雙歧桿菌（Bifidobacterium）是一種革蘭氏陽性、不運動、不形成芽孢、嚴(yán)格厭氧的細(xì)菌，在形態(tài)學(xué)上分為兩種形態(tài)：分叉形態(tài)定義為Ⅰ型，命名為乳桿菌；桿狀則定義為Ⅱ型，命名為副分叉乳桿菌，細(xì)胞呈現(xiàn)多樣形態(tài)，如短桿較規(guī)則型、纖細(xì)桿狀型、棍棒型等，典型特征是在末端形成“V”形或者“Y”形分叉。菌落為圓形，表面光滑呈白色或乳白色。最早是由法國巴斯德研究所的學(xué)者Tissier發(fā)現(xiàn)的，人類發(fā)現(xiàn)的雙歧桿菌已經(jīng)有 40 多種，其中應(yīng)用和研究比較多的主要有兩歧雙歧桿菌、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、畜、禽腸道及環(huán)境中，是眾所周知的益生菌，作為人類和動物腸道微生物區(qū)系中的主要細(xì)菌群之一，能夠粘附和定植于腸粘膜上皮細(xì)胞，具有增強(qiáng)免疫、抑菌拮抗、抑制腫瘤、治療便秘、降血脂、降膽固醇等重要的生理功能。
雙歧桿菌是重要的微生物菌群，憑借其益生特性，在食品、保健品、醫(yī)藥、畜牧等領(lǐng)域用途廣泛，如： 發(fā)酵乳制品、與益生元聯(lián)合使用、雙歧桿菌三聯(lián)活菌膠囊、飼料添加劑等。
歷史
1890年，法國巴斯德研究所的學(xué)者Tissier在Grauche教授指導(dǎo)下開展“對嬰幼兒消化不良病因的研究”課題，經(jīng)過多年努力，Tissier終于在1899年從天然營養(yǎng)嬰幼兒正常大便內(nèi)發(fā)現(xiàn)了雙歧桿菌，同年12月2日在巴黎生物學(xué)會學(xué)術(shù)會議上發(fā)表了他的論文，他指出天然營養(yǎng)嬰幼兒和人工營養(yǎng)嬰幼兒的大便內(nèi)有一種革蘭氏陽性多形態(tài)的桿菌，當(dāng)嬰幼兒患腹瀉時，這種桿菌就會減少或消失。從Tissier發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌開始，開辟了雙歧桿菌研究的新篇章。
在研究雙歧桿菌的歷史進(jìn)程中，雙歧桿菌歷經(jīng)了發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識、應(yīng)用三個階段。它曾先后被歸類于奴卡氏菌屬、棒桿菌屬、乳桿菌屬和放線菌屬，到上個世紀(jì)60年代才把它作為獨立的菌屬-雙歧桿菌屬。
分類
隨著實驗方法和研究設(shè)備的不斷完善，不斷有雙歧桿菌新種被發(fā)現(xiàn)，目前人類發(fā)現(xiàn)的雙歧桿菌共有 40 多種，其中能夠從人體提取，或與人類活動有關(guān)的共有 12 種。應(yīng)用和研究比較廣泛的主要有兩歧雙歧桿菌、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，只在嬰兒的腸道內(nèi)生存并占優(yōu)勢，隨著人的年齡增高則逐漸減少或消失；兩歧雙歧桿菌、長雙歧桿菌和青春雙歧桿菌屬于成人型，在成人腸道內(nèi)存在較多。
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)揮著與宿主健康相關(guān)的多種生物學(xué)作用，包括維護(hù)腸道菌群平衡、抑制病原菌生長、抗衰老、抗腫瘤以及為人體提供多種營養(yǎng)素等。長雙歧桿菌是常用的基因治療載體，可用于靶向治療腫瘤，且已用于制備長雙岐桿菌微膠囊，以提高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中的主要菌群之一，還可從母乳中分離得到，具有抑制病原菌、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眾多益生功能。短雙岐桿菌是常用的雙歧桿菌益生菌株之一，還可用于乳腺癌的靶向基因治療。
