动物双歧杆菌 Bifidobacterium animalis
放线菌门 Actinomycetota
放线菌纲 Actinomycetes
双歧杆菌目 Bifidobacteriales
双歧杆菌科 Bifidobacteriaceae
双歧杆菌属 Bifidobacterium
动物双歧杆菌是广泛应用于食品和保健品行业的益生菌之一。本文将详细介绍动物双歧杆菌的分类学变迁、研究进展、应用情况、特征特性和国内外保藏情况。
发展历史
1899年:巴斯德研究院的Tissier首次在以母乳喂养的婴儿粪便中发现并分离出来双歧杆菌,Tissier将这种分离到的革兰氏阳性、变弯的或分叉的杆菌命名为普通分叉杆菌(Bacillus bifiduscommunis)或分叉杆菌(Bacillus bfidus)[1]。
1969年:Mitsuoka[2]从猪、鸡、大鼠和豚鼠等各种动物的粪便中分离出三株双歧杆菌,其中一株命名为长双歧杆菌动物亚种(Bifidobacterium longurn subsp. animalis)。
1971年:Scardovi、Zani和Trovatelli[3]等人通过对双歧杆菌属物种间DNA-DNA同源性研究发现,B. longurn subsp. animalis与长双歧杆菌无同源性关系。
1974年:Scardovi和Trovatelli[4]等人进一步研究,将来自鸡、大鼠和兔子粪便以及污水的22株双歧杆菌菌株形成了一个单一的脱氧核糖核酸(DNA) 同源组,与B. longum subsp. animalis完全同源。这组菌株与双歧杆菌属已知物种的DNA相关性范围为5%至40%,建议将B. longum subsp. animalis命名为动物双歧杆菌(Bifidobacterium animalis)。
1997年:Meile[5]等研究显示乳双歧杆菌(Bifidobacterium lactis)与动物双歧杆菌(Bifidobacterium animalis)的密切相关性,曾将其描述为动物双歧杆菌[4]。基于形态学特征、16S rDNA序列分析和DNA-DNA杂交,Cai[6]等人提议乳双歧杆菌与动物双歧杆菌应该是同物异名。但是,Ventura和Zink[7]依据脉冲场凝胶电泳(PFGE)研究了所有动物双歧杆菌和乳双歧杆菌的个体性,使用ERIC-PCR技术在双歧杆菌物种水平上进行了清晰的鉴定;Zhu[8]等人对HSP60基因进行扩增,都认为乳双歧杆菌和动物双歧杆菌应该在亚种水平被划分为两个分类单元。
2004年:Masco[9]等人确认了这一分类地位,将动物双歧杆菌重新细分为动物双歧杆菌动物亚种(Bifidobacterium animalis subsp. animalis)和动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp. lactis)。这两个亚种也可以通过BOX-PCR,荧光扩增片段长度多态性(FAFLP)DNA指纹图谱,atpD和groEL基因序列分型以及PAGE电泳来区分[9, 10]。
2020年:我国《可用于食品的菌种名单》和《可用于婴幼儿食品的菌种名单》将动物双歧杆菌(B. animalis)更名为动物双歧杆菌动物亚种(B. animalis subsp. animalis),乳双歧杆菌(B. lactis)更名为动物双歧杆菌乳亚种(B. animalis subsp. lactis)[11]。
研究进展
动物双歧杆菌是天然存在于结肠中的优势菌群之一,是最早定殖于人体肠道的一类微生物,有利于肠道免疫的形成[12],在调节肠道菌群平衡与促进肠道正常发育、增强机体免疫力、提高抗病能力等方面具有重要作用,特别是婴儿期的早期定殖,有利于肠道免疫的形成[13]。
维持肠道菌群平衡
研究表明,双歧杆菌大多数物种对强酸条件的抵抗力较差,但动物双歧杆菌表现出较高的胃酸和胆汁耐受性[13, 14],在肠道内具有粘附力[15]。Martins[16]等研究表明,灌胃B. animalis subsp . lactis能显著降低鼠伤寒沙门氏菌感染无菌小鼠粪便中致病菌的数量,起到与病原菌拮抗的作用,同时显著提高模型小鼠肠道中sIgA和IL-10的含量。
