雙歧桿菌

早在1899年，法國巴斯德研究所的兒科醫生Henry Tissier從母乳餵養的健康嬰兒的糞便中分離出的一種厭氧的革蘭氏陽性桿菌，當時命名為Bacillus bifidus。隨後，Tissier就發現補充這種分叉狀的桿菌能治療腸道感染方面的疾病。在Tissier發現雙歧桿菌以後，人們發現了更多的雙歧桿菌屬的成員，人們對雙歧桿菌的生理功能進行了深入的發掘與研究，經過一個世紀的發展，特別是近年腸道微生物組學研究的發展，人們越來越認識到雙歧桿菌的重要性。雙歧桿菌在醫藥、食品等方面也得到了廣泛的應用。

按照林奈氏分類系統屬於雙歧桿菌屬，按照三域系統屬於細菌域 ^[1]  ，按照五界分類系統屬於原核生物界 ^[2]  。

雙歧桿菌形態學上主要定義為兩種形態，分叉形態定義為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，雙歧桿菌多呈 直杆狀，極少以分叉狀、彎桿狀的形態呈現。初次分離時，由於相應的培養條件不足，通常呈現為Ⅰ型，菌株形態主要包括不分叉、分叉兩種形態，其中，分叉狀呈現為V字形、Y字形，但於後續的培養中，分叉狀通常呈現為彎曲、桿狀。顯微鏡下菌體呈Y字形、勺狀、V字形、彎曲狀、棍棒狀等，經由一定程度培養後，將轉變為Ⅱ型，且長時間、穩定性的遺傳。因此，臨牀上認為Ⅱ型向Ⅰ型的轉變是由於對環境、温度等不適應造成的退化，而Ⅰ型向Ⅱ型的轉變則是由於可更好地適應環境、温度等而出現的進化。

在不同生長環境下、或不同種類的雙歧桿菌具有不同的形態，如長雙歧桿菌一般多呈勺形，嗜熱雙歧桿菌則呈纖細桿狀等；也有球形雙歧桿菌的報道，如兔雙歧桿菌形態近似球狀；同種屬的雙歧桿菌在不同生長狀態或不同的培養方式下，可能出現不同的形態，如GAVINI等在母乳餵養的羊羔的排泄物實驗中，發現假鏈狀雙歧桿菌球狀亞種。雙歧桿菌多形態可能由於缺乏醋酸鈉、硝酸鈉、硫酸鈉、氯化鈉及N-乙酰氨基糖或碳酸鹽誘發有關。 ^[3] 

雙歧桿菌是一種重要的腸道有益微生物。雙歧桿菌作為一種生理性有益菌，對人體健康具有生物屏障、營養作用、抗腫瘤作用、免疫增強作用、改善胃腸道功能、抗衰老等多種重要的生理功能 ^[4]  。

人體腸道中定植着大量的微生物。腸道微生物與人體健康與疾病之間存在着十分密切的關係。根據所知道的腸道微生物對人體健康的影響，腸道微生物可分為有益、無害和有害3大類。

在正常情況下，人體內的腸道微生物形成了一個相對平衡的狀態。一旦平衡受到破壞，如服用抗生素、放療、化療、情緒壓抑、身體衰弱、缺乏免疫力等，就會導致腸道菌羣失去平衡，某些腸道微生物如產氣莢膜梭菌等在腸道中過度增殖併產生氨、胺類、硫化氫、糞臭素、吲哚、亞硝酸鹽、細菌毒素等有害物質，從而進一步影響機體的健康。

雙歧桿菌和乳酸菌等有益細菌則能抑制人體有害細菌的生長，抵抗病原菌的感染，合成人體需要的維生素，促進人體對礦物質的吸收，產生醋酸、丙酸、丁酸和乳酸等有機酸刺激腸道蠕動，促進排便，防止便秘以及抑制腸道腐敗作用、淨化腸道環境、分解致癌物質、刺激人體免疫系統，從而提高抗病能力等方面有着重要作用。具體地，雙歧桿菌的有益作用包括以下幾個方面。