分布
雙歧桿菌廣泛存在于人體尤其嬰兒小腸的下部和大腸（放射性腸炎），此外在口腔和陰道中也有雙歧桿菌棲居。在自然分娩的母乳喂養(yǎng)的兒童腸道中，高達(dá)95%的細(xì)菌是雙歧桿菌，這使它們成為糞便微生物群中的主要細(xì)菌成分，從健康母乳喂養(yǎng)的嬰兒中分離出的最常見的雙歧桿菌有長雙歧桿菌、雙歧雙歧桿菌和短雙歧桿菌。腸道中的雙歧桿菌隨年齡增長而逐漸減少，在體弱多病的老年人腸道中所剩無幾，而在健康人的腸道中仍可以保持一定數(shù)量。
在許多種溫血動物如雞、豬、犬、鼠、狼、猴、家兔、牛、羊、馬，甚至蜜蜂屬的腸道中也都有雙歧桿菌，并且大都以優(yōu)勢菌群存在。同時在許多食品、物品及少數(shù)臨床樣品中也有雙歧桿菌分布。
特征
形態(tài)特征
雙歧桿菌大小為（0.5~1.3）μm×（1.5~8.0）μm，在形態(tài)學(xué)上主要定義為兩種形態(tài)，分叉形態(tài)定義為Ⅰ型，命名為乳桿菌；桿狀則定義為Ⅱ型，命名為副分叉乳桿菌。在腸道內(nèi)，雙歧桿菌多呈直桿狀，極少以分叉狀、彎桿狀的形態(tài)呈現(xiàn)。初次分離時，由于相應(yīng)的培養(yǎng)條件不足，通常呈現(xiàn)為Ⅰ型，菌株形態(tài)主要包括不分叉、分叉兩種形態(tài)，其中，分叉狀呈現(xiàn)為 V 字型、Y 字型，但于后續(xù)的培養(yǎng)中，分叉狀通常呈現(xiàn)為彎曲、桿狀。顯微鏡下菌體呈 Y 字型、勺狀、V 字型、彎曲狀、棍棒狀等，經(jīng)由一定程度培養(yǎng)后，將轉(zhuǎn)變?yōu)棰蛐停议L時間、穩(wěn)定性的遺傳。因此，臨床上認(rèn)為Ⅱ型向Ⅰ型的轉(zhuǎn)變是由于對環(huán)境、溫度等不適應(yīng)造成的退化，而Ⅰ型向Ⅱ型的轉(zhuǎn)變則是由于可更好地適應(yīng)環(huán)境、溫度等而出現(xiàn)的進(jìn)化。
但同種不同菌株形態(tài)也不盡相同，即使同一菌株在生長的不同時期或培養(yǎng)于不同的條件下也可能顯現(xiàn)不同的形態(tài)，如嬰兒雙歧桿菌呈短桿較規(guī)則型、嗜熱雙歧桿菌呈纖細(xì)桿狀型、兔雙歧桿菌呈球型、齒雙歧桿菌呈棍棒型、長雙歧桿菌呈勺型等，單個或鏈狀、柵欄狀排列，或聚集成星狀。在實驗室厭氧培養(yǎng)箱內(nèi)，雙歧桿菌在血平板上37℃恒溫培養(yǎng)48小時，形成圓形光滑、凸起、邊緣整齊菌落，奶油色到白色，反光。
生理生化特征
雙歧桿菌是一種不能移動、不形成芽孢、不產(chǎn)氣、革蘭氏陽性細(xì)菌，G+C含量高達(dá)55%至67%，可使石蕊牛奶產(chǎn)酸、凝固，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了特殊的雙歧之路方法，可發(fā)酵葡萄糖，主要產(chǎn)生冰醋和DL-乳酸，能發(fā)酵乳糖和麥芽糖產(chǎn)酸，發(fā)酵蔗糖和蜜二糖微產(chǎn)酸，不發(fā)酵核糖、阿拉伯糖、棉子糖、木糖等。
厭氧特征
雙歧桿菌嚴(yán)格厭氧，由于雙歧桿菌細(xì)胞內(nèi)缺乏超氧化歧化酶（superoxidedismutase，SOD）和過氧化氫酶（catalase，CAT），在有氧條件下無法把代謝產(chǎn)生的活性氧（ROS）清除，ROS會破壞雙歧桿菌細(xì)胞壁磷脂、蛋白質(zhì)和代謝過程中的重要酶等，對雙歧桿菌產(chǎn)生毒害作用，導(dǎo)致雙歧桿菌代謝失調(diào)、生長停滯甚至死亡，因此雙歧桿菌不能在有氧條件下存活。
生長繁殖
