雙歧桿菌

雙歧桿菌（Bifidobacterium）It 是革蘭氏陽性、不形成芽孢、嚴(yán)格厭氧菌在形態(tài)學(xué)上分為兩種形式：分叉形態(tài)定義為ⅰ型，命名為乳桿菌；桿狀細(xì)胞定義為ⅱ型，命名為副傘乳桿菌，細(xì)胞呈現(xiàn)各種形狀，如形狀規(guī)則的短桿、纖細(xì)桿狀型、桿狀等，通常形成于末端“V”形或者“Y”形分叉。菌落呈圓形，表面光滑呈白色或乳白色。它是由法國巴斯德研究所的學(xué)者Tissier首先發(fā)現(xiàn)的人類發(fā)現(xiàn)的雙歧桿菌種類超過 403356種，其中兩歧雙歧桿菌的應(yīng)用和研究最為廣泛、嬰兒雙歧桿菌、短雙歧桿菌、長雙歧桿菌、青春雙歧桿菌等。

雙歧桿菌廣泛存在于人體內(nèi)、畜、禽腸道和環(huán)境是眾所周知的益生菌作為人和動物腸道微生物區(qū)系中的主要菌群之一，能粘附并定植于腸道黏膜上皮細(xì)胞，增強(qiáng)免疫力、抑菌拮抗、抑制腫瘤、治療便秘、降血脂、降低膽固醇和其他重要的生理功能。

雙歧桿菌是食品中重要的微生物菌群，具有益生特性、保健品、醫(yī)藥、畜牧業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如： 發(fā)酵乳制品、結(jié)合益生元、雙歧桿菌三聯(lián)活菌膠囊、飼料添加劑等。

1890年，法國巴斯德研究所的學(xué)者Tissier在Grauche教授的指導(dǎo)下研制“嬰兒消化不良的病因?qū)W研究”主題經(jīng)過多年的努力，Tissier終于在1899年在自然營養(yǎng)嬰兒的正常糞便中發(fā)現(xiàn)了雙歧桿菌同年12月2日，他在巴黎生物學(xué)會學(xué)術(shù)會議上發(fā)表了論文他指出，在自然營養(yǎng)的嬰兒和人工營養(yǎng)的嬰兒的糞便中有一種革蘭氏陽性多態(tài)桿菌當(dāng)嬰兒腹瀉時，這種桿菌會減少或消失。從Tissier發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌開始，雙歧桿菌的研究翻開了新的篇章。

在研究雙歧桿菌的歷史過程中，雙歧桿菌經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識、應(yīng)用三個階段。它曾被歸類為諾卡氏菌、棒桿菌屬、直到20世紀(jì)60年代，乳酸菌和放線菌才被認(rèn)為是獨(dú)立的屬-雙歧桿菌屬。

隨著實(shí)驗(yàn)方法和研究設(shè)備的不斷改進(jìn)，雙歧桿菌的新種被發(fā)現(xiàn)目前人類發(fā)現(xiàn)的雙歧桿菌有 403356余種，其中 123356種可從人體中提取或與人類活動有關(guān)。兩歧雙歧桿菌被廣泛應(yīng)用和研究、嬰兒雙歧桿菌、短雙歧桿菌、長雙歧桿菌、青春雙歧桿菌等其中，嬰兒雙歧桿菌和短雙歧桿菌屬于嬰兒型，僅在嬰兒體內(nèi)存在并占優(yōu)勢 腸，并隨著人數(shù)的增加而逐漸減少或消失年代；兩歧雙歧桿菌、長雙歧桿菌和青春雙歧桿菌屬于成人型，成人腸道內(nèi)多。

長雙歧桿菌

長雙歧桿菌是成人腸道中最常見的雙歧桿菌之一，發(fā)揮著多種與宿主健康相關(guān)的生物學(xué)作用，包括維持腸道菌群平衡、抑制病原菌生長、抗衰老、抗腫瘤并為人體提供各種營養(yǎng)。長雙歧桿菌是一種常見的基因治療載體，可用于腫瘤的靶向治療，并已用于制備長雙歧桿菌微膠囊，以提高長雙歧桿菌制劑在腸道內(nèi)的耐酸性和耐氧性。

