短雙歧桿菌的知識概述與應用！
 
一、背景
雙歧桿菌（Bifidobacterium）是天然存在于結腸中的優勢菌群，是最早定植于人體腸道的一類微生物，在調節腸道菌群平衡和促進腸道正常發育等方面具有重要作用。雙歧桿菌是現在正被逐漸開發利用的一種腸道有益菌，是具有各種形態的桿菌。雙歧桿菌屬有 28 種，其中常見和常用的菌種有：嬰兒雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌、長雙歧桿菌、青春雙歧桿菌和短雙歧桿菌。
 
短雙歧桿菌經革氏染色呈陽性，而耐酸，不形成芽袍，無運動性，美藍染色菌體著色不規則，厭氧，最適生長pH值為6.5 -7.0，最適生長溫度為37 ℃-4 1℃。短雙歧桿菌分離于嬰兒糞便、牛奶、陰道環境中。它具有緩解季節性過敏性鼻炎和間歇性哮喘，改變脂肪代謝，免疫調節，抑制致病菌等多種益生功能。細菌基因組是細菌所有基因的總和，涵蓋了該菌株全部的遺傳信息。通過對細菌基因組測序和分析，從分子水平上揭示細菌生理及代謝機制，挖掘重要性狀的功能基因，從而加速優良菌株的選育和改近，高效利用雙歧桿菌提供依據。
 
二、短雙歧桿菌基因組概況
隨著第一株短雙歧桿菌 UCC2003 全基因組測序的完成，通過從基因組和基因突變分析分析，揭示了該菌的黏 附定植因子“tad2003”與黏附作用有關。從此以后，越來越多的短雙歧桿菌菌株基因組測序完成并提交至美國國立生物技術信息中心（NCBI：National Center for Biotechnology Information）。截至 2017 年 3 月，已經完成的短雙歧桿菌菌株有 11 株，基因組片段 37 株。已完成全基因組測序的短雙歧桿菌基因組概況，見表：
 
從表可以看出，已經完成全基因組測序的 11 株短雙歧桿菌中：基因組大小在 2.2～2.4Mb 之間，GC 含量為 58%～59%，基因數目從 1875 到 2150，基因數目最多的為短雙歧桿菌 LMC520，最少的為短雙歧桿菌12L。而編碼蛋白數目從 1690 到 1715。
 
在短雙歧桿菌 UCC2003 基因組中含有三個蛋白組成的編碼菌毛的基因 簇（Bbr_0113-0115，Bbr_0365-0366，Bbr_1887-1889），被命名為 a type IVb tight adherence（tad）locus 與黏附作用有關，在其它的短雙歧菌株中，也含有類似的編碼基因，如短雙歧桿菌 S27 菌株中的 BS27_0127-29 和 BS27_0354-55 基因，短雙歧桿菌 689b 菌株中的 B689b_0101-0103 和 B689b_0357-0358 基因。
 
測序的全基因組菌株中含有核糖、蔗糖、植物衍生的多糖、纖維糊精等利用復雜碳水化合物的基因。同時在所有的短雙歧桿菌基因中都含有宿主來源的單糖或多糖酶類，特別是粘蛋白和母乳寡糖。例如短雙歧桿菌 UCC2003 基因組中參與唾液酸代謝的編碼基因（Bbr_0160-73 and Bbr_1247），利用巖藻糖（Bbr_1740-42）和聚糖（Bbr_1141-50）的基因。短雙歧桿菌都能發酵幾乎所有的單糖如葡萄糖、乳糖、乳果糖、麥芽糖、棉子糖，不同的菌株發酵的能力不同。
 
三、應用
 
1. 雙歧桿菌對人體的作用
1）刺激機體免疫系統：雙歧桿菌具有免疫刺激作用，可以通過刺激全身免疫器官的發育，使其發揮免疫監視功能雙歧桿菌還可以促進各種細胞因子和抗體的產生，提高巨噬細胞和自然殺傷細胞的功能活性，從而達到殺死腫瘤細胞和抑制腫瘤生長的作用。
有報道稱雙歧桿菌對小鼠腹腔巨噬細胞產生的、一和一活性顯著增強，表明雙歧桿菌能刺激機體全身和局部的免疫功能。宋文剛等的試驗結果表明，雙歧桿菌能激活巨噬細胞，可增強巨噬細胞、一及產生的水平及吞噬能力，以上實驗證據充分說明雙歧桿菌具有提高機體免疫力的作用。
2）影響腸道內細菌的生化代謝，減少腸道內致癌物作用：人類生活的環境中存在著多種有致癌作用的前體物質，例如食品中添加的保護劑、防腐劑，烤肉中的多環化合物等經過結腸中腐生菌的酶代謝，會產生對有毒性作用的物質，引起豁膜上皮細胞損傷，從而啟動癌性轉化。
定植于人體內的雙歧桿菌可以阻止其他病原微生物的定植與入侵，同時可以酸化腸道，促進腸道蠕動，從而減少致癌物與腸道上皮細胞的接觸，并抑制豁膜上皮的再生，減弱腸道細菌產生的和結腸癌有關的偶氮還原酶、葡萄糖普酶以及硝基還原酶的活性，從而抑制腸道腫瘤發生和發展。可見，雙歧桿菌在腸道生態安全上起保護作用，降低了癌癥的發生幾率。
3）誘導抗癌物質形成和表達：是哺乳類動物體內具有廣泛生物學活性的效應分子和信息分子，能介導活化的巨噬細胞抑制和殺傷多種病原微生物及腫瘤細胞，同時還能誘導谷肽甘肽琉基轉移酶基因的高效表達，阻斷外來致癌物的親核攻擊。
目前，有很多證據可以證明雙歧桿菌可以通過誘導的產生，從而預防腫瘤的發生。例如，大量研究資料表明，雙歧桿菌不僅能提高機體內巨噬細胞、細胞、細胞、細胞、細胞的活性，誘導巨噬細胞細胞因子的表達，而且能促進一氧化氮困的合成。可見，雙歧桿菌誘導抗癌物的形成和表達也是雙歧桿菌抗腫瘤的一個重要組成部分。
 
2. 在食品中的應用
當前世界各國都開始把雙歧桿菌應用于食品中，在日本雙歧桿菌已被用于發 酵乳、乳酸菌飲料、牛乳、乳飲料、乳粉、糕點和保健食品中，而美國、西歐、加拿大、瑞士把此菌應用于酸奶、干酪、液體乳、發酵奶油中。在我國雙歧桿菌常被應用于乳制品中，如在牛乳、奶粉中加此菌，最常見的為乳酸菌飲料。
我國學者在應用雙歧桿菌方面也已有了新的研究與開發，如用雙歧桿菌發酵黑米酸乳，這是植物性食品、動物食品和微生物食品三者有機結合的產物，具有重要的 食用價值；在豆奶粉中加入雙歧桿菌，能更增加其營養價值。
 
四、增殖培養
短雙歧桿菌優化的增殖培養基配方是：酵母膏0.9 %，胰蛋白胨0.6 %，大顯蛋白胨0.6 %，葡萄糖0.6 %，雙歧因子0.2 %，生長因子10 % 。此優化增殖培養基培養短雙歧桿菌，發酵最適終比時間約為18h，此時的活菌數高達 l.5 x l010 cfu/ml。
 
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