雙歧桿菌是一種專性厭氧菌，對環(huán)境條件和營養(yǎng)要求嚴(yán)格，因此影響其生長繁殖的因素也很多。雙歧桿菌最適合的生長溫度且能保證更多的活菌數(shù)為37~41℃，最適發(fā)酵溫度的范圍一般為35~40℃，最低生長溫度且不能再低于25~28℃；最適宜的起始生長pH值為6.7~7.0，在pH值為8.0~8.5以上的環(huán)境中一般不生長。雙歧桿菌生長繁殖所用的培養(yǎng)基中氨基酸、維生素、核酸物質(zhì)和鹽類是必不可少的，同時能夠促進(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）、蛋白水解產(chǎn)物及一些蛋白質(zhì)類物質(zhì)（如酪蛋白水解物、乳鐵蛋白等）、多糖類物質(zhì)、短鏈脂肪酸類物質(zhì)、天然植物及中草藥的提取物及其他類物質(zhì)（如雙泛酞硫乙胺和泛酞硫氫乙胺等）。
雙歧桿菌定植于腸黏膜上皮細(xì)胞上是它發(fā)揮生理作用的前提，首先雙歧桿菌通過粘附素初步粘附到腸道細(xì)胞上，粘附后的雙歧桿菌進(jìn)一步改變腸道環(huán)境而實現(xiàn)對腸道細(xì)胞的定植，定植后的雙歧桿菌通過多種方式來限制致病菌群的生存繁殖，如占位性保護(hù)（占據(jù)腸道上皮細(xì)胞的空間）、營養(yǎng)爭奪、產(chǎn)生有機(jī)酸（將葡萄糖分解為醋酸和DL-乳酸，降低了腸道的 pH值，抑制致病菌）、分泌雙歧桿菌素及胞外糖酶等。
人們想要促進(jìn)體內(nèi)雙歧桿菌增殖的方法有兩種，一種辦法是直接攝入含有雙歧桿菌的微生態(tài)制劑，第二種就是還可以攝入含有雙歧因子的產(chǎn)品來促進(jìn)人體自身固有雙歧桿菌的生長繁殖。
生理功能
營養(yǎng)作用
雙歧桿菌具有營養(yǎng)作用，主要是與其能夠合成多種營養(yǎng)物質(zhì)有關(guān)，如消化酶、乳糖酶、多種氨基酸及維生素等，還降低腸道內(nèi)環(huán)境的 ph 值，利于鐵、鈣吸收，同時可以改善腸道環(huán)境。
增強(qiáng)免疫
雙歧桿菌可以作用于人體的免疫細(xì)胞，通過激活和強(qiáng)化其免疫能力，達(dá)到抗感染、抗病毒的作用，還可以過與機(jī)體產(chǎn)生的細(xì)胞因子發(fā)生作用，保持人體各種免疫細(xì)胞的平衡，人體的免疫功能過高或過低都會對機(jī)體產(chǎn)生損壞，對免疫功能的調(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
雙歧桿菌對病原性埃希氏大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、痢疾志賀氏菌等多種細(xì)菌具有抑制作用。雙歧桿菌抑菌拮抗作用主要是通過兩種方式進(jìn)行：一種是代謝DL-乳酸、冰醋、雙歧菌素等成分，使致病菌失活，達(dá)到抑菌效果；另一種方式就是雙歧桿菌具有良好的粘附性，可以在腸道中定植，阻止病原菌的黏附，起到生物拮抗作用。
抑制腫瘤
雙歧桿菌還能分泌一種降解N-亞硝胺的酶，能夠阻止亞硝胺誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生，動物試驗證實雙歧桿菌能耐受胃部酸性條件到達(dá)腸道，從而抑制一些致癌前體物質(zhì)向致癌物質(zhì)轉(zhuǎn)化的酶生成或降低該類酶的活性。
改善乳糖消化不良癥
牛奶具有豐富的營養(yǎng)，是老年人和嬰兒良好的食品，但是有相當(dāng)一部分人缺乏乳糖酶，不能分解牛奶中的乳糖，常常會出現(xiàn)胃腸道紊亂，雙歧桿菌在乳制品發(fā)酵過程中可以產(chǎn)生乳糖酶，幫助患者消化乳糖。
降血脂、降膽固醇
雙歧桿菌可以影響膽固醉的代謝，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，對高血壓和動脈硬化有一定的防治作用，還可以降低血清膽固醇和甘油三酯，改善脂質(zhì)代謝紊亂的作用。
治療便秘