短雙歧桿菌 

短雙歧桿菌不僅是新生兒腸道的主要菌群之一，而且可以從母乳中分離出來，對致病菌有抑制作用、緩解過敏性鼻炎和哮喘、調(diào)節(jié)脂肪代謝、清除自由基延緩衰老等多種有益功能。短雙歧桿菌是雙歧桿菌的常用益生菌菌株之一，也可用于乳腺癌的靶向基因治療。

雙歧桿菌廣泛存在于人體內(nèi)，尤其是嬰兒小腸和大腸的下部（結(jié)腸）此外，雙歧桿菌還棲息在口腔和陰道中。在自然分娩的母乳喂養(yǎng)的孩子的腸道中，它高達(dá)95%一些細(xì)菌是雙歧桿菌，這使它們成為糞便微生物區(qū)系中的主要細(xì)菌成分從健康母乳喂養(yǎng)的嬰兒中分離的最常見的雙歧桿菌是長雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌和短雙歧桿菌。腸道內(nèi)的雙歧桿菌隨著年齡的增長逐漸減少，在身體虛弱的老年人腸道內(nèi)所剩無幾，但在健康人的腸道內(nèi)仍維持一定數(shù)量。

在許多溫血動物如雞中、豬、犬、鼠、狼、猴、家兔、牛、羊、雙歧桿菌存在于馬甚至蜜蜂的腸道中，大部分是作為優(yōu)勢菌群存在的。同時在許多食品、在文章和一些臨床樣本中也發(fā)現(xiàn)了雙歧桿菌。

雙歧桿菌大小為（5~1.3）μm×（1.5~8.微米，形態(tài)學(xué)上主要定義為兩種形式，分叉形式定義為I型，命名為乳桿菌；桿狀被定義為ⅱ型，命名為傘兵乳桿菌。在腸道中，雙歧桿菌多為直桿狀，很少分叉、彎曲的桿狀形狀呈現(xiàn)。最初分離時，由于缺乏相應(yīng)的培養(yǎng)條件，通常以ⅰ型出現(xiàn)，菌株形態(tài)主要包括無分支、分叉有兩種形式，其中分叉呈 V 的形狀、y  形，但在隨后的培養(yǎng)中，叉形通常出現(xiàn)彎曲、桿狀。顯微鏡下，菌體為 Y 、勺狀、V 字體、彎曲狀、桿狀等，經(jīng)過一定程度的培養(yǎng)，會轉(zhuǎn)化為II型，并且持續(xù)很長時間、穩(wěn)定性的遺傳。所以臨床上認(rèn)為由ⅱ型向ⅰ型轉(zhuǎn)化是因?yàn)榄h(huán)境污染、因溫度等不適應(yīng)而導(dǎo)致的退化，由I型向II型的轉(zhuǎn)化是由于對環(huán)境的更好適應(yīng)、溫度等。

但是，同一物種不同菌株的形態(tài)并不相同，即使同一菌株在不同時期生長或在不同條件下培養(yǎng)，也可能表現(xiàn)出不同的形態(tài)，例如嬰兒雙歧桿菌是短而規(guī)則的、嗜熱雙歧桿菌呈細(xì)長桿狀、兔雙歧桿菌呈球形、齒狀雙歧桿菌呈桿狀、長雙歧桿菌呈勺狀單個或鏈狀、排列成柵欄狀或者聚集成星形。在實(shí)驗(yàn)室厭氧培養(yǎng)箱中，雙歧桿菌在37℃的血平板上培養(yǎng)48小時，形成圓形光滑的形狀、凸起、菌落邊緣整齊，奶油色至白色，反光。

生理生化特征

雙歧桿菌是一種不動的細(xì)菌、不形成芽孢、不產(chǎn)氣、革蘭氏陽性菌，G C含量高達(dá)55%至67%，會使石蕊牛奶產(chǎn)生酸、固化，不還原硝酸鹽、過氧化氫酶陰性、吲哚反應(yīng)陽性、明膠液化陰性、聯(lián)苯胺反應(yīng)陰性。

