工业出版社,20071632余焕玲,晏萍乳酸菌的生理功能及在食品中的应用J饮料工业,2000,30410133田亚平自由基生命科学进展M北京原子能出版社,199314154凌关庭抗氧化食品与健康M北京化学工业出版社5郭松年,田淑梅,白洪涛乳酸菌及乳酸菌发酵食品J粮食与粮食工业,2005,1201394
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