增强机体免疫力
在Gill[17]等人的研究中,健康老年受试者通过膳食补充益生菌乳双歧杆菌HN019后,血液中总淋巴细胞、辅助细胞 (CD4) 和活化(CD25)T淋巴细胞和自然杀伤细胞的比例增加,说明该菌株可能是一种有效的益生菌膳食补充剂,有助于增强老年人细胞免疫。
提高抗病能力
Liao等人[18]研究了动物双歧杆菌和绞股蓝之间的相互作用,结果表明,通过益生元和益生菌之间的互惠作用,可以预防和抑制癌症细胞的活动,首次揭示了动物双歧杆菌具有预防和抑制癌症的功能。研究者通过动物实验表明,摄入动物双歧杆菌活菌或死菌均可提高机体的抗体水平,提高巨噬细胞的吞噬活性,这对提高机体的抗感染能力、预防、抑制和杀死肿瘤细胞的产生具有重要作用[19, 20]。
应用情况
动物双歧杆菌被广泛应用于食品领域,常作为功能成分,被添加至发酵酸奶及其发酵饮料等多种产品中;是欧洲食品安全局(EFSA)资格认定(Qualified Presumption of Safety, QPS)名单收录菌种、美国食品药品监督管理局(FDA)公认安全物质(Generally recognized as safe, GRAS)名单收录菌种。
动物双歧杆菌常制成活菌制剂,如动物双歧杆菌Bb-12滴剂,能够调节和维护机体生态平衡。Pedret等[21]的研究,评估了口服动物双歧杆菌乳亚种CECT 8145及其灭活菌株对人体肥胖的影响,结果表明,口服以上两者都可以改善人体腹部肥胖,尤其是女性个体。
此外,动物双歧杆菌在化妆品领域也表现出应用潜力,如在Huuskonen等[22]的研究中,通过口服动物双歧杆菌乳亚种BI-04(1.75×109CFU)12周,对受试者的面部皮肤状态进行评估,结果与对照组相比,第4周时眼角的总皱纹面积显著减少。
国内外保藏情况
动物双歧杆菌在国际各大保藏中心均有保藏,其中CICC保藏有模式菌株,与多家国际知名菌种保藏中心模式菌株等同编号,如:动物双歧杆菌动物亚种CICC 6250等同编号ATCC 25527、JCM 1190 、DSM 20104;动物双歧杆菌乳亚种CICC 24210等同编号CGMCC 1.2226、DSM 10140 、CIP 105265、JCM 10602,可用于分类学研究“种”的参考模型。
标准菌株CICC 6165,可作为阳性对照菌株,适用于《GB 4789.34-2016双歧杆菌的鉴定》,同时可用于乳制品发酵,食品饮料、益生菌类保健食品生产。
此外,CICC还保藏有不同来源及用途的动物双歧杆菌,如:动物双歧杆菌CICC 21711、CICC 21715、CICC 21718等可用于酸奶及乳制品发酵;CICC 24930、CICC 24933等可用于科学研究。
特征特性
革兰氏阳性菌,菌体呈短杆状或棒杆状(0.5-0.7×1.0-1.8 μm),长短不一,直或弯曲,单个或成对排列,常形成Y形或V形分支,无鞭毛,不产芽孢,不运动。
在双歧杆菌琼脂培养基(BBL)上36℃±1℃,厌氧培养48h,菌落为圆形、白色,凸起,表面光滑、湿润、边缘整齐。
专性厌氧,最适生长温度37℃~41℃,最低生长温度25℃~28℃,最高43℃~45℃;耐酸,起始生长pH值为6.7~7.0,在pH4.5~5.0以下或pH值为8.0~8.5以上的环境都不生长。
中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)致力于提供高质量的微生物资源和专业化的技术服务,中心目前保藏有14000余株各类工业微生物菌种,526个属,1477个种,其中乳酸菌1500余株,包含性能优良的动物双歧杆菌,希望通过CICC对菌种的收集、保藏、质控和共享,使动物双歧杆菌得到更广泛的研究与应用,为我国工业领域的质量安全、技术创新和产业升级保驾护航。
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