李喚宇，高原，牟光慶，妥彥峰

（大連工業(yè)大學食品學院，遼寧大連116034）

有氧呼吸提供了人類生命所需的能量，是人類不可缺少的生理過程。在此過程中，部分氧氣會轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚匝酰╮eactive oxygen species，ROS）與自由基。正常情況下機體維持氧化—還原平衡，但是當ROS與自由基累積過多，或者機體處于病變狀態(tài)時，這種平衡就會被打破。多余的活性氧與自由基會對蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等生物大分子進行攻擊，從而引發(fā)各類疾病如炎癥、癌癥、動脈粥樣硬化、阿茨海默癥等[1-2]。

乳酸菌在自然界中分布廣泛，大醬、饅頭、酸奶等食品的發(fā)酵過程均有乳酸菌的參與，人類食用乳酸菌的歷悠久；人類和動物腸道中乳桿菌屬、雙歧桿菌屬均是腸道中正常菌群。乳桿菌屬、雙歧桿菌屬的某些菌株被證實具有提高免疫力、降血壓、抗氧化、改善腸道菌群等生理功能[3-4]。

體外試驗、體內(nèi)試驗均指出某些乳桿菌屬、雙歧桿菌屬的乳酸菌具有抗氧化功能[5]。因此，具有抗氧化功能的乳酸菌作為一種有效的天然抗氧化劑，其抗氧化活性日漸成為研究熱點。有多種研究乳酸菌抗氧化活性的評價，乳酸菌發(fā)揮抗氧化活性的機理也被不斷提示。本文擬對研究乳酸菌抗氧化活性的不同方法及乳酸菌發(fā)揮抗氧化活性的機理進行分析。

1 乳酸菌抗氧化活性評價體系

乳酸菌抗氧化活性的測定主要通過對其完整菌體細胞，無細胞提取物、發(fā)酵上清液以及胞外多糖等通過不同的方法進行評價。這些方法包括體外化學評價方法、細胞模型評價方法以及體內(nèi)評價方法等。

1.1 抗氧化活性體外化學評價方法

乳酸菌體外化學抗氧化活性實驗方法，即通過體外化學方法模擬氧化還原反應進行研究，一般包括清除自由基、抑制脂質(zhì)過氧化、螯合金屬離子等方法[5]。Lin等[6]測定出嗜酸乳桿菌ATCC 4356以及長雙歧桿菌ATCC 15708對DPPH自由基清除率為21%～52%，對小鼠血漿脂質(zhì)過氧化抑制率為11%～29%。劉洋等[7]對發(fā)酵乳桿菌、乳酸乳球菌、嗜酸乳桿菌和瑞士乳桿菌抗氧化能力進行比較，其中瑞士乳桿菌的羥自由基清除能力、DPPH自由基清除能力相對較高，乳酸乳球菌和嗜酸乳桿菌清除超氧陰離子能力相對較強，發(fā)酵乳桿菌抗脂質(zhì)過氧化能力為最強。王剛等[8]發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌CCFM8661和干酪乳桿菌CCFM1566還原力分別達到（226.47±4.68）、（212.35±6.45）μmol/L 半胱氨酸當量，對DPPH自由基和羥基自由基清除率均在60%以上，并具有較高的亞鐵離子及銅離子螯合能力。上述研究均未反映這些菌株在攝入機體后的抗氧化活性。

盡管抗氧化體外化學實驗方法具有直接快速、易于比較的特點，對乳酸菌抗氧化性能的評價中起到了重要的作用，但這些化學方法易受外界環(huán)境因素的影響，例如DPPH法易受光照、氧濃度、溶劑類型和反應溫度等條件的影響[9]；氧化自由基吸收能力（oxygen radical absorbance capacity，ORAC）法的熒光指示劑對pH值敏感，測試溫度對測試結(jié)果也有很大影響。每種抗氧化活性測定都有一個特定的目標，這導致其測定目標局限在自身的優(yōu)點上。例如Mu等[10]的研究發(fā)現(xiàn)DPPH自由基清除法與ORAC測試的結(jié)果并沒有很大的關聯(lián)性。