雙歧桿菌能夠改變并調(diào)節(jié)腸道環(huán)境的酸堿性，促使腸道處于酸性環(huán)境，有效地阻止了有害細(xì)菌造成的不正常發(fā)酵，提高腸道壁的收縮運動的頻率，而且還能使糞便不再硬化，從而起到有效調(diào)節(jié)并緩解便秘的效果。
用途
食品領(lǐng)域
雙歧桿菌在食品中的應(yīng)用很大程度上趨向于具有保健效果的食物和飲料，最早的雙歧桿菌產(chǎn)品是雙歧乳，另外還包括酸性稀奶油、酪乳、雙歧啤酒、雙歧桿菌復(fù)合蔬菜汁以及冷凍甜點等。
目前在《可用于食品的菌種名單》里，雙歧桿菌屬包含 6 種，其中不同食品中可以使用的菌株也有明確的規(guī)定：
可用于食品的雙歧桿菌有：青春雙歧桿菌（B. adolescentis）、動物雙歧桿菌（B. animalis）、兩歧雙歧桿菌（B. bifidum）、短雙歧桿菌（B. breve）、嬰兒雙歧桿菌（B. infantis）、長雙歧桿菌（B. longum）。
可用于嬰幼兒食品的雙歧桿菌菌株有：動物雙歧桿菌（B. animalis）Bb-12、乳雙歧桿菌（B. lactis）HN019、Bi-07、短雙歧桿菌M-16V、嬰兒雙歧桿菌R0033、兩歧雙歧桿菌R0071、長雙歧桿菌長亞種BB536。
保健品領(lǐng)域
最常見的雙歧桿菌保健產(chǎn)品與益生元聯(lián)合使用可達(dá)到協(xié)同效果，大致分為沖劑類、片劑類等，能夠增強(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，建立起強(qiáng)大的生物學(xué)屏障機(jī)制，阻止有害菌的定植和入侵，常選用嬰兒雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌、長雙歧桿菌或短雙歧桿菌而制成的單株或雙株（與其他益生菌搭配）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，可以在動物腸道內(nèi)產(chǎn)生大量DL-乳酸和食用醋酸，降低腸道PH值，抑制腐敗菌與病原菌的生長；增強(qiáng)腸道功能，促進(jìn)蛋白質(zhì)消化吸收；減少有害物質(zhì)如氨氣、吲哚等的形成，從而減輕肝臟負(fù)擔(dān)；可以促進(jìn)胃腸蠕動，提高動物的采食量等。
相關(guān)研究
耐藥性研究
雙歧桿菌作為細(xì)菌的一種也存在耐藥性問題，隨著雙歧桿菌活菌制劑產(chǎn)品商業(yè)化程度的加大，有關(guān)雙歧桿菌耐藥性的研究正逐漸引起重視。據(jù)報道大多數(shù)菌抗多粘菌素B、卡那霉素、新霉素、鏈霉素、奈酸、慶大霉素，對芐青霉素、萬古霉素、克林霉素、紅霉素、桿菌肽高度敏感，氯霉素和四環(huán)素次之。
產(chǎn)品開發(fā)研究
目前雙歧桿菌相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)的研究方向主要集中在：雙歧桿菌生產(chǎn)用菌株的選育與搭配，根據(jù)不同的生產(chǎn)要求，選育出不同性能的菌株；聯(lián)菌株的應(yīng)用，雙歧桿菌與乳酸菌及鏈球菌（食用型）配合；雙歧桿菌與其他功能性成分配合，主要是雙歧桿菌與雙歧因子配合；雙歧桿菌新劑型的開發(fā)，有口服液、粉劑、片劑、膠囊、顆粒等制劑；擴(kuò)大雙歧桿菌的利用面，除用于食品醫(yī)藥外，可用來生產(chǎn)微生態(tài)護(hù)膚品或其他化妝品等。
分子生物學(xué)研究
近幾年來雙歧桿菌分子生物學(xué)的研究已成為熱點，對雙歧桿菌從分子水平上進(jìn)行鑒定、質(zhì)粒分離、載體構(gòu)建、基因組測序以及基因治療上都有了新的研究進(jìn)展，其中考慮到雙歧桿菌高度保守性、種間異質(zhì)性和均一性等，目前對雙歧桿菌的分類都通過測定其16S rDNA／核糖核酸進(jìn)行的。
參考資料 >
可用于嬰幼兒食品的菌種名單.中華人民共和國國家衛(wèi)生健康委員會網(wǎng)站.2023-07-06