细菌素——益生菌的有力武器

  益生菌是指“给予一定数量后能够对机体产生有益作用的活的微生物”。益生菌可发挥多种益生功能，如抑制致病菌、增强肠道屏障、调节肠道菌群、促进消化吸收、合成活性代谢产物和调节机体免疫等。目前使用的益生菌主要为乳酸菌(如乳杆菌和双歧杆菌)等，它们大多来源于肠道或发酵食品。益生菌可产生多种活性代谢产物，如短链脂肪酸、过氧化氢、共轭亚油酸、低聚果糖和细菌素等以发挥其益生作用。其中细菌素(bacteriocin)是细菌在代谢过程中，通过核糖体合成的有抑菌活性的小肽，其抑菌活性强，安全无毒，是益生菌产生的重要活性代谢产物。

  细菌素对益生菌发挥益生作用的贡献主要表现在抑制肠道致病菌生长、帮助益生菌在肠道中存活并定殖、调节肠道菌群平衡等。而细菌素本身也具有抗感染、抗肿瘤和免疫调节等多种生物活性，同时它们具有独特的抑菌机制，不易引起耐药性，是人们用来改造成为新型药物的理想材料。

  细菌素对致病菌具有良好的抑制作用，使其有机会成为抗生素的替代品。研究表明，Ⅰ类细菌素中的nisin，planosporicin， Pep5，epidermin，gallidermin， mutacin B-Ny266，lacticin 3147和actagardine等对肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌(包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、万古霉素耐药肠球菌(VRE)和艰难梭菌等临床重要病原菌具有显著的体外抗菌活性。Ⅱ类细菌素对单增李斯特菌及其他革兰氏阳性菌也有很好的抑菌效果。有些细菌素的抑菌谱较窄，仅能抑制一些特异的致病菌，这使其不易产生副作用(表1)。

  表1 细菌素的应用

  细菌素抑菌的作用机制可以概括为与靶细胞的细胞膜结合形成孔洞，使细胞质外流，造成细胞死亡。抗生素具有很宽的抑菌谱，在抑制病原菌的同时，也会破坏人体的肠道微生物菌群。越来越多的研究表明，人体的肠道微生物菌群对人体健康尤为重要。而细菌素不像抗生素具有很宽的抑菌谱，因此在抑制病原菌的生长时，不会对人体的肠道微生物菌群产生破坏。

  人体中的微生物数量庞大，种类繁多，微生物为了能在人体内占有一席之地，就需要侵占其他微生物原有的生态位或抵御其他微生物的入侵。而细菌素这一武器，可以让产生菌在定殖时发挥优势。有研究表明Blautia producta可产生一种羊毛硫细菌素，有助于其定殖肠道，减少肠道中的耐万古霉素粪肠球菌。

  细菌素除了在人体内能发挥作用，在食品的防腐也有很大的贡献。不仅可以单独使用细菌素防止食品腐败，也已将细菌素与其他技术一起使用，发挥更大的功效。细菌素可以与海藻酸钙、明胶、纤维素聚乙烯等材料同时使用，制成生物活性包装，将细菌素固定在包装塑料薄膜或涂层中，以保护食品免受外部污染。细菌素和纳米技术的结合也成为提高细菌素抗菌谱和效率的一种很有前途的策略。除了以上提到的细菌素在食品中的应用，在下表中还列出了一些细菌素的应用。