而且采用化學方法測定的某物質(zhì)的抗氧化活性是否反映它在體內(nèi)抗氧化活性受到質(zhì)疑。因而化學抗氧化活性測定法不能全面地反應乳酸菌等菌株的抗氧化活性，更不能反映菌株在機體內(nèi)的抗氧化作用。因此，有必要進一步驗證乳酸菌在攝入機體后的抗氧化活性。

1.2 抗氧化活性細胞模型評價方法

由于動物試驗時間長、成本高的特點，采用人源或動物源細胞系建立抗氧化細胞模型，用來評價物質(zhì)的抗氧化功能，得到研究者的廣泛認可和采用。

Wolfe等[11]報道了一種利用人肝癌細胞系HepG2細胞的細胞抗氧化活性（cellular antioxidant activity，CAA）試驗方法，該方法具有較好的生物相關性，因為考慮到了抗氧化物質(zhì)在細胞內(nèi)的吸收、代謝和分布。自CAA方法于2007年成立以來，它已被廣泛應用和開發(fā)，許多抗氧化劑已經(jīng)使用CAA測定法進行了評估。CAA的原理如圖1所示。

圖1 CAA原理示意圖[11]Fig.1 Schematic diagram of CAA

概括為ABAP會在細胞外以及細胞內(nèi)產(chǎn)生氧自由基，細胞用熒光指示劑處理后，DCFH-DA探針在進入細胞后會分解成DCFH，在細胞內(nèi)會受到氧自由基的影響從而生成具有熒光性的物質(zhì)DCF，可以通過測量細胞的熒光強度判斷細胞的氧化水平；具有抗氧化性質(zhì)的物質(zhì)將會在細胞外及細胞內(nèi)清除氧自由基，阻止氧自由基與DCFH反應，因而減少DCF的產(chǎn)生，降低細胞的熒光強度，并且抗氧化劑的抗氧化效果越強細胞的熒光強度就越低，因此可以通過檢測細胞熒光強度判斷抗氧化劑的抗氧化能力。

Xing等[12]對13種乳桿菌菌株的無細胞懸浮液和菌株懸浮液的抗氧化活性進行測定，結(jié)果表明RAW264.7，Caco-2和EA.hy926細胞系可用作細胞模型來測定乳酸桿菌的細胞抗氧化活性，通過對10株乳酸菌進行DPPH自由基清除測定與細胞模型評價方法對比，發(fā)現(xiàn)CAA可能是檢測乳桿菌菌株抗氧化活性的更好選擇[13]。CAA測定是評估抗氧化活性的良好方法，CAA測定比傳統(tǒng)化學方法更具生物學相關性并且也與體內(nèi)實驗有所不同，因為它比動物和臨床模型更經(jīng)濟和有效。Mu等[10]用一系列方法評價篩選菌株的抗氧化活性，研究結(jié)果表明植物乳桿菌Y44與其他菌株相比具有明顯優(yōu)異的抗氧化活性，通過CAA實驗發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌菌株Y3、Y44和鼠李糖乳桿菌（Lactobacillus rhamnosus GG，LGG） 的 CAA 值分別為 11.10、15.76、8.61 μmol/L槲皮素當量，其中植物乳桿菌Y44表現(xiàn)出顯著高于鼠李糖乳桿菌LGG的CAA值（p＜0.05），說明植物乳桿菌Y44具有高的體外抗氧化能力。

