乳酸菌是指一類以糖為原料的，消耗葡萄糖50％以上，產生乳酸、革蘭氏陽性菌，不形成芽孢，不運動或極少運動的過氧化氫酶陰性的細菌。乳酸菌在自然界中的種類很多，分布極廣。目前自然界已發(fā)現(xiàn)的這類菌在細菌分類學上劃分至少有18個屬，共有200 多種。除極少數(shù)外，其中絕大部分都是人體內必不可少的，且具有重要生理功能的菌群，廣泛存在于人體的腸道中。乳酸菌包括乳酸桿菌屬、肉食桿菌屬、雙歧桿菌屬、鏈球菌屬、腸球菌屬、乳球菌屬、明串珠球菌屬、片球菌屬、氣球菌屬、奇異菌屬、漫游球菌屬、利斯特氏菌屬、芽孢乳桿菌屬、芽孢桿菌屬中的少數(shù)種、環(huán)絲菌屬、丹毒絲菌屬、孿生菌屬和糖球菌屬等。乳酸菌主要歸屬于乳鏈球菌及乳酸桿菌兩大家族，乳酸桿菌與人體保健有著密切的關系。

        這類細菌在自然界分布極為廣泛，在動物、人體、植物乃至整個自然界中都存在。乳酸菌具有豐富的物種多樣性，它們不僅是研究分類、生化、遺傳、分子生物學和基因工程的理想材料，在理論上具有重要的學術價值，而且在工業(yè)、農牧業(yè)、食品和醫(yī)藥等與人類生活密切相關的重要領域應用價值也極高。

一、乳酸菌的生理功能

1、具有營養(yǎng)作用

        乳酸菌能分解食物中的蛋白質、糖類、合成維生素，對脂肪也有微弱的分解能力，能顯著提高食物的消化率和生物價，促進消化吸收。食物中的大分子蛋白質在乳酸菌酶的作用下，部分降解為小分子肽和游離氨基酸，利于胃腸消化吸收。乳酸菌菌體蛋白質還能增加發(fā)酵乳的蛋白質含量。乳酸菌可將乳糖分解成葡萄糖和半乳糖，葡萄糖經發(fā)酵作用轉變?yōu)槿樗岬刃》肿踊衔?，有助于兒童腦組織和神經系統(tǒng)的發(fā)育。乳酸菌具有磷酸蛋白酶，能將α- 酪蛋白分解成微細的奶酪脂肪肽和氨基酸等，從而提高蛋白的消化吸收率。乳酸菌發(fā)酵可以使部分脂肪少量降解，易于消化并能增加乳中游離脂肪酸、揮發(fā)性脂肪酸含量。乳酸菌在代謝過程中消耗部分維生素，同時也合成葉酸等B 族維生素。乳酸菌發(fā)酵后產生的有機酸可提高鈣、磷、鐵等元素的利用率，促進鐵和VD 的吸收。 

2、降膽固醇作用

        國內外大量臨床實驗證實，服用乳酸菌及其相關制品，具有減少人體膽固醇含量的作用。在厭氧條件下，乳酸菌在含有膽鹽的高膽固醇培養(yǎng)基上生長時，菌體細胞可以吸收介質中的膽固醇。乳酸菌的代謝能顯著減少腸管對膽固醇的吸收，同時，乳酸菌吸收部分膽固醇，并將其轉變?yōu)槟懰猁}而從體內排出。乳酸菌的菌體對膽固醇不僅有同化作用，還能抑制體內膽固醇生物合成酶的活性，減少體內膽固醇的合成。研究證明，乳酸菌具有降低血清膽固醇和甘油三酯的作用，已發(fā)現(xiàn)嗜酸乳桿菌表現(xiàn)出最強的降膽固醇能力，且具有最多的供選擇菌株類型。

3、增強免疫功能

        乳酸菌能夠增強免疫力，表現(xiàn)在以下方面。

        （1）影響非特異性免疫應答，增強單核吞噬細胞(單核細胞和巨噬細胞)、多形核白細胞的活力，刺激活性氧和單核因子的分泌。

        （2）刺激特異性免疫應答。如加強黏膜表面和血清中IgA，IgM，IgG 水平，促進T，B 淋巴細胞的增殖，加強機體的免疫力。乳酸菌菌體抗原及代謝物通過刺激腸黏膜淋巴結，既可激發(fā)免疫活性細胞，產生特異性抗體和致敏淋巴細胞，調節(jié)機體的免疫應答，還可以激活巨噬細胞，加強和促進其吞噬作用。乳酸桿菌一方面能明顯激活巨噬細胞的吞噬作用，另一方面由于它能在腸道定植，相當于天然自動免疫。加之它們還能刺激腹膜巨噬細胞、產生干擾素、促進細胞分裂、產生抗體及細胞免疫等，所以能增強機體的非特異性和特異性免疫反應，提高機體的抗病能力。 