雙歧桿菌具有調節腸道菌羣的作用。通過用雙歧桿菌對慢性腹瀉患者臨牀觀察研究表明，在服藥兩週以後，患者大便次數、形狀異常，臨牀症狀消失，對總有效率為90.3%，複發率低。許多國內醫院已將雙歧桿菌製劑作為治療慢性腹瀉的首選藥物。此外，雙歧桿菌還可以治療因過量使用抗生素而導致的抗生素相關性腹瀉疾病。有人採用雙歧桿菌製劑治療偽膜性腸炎380例，臨牀總治癒率無明顯差異，但臨牀副作用和複發率均明顯降低。雙歧桿菌對兒童急慢性腹瀉具有很好的治療作用 ^[5]  。

雙歧桿菌缺少醛酶、葡萄糖，因此其分解代謝途徑不同於乳酸菌。雙歧桿菌最主要產物主要包括乳酸、乙酸等，可改善機體pH值，促進鐵和維生素D的吸收並提高磷、鐵、鈣的利用率；雙歧桿菌可以通過磷蛋白磷酸酶分解α-酪蛋白，促進蛋白吸收。臨牀上，機體在缺乏乳糖酶的情況下，攝入的乳糖或純牛奶不能被消化吸收進血液，仍然留在腸道內，腸道細菌就會在發酵分解乳糖的過程中產生大量氣體，造成腹瀉、胃脹和氣脹等症狀。動物生產過程中，豆粕為最主要的蛋白來源，但由於寡糖不易消化，其使用受到一定的限制，主要為棉籽糖、水蘇糖。而雙歧桿菌含有活性較多數細菌高的乳糖酶，這種酶能發酵乳糖產生半乳糖。因此，乳糖酶缺乏者，飲用經雙桿菌發酵的乳製品，既可獲得乳製品中豐富的營養，又免受胃腸道病痛之苦。 ^[3] 

COLLADO等研究表明，當兩歧雙歧桿菌（S17）與致病性大腸埃希菌、福氏志賀菌、沙門菌等腸道致病菌共同競爭培養時，對HeLa細胞的黏附能力均明顯下降。雙歧桿菌除與病原菌爭奪營養物質和空間位置外，還可通過其代謝產物，以及產生抗生素、細菌素等阻止病原菌的生長。雙歧桿菌可以阻斷致病菌和毒素的特異性結合位點，可能是由胞外酶能夠降解腸上皮細胞表面多糖來實現的。 ^[3] 

便秘是指糞便乾燥難解或排便次數減少。臨牀上根據病因可分為功能性便秘和器質性便秘，雙歧桿菌對功能性的便秘有明顯作用。有研究報道，雙歧桿菌在人體腸道定植數量隨人年齡和健康狀態的變化而改變，母乳餵養兒童腸道中的雙歧桿菌可佔腸道總菌數的91%，而老年人的腸道菌羣中雙歧桿菌數量下降較明顯，很多老年人口服雙歧桿菌微生態製劑可明顯改善因缺乏雙歧桿菌而引發的便秘。 ^[3] 

雙歧桿菌具有調節免疫功能的作用，主要通過對腸道黏膜的刺激，激活腸道黏膜的免疫系統，使其產生抗體、細胞因子，進而更好地提高腸道黏膜的免疫、抗感染能力。 ^[3] 

雙歧桿菌具有抗結腸癌作用，可能是通過影響腸道菌羣代謝、提高宿主免疫應答；黏附及降解潛在致癌物，預防腸道癌症；改變腸道菌羣；產生抗癌抗誘變物質；提高宿主的免疫應答；影響宿主的生理活動來實現。 ^[3] 

人體的衰老往往從腸道老化先表現出來。雙歧桿菌在維持機體腸道健康和減緩腸道老化方面具有重要作用。VERENA等將含有乳酸雙歧桿菌牛乳添加至人體腸道細胞DNA的培養基中，可使腸道細胞避免氧化損傷，具有延緩腸道衰老作用。研究證明，雙歧桿菌能明顯增加血液中過 氧化物歧化酶的含量及其生物活性，有效促進機體內自由基的清除，將體內有害物質毒性降低90%，抑制血漿脂質過氧化反應，延緩機體衰老。 ^[3] 