通過使用氧化劑如H2O2或ABAP作用細胞建立細胞氧化損傷模型，使用乳酸菌作用氧化損傷細胞，通過測量細胞的存活率以及細胞內(nèi)相關物質(zhì)如抗氧化酶等物質(zhì)的表達，對乳酸菌的抗氧化效果進行評估。細胞抗氧化實驗反映了抗氧化物質(zhì)在細胞內(nèi)的吸收、代謝和分布等方面，比化學抗氧化方法更具有生物相關性，能更好地預測物質(zhì)在體內(nèi)的抗氧化活性。Seth A等[14]的實驗結(jié)果表明，鼠李糖乳桿菌LGG產(chǎn)生的可溶性蛋白能夠通過加強Caco-2單層細胞中緊密連接蛋白和屏障功能從而減輕過氧化氫對細胞的損傷，從而提高細胞的存活率。Mu等[10]的實驗發(fā)現(xiàn)，在建立的與H2O2組相比，乳酸桿菌菌株Y44預處理過的HT-29細胞在暴露于H2O2的環(huán)境下存活率顯著提高，Bax/Bcl-2比率顯著降低（p＜0.05），Hsp70表達顯著降低，并顯著恢復超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GPx）活性，降低 HT-29細胞的丙二醛（malondialdehyde，MDA）水平（p＜0.05）表明植物乳桿菌 Y44有效保護HT-29細胞免受氧化應激，說明乳桿菌菌株Y44可以有效緩解由H2O2誘導的HT-29細胞凋亡并通過上調(diào)抗氧化酶活性提高HT-29細胞的抗氧化力。

雖然細胞模型評價方法具有諸多優(yōu)點，但是此方法仍舊是一種體外模擬方法，不能確定對宿主整體的影響。細胞模型介質(zhì)中很多對脂溶性植物化學物質(zhì)不相溶，一般都需要用其他試劑過渡，因引入了不必要的干擾物質(zhì)，影響了實驗結(jié)果。

體外細胞培養(yǎng)模式并不能完全代表抗氧化物質(zhì)在生物體內(nèi)的代謝和作用情況，因為不是任何化學物質(zhì)經(jīng)消化后都能被吸收進入人體肝臟細胞或到達上述的有關細胞，所以大部分細胞抗氧化實驗直接用提取物做細胞模型可能與人體的攝入含植物化學物質(zhì)的食物后的實際情況有很大差別，一般先要經(jīng)人體各種消化酶和消化條件降解后，或腸胃細菌酵解后再做細胞模型測試結(jié)果相對可靠，因此細胞抗氧化實驗面臨的最大挑戰(zhàn)就是將結(jié)果與體內(nèi)動物實驗的結(jié)果相聯(lián)系，判斷其是否能預測體內(nèi)實驗的結(jié)果[15]。

1.3 抗氧化活性體內(nèi)研究評價方法

體內(nèi)試驗可以直接、清晰地評判乳酸菌抗氧化能力。這種方法與真實的氧化反應擬合度更高，更加速了乳酸菌抗氧化的研究。體內(nèi)實驗主要是指通過建立動物氧化模型，例如大鼠或小鼠高脂膳食氧化損傷模型等，通過測定待測物對實驗動物血液、器官或組織的生理生化指標如抗氧化酶、MDA等的影響評價抗氧化活性。有研究表明乳酸菌可以通過調(diào)節(jié)體內(nèi)抗氧化基因的表達量，或通過上調(diào)Nrf2信號通路及其下游蛋白HO-1等的表達，從而提高宿主細胞抗氧化酶活性[16]。孟和畢力格等[17]研究結(jié)果表明嗜酸乳桿菌MG2-1能夠顯著提高大鼠肝臟組織中SOD活力和GSH-PX活力，顯著地降低大鼠血液和肝臟組織勻漿中MDA含量（p＜0.05），表明明嗜酸乳桿菌MG2-1具有優(yōu)良的體內(nèi)抗氧化能力。干酪乳桿菌Zhang可以顯著提高大鼠血漿和肝臟中SOD活力和GSH-Px活力，顯著降低MDA含量（p＜0.05），緩解內(nèi)毒素和D-半乳糖引起的大鼠的氧化應激[18]。

雖然動物模型和人體研究是更合適評判乳酸菌抗氧化能力的方法，但試驗成本高，周期長，以及潛在安全風險問題，更適合驗證單一菌株的抗氧化活性而不是篩選，不適合用于乳酸菌抗氧化能力評價的前期試驗。因此，需要更多的研究來比較不同的方法和評估益生菌的抗氧化性能。而結(jié)合化學抗氧化方法和抗氧化細胞模型可以是篩選具有抗氧化活性的乳酸桿菌菌株的有效方法。