4、抗變異原性

        乳酸菌的抗變異原性，是由菌體直接作用于變異原，使變異原不能活化，從而減弱或消除其毒害作用。

5、 抗腫瘤作用

        乳酸菌具有抗腫瘤的作用。其作用的方式是抑制致突變酶的活性，以及對一些致癌物本身的抑制。乳酸菌在腸道中生長，會使產生致癌物的不良細菌大量減少，進而減少致癌概率。乳酸菌能抑制一些結腸中的細菌酶，特別是那些能催化致癌物前體向致癌物轉化的糞便酶。致癌作用是通過具有致癌物誘導動物細胞突變開始的，一些乳酸菌可抑制動物細胞的突變。

        乳酸菌細胞壁對氨基酸加熱分解物等有害物質有較高的吸附率，乳酸菌對使人致癌的腸中亞硝胺有高達98％的吸收率，能減少胃癌和腸癌的發(fā)生。乳桿菌還能發(fā)酵分解致癌物N- 亞硝基胺，起到抗癌的作用；乳酸菌及其代謝產物能誘導干擾素和促細胞分裂劑的產生，活化自然殺傷細胞（NK），并產生免疫球蛋白抗體，從而活化巨噬細胞的功能，增強人體的免疫能力，提高對癌癥的抵抗力。

6、抑制病原菌，改善胃腸道功能

        乳酸菌代謝可以產生有機酸、雙乙酰、過氧化氫和細菌素等多種代謝產物，可以抑制食品中的腐敗菌和病原菌。乳酸菌對一些腐敗菌和低溫細菌有較好的抑制作用。乳酸菌在體內發(fā)酵乳糖，產生大量的有機酸，使腸內處于酸性環(huán)境，能夠抑制病原菌和有害人體健康的細菌的繁殖，從而起到預防感染，維持腸內菌群平衡的作用。乳酸菌及其代謝產物能夠促進宿主消化酶的分泌和腸道的蠕動，促進食物的消化吸收并預防便秘的發(fā)生。對于致病菌，如痢疾桿菌、傷寒桿菌、副傷寒桿菌、彎曲桿菌、葡萄球菌等致病菌有抑制作用。嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、保加利亞乳桿菌產生的H2O2，可抑制和殺滅革蘭氏陰性菌、過氧化氫酶陽性細菌、大腸桿菌類和沙門氏菌屬等致病菌的生長。某些乳桿菌產生的胞外糖苷酶，可降解腸黏膜上皮細胞的復雜多糖，由于這些糖是致病菌素的潛在受體，所以通過酶的作用，將其分解，阻止致病菌毒素對上皮細胞的粘附。不少乳酸菌產生類似細菌素的細小蛋白質或肽類，對葡萄球菌、梭狀芽孢桿菌，以及沙門氏菌和志賀氏菌有抑制作用。

7、改善血脂水平

        大量研究表明，乳酸菌發(fā)酵產生的有機酸、特殊酶系、細菌表面的成分，以及乳酸在體內的代謝，能改善血脂。有機酸中的醋酸鹽、丙酸鹽和乳酸鹽可對脂肪的代謝進行調節(jié)，對降低血漿總膽固醇和甘油三脂，升高高密度脂蛋白起著一定的作用。

三、乳酸菌在食品中的應用

（一）乳酸菌在益生菌食品中的應用

        腸道菌群平衡的構建對嬰幼兒人群非常重要，而相關乳酸菌就能產生這樣的健康作用。有研究發(fā)現(xiàn)，使用鼠李糖乳桿菌聯(lián)合母乳早期喂養(yǎng)早產兒能幫助其較早地建立全胃腸道營養(yǎng)，減少喂養(yǎng)不耐受的發(fā)生率，促進早產兒體重增加。此外，使用乳雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌和鼠李糖乳桿菌三聯(lián)活菌健康食品輔助治療小兒輪狀病毒性腸炎，結果發(fā)現(xiàn)可改善患兒的免疫系統(tǒng)功能，對治療輪狀病毒感染有一定的效果。

