食品酿造微生态与消化道微生态规律性研究摘
摘要：食品酿造普遍存在着“固－液－气的
2 相变、菌种到种群到群落的生态演替、物系－菌系－酶系的相互关联、好氧→微氧→厌氧的代谢过程、体系温度前缓→中挺→后缓落有序变化”等“五法则三层次”规律，消化道内的食品发酵也存在着类似的规律性。通过比较分析，可深化消化道微生态规律性研究，同时，消化道微生态平衡理论可为深入研究食品酿造微生态自愈力提供科学参考。
关键词：微生态；规律性
2 消化道微生态特征
2.2 消化道微生态中的“物系－菌系－酶系”相互关联
2.2.3 菌系和酶系动态地影响物系
消化道微生态对保持生理健康发挥着重要的作用。
①屏障作用。双歧杆菌与肠粘膜密切结合，占据肠粘膜表面，形成完整的生物学屏障，致使有害细菌及病毒进入肠道后无法定植；
②营养作用。双歧杆菌、乳酸杆菌等能合成多种生长发育必需的维生素，如B族维生素（其中双歧杆菌产生的维生素B1为不能合成的必需元素之一），维生素K，烟酸、泛酸等，还能利用蛋白质残渣合成非必需氨基酸，如天门冬氨酸、丙氨酸、缬氨酸和苏氨酸等，并参与糖类和蛋白质的代谢，同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。消化道微生物发酵产生的短链脂肪酸（SCFAs）中丁酸尤为重要，它可以作为结肠上皮细胞新陈代谢的能源；
③消化作用。正常菌群可产生分解糖、脂肪、蛋白质和纤维素等营养物质的消化酶，从而促进其分解为小分子物质，有利于机体吸收。比如双歧杆菌和乳酸杆菌等益生菌可利用本身所特有的一些酶类（如半乳糖苷酶等）来补充宿主在消化酶上的不足，帮助分解消化道内未被充分水解吸收的营养物质。肠道微生物还可以明显的促进亚油酸的吸收，促进胆固醇向类固醇的转化；
④代谢作用。微生物菌群的代谢产物作为信号分子影响宿主的代谢。胃肠道菌群通过细菌酶的化学反应对外源性及内源性的物质进行代谢。细菌的β葡萄糖醛酸酶、硫化酶对许多化合物的肝肠循环起重要作用。胆红素、胆汁酸、雌激素、胆固醇等的肝肠循环中,胃肠道微生物参与了其大部分过程；
⑤免疫作用。正常菌促进免疫器官的发育成熟。在无菌动物的胃肠黏膜上，淋巴细胞较少并且血液中免疫球蛋白的浓度较低，但把无菌动物暴露于普通条 件下，淋巴细胞的数目迅速增长，血清中免疫球蛋白的浓度上升。实验也发现双歧杆菌能激活机体的吞噬活性，促进特异性和非特异性抗体的产生。乳酸杆菌促进辅助性T细胞的发育，诱导产生多种细胞因子预防IgE 介导的过敏反应。
当胃肠道微生态遭受破坏发生改变时，健康状况也发生变化，如发生维生素缺乏症、内毒素血症、肥胖、癌症等。
2.2.4 消化道微生物产生多种酶类参与宿主的生理功能
正常菌群可产生分解糖、脂肪、蛋白质和纤维素等营养物质的消化酶，补充宿主消化酶的不足。如双歧杆菌具有磷蛋白磷酸酶，能分解奶中的α－酪蛋白，提高蛋白消化率。消化道微生物群落还能产生NH4+同化相关的谷氨酸脱氢酶、谷氨酸合酶、谷酰氨合成酶等。细菌的β葡萄糖醛酸酶、硫化酶对许多化合物的肝肠循环起重要作用。
2.3 消化道微生物生长定植过程中的“菌种－种群－群落”规律
研究表明，婴儿出生时处于无菌状态，在出生后几天之内，微生物总数就超过婴儿体细胞的总数。微生物进入并定植于不同部位的方式目前尚不清楚。