糖代謝

雙歧桿菌的糖代謝采用特殊的雙歧桿菌途徑，能發(fā)酵葡萄糖，主要產(chǎn)生乙酸和乳酸，發(fā)酵乳糖和麥芽糖產(chǎn)酸，發(fā)酵蔗糖和蜜二糖產(chǎn)酸較少，但不發(fā)酵核糖、阿拉伯糖、棉子糖、木糖等。

厭氧特征

雙歧桿菌是嚴(yán)格厭氧的，因?yàn)殡p歧桿菌細(xì)胞中缺乏超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（Catalase, cat）在有氧條件下，新陳代謝產(chǎn)生的活性氧不能被轉(zhuǎn)化（ROS）清除，ROS會破壞雙歧桿菌的細(xì)胞壁磷脂、蛋白質(zhì)和代謝過程中的重要酶對雙歧桿菌有毒性作用，導(dǎo)致雙歧桿菌代謝紊亂、生長停滯甚至死亡，因此雙歧桿菌無法在有氧條件下存活。

雙歧桿菌是一種專性厭氧菌，對環(huán)境條件和營養(yǎng)有嚴(yán)格的要求，所以影響其生長繁殖的因素很多。雙歧桿菌最適生長溫度為37~41℃，最適發(fā)酵溫度一般為35~40℃，最低生長溫度不能低于25~28℃；最適初始生長pH值為6.7~7.0，pH值為8.0~8.一般不在5以上的環(huán)境中生長。用于雙歧桿菌生長和繁殖的培養(yǎng)基中的氨基酸、維生素、核酸類物質(zhì)和鹽類是必不可少的，能促進(jìn)雙歧桿菌生長的生長因子主要有以下六類：純寡聚糖類物質(zhì)（如乳果糖、果聚糖等）蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物和一些蛋白質(zhì)物質(zhì)（如酪蛋白水解物、乳鐵蛋白等）多糖類物質(zhì)、短鏈脂肪酸、天然植物和中草藥提取物及其他物質(zhì)（如雙泛酰硫乙胺和泛酰硫乙胺等）

雙歧桿菌在腸粘膜上皮細(xì)胞上的定植是其發(fā)揮生理功能的前提第一，雙歧桿菌最初通過粘附素粘附于腸道細(xì)胞，粘附的雙歧桿菌進(jìn)一步改變腸道環(huán)境實(shí)現(xiàn)腸道細(xì)胞的定植定殖后，雙歧桿菌通過多種方式限制病原菌的生存和繁殖，如占據(jù)保護(hù)（占據(jù)腸上皮細(xì)胞的空間）營養(yǎng)爭奪、產(chǎn)生有機(jī)酸（葡萄糖分解成乙酸和乳酸，降低腸道pH值，抑制致病菌）分泌雙歧桿菌和胞外糖苷酶等。

人們促進(jìn)體內(nèi)雙歧桿菌增殖的途徑有兩種一種方式是直接攝入含雙歧桿菌的微生態(tài)制劑，另一種方式是攝入含雙歧桿菌因子的產(chǎn)品，促進(jìn)雙歧桿菌在人體內(nèi)的生長繁殖。

營養(yǎng)作用

雙歧桿菌具有營養(yǎng)功能，主要與其合成各種營養(yǎng)物質(zhì)的能力有關(guān)，如消化酶、乳糖酶、多種氨基酸和維生素，還能降低腸道環(huán)境的ph 值，有利于鐵、鈣的吸收還可以改善腸道環(huán)境。

增強(qiáng)免疫

雙歧桿菌可以作用于人體免疫細(xì)胞，通過激活和增強(qiáng)其免疫能力來達(dá)到抗感染的目的、抗病毒功能還可以與機(jī)體產(chǎn)生的細(xì)胞因子相互作用，維持人體內(nèi)各種免疫細(xì)胞的平衡人體的免疫功能過高或過低都會損害機(jī)體，而免疫功能的調(diào)節(jié)保證了免疫功能在正常范圍內(nèi)發(fā)揮作用。