（二）乳酸菌在乳制品中的應用

        目前，酸奶幾乎成為百姓家庭日常采購清單中不可或缺的乳制品，而酸奶發(fā)酵生產中最常用的乳酸菌主要有保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌和植物乳桿菌等。經乳酸菌發(fā)酵的乳酸菌奶酪蛋白及乳脂被轉化為短肽、氨基酸和小分子的游離脂類等更易被人體吸收的小分子。奶中豐富的乳糖已被分解成乳酸，乳酸與鈣結合形成乳酸鈣，極易被人體吸收，也可被乳糖不耐癥人群選用。乳酸菌奶能促進胃液分泌，促進消化，對胃具有保養(yǎng)功能，并能抑制腸道內腐敗菌的生長，其生物保健價值遠遠高于牛奶。

 （三）乳酸菌在果蔬食品中的應用

        以白菜、黃瓜、蘿卜等多種蔬菜為原料發(fā)酵制成的泡菜是我國歷史悠久的傳統(tǒng)菜肴之一，其制成需有乳酸菌的參與。目前，乳酸菌多以天然發(fā)酵和人工接種發(fā)酵兩種方式介入果蔬食品的生產，乳酸菌會將果蔬中的營養(yǎng)物質轉化生成有機酸（乳酸、醋酸、丁酸等）和揮發(fā)性物質（酯類、醇類、酚類等）等，使之富含健康營養(yǎng)物質并形成特定風味 。

（四）乳酸菌在酒和調味品中的應用

        廚房中常用的調味品如醬油、醋、料酒以及餐桌上的各種葡萄酒、白酒的生產都離不開乳酸菌的介入。

        釀造醬油是我國傳統(tǒng)的發(fā)酵產品，以往主要用大豆等原料以日曬夜露的傳統(tǒng)天然發(fā)酵方式進行生產。相關研究發(fā)現(xiàn)，醬油的風味是在各種微生物的協(xié)同作用下形成的，微生物群的組成不同，醬油的風味也不同。在醬油釀造過程中，通過人工接種耐鹽乳酸菌，除可增加醬油風味（乳酸菌會代謝產生各種有機酸等風味物質）外，還有助于酵母菌的生長，縮短醬油釀造的生產周期。

        以大米、糯米、高粱和水果等為原料釀造的食醋中含有醋酸、乳酸、檸檬酸、蘋果酸、氨基酸類、脂類、酯類、醛類、糖類、多酚類、黃酮類等風味和健康營養(yǎng)物質，其中乳酸是食醋中的第二大有機酸物質，也是平衡醋酸的刺激性氣味、優(yōu)化食醋風味的重要成分。

（五）乳酸菌在食品保鮮中的應用

        乳酸菌還能用于更好地保鮮食品，如海鮮類、肉類、果蔬類等。乳酸菌參與食品保鮮不僅可保持或優(yōu)化食品的風味，還能通過抑制致病菌和腐敗菌的生長、降解亞硝酸鹽等途徑起到提高食品安全性的作用。酸奶易受到霉菌、尤其是對山梨酸和苯甲酸有抗性的霉菌的污染，被污染后極易變質，而乳酸菌可通過其代謝產物如細菌素、有機酸和過氧化氫等抑制霉菌的生長，由此發(fā)揮對酸奶的保鮮作用。

        在食品生產過程中，為了使食品風味、色澤保持不變，常使用安全劑量的硝酸鹽和亞硝酸鹽作為食品添加劑，而某些食品在發(fā)酵生產過程中也會產生一定量的亞硝酸鹽。由于亞硝酸鹽是致癌物質亞硝胺的來源，因此食品中的亞硝酸鹽不能過量，但日常生活中常出現(xiàn)因污染、保存方法不當?shù)仍驅е率称穪喯跛猁}超標的現(xiàn)象。有研究發(fā)現(xiàn)，鼠李糖乳桿菌具有降解亞硝酸鹽的作用，其會代謝產生亞硝酸還原酶，后者可酶解亞硝酸鹽，由此發(fā)揮健康保護作用。

        未來，人們將篩選到可使食品風味更優(yōu)的乳酸菌菌株，同時健康益處更確切、更廣泛的乳酸菌菌株也會被逐漸發(fā)現(xiàn)，新型功能性乳酸菌菌株甚至還有可能參與腫瘤的預防與治療，這些菌株用于傳統(tǒng)和新型健康食品以及藥品生產有益于人們的健康生活。