2.3.1 微生物菌种
消化道内菌种可以分为三种类型：
①共生性细菌是主要菌群（>90%），宿主终生携带，主要为专性厌氧菌，包括球菌、丙酸菌、乳酸菌及双歧杆菌等。
②机会性细菌约占10%，与宿主共栖，包括无病原性的大肠埃希菌、链球菌及肠球菌等。
③致病性细菌含量极少（<0.01%），是致病性菌群，包括梭菌、葡萄球菌、假单胞菌、病原性大肠埃希菌、弧菌及部分真菌。
消化道内的微生物具有定位、定性、定量的特征。
①定位指同一种群，在原位是原籍菌，在异位就是外籍菌。原籍菌与外籍菌在生物学上是相同的，但在生态学是不同的。原籍菌在原籍是有益的，如果脱离了原籍，转移到外籍，变成了外籍菌就可能是有害的。如同是大肠埃希菌，也有定居在肠道和定居在尿道之分。定居在肠道没有尿素酶，定居在尿道的就有尿素酶。
②定性是指微生物群落中的分离与鉴定，就是确定种群的种类。定性检查应包括微生物群落中的所有成员如原虫、细菌、真菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体等。
③定量是指对生境内的总菌数和各种群的活菌数的定量检查。在呼吸道查到少量大肠埃希菌并不足为奇，但如果占优势就会引起宿主发病。在肠道，厌氧菌应占绝对优势。如果这个优势下降或消失，就会导致微生态平衡的破坏。
2.3.2 微生物种群
微生物一旦进入体内，且未被免疫系统清除，就开始在不同部位形成菌群。微生物菌群既有生理性组合，也有病理性组合，生理性组合的肠道菌群对机体是有益的，而病理性组合的肠道菌群对机体则是有害的。
人类口腔中栖息着 5 个门的细菌和1个门古菌，共约700种，种类上接近大肠；食道粘膜上可检测到6个门的95种细菌；胃粘膜上可检测到8个门128种细菌；大肠肠道中栖息着800多种微生物，包括9个门的细菌和1个门古菌。优势菌群的不同反应或影响着的健康状态。
消化道内的微生物在出生时具有相似性，在生长的自然和人工因素影响下，不同时段和地域会出现差异性。并在内发生、发展和消亡。
肠道菌群的生理性演替过程如图一。
2.3.3 微生物群落
进入胃肠道的微生物菌群有可能提供一个支持系统，以便其他种类的微生物得以加入，由此整个系统逐渐复杂化，最终形成一个极其复杂的微生态群落系统。消化道微生物群落中菌群的构成受饮食、环境和地域分布、抗生素应用、宿主年龄以及健康状态的影响。生活在共同空间部位的微生物群落以共生、竞争、拮抗、抑制等多种形式相互作用，生活中可以通过人为因素的干预优化消化道内有益微生物的生长、繁殖、代谢，保证营养物质的安全、健康、优质，同时抑制有害菌的生长，共同维持着消化道微生态的动态稳定，保证的安全、健康。
2.4 消化道微生态的温度特征
人类消化道中各部位的数量大、种类稳定的有益微生物，被称为消化道正常菌群，它们在消化道内长期进化的过程中形成了与宿主在不同发育阶段的动态生理性结合，即微生态平衡。消化道中的微生物具有定位分布和定性、定量的特征，其分布是特定的，即在特定部位是具有相应菌群的优势性。因而在正常状态下，其消化系统的温度具有衡定性。
2.5 消化道微生物群落分布与氧含量密切相关
