乳酸菌為相當複雜之菌群，其通常定義為能利用碳水化合物以進行 發酵產生乳酸等有機酸之細菌的總稱，通常具有下列共同特性(Axelsson,
表2.1、影響腸胃道微生物菌相之因子
Table 2.1. Factors affecting the microflora of the gastro-intestinal tract 1. Host mediated factors
pH, secretions such as immunoglobulins, bile, salts, enzymes Motility, e.g. speed, peristalsis
Physiology, e.g. compartmentalization Exfoliated cells, mucins, tissue exudates 2. Microbial factors
Adhesion Motility
Nutritional flexibility
Spores, capsules, enzymes, antimicrobial components Generation time
3. Microbial interactions Synergy
Metabolic cooperation
Growth factors and vitamin excretion Changes to Eh, pH, O2 tension
Antagonism/stimulation
Short-chain fatty acids, amines Changes to Eh, pH, O2 tension
Antimicrobial components, siderophores Nutritional requirements, etc.
4. Diet
Composition, non-digestible fibers, drugs, etc.
(Holzapfel et al., 1998)
圖2.2、腸道菌相與宿主健康之關係
Fig. 2.2. Relationship between intestinal bacteria and host health
(Arunachalam, 1999)
1998) : (1)為革蘭氏陽性菌(Gram positive)；(2)桿菌或球菌；(3)不產孢 (nonsporing)；(4)無運動性(nonmobile)；(5)營養需求複雜，需有碳水化 合物、胺基酸、核酸衍生物、維生素等多種生長素等養份才可生長，並 且會代謝產生乳酸；(6)氣體需求為厭氧、微好氧、耐氧厭氧、兼性厭氧 性，一般可於有氧環境生長，但以無氧狀態生長較佳；(7)過氧化氫酶陰 性，缺乏細胞色素。
如依乳酸菌代謝途徑及最終產物的不同，可將其分為同型發酵 (homofermentative)及異型發酵(heterofermentative)乳酸菌。同型發酵菌經
糖解作用使碳水化合物分解成乳酸，其乳酸產量達 90-100%，行此種發
酵有 Streptococcus、Pediococcus、及一部份的 Lactobacillus 等菌屬，而 異型發酵菌除了產生45-50%乳酸之外，亦可經 Phosphoketolase 作用，
產生醋酸、酒精、二氧化碳等其他產物，而 Leuconostoc、Bifidobacterium 及部分 Lactobacillus 等菌屬異型發酵。其化學反應式如下：
A.同型發酵(homofermentative)
C6H12O6 2 CH3CHOHCOOH glucose lactic acid B.異型發酵(heterofermentative)
C6H12O6 CH3CHOHCOOH + C2H5OH + CO2
glucose lactic acid alcohol carbon dioxide
2-2 乳酸菌的分類
乳酸菌廣泛分佈於自然界中，也為人類腸道內主要的菌群之ㄧ，大 致可歸納為下列十八屬(Axelsson, 1998; 李,2000)：(1)鏈球菌屬
(Streptococcus)；(2)腸球菌屬(Enterococcus)；(3)乳酸球菌屬 (Lactococcus)；(4)徘徊球菌屬(Vagococcus)；(5)乳酸桿菌屬
(Lactobacillus)；(6)肉品桿菌屬(Carnobacterium)；(7)有孢子桿菌屬 (Sporolactobacillus)；(8)明串球菌屬(Leuconostocs)；(9)足球菌屬 (Pediococcus)；(10)四體球菌屬(Tetragenococcus)；(11)雙歧桿菌屬 (Bifidobacterium)；(12)奇異菌屬(Atopobium)；(13)Weissella；(14)
Abiotrophia；(15) Lactosphaera；(16) Oenococcus；(17) Granulicatella；
(18) Paralactobacillus。
由於分離鑑定與DNA 類源比對技術發展，傳統以形狀、生理特性
等作為分類根據的方式已不適用，某些類源性相近如乳酸桿菌屬及有孢 子桿菌屬是屬於乳酸桿菌科(Lactobacillaceae)，有孢子乳酸桿菌屬會產 生孢子且具移動性，如根據乳酸菌「不產孢、不具移動性」之特性，應 被排除於乳酸菌之外，但因其形狀類似乳酸桿菌屬之桿狀，且可進行同 型發酵，有些菌株具有拮抗 Bacillus cereus、Bacillus subtilis 等有害菌之 益生功效(Yanagiad et al., 1997)，故已被納入乳酸菌菌屬之ㄧ。Weissella
屬則可同時存在球菌與桿菌的形態。因此DNA 類源比對技術將成為乳
酸菌分類之重要依據。
2-3 乳酸菌的應用
人類生活的環境周圍存有許多的乳酸菌，其應用的範圍亦非常廣 泛，許多發酵食品生產過程中都有乳酸菌的參與，乳酸菌代謝過程中所 產生的物質如乳酸及可分解蛋白質及脂肪之酵素，可賦予食物特殊風 味，其它包括有機酸、過氧化氫、二氧化碳、雙乙醯(diacetyl)、細菌素 (bacteriocin)等具有抑菌作用，添加有抑菌作用之乳酸菌或發酵產物則可 達到保存食物之目的(Hose and Sozzi, 1991; 廖，1998)。乳酸菌具有穩定 腸道菌相、拮抗病原菌、合成食物所缺乏之維生素等益生功效，近年來 更廣泛被應用於機能性食品。
第三節 益生菌介紹