1.4 抗氧化活性分子生物學研究評價方法

國內(nèi)外對乳酸菌抗氧化的研究多數(shù)是通過如自由基清除能力，對細胞抗氧化酶系的影響，以及簡單的動物體內(nèi)實驗等測定，不能確定抗氧化作用的主要物質(zhì)。因此研究者們開始利用分子生物學方法對不同物質(zhì)抗氧化作用進行驗證。

WhiB-like家族蛋白質(zhì)是雙歧桿菌普遍存在的蛋白，Averina O V等[19]通過熒光定量聚合酶鏈反應（fluorescence quantitative polymerase chain reaction，F(xiàn)QPCR）法發(fā)現(xiàn)WhiB-like家族蛋白質(zhì)在氧脅迫下大量表達，并且認為其對雙歧桿菌響應氧脅迫起重要作用，因而可以使雙歧桿菌耐受氧脅迫。植物乳桿菌WCFS1、德式乳桿菌保加利亞亞種以及乳酸乳球菌耐受氧脅迫時分解代謝控制蛋白的表達，可以提高其在氧脅迫下存活率[20-22]。

不僅蛋白質(zhì)類物質(zhì)有助于乳酸菌對氧脅迫耐受，某些轉(zhuǎn)錄因子被發(fā)現(xiàn)參與了乳酸菌響應氧脅迫過程。植物乳桿菌CAHU2的維持體內(nèi)銅離子平衡轉(zhuǎn)錄因子CopR缺失突變體對過氧化氫極為敏感，回補突變體顯著提高植物乳桿菌CAHU2在過氧化氫脅迫下的存活率，研究者認為由于轉(zhuǎn)錄因子CopR調(diào)節(jié)細胞內(nèi)銅離子濃度，抑制了Feton反應（芬頓反應），提高了CAHU2對過氧化氫的耐受能力[23]。

研究發(fā)現(xiàn)不同乳酸菌表達有關清除活性氧的酶或者蛋白具有種間差異，由此導致不同乳酸菌表達的不同抗氧化物質(zhì)決定了乳酸菌抗氧化活性的差異[24]。近些年，研究者們利用轉(zhuǎn)錄組學以及蛋白質(zhì)組學方法能對乳酸菌抗氧化的有關基因、蛋白質(zhì)等高通量篩選，具有快速以及全面等優(yōu)勢。通過對轉(zhuǎn)錄組學與蛋白質(zhì)組學綜合應用可以充實現(xiàn)有的蛋白質(zhì)組和遺傳學知識，對乳酸菌抗氧化活性研究進行更深層次的理解。Oberg T S等[25]比較了長乳桿菌NCC2705在不同時間H2O2脅迫下的轉(zhuǎn)錄組表達差異，在暴露于過氧化氫5 min后NCC2705有288個基因表達具有差異；而暴露于過氧化氫60 min后，NCC2705只有114個基因差異表達；其中編碼硫氧還蛋白、硫氧還蛋白還原酶、過氧化物酶、鐵氧化還原蛋白和谷氧還蛋白等抗氧化酶基因表達顯著上調(diào)。Xiao M等[26]研究長雙歧桿菌BBMN86氧脅迫下蛋白質(zhì)組學，經(jīng)過2-DE分離后有51個顯著變化的點；其中包括烷基過氧化物還原酶、吡啶核苷二硫化物還原酶、DNA結(jié)合鐵蛋白、核糖核酸還原酶以及焦磷酸水解酶。

2 乳酸菌抗氧化體系

乳酸菌多為厭氧或兼性厭氧類的細菌。雖然乳酸菌抗氧化體系不全面，但是乳酸菌進化出具有自己獨特的抗氧化體系抑制活性氧對自身的損傷，比如胞內(nèi)各類抗氧化物質(zhì)、氧化還原調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及氧化損傷修復系統(tǒng)[27]。三者相互作用，通過抑制各種ROS和自由基的生成，清除已形成的ROS和自由基等作用，以及保護生物大分子免受氧化損傷及對受損生物大分子的修復。例如硫氧還蛋白基因的表達可提高超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（catalase，CAT）等抗氧化酶的活性，在一定條件下，硫氧還蛋白還可促進氧化型谷胱甘肽[Glutathione（Oxidized），GSSG]向還原型谷胱甘肽（glutathione，GSH）的轉(zhuǎn)變[28]。