从口腔到直肠，消化道长达8～10米，且两头开放与外环境相通，整个消化道系统的含氧量随着位置的不同有所不同，有明显好氧－微氧－厌氧的变化，如口腔至胃部，主要为好氧环境；胃部至小肠，有一定氧气存在；小肠末端到结肠，则为严格的无氧环境。
消化道微生态中微生物的组成和分布受含氧量的影响很明显。口腔进入胃，主要是革兰氏阳性需氧菌，小肠部位主要是大肠杆菌和厌氧菌（类杆菌属梭状芽胞杆菌属、乳酸菌），双歧杆菌是典型的厌氧菌，只能在人的小肠末端及大肠内生存，在空气中保存困难，容易失活。在小肠末端，除了乳酸菌，尤其是双歧杆菌的数量级增长外，其他一些革兰阳性兼性氧菌如大肠菌科的细菌以及专性厌氧菌群，如拟杆菌和梭杆菌也开始出现，甚至在回盲部之前严格厌氧微生物已开始出现，此后（即在盲肠之后）严格厌氧的微生物在数量上超出兼性厌氧的微生物100～1000倍。
粪肠球菌是兼性厌氧菌，无论有、无氧均能生长，因此粪肠球菌在整个肠区均有分布，而产气荚膜梭菌、脆弱拟杆菌、双歧杆菌是绝对厌氧菌，在肠区的分布受到限制。
2.6 微生态具有自我调节和自我修复功能，同时也可人为优化系统免疫力和自愈力
2.6.1 微生态的自我调节和修复
具有免疫功能和自我修复功能（就象身体里自带神医）。免疫功能是指生物体对抗原物质免疫应答的能力，是机体识别“自身”与“非己”抗原，对自身抗原形成天然免疫耐受，对“非己”抗原产生排斥作用的一种生理功能。通过免疫能识别自体和异体物质，也就是说，如果有细菌、病毒等外物进入，免疫系统马上就能发现，把异物排除或消灭，同时重新生长被损坏的组织。
医学上将免疫划分为非特异性免疫和特异性免疫两种。非特异性免疫是人类在漫长进化中逐渐建立起来的天然防御功能，即没有针对性的免疫，对多种病原体有效，在防止病原微生物入侵、保障机体正常生理活动方面起着非常重要的作用，它的另一道防线，是吞噬细胞和体液中的其他杀菌物质；特异性免疫则是个体后天产生，只针对某种特定病原体或异物起作用，主要由免疫器官和免疫细胞协同作用而完成，其中免疫器官包括胸腺、脾脏、淋巴结等，免疫细胞中，最重要的要属淋巴细胞。比如：我们身体表面的皮肤不断在剥落，新的皮肤也不断在底层下生长；整个肠道内层每天都在剥落和重生；内最大的器官，也是最活跃的器官之一 ——肝脏，它的再生能力更是令人惊叹；通过打预防针，把菌苗、疫苗等减毒的细菌或产物注入，使可以获得相应的抗体，从而具有了抵抗该种病原微生物感染的能力。
2.6.2 提高消化道的免疫力促进微生态平衡
作为内最重要的微生态系统，从胚胎分化起就开始了免疫功能的培植，在细胞分化、发育过程中重排和拼接在一起，形成各种免疫细胞膜分子，如T 、 B 细胞抗原识别受体（TCR / BCR）、主要组织相容性抗原、白细胞分化抗原(CD) 、促素受体、细胞因子受体、免疫球蛋白受体，以及受体和分子。通过细胞生长初期，从源头上提供机体细胞所需的各种营养物质，促进具有免疫功能的器官（如胸腺、扁桃腺、脾脏、淋巴、盲肠等）的健康生长，清除体内各种垃圾、抵御疾病发生，同时促进体内有益微生物（如双歧杆菌等）的生长而有害菌（如各种致病菌）的生长，促进微生态的平衡，保护健康。这就是母亲在怀孕期间的身体健康状况、营养物质吸收、心情波动、药物使用情况等都将影响新生儿免疫功能的形成和强弱，也就是常说的先天体质的强弱。