促進體內雙歧桿菌增殖的方法有兩種。第一種辦法是喝含雙歧桿菌的酸奶或飲料來補充雙歧桿菌，也可直接攝入含有雙歧桿菌的微生態製劑。此外，還可以攝入含有雙歧因子的產品來促進人體自身固有雙歧桿菌的生長繁殖。所謂雙歧因子，主要是指些功能性的非消化性的低聚糖，這些低聚糖可以選擇性地促進雙歧桿菌的增殖。具有使雙歧桿菌增殖作用的低聚糖主要有異麥芽低聚糖、低聚果糖、低聚半乳糖、大豆低聚糖、棉子糖混合乳蔗糖、低聚木糖等。

雙歧桿菌已成為人體健康的重要指標之一。近年來雙歧桿菌在食品、保健以及醫療方面的功效及前景已被更多的人重視。

微生態製劑主要用來調節動植物微生態平衡，提高健康水平。微生態製劑多為具有一定生理功能的活菌製劑，主要是一類能通過動物體胃酸、膽液、胰液、腸液等屏障，存活並且在消化道定植並繁殖，對動物機體產生某種生理生態作用的益生菌。雙歧桿菌活菌製劑是起步較早，並且在國內外研究最熱門的益生菌製劑之一。國內常見的如金雙歧三聯活菌片、雙歧桿菌四聯活菌片、培菲康、五株王等。 ^[6] 

發酵酸奶是乳酸菌最傳統的使用方法之一，也是雙歧桿菌工業化使用的較多的版塊之一。現如今，國內外許多國家都已採用人體分離的多種益生菌作為菌種，在傳統發酵工藝基礎上，配以其他輔料，生產風味獨特、營養價值更高的新型酸奶。Yung Liang Chien等利用雙歧桿菌發酵含植物甾醇與植物甾烷醇以各種比例與牛奶的混合物，製作成發酵乳粉餵食倉鼠，發現可以顯著降低血清中總膽固醇水平（p<0.05~p<0.001），包括血清膽固醇（TC）、血清甘油三酯 （TG）、肝臟脂質，動脈粥樣硬化指數（LDL-C/HDLC），達到益生保健作用。杭州娃哈哈集團利用雙歧桿菌B菌和常規酸奶菌種A菌混合發酵研製具有降膽固醇功能的益生菌酸奶，在乳品市場掀起酸奶革命，賦予酸奶更高層次的益生保健作用。 ^[6] 

雙歧桿菌果汁飲料是一種新型的益生菌飲料。果汁是一種容易被大眾接受的功能性飲料，也是纖維素和礦物元素的良好來源，並且可滿足乳糖不耐症患者的需求。也有不同果汁和酸性環境下雙歧桿菌的生存因素研究，主要通過低pH、檸檬酸、蛋白質及膳食纖維幾個因素建立模型研究對雙歧桿菌的影響，以及不同果汁對雙歧桿菌的影響。 ^[6] 

雙歧因子是能夠促進腸道內雙歧桿菌的生長繁殖的有益低聚糖類物質。國內外有關此類功能性低聚糖對雙歧桿菌增殖的研究也取得實質性進展，同時發現菊粉等功能性低聚糖和雙歧桿菌共同作用有降低小鼠體內血脂的作用。此類物質現已廣泛應用於飲料、孕產期食品、兒童食品、老年食品，醫學上也在調節血脂及糖尿病方面做輔助應用治療。隨着人們對雙歧桿菌和功能性低聚糖等雙歧因子的深入研究，其使用範圍也會日益廣泛，使用方法也更多樣化，如有關雙歧因子的合生元應用，它比單獨使用益生菌或益生元更具有優勢，也是發展的趨勢。雙歧桿菌產業化水平尚需提高，制約其產業化應用的主要問題有：a.不耐氧。雙歧桿菌最初作為嚴格厭氧菌被發現，雖然發現有耐氧菌株存在，但在有氧環境下生長狀況受限，增加大批量發酵成本，並且產品中存活率不高，制約其產業化進程；b.雙歧桿菌的活性。雙歧桿菌要發揮其益生菌功效必須達到一定活菌濃度，受制於菌株本身，國內一些產品的雙歧桿菌活菌濃度低，無法達到預期效果；c.產品保藏。活菌片尚不能常温下長時間保藏，亦制約產業化發展，有微膠囊化解決此問題的方法，但仍需繼續深入研究。d.代謝主要產物為醋酸，影響產品風味。所以，耐氧的高活性的能常温長時間保藏且產醋酸量低的優良雙歧桿菌的選育也將是今後研究的一個重點方向。 ^[6]