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乳酸菌

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乳酸菌(LAB)是革兰氏阳性、低GC、耐酸,通常不产芽,不呼吸的细菌,呈杆状(bacilli)或球形(cocci)细菌,具有共同的代谢和生理特征。这些细菌通常在分解植物和奶制品中发现,它们产生乳酸作为碳水化合物 发酵的主要代谢终产物。在整个历史过程中,此特性将LAB与食品发酵联系在一起,因为酸化会抑制腐败物质的生长。蛋白质细菌素由几种乳酸菌菌株产生,为腐败和致病微生物提供了额外的障碍。此外,乳酸和其他代谢产物有助于食品的感官和质地特征。

乳酸菌

乳酸菌的特性

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乳酸菌(LAB)呈棒状(杆菌)或球形(cocci),其特点是对酸度的耐受性增强(低pH范围)。这方面有助于LAB在自然发酵中与其他细菌竞争,因为它们可以承受有机酸生产(例如乳酸)中产生的增加的酸度。用于LAB的实验室介质通常包括碳水化合物源,因为大多数物种无法呼吸。LAB是过氧化酶阴性的。LAB是食品工业中最重要的微生物组之一。它们相对简单的新陈代谢也促使它们用作微生物细胞工厂,用于生产食品和非食品部门的几种商品

乳酸菌的代谢

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两种主要的己糖发酵途径用于对LAB属进行分类。下过量的条件下葡萄糖和有限氧气,葡萄糖的的纯乳酸LAB分解代谢一摩尔Embden-迈耶霍夫-尔格途径产生两个摩尔的丙酮酸。细胞内氧化还原平衡通过NADH的氧化来维持,同时丙酮酸还原成乳酸。该过程每消耗一摩尔葡萄糖产生两摩尔ATP。代表性的纯乳酸菌属包括乳球菌、肠球菌、链球菌、球菌和第I组乳酸菌。

异发性LAB使用磷酸戊糖途径,或者称为戊糖磷酸酮醇酶途径。首先将1摩尔葡萄糖的6-磷酸葡萄糖脱氢为6-磷酸葡萄糖酸酯,然后再脱羧生成1摩尔的CO 2。将所得的5-磷酸戊糖裂解为1摩尔磷酸甘油醛(GAP)和1摩尔乙酰基磷酸。与均发酵一样,GAP进一步代谢为乳酸,而乙酰磷酸通过乙酰辅酶A和乙醛中间体还原为乙醇。从理论上讲,分解代谢产生的等摩尔量的最终产物(包括ATP)一摩尔的葡萄糖。专性异源发酵LAB包括Leuconostoc、Oenococcus、Weissella和III组乳杆菌。

乳酸菌和牙菌斑

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LAB能够从蔗糖合成左旋糖,从葡萄糖合成右旋糖。葡聚糖,例如葡聚糖,可使细菌粘附在牙齿表面,继而可通过形成牙菌斑和产生乳酸而导致牙齿腐烂。虽然造成蛀牙的主要细菌是变形链球菌,但LAB是引起牙洞的最常见口腔细菌之一。

乳酸菌和饮料发酵

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乳酸菌由于多种原因而在食品工业中使用,例如生产奶酪和酸奶产品。人类祖先已经将这一过程进行了数千年。但是,我们今天享用的某些饮料是使用乳酸菌生产的。一旦制成饮料,流行的饮料,如康普茶就已发现有乳酸菌和小球菌的痕迹。甚至啤酒和葡萄酒酿造过程也利用某些乳酸菌,大多数是乳杆菌。在酿酒过程中,可以观察到乳酸菌与酵母之间的有趣关系。LAB通过启动苹果酸乳酸发酵来启动酿酒过程。苹果酸乳酸发酵后,酵母细胞被用来开始葡萄中的酒精发酵过程。苹果乳酸发酵机理主要是L-苹果酸(二羧酸)向乳酸(一羧酸)的转化。这种变化是由于苹果酸和苹果酸酶的存在而发生的。所有苹果酸都会降解,这会增加pH值,从而改变葡萄酒的味道。它们不仅启动了该过程,而且还负责营养物质的存在和葡萄的品质,从而在葡萄酒中产生不同的香气。同样,不同菌株的存在可以改变香气存在的合意性。导致葡萄酒中各种香气的酶的不同可用性与糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、酯酶、酚酸脱羧酶和柠檬酸裂合酶有关。通过使用分子生物学,研究人员可以帮助挑选出不同的理想菌株,从而有助于提高葡萄酒的质量并帮助去除不良菌株。酿造啤酒也是如此,在某些使用乳酸菌的啤酒厂中使用酵母来改变啤酒的口味。


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  1. 乳酸菌
  2. 乳酸菌的特性
  3. 乳酸菌的代谢
  4. 乳酸菌和牙菌斑
  5. 乳酸菌和饮料发酵

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