2.1 抗氧化酶

乳酸菌細胞內(nèi)抗氧化物質(zhì)多為抗氧化酶類物質(zhì)。當乳酸菌面臨氧脅迫時，其自身會產(chǎn)生一些物質(zhì)如抗氧化酶等將ROS及其代謝產(chǎn)物分解或還原，催化ROS使其生成毒性較低的物質(zhì)。同時ROS與自由基對抗氧化酶也有失活作用，造成酶活力降低。乳酸菌主要抗氧化酶包括超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）等[29]。

2.1.1 超氧化物歧化酶（SOD）

超氧化物歧化酶是一類催化超氧化物進行歧化反應生成H2O2與O2的酶類。發(fā)酵乳桿菌E-3、E-18，短乳桿菌P68，植物乳桿菌L1001等具有良好抗氧化活性的乳酸菌都發(fā)現(xiàn)具有SOD活性[30-31]。通過對SOD異源表達，可以顯著提高長雙歧桿菌NCC2705、干酪乳桿菌以及鼠李糖乳桿菌耐受活性氧能力[32-33]。

2.1.2 過氧化氫酶（CAT）

乳酸菌一直被認為是一類缺乏過氧化氫酶的微生物，直到近年來一些實驗證明了某些小球菌屬、腸球菌屬、乳桿菌屬和明串珠菌屬菌株中存在編碼過氧化氫酶基因或表達過氧化氫酶活性。過氧化氧酶一般可以分為2類，主要的區(qū)別在于催化氧化還原反應所需要的輔助因子不同，輔助因子即血紅素鐵和非血紅素錳。由于這些乳酸菌由于缺乏亞鐵血紅素合成能力，所以只有在添加外源血紅素的情況下才具有過氧化氫酶的活性[34]。Yousten等[35]通過比對CAT活性不同的植物乳桿菌在有氧、厭氧條件下生長情況，發(fā)現(xiàn)過氧化氫酶可以減少氧氣對乳酸菌產(chǎn)生的潛在損傷。Hayashi等[36]發(fā)現(xiàn)星狀雙歧桿菌編碼一個氧誘導血紅素依賴型過氧化氫酶，可以提高其對氧脅迫的耐受。Kono等[37]在植物乳桿菌中發(fā)現(xiàn)并分離純化出了一種不依賴于亞鐵血紅素的假性過氧化氫酶，隨后克隆出了它的基因，這種酶被命名為MnKat，，它是種含錳離子過氧化氫酶[38]。通過對過氧化氫酶異源超量表達，不僅能提高乳酸菌耐受氧脅迫能力，并且有效提高該菌株緩解小鼠腸炎功能[39]。

當乳酸菌只存在單一種類的抗氧化酶時，表現(xiàn)出的抗氧化能力是有限的，抗氧化酶之間的保護作用是相互影響相互促進的，進而發(fā)揮高效的抗氧化作用。Zuo等[40]研究表明，長雙歧桿菌氧耐受能力在CAT與SOD共同作用時明顯提高。

2.2 氧化還原調(diào)控系統(tǒng)

雖然乳酸菌表達抗氧化物質(zhì)具有種間差異，其中最主要的氧化還原調(diào)控系統(tǒng)包括谷胱甘肽（Glutathione）系統(tǒng)、硫氧還蛋白（Thioredoxin）系統(tǒng)和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NADH）氧化酶/NADH 過氧化酶系統(tǒng)[27]。氧化還原調(diào)控系統(tǒng)可以相互合作清除活性氧與自由基，同時使抗氧化酶恢復活性，持續(xù)保護機體免受氧化損傷。

2.2.1 谷胱甘肽（glutathione）系統(tǒng)

