凝结芽孢杆菌简介

1915年，Hammer从酸败牛奶中发现了凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)。由于凝结芽孢杆菌同时具有乳酸菌和芽孢杆菌的双重特性，学术界一直对其分类有所争议。1974年，第八版《伯杰氏鉴定细菌学手册》将其划分到芽孢杆菌属中。又因其产生凝结素的特性，1980年学界将其正式命名为凝结芽孢杆菌。在 2012 年，美国食品药品监督管理局( FDA) 批准凝结芽孢杆菌为一种安全可食用菌株。2016 年，中国卫生计生委发布的《可用于食品的菌种名单》中凝结芽孢杆菌位列其中。

生物学特性

凝结芽孢杆菌属于革兰氏阳性菌，兼性厌氧，同型乳酸发酵，过氧化氢酶阳性。菌落为不透明白色圆形，菌体呈杆状，长约2.5-5μm，宽约0.6-1μm，两端钝圆，端生芽孢，无鞭毛，具有一定的运动性。凝结芽孢杆菌生长条件较为宽松，30-55℃均可正常生长，最适生长温度为37-45℃，最适生长pH为6.6-7.0。凝结芽孢杆菌的芽孢抗逆性强，耐高温、耐胃酸、耐胆碱。有实验发现凝结芽孢杆菌经90℃，60 min 湿热处理，其活菌数量只下降1个数量级；置于pH 2.5 的模拟胃液12 h，存活率为71.9 %；在胆盐浓度 0.3 %和 pH 8.0的模拟肠液中12 h，存活率为 84.4 %，

益生作用及机制

凝结芽孢杆菌虽然不属于肠道固有菌群，但因其芽孢的强抗逆性，可以顺利通过胃肠道中强酸和消化酶环境，于宿主体内中定殖，发挥其益生作用。

1.抑制有害菌，维持肠道菌群平衡

凝结芽孢杆菌定殖在肠道中后会在小肠上皮细胞表面形成一层生物屏障，和有害菌竞争结合位点；并分泌乳酸降低pH值，抑制有害菌生长；同时迅速消耗环境中的游离氧，为乳酸菌、双歧杆菌之类厌氧益生菌提供有利生长条件。

Katsutoshi Ara 等的研究表明，在饮食中添加凝结芽孢杆菌后，人体粪便中双歧杆菌以及乳酸菌含量都有所提升，而艰难梭状杆菌的数量则下降，粪便 pH也明显降低。

另一方面，凝结芽孢杆菌具有分泌细菌素的能力。凝固素属类片球菌素肽类物质，与乳酸片球菌分泌的片球菌素极为相似，对大肠球菌、李斯特菌、金黄色葡萄球菌、幽门螺旋杆菌等有害菌有显著抑制作用。近年又分离出另一种细菌素Lactosporin，这是一种阴离子抗菌物质，可穿透致病菌表面，导致细胞内的氨基酸、无机盐离子泄露，从而起到抑制有害菌的作用。

2.分泌消化酶，提高营养利用率

凝结芽孢杆菌可分泌包括β-半乳糖苷酶、蛋白酶、脂酶等消化酶类，提高人体对蛋白、碳水化合物的营养利用率。β-半乳糖苷酶可将乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，提高乳糖不耐症患者对牛乳的吸收率，缓解患者症状。Asokan S 等人实验证明，凝结芽孢杆菌分泌的植物蛋白酶显著提高了人体对豌豆、大豆、大米中蛋白的转化率，减少了有毒代谢物质的生成。

3.抗氧化功能，增强宿主免疫力

抗氧化能力是免疫系统正常运作的重要保障，一旦宿主机体的氧化达到一定程度，机体将受到损伤，甚至导致一系列炎症反应。丙二醛的含量可以反映出机体过氧化损伤程度，而多项实验研究已证明凝结芽孢杆菌能提高血清和肝脏抗氧化酶活性并降低丙二醛含量，减轻自由基对宿主细胞的损害，从而减少疾病发生的可能。

在体外抗氧化实验中发现，凝结芽孢杆菌产生的胞外多糖还具有较强的清除自由基和降低丙二醛含量的能力。

凝结芽孢杆菌可增强动物肠黏膜屏障功能，促进Ｔ淋巴细胞、Ｂ淋巴细胞增殖分化，刺激辅助性Ｔ细胞1（Th1）、辅助性Ｔ细胞2（Th2）分泌细胞因子以及增强自然杀伤细胞（natural killer cell，NK细胞）与吞噬细胞的活力，以提高体液免疫和细胞免疫水平。Gitte S Jensen 等发现凝结芽孢杆菌的细胞壁以及代谢产物能诱导 Th2 细胞因子IL-4、IL-6、IL-10 的产生;后续研究中者还发现凝结芽孢杆菌可通过对核转录系统的调节，一定程度上缓解炎症病状。Sudha等研究表明凝结芽孢杆菌能抑制炎症系细胞COX-2，进而抑制RelA 蛋白，对促炎症因子IL-12，TNF-α 和IFN-γ 表达出抑制作用。

应用及展望

因其良好的益生作用及抗逆性，凝结芽孢杆菌具有广阔的应用前景。但目前国内市场中，主要集中在饲料和药剂，食品相关的应用起步较晚。而且凝结芽孢杆菌部分益生机制有待研究，但不可否认的是其相关益生产品必然会得到发展。

注意：本文仅作为科普文章，不作为医学指导。

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