具有自主知识产权益生菌Lb. casei Zhang的研究

一、Lb. casei Zhang的来源及其生理、生化和益生特性



　　内蒙古农业大学“乳品生物技术与工程”教育部重点实验室在2002-2004年从内蒙地区、蒙古国和新疆地区牧民家庭分别采集了5、21和32份以传统方法制作的自然发酵酸乳样品，共分离鉴定出240株乳杆菌。益生菌L.casei Zhang从240株乳杆菌中筛选而出。



　　L.casei Zhang具有乳杆菌共同的特性，即为革兰氏阳性、过氧化氢酶试验阴性、硝酸盐还原试验阴性、不液化明胶 、无运动性、能在pH4.5的BLB液体培养基中生长发育。L.casei Zhang属同型乳酸发酵乳杆菌， 葡萄糖发酵不产气，经 EMP途径只产生乳酸，且产生L-乳酸。能够利用核糖、葡萄糖、甘露糖、甘露醇、果糖、半乳糖、蔗糖、麦芽糖、蕈糖、山梨醇以及七叶苷、水杨苷和甘露醇产酸，而不从阿拉伯糖、木糖、蜜二糖、棉子糖产酸，不代谢乳糖或弱发酵乳糖，不发酵鼠李糖。进一步经16S rDNA序列分析，表明 L. casei Zhang与L. casei标准菌株ATCC 334的同源性为100%。



　　L.casei Zhang 具有较强抗人工胃液消化能力，在pH值为3.0和pH值为4.0的人工胃液中持续消化3 h后其活菌数量不受影响，人工胃液消化后进入人工肠液消化24 h后，仍保持较高数量的活菌。L.casei Zhang对胆盐具有极强的耐受性，能够耐受介质中胆盐的最大浓度为1.6 g/100 mL。L.casei Zhang在生长过程中可以分解培养介质中的牛磺胆酸钠释放出游离胆酸，对介质中胆固醇的脱除量为74.41 mg/ L，胆固醇降低率为49.61%。用Lb.casei Zhang饲喂高脂血症模型大鼠，可显著降低血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和LDL-C浓度，HDL- C浓度显著升高。研究表明Lb.casei Zhang通过菌体对胆固醇的吸收吸附及减少肝肠循环中的胆酸来达到降血脂的功效。



　　给小鼠灌服L.casei Zhang， L.casei Zhang菌株能够在小鼠肠道内定殖，并对病原菌具有拮抗作用。小鼠灌服L.casei Zhang可以显著增加小鼠血清中IgG含量和肠粘膜SIgA含量，可以显著提高小鼠外周血中CD3+、CD4+、CD8+的比例，优化了CD4+/CD8+比值, 显著上调血清中IFN-γ和IL-12含量，下调IL-1α和TNF-α水平。这些结果说明了L.casei Zhang对小鼠的细胞免疫、体液免疫及肠黏膜局部免疫具有调节功能。动物实验表明 L.casei Zhang对肝癌细胞H22细胞株具有显著的的抑制作用。



　　二、已经完成的L.casei zhang的研究



　　1．Lb. casei Zhang 分离筛选自内蒙古、新疆及蒙古国43份酸马奶样品中240株乳杆菌.



　　2．体外具有良好的抗酸、抗胆盐特性



　　3．体外对Caco-2 具有一定的黏附特性



　　4．在肠道中对病原性大肠杆菌具有拮抗作用(小鼠模型试验)



　　5．体外降胆固醇作用及体内调节血脂作用(大鼠模型试验)



　　6．具有调节细胞免疫、体液免疫及肠黏膜局部免疫功能(小鼠模型试验)



　　7．抗氧化作用(小鼠模型试验)



　　8．Lb. casei Zhang的结构基因组学和功能基因组学的研究



　　9．Lb. casei Zhang 抗性蛋白质组学



　　10．Lb. casei Zhang 高密度培养技术及直投式发酵剂的开发，中试样品中活菌数平均4.01×1011个/g（共计发酵5个批次，30L发酵两次；150L发酵三次）



　　11．开发出了Lb. casei Zhang益生发酵乳制品,包括酸奶，乳饮料、干酪



　　12．利用Lb. casei Zhang开发的微生态饲料已进入工业化生产



　　三、支撑Lb. casei Zhang研究开发的项目



　　■ 益生乳酸菌高效定向筛选与产业化应用关键技术研究(2007-2010), 国家高技术研究发展计划（863计划，N0. 2007AA10Z353）, 张和平,子课题负责人,40万/200 万



　　■ 高活性益生乳酸菌发酵剂制造核心技术研究(2006-2009)，国家高技术研究发展计划（863计划，N0. 2006AA10Z345）, 张和平,主持人，150.0万