抑菌拮抗作用

雙歧桿菌對致病性大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、痢疾志賀氏菌等細(xì)菌有抑制作用。雙歧桿菌的抗菌拮抗作用主要通過兩種方式進(jìn)行：一種是代謝乳酸、乙酸、雙歧桿菌等成分，從而滅活致病菌，達(dá)到抗菌效果；另一種方式是雙歧桿菌具有良好的粘附性，可以在腸道內(nèi)定植，防止致病菌的粘附，起到生物拮抗作用。

抑制腫瘤

雙歧桿菌也能分泌一種降解n-亞硝胺酶可以阻止亞硝胺誘發(fā)腫瘤動物實(shí)驗(yàn)證明，雙歧桿菌可以耐受胃中的酸性條件并到達(dá)腸道，從而抑制將某些致癌前體轉(zhuǎn)化為致癌物的酶的產(chǎn)生或降低這類酶的活性。

改善乳糖消化不良

牛奶營養(yǎng)豐富，是老人和嬰幼兒的好食品但有相當(dāng)一部分人缺乏乳糖酶，無法分解牛奶中的乳糖，往往導(dǎo)致腸胃功能紊亂雙歧桿菌可以在乳制品發(fā)酵過程中產(chǎn)生乳糖酶，幫助患者消化乳糖。

降血脂、降膽固醇

雙歧桿菌能影響膽固醇中毒的代謝，將其轉(zhuǎn)化為不被人體吸收的類固醇，降低血液中膽固醇的濃度，對高血壓和動脈硬化有一定的防治作用，還能降低血清膽固醇和甘油三酯，改善脂代謝紊亂。

治療便秘

雙歧桿菌能改變和調(diào)節(jié)腸道環(huán)境的酸堿性，促進(jìn)腸道處于酸性環(huán)境，有效防止有害菌引起的異常發(fā)酵，提高腸壁收縮運(yùn)動的頻率，使糞便不再板結(jié)，從而有效調(diào)節(jié)和緩解便秘。

食品領(lǐng)域

雙歧桿菌在食品中的應(yīng)用在很大程度上趨向于具有保健作用的食品和飲料最早的雙歧桿菌產(chǎn)品是雙歧桿菌乳，也包括酸性奶油、酪乳、雙歧啤酒、雙歧桿菌復(fù)合蔬菜汁和冷凍甜點(diǎn)等。

目前在《可用于食品的菌種名單》中，雙歧桿菌共有 63356種，其中對可在不同食品中使用的菌種也有明確規(guī)定：

可用于食物的雙歧桿菌有：青春雙歧桿菌（B.  Puberty）動物雙歧桿菌（B.  animals）兩歧雙歧桿菌（B.Bifidobacterium 3356）短雙歧桿菌（B. breve）嬰兒雙歧桿菌（B.  children）長雙歧桿菌（B.  Longgumu）

可用于嬰兒食品的雙歧桿菌菌株有：動物雙歧桿菌（B.  animals）Bb-12、乳雙歧桿菌（B.  Laxitis）HN019、Bi-07、短雙歧桿菌M-16V、嬰兒雙歧桿菌R0033、兩歧雙歧桿菌R0071、長雙歧桿菌亞種BB536。

保健品領(lǐng)域

最常見的雙歧桿菌與益生元結(jié)合的保健品，可以達(dá)到協(xié)同作用，大致可以分為顆粒、平板電腦等，可以增強(qiáng)免疫力、調(diào)節(jié)腸道菌群。

醫(yī)藥領(lǐng)域

雙歧桿菌口服后能迅速在腸道下部定植，建立強(qiáng)大的生物屏障機(jī)制，阻止有害菌的定植和入侵經(jīng)常使用嬰兒雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌、一種或兩種由長雙歧桿菌或短雙歧桿菌制成的菌株（搭配其他益生菌）活菌制劑。

畜牧領(lǐng)域

雙歧桿菌是動物體內(nèi)重要的益生菌，能在動物體內(nèi)產(chǎn)生大量的乳酸和乙酸腸道，降低腸道的PH值，抑制腐敗菌和致病菌的生長；增強(qiáng)腸道功能，促進(jìn)蛋白質(zhì)的消化吸收；減少氨等有害物質(zhì)、吲哚的形成等，從而減輕肝臟的負(fù)擔(dān)；能促進(jìn)胃腸蠕動，提高動物采食量等。