谷胱甘肽系統(tǒng)由谷胱甘肽（glutathione，GSH）、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）以及谷胱甘肽還原酶（glutathione reductase，GR）組成。GSH-Px以還原型谷胱甘肽為底物催化過氧化物分解，同時生成沒有抗氧化活性的氧化型谷胱甘肽；氧化型谷胱甘肽被GR還原為還原型谷胱甘肽，繼續(xù)作為GSH-Px底物分解過氧化物。發(fā)酵乳桿菌ME-3被發(fā)現(xiàn)具有GSH、GSH-Px以及GR的完整谷胱甘肽系統(tǒng)，其有助于ME-3耐受氧脅迫以及活性氧脅迫[41]。Wang T等[42]構(gòu)建了嗜熱鏈球菌SDMCC18編碼GSH的gshF缺失突變體，發(fā)現(xiàn)突變體在氧脅迫以及過氧化氫脅迫下存活率顯著降低；當外源添加GSH后，突變體在氧脅迫以及過氧化氫脅迫下存活率顯著提高。GSH是一種非蛋白硫醇化合物，存在于大多數(shù)的乳酸菌中。GSH的前體半胱氨酸、γ-谷氨酰半胱氨酸也具有抵抗氧脅迫的作用[43]。乳酸菌細胞中硫氧還蛋白基因的表達可提高超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）等抗氧化酶的活性[44]。

2.2.2 硫氧還蛋白（thioredoxin）系統(tǒng)

硫氧還蛋白系統(tǒng)由硫氧還蛋白（thioredoxin，Trx），硫氧還蛋白還原酶（TrxR）和還原型輔酶（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）組成，是一類抗氧化應激的關鍵調(diào)控系統(tǒng)。Trx是一類催化氧化還原的小分子多肽，具有高度保守的序列，其調(diào)節(jié)氧化還原反應的位點是Cys-Gly-Pro-Cys[45]。硫氧還原蛋白系統(tǒng)主要有以下作用：直接傳遞電子給抗氧化酶，加快抗氧化酶清除自由基或活性氧的速率；還原被氧化損傷的蛋白質(zhì)類以及核酸，還原二硫鍵，恢復抗氧化酶的活性；調(diào)節(jié)對氧化還原敏感的轉(zhuǎn)錄因子活性[46-47]。Serrano等[48]從植物乳桿菌WCFS1中鑒定出了編碼TrxR的基因trxB1，發(fā)現(xiàn)在植物乳桿菌中異源超量表達TrxR可很好地提高其耐受氧化應激性的能力。

2.2.3 NADH氧化酶/NADH過氧化酶系統(tǒng)

NADH氧化酶可以通過NADH排除乳酸菌細胞內(nèi)的氧分子，產(chǎn)生H2O2或H2O。因此NADH氧化酶可以分為兩類：NADH-H2O2氧化酶或是NADH-H2O氧化酶。NADH-H2O2氧化酶可直接將H2O2還原為水，但這種酶在氧化脅迫時降解過氧化氫的效率較低，只是作為一種協(xié)同的氧化防御機制[49]。J?nsc等[50]構(gòu)建了舊金山乳桿菌NADH氧化酶缺失突變體，該突變體對活性氧敏感，生長受到顯著抑制。Kang T S等[51]研究發(fā)現(xiàn)NADH氧化酶/NADH過氧化酶系統(tǒng)可以使乳桿菌PM1在能量代謝直接使用氧分子，生成額外腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）為自身供能。發(fā)現(xiàn)兩歧雙歧桿菌中表達b型乳清酸脫氫酶可以起到NADH-H2O2氧化酶作用[52]。

2.3 氧化損傷修復系統(tǒng)

機體不能完全抵御活性氧與自由基攻擊時，會造成蛋白質(zhì)、核酸、生物膜和脂類等破壞性的損壞，其中以蛋白質(zhì)氧化損傷和DNA氧化損傷為主。氧化損傷修復系統(tǒng)被認為是抗氧化應激的最終機制[53]。RecA蛋白是一種普遍存在于細菌中的蛋白質(zhì)，在氧化損傷修復系統(tǒng)中起到修復損傷DNA作用[54]。Duwat等[55]研究發(fā)現(xiàn)乳酸乳球菌中RecA蛋白參與了響應氧化應激與熱休克反應，修復受損傷的DNA，以使其發(fā)揮正常的遺傳信息載體。瑞士乳桿菌CNBL1156在紫外線輻射和氧化應激條件下能激活uvrA基因，修復受損蛋白質(zhì)或DNA，提高菌株耐受氧脅迫能力[56]。