　　■ 乳品加工关键设备及材料研究与开发(2006-2010), 国家“十一五”科技支撑计划-奶业发展重大关键技术研究与示范, 张和平,子课题负责人,50万/600万(项目 编号：2006BAD04A00)



　　■ 中国传统发酵乳制品中乳酸菌基因组DNA多态性分析研究(2006-2009),教育部新世纪优秀人才支持计划, 张和平,主持人,50万（项目编号: NCET-06-0269）



　　■ 乳酸菌基因全序列的测定与分析（2006-2008），内蒙古农业大学重大科技创新项目, 张和平,主持人, 50万(项目编号：ND-01)



　　■ 内蒙古传统发酵乳中乳杆菌耐酸性特异蛋白的分离鉴定(2006-2008),国家自然科学基金项目，张和平,主持人,20.0万(项目编号:30560097)



　　■ 干酪乳杆菌益生特性的分子机理及外源基因表达特性的研究（2007-2009），博



　　士后基金项目，主持人，格日勒图，13万



　　■ 益生乳酸菌的筛选及菌益发酵乳开发（2005-2007），内蒙古农业大学-蒙牛乳业乳品生物技术平台合作开发项目，张和平,主持人,20万



　　■ 内蒙古传统乳制品中乳杆菌的益生作用研究（2005—2007），国家自然科学基金项目，主持人，孟和毕力格，18.0万(项目编号:30460009)



　　■ 乳酸菌菌种库的建立及功能性发酵乳制品的开发（2005-2007），内蒙古自治区科技厅虚拟乳业研究院项目，张和平,主持人,80万



　　■ 乳酸菌益生特性研究及菌益发酵乳开发（2005-2007），教育部科学技术研究重点项目，张和平,主持人,2.0万 (项目编号:205028)



　　■ 酸马乳中乳酸菌益生特性研究（2004—2006），教育部春晖计划项目，孙天松，主持人,3.0万（项目编好：Z2004-2-15009）



　　四、有关Lb. casei Zhang已被受理的发明专利



　　1．发明名称：一种干酪乳杆菌及其在改善血脂代谢和免疫调节中的应用



　　申请号： 200610126889.3



　　申请日： 2006年9月8日



　　申请人： 内蒙古农业大学



　　发明人： 张和平 孟和毕力格



　　2．发明名称：一种干酪乳杆菌菌株及其制品在禽类免疫中的应用



　　申请号： 200610127362.2



　　申请日： 2006年9月15日



　　申请人： 内蒙古农业大学



　　发明人： 张和平 孟和毕力格 张七斤



　　3．发明名称：一种干酪乳杆菌（Lactobacillus casei Zhang）在抗氧化作用方面的应用



　　申请号： 200710109474.X



　　申请日： 2007年6月26日



　　申请人： 内蒙古农业大学



　　发明人： 张和平 王俊国 孟和毕力格



　　4．发明名称：一种干酪乳杆菌及其在固态发酵中的应用



　　申请号： 200710118485.4



　　申请日： 2007年7月6日



　　申请人： 内蒙古农业大学



　　发明人： 张和平 高鹏飞 崔景丽 孟和毕力格



　　5．发明名称：一种H+-ATP酶耐酸基因atpA′和包括该基因的干酪乳杆菌



　　申请号： 200710129939.8



　　申请日： 2007年7月20日



　　申请人： 内蒙古农业大学



　　发明人： 张和平 陈霞 孟和毕力格 孟和



　　6．发明名称：一种结合胆盐水解酶基因和包括该基因的干酪乳杆菌



　　申请号： 200710143906.9



　　申请日： 2007年8月13日



　　申请人： 内蒙古农业大学



　　发明人： 张和平 张文羿 陈霞 孟和毕力格 孟和



　　五、相关已发表的文章



　　1.张和平，孟和毕力格，张七斤，托娅，王立平，乌日娜，刘文俊. L.casei Zhang— 一株分离自我国传统发酵酸马乳中的益生菌及其特性（摘要）. 第四届亚洲乳酸菌研讨会暨第三届乳酸菌与健康国际研讨会会议文集，上海，2007，31.



　　2.陈霞，孙志宏，孟和，张和平. Lactobacillus casei Zhang中潜在耐酸基因的确定（摘要）. 第四届亚洲乳酸菌研讨会暨第三届乳酸菌与健康国际研讨会会议文集，上海， 2007，128.



　　3.张文羿，孙志宏，孟和，张和平. 乳酸菌基因组学研究（摘要）. 第四届亚洲乳酸菌研讨会暨第三届乳酸菌与健康国际研讨会会议文集， 上海， 2007，127.



