長雙歧桿菌
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Bifidobacterium longum
放線菌門 Actinomycetota
放線菌綱Actinomycetes
雙歧桿菌目Bifidobacteriales
雙歧桿菌科 Bifidobacteriaceae
雙歧桿菌屬Bifidobacterium
長雙歧桿菌廣泛存在于人和動物的腸道中,是歐洲食品安全局(EFSA)資格認(rèn)定(Qualified Presumption of Safety, QPS)名單收錄菌種、美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)公認(rèn)安全物質(zhì)(Generally recognized as safe, GRAS)名單收錄菌種。是我國《可用于食品菌種名單》和《可用于嬰幼兒食品的菌種名單》收錄菌種[1]。
本文將詳細(xì)介紹長雙歧桿菌的發(fā)展歷史、特征特性、研究進(jìn)展以及國內(nèi)外保藏情況,以期加深大家對長雙歧桿菌的認(rèn)識。
Part 1 發(fā)展歷史
長雙歧桿菌最早由法國巴斯德研究所的兒科醫(yī)生Henry Tissier于1899年從母乳喂養(yǎng)的嬰兒糞便中分離得到,并將這種分離到的革蘭氏陽性、變彎的或分叉的桿菌命名為普通分叉桿菌 (Bacillus bifiduscommunis)或分叉桿菌(Bacillus bfidus)[2]。
1924年
OrlaJensen 提議將雙歧桿菌分類作為一個獨(dú)立的屬,但早期的雙歧桿菌分類主要基于傳統(tǒng)的菌落菌體形態(tài)、生理生化特性等,而這些方法經(jīng)常無法將其與其他產(chǎn)乳酸細(xì)菌區(qū)分開,因此《伯杰氏細(xì)菌學(xué)鑒定手冊》第1-4 版將其取名為 Bacterodes bifidus,歸到擬桿菌屬(Bacteroides)中,又由于它與乳酸桿菌的相似性,《伯杰氏細(xì)菌學(xué)鑒定手冊》第5-7 版將其命名 Lactobacillus bifidus ,歸類于乳桿菌屬 (Lactobacillus)。
1974年
《伯杰氏細(xì)菌學(xué)鑒定手冊》第8版首次將其劃分為獨(dú)立的雙歧桿菌屬(Bifidobacterium),隸屬于放線菌門(Actinobacteria)、雙歧桿菌科(Bifidobacteriaceae),當(dāng)時屬內(nèi)有 11 個種。
20世紀(jì)90年代末
原核微生物分類從傳統(tǒng)的基于表型的分類過渡到基于16S rRNA的系統(tǒng)進(jìn)化分析的多相分類學(xué)框架[3]。根據(jù)特異性基因PCR擴(kuò)增(rec A等)、脈沖電場凝膠電泳(PFGE)、熒光原位雜交(FISH)等多重技術(shù)驗(yàn)證,2012年出版的《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊》確認(rèn)雙歧桿菌屬有32個種和9個亞種[4]。包括長雙歧桿菌長亞種(Bifidobacterium longum subsp. longum)、長雙歧桿菌嬰兒亞種(Bifidobacterium longum subsp. infantis)、長雙歧桿菌豬亞種(Bifidobacterium longum subsp. suis)。
2015年
研究人員基于多位點(diǎn)序列分析(MLSA)、多位點(diǎn)序列分型(MLST)和擴(kuò)增片段長度多態(tài)性分析(AFLP),揭示了一個新的長雙歧桿菌亞種——Bifidobacterium. longum subsp. suillum[5]。
2023年
根據(jù)全基因組多位點(diǎn)序列分型(wgMLST)分析,并結(jié)合基因型、生態(tài)學(xué)和表型分析的一致結(jié)果,又發(fā)現(xiàn)了一個新的亞種,命名為Bifidobacterium longum subsp*.iuvenis*[7]。