表1 乳酸菌抗氧化功能研究進展Table 1 Research progress on antioxidant function of lactic acid bacteria

3 研究進展及存在問題

大量文獻報道了乳桿菌菌株的抗氧化潛力，但由于使用不同的方法測試抗氧化活性，結(jié)果以各種單位表示，這使得不同乳酸菌菌株之間的抗氧化性能難以比較。乳桿菌菌株能夠以不同方式表現(xiàn)出抗氧化活性，同一株菌在不同抗氧化試驗方法中體現(xiàn)出的異同點應加以分析，明確菌株發(fā)揮作用的生物大分子，明確現(xiàn)象背后的機制。Xing等[13]的實驗結(jié)果表明DPPH自由基清除率測定與CAA細胞模型評價方法對比，發(fā)現(xiàn)CAA實驗更加適合檢測乳桿菌菌株抗氧化活性。Mu等[10]通過大量的實驗發(fā)現(xiàn)不同的抗氧化測定方法實驗結(jié)果相互關聯(lián)性是不同的，通過對比抗氧化化學方法與抗氧化細胞實驗方法之間的關聯(lián)性，發(fā)現(xiàn)羥自由基清除實驗和ORAC實驗與細胞過氧化氫氧化損傷模型的關聯(lián)性強。

續(xù)表1 乳酸菌抗氧化功能研究進展Continue table 1 Research progress on antioxidant function of lactic acid bacteria

隨著越來越多的抗氧化物質(zhì)在乳酸菌中被發(fā)現(xiàn)，這些抗氧化物質(zhì)作用機制分別是什么以及各種抗氧化物質(zhì)之間相關性等問題有待進一步解決，而且乳酸菌對宿主保護作用也是其抗氧化活性重要的一部分。生物體內(nèi)自由基的種類、產(chǎn)生機理、產(chǎn)生部位及所作用的靶點不同，相對應的抗氧化劑的抗氧化機理就不同。乳酸菌因其自身表達抗氧化物質(zhì)不同，抗氧化活性不盡相同。因此，對同一菌株應系統(tǒng)地研究其抗氧化效果，并確定發(fā)揮作用的生物大分子，深入探討相應抗氧化機制，全面體現(xiàn)生物學意義。人體與動物的生理活動以及新陳代謝不同，因此評價乳酸菌對人體的抗氧化活性需要臨床實驗驗證[75]。人體實驗具有局限性和復雜性，并且研究具有一定的風險安全問題，研究周期長，因此目前關于乳酸菌抗氧化活性的臨床研究較少。乳酸菌定植在人體腸道，從而影響人體的消化、吸收、代謝等生理活動。因此，評價乳酸菌抗氧化活性對人體的作用是一項復雜的工程，需要建立一套全面且標準的評價體系。

4 展望

乳酸菌是食品工業(yè)中重要微生物，在肉制品、乳制品、果蔬以及飲料市場上具有廣闊的應用前景。氧化應激與人們的生活息息相關，氧化可以導致多種疾病的發(fā)生，例如癌癥、炎癥和衰老等，因此抗氧化劑越來越受到人們的青睞，而具有良好抗氧化功能的乳酸菌是天然的抗氧化劑。篩選具有抗氧化活性的乳酸菌將作為發(fā)酵工業(yè)的發(fā)酵菌種，對提高食品品質(zhì)具有重要意義。抗氧化的評價方法有許多，不同的抗氧化評價方法側(cè)重點和機理不同，適用于評價乳酸菌抗氧化性能的方法有很多限制，因此，建立一套全面且標準的評價乳酸菌抗氧化活性體系是目前急需解決的問題?？焖贉蚀_的篩選具有抗氧化活性的乳酸菌，是有效研究抗氧化功能乳酸菌的基礎，對乳酸菌在抗氧化市場的應用具有重要意義。