　　4.李妍，高鹏飞，赵文静，张和平. 益生菌Lactobacillus casei Zhang增殖培养基的优化（摘要）. 第四届亚洲乳酸菌研讨会暨第三届乳酸菌与健康国际研讨会会议文集，上海， 2007，113.



　　5.乌日娜，孟和毕力格，孙天松，孙志宏，张和平. 3个不同地区传统酸马奶中乳杆菌分离鉴定的比较（摘要）. 第四届亚洲乳酸菌研讨会暨第三届乳酸菌与健康国际研讨会会议文集，上海， 2007，112-113.



　　6.H.P.Zhang. Traditional Dairy Products for Chinese Minorities（Review）. In： Asian Indigenous Dairy Products. Bulletin of The International Dairy Federation，2007，415：21-26.



　　7.陈霞，孙志宏，张文弈，孟和，张和平（通讯作者）. 酸胁迫对干酪乳杆菌H+-ATP酶基因表达的影响. 微生物学通报，2007，34（3）：478-483.



　　8.孙天松，王俊国，张列兵，孟和毕力格，张和平（通讯作者）. 中国新疆地区酸马奶中乳酸菌生物多样性研究. 微生物学通报，2007，34（3）：451-455.



　　9.张和平（通讯作者），张七斤，任贵强，包秋华. 乳酸杆菌对攻毒小鼠的保护作用和对肠道菌群的影响. 微生物学通报，2007，34（3）：447-451.



　　10.宋新宇，张七斤，张和平，孟和毕力格. 乳酸杆菌DNA 对鸡新城疫油苗和禽流感油苗免疫增强作用的研究，畜牧与饲料科学，2007，1：23-25.



　　11．张和平. 我国具有自主知识产权的乳酸菌资源库的建设及益生菌的筛选. 中国乳制品工业协会第十二次年会论文集，2006年8月，哈尔滨，5-11.



　　12．托娅，苏雅勒玛，张和平（通讯作者）. 乳杆菌L.casei Zhang对小鼠血清中细胞因子水平的影响. 食品科学，2006，27（11）：488-491.



　　13．张和平，孟和毕力格. L.casei Zhang，一株分离自内蒙古传统发酵乳制品-酸马乳中的益生菌. 第三届中国乳业科技大会论文集，2006年7月，北京，282-284.



　　14．张和平（通讯作者），张七斤，孟和毕力格，任贵强. L.casei Zhang对小鼠T淋巴细胞亚群及血清IgG和肠黏膜SIgA的影响. 中国乳品工业，2006，34（10）：4-8.



　　15．徐杰，云月英，张文羿，邵亚东，孟和毕力格，张和平（通讯作者）. 酸马奶中干酪乳杆菌发酵特性的研究. 中国乳品工业，2006，34（7）：23-27.



　　16．张和平（通讯作者），孟和毕力格，王俊国，孙天松，徐杰，王立平，云月英，乌日娜. 分离自内蒙古传统发酵酸马奶中L.casei Zhang潜在益生特性的研究. 中国乳品工业，2006，34（4）：4-10.



　　17．云月英，王立平，陈永福，孟和毕力格，张和平（通讯作者）. 喂饲Lactobacillus casei Zhang对大鼠体内脂质代谢的影响. 微生物学通报，2006，33（3）：60-64.



　　18．张七斤，孙天松，孟和毕力格，任贵强，阿木尔吉日嘎拉，张和平（通讯作者）. 乳酸菌制剂对对鸡新城疫HI抗体效价影响的研究. 中国动物检疫，2006，23（2）：22-24.



　　19．孙天松，孟和毕力格，王俊国，陈永福，赵电波，张和平（通讯作者）. 中国新疆维吾尔自治区酸马奶化学组成分与微生物学分析. 中国乳品工业，2005，33（10）：9-13.



　　20．乌日娜，张和平（通讯作者）， 孟和毕力格. 酸马奶中乳杆菌Lb.casei Zhang和ZL12-1的16S rDNA基因序列及聚类分析. 中国乳品工业，2005，33（6）：4-9.



　　21．王立平，徐杰，云月英，乌日娜，孟和毕力格，张和平（通讯作者）. 蒙古国传统发酵酸马奶中乳杆菌潜在益生特性的研究. 中国乳品工业，2005，33（4）：4-10.



　　22．孟和毕力格、乌日娜、王立平、杨续金、徐杰、董莹、孙志宏、张和平，不同地区酸马奶中乳杆菌的分离及其生物学特性的研究，中国乳品工业，2004，32（11）6-11.



　　六、L. casei Zhang的优势及目前在国内外所处的水平



　　◆ 我国第一个原创性的、具有2000多株乳酸菌的菌种资源库为该项目提供了支撑。



　　◆ 所筛选的益生菌L. casei Zhang来自于几千年食用的自然发酵酸

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