截止到2023年,長雙歧桿菌共有五個亞種:
■ 長雙歧桿菌長亞種(B. longum subsp. longum)
■ 長雙歧桿菌嬰兒亞種(B. longum subsp. infantis)
■ 長雙歧桿菌豬亞種 (B. longum subsp. suis)
■ B. longum subsp. suillum
■ B. longum subsp. iuvenis
Part 2 長雙歧桿菌的研究進(jìn)展
長雙歧桿菌作為一類獨(dú)特的益生菌,其嚴(yán)格厭氧、結(jié)腸定植等特性均顯著差異于其他菌株[8-9],這也賦予其特有的益生功能,在維持機(jī)體腸道微生態(tài)平衡、抑制致病菌入侵和調(diào)節(jié)機(jī)體免疫能力、降低膽固醇含量等健康方面發(fā)揮重要作用。
長雙歧桿菌作為腸道中的優(yōu)勢菌群能有效抑制腸道致病菌,通過產(chǎn)生有機(jī)酸如乳酸、乙酸等和分泌抗菌化合物如細(xì)菌素等代謝產(chǎn)物,來有效地降低環(huán)境中的pH,抑制不耐酸病原體的生長和繁殖,甚至隨著胞內(nèi)有機(jī)酸的積累導(dǎo)致致病菌死亡[10-11],從而有效緩解腸易激綜合癥(IBS)和炎癥性腸?。↖BD)等胃腸道疾病,調(diào)節(jié)腸道菌群失調(diào),改善腹部不適,腹脹,排便困難等癥狀。
1 在腸道健康方面
長雙歧桿菌還具有免疫調(diào)節(jié)作用,可通過免疫調(diào)節(jié)作用產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子IL-22抑制異常Th2免疫反應(yīng)和有效誘導(dǎo)Treg細(xì)胞免疫,保護(hù)宿主免受過敏性疾病和自身免疫性疾病等異常免疫反應(yīng)[12-13],從而可提高機(jī)體免疫力,預(yù)防疾病和增強(qiáng)抵抗力。
2 在免疫調(diào)節(jié)方面
腸道中的菌群可以通過腸-腦軸來影響機(jī)體的精神狀態(tài),保持健康、均衡的腸道菌群比例有利于改善焦慮、抑郁狀態(tài)[14]。有研究表明長雙歧桿菌可改善機(jī)體對壓力情況的適應(yīng)性、提高應(yīng)對負(fù)面情緒的能力。如Pinto-Sanchez等人連續(xù)兩周給44名IBS患者每日服用1010 CFU/mL長雙歧桿菌NCC3001,結(jié)果表明可有效降低IBS患者的抑郁評分[15]。另一研究表明,給20位健康受試者連續(xù)4周服用109 CFU/mL長雙歧桿菌 1714Tm,可調(diào)節(jié)測試者在壓力下的大腦活動,并通過調(diào)節(jié)大腦某些區(qū)域的神經(jīng)振蕩來影響大腦功能從而減少應(yīng)激反應(yīng)[16]。
3 在生理健康方面
人體血液中膽固醇含量會導(dǎo)致動脈硬化和高血壓的發(fā)生,雙歧桿菌等有益菌可以影響膽固醇的代謝,將其轉(zhuǎn)化為人體不吸收的類固醇,降低血液中膽固醇的濃度,因而對高血壓和動脈硬化有一定的防治作用。如Xiao和Andrade等[17-18]研究發(fā)現(xiàn),長雙歧桿菌BL1、長雙歧桿菌BB536均具有顯著的降膽固醇效果。長雙歧桿菌對癌癥也有一定的抑制作用,有研究表明長雙歧桿菌可有效抑制小鼠黑色素瘤的生長,提高小鼠生存率[19]。此外,補(bǔ)充單一益生菌長雙歧桿菌還可以改善老年(18 個月大)雌性小鼠的骨折修復(fù)過程[20]。
4 在疾病治療方面
人體血液中膽固醇含量會導(dǎo)致動脈硬化和高血壓的發(fā)生,雙歧桿菌等有益菌可以影響膽固醇的代謝,將其轉(zhuǎn)化為人體不吸收的類固醇,降低血液中膽固醇的濃度,因而對高血壓和動脈硬化有一定的防治作用。如Xiao和Andrade等[17-18]研究發(fā)現(xiàn),長雙歧桿菌BL1、長雙歧桿菌BB536均具有顯著的降膽固醇效果。長雙歧桿菌對癌癥也有一定的抑制作用,有研究表明長雙歧桿菌可有效抑制小鼠黑色素瘤的生長,提高小鼠生存率[19]。此外,補(bǔ)充單一益生菌長雙歧桿菌還可以改善老年(18 個月大)雌性小鼠的骨折修復(fù)過程[20]。
Part 3 長雙歧桿菌的應(yīng)用情況
目前,長雙歧桿菌被廣泛應(yīng)用在食品、藥品、飼料等領(lǐng)域。
長雙歧桿菌是益生菌類保健食品中的重要菌種,含有長雙歧桿菌的保健食品達(dá)30種以上,保健功能主要集中于增強(qiáng)免疫力和調(diào)節(jié)腸道菌群,產(chǎn)品劑型主要有粉劑/顆粒劑/沖劑、膠囊、液體乳/飲料和口服液,其中,粉劑/顆粒劑/沖劑類產(chǎn)品應(yīng)用最廣泛。
長雙歧桿菌也是微生態(tài)活菌制劑的重要原料,含有長雙歧桿菌的微生態(tài)制劑主要有雙歧桿菌乳桿菌三聯(lián)活菌、雙歧桿菌四聯(lián)活菌,產(chǎn)品劑型以膠囊、片劑為主。用于治療因腸道菌群失調(diào)引起的輕中型急性腹瀉、慢性腹瀉、便秘、消化不良及腹脹。
長雙歧桿菌在奶牛、豬、雞等飼料中也有應(yīng)用,可以提高奶牛乳脂肪率,減少豬的腹瀉次數(shù),提高雞的存活率等,其對動物腸道健康、免疫力的提升等功效已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可。
Part 4 國內(nèi)外保藏情況
長雙歧桿菌在多個國際微生物菌種保藏中心均有保藏,其中CICC保藏有模式菌株CICC 6186,與多家國際知名菌種保藏中心模式菌株等同編號,如:ATCC 15707、JCM 1217、BCRC 11847,來源于成人腸道,可用于分類研究“種”的參考模型。此外,CICC還保藏有不同來源及用途的長雙歧桿菌,可作為標(biāo)準(zhǔn)菌株應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域的檢測,如:
CICC 6069,等同編號ATCC 15697,可作為陽性對照菌株,適用于《GB 4789.34-2012雙歧桿菌的鑒定》,同時還可作為質(zhì)控菌株,適用于《GB 4789.28 培養(yǎng)基和試劑的質(zhì)量要求》中MRS 培養(yǎng)基和莫匹羅星鋰鹽(Li-Mupirocin)改良MRS培養(yǎng)基的質(zhì)量檢測。
CICC 6068,可作為陽性對照菌株,適用于《GB 4789.34-2012雙歧桿菌的鑒定》。
長雙歧桿菌
特征特性
1 革蘭氏陽性菌,菌體呈棒狀(0.5-0.7×1.3-3.5μm),長短、粗細(xì)不均,直或彎曲,膨脹成啞鈴形的細(xì)胞可分叉,單個或成對排列,不產(chǎn)芽孢,不運(yùn)動。
2 在BBL培養(yǎng)基上菌落呈圓形、白色,凸起,表面光滑、濕潤、邊緣整齊。
3 嚴(yán)格厭氧,生長溫度范圍20~45℃,最適生長溫度36~38℃。
4 耐酸,pH值范圍為6.5~7.0,在pH值為4.5-5.0以下或pH值為8.0~8.5以上一般不生長。
CICC 6068形態(tài)特征
中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(CICC)是中國唯一的國家級工業(yè)微生物菌種保藏管理中心,中心保藏各類工業(yè)微生物資源14000余株,526個屬,1477個種,涵蓋長雙歧桿菌等多種常見工業(yè)微生物菌種,廣泛應(yīng)用于食品、發(fā)酵、生產(chǎn)、科研等多個領(lǐng)域,為我國工業(yè)領(lǐng)域的質(zhì)量安全、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級保駕護(hù)航。
供稿單位:中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心
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