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食品釀造微生態與人體消化道微生態規律性研究摘
摘 要：食品釀造普遍存在著“固－液－氣的
2 相變、菌種到種群到群落的生態演替、物系－菌系－酶系的相互關聯、好氧→微氧→厭氧的代謝過程、體系溫度前緩→中挺→后緩落有序變化”等“五法則三層次”規律，人體消化道內的食品發酵也存在著類似的規律性。通過比較分析，可深化人體消化道微生態規律性研究，同時，人體消化道微生態平衡理論可為深入研究食品釀造微生態自愈力提供科學參考。
關鍵詞：微生態；規律性
2 人體消化道微生態特征
2.2 人體消化道微生態中的“物系－菌系－酶系”相互關聯
2.2.3 菌系和酶系動態地影響物系
消化道微生態對保持人體生理健康發揮著重要的作用。
①屏障作用。雙歧桿菌與腸粘膜密切結合，占據腸粘膜表面，形成完整的生物學屏障，致使有害細菌及病毒進入腸道后無法定植；
②營養作用。雙歧桿菌、乳酸桿菌等能合成多種人體生長發育必需的維生素，如B族維生素（其中雙歧桿菌產生的維生素B1為人體不能合成的必需元素之一），維生素K，煙酸、泛酸等，還能利用蛋白質殘渣合成非必需氨基酸，如天門冬氨酸、丙氨酸、纈氨酸和蘇氨酸等，并參與糖類和蛋白質的代謝，同時還能促進鐵、鎂、鋅等礦物元素的吸收。消化道微生物發酵產生的短鏈脂肪酸（SCFAs）中丁酸尤為重要，它可以作為結腸上皮細胞新陳代謝的能源；
③消化作用。正常菌群可產生分解糖、脂肪、蛋白質和纖維素等營養物質的消化酶，從而促進其分解為小分子物質，有利于機體吸收。比如雙歧桿菌和乳酸桿菌等益生菌可利用本身所特有的一些酶類（如半乳糖苷酶等）來補充宿主在消化酶上的不足，幫助分解消化道內未被充分水解吸收的營養物質。腸道微生物還可以明顯的促進亞油酸的吸收，促進膽固醇向類固醇的轉化；
④代謝作用。微生物菌群的代謝產物作為信號分子影響宿主的代謝。胃腸道菌群通過細菌酶的化學反應對外源性及內源性的物質進行代謝。細菌的β葡萄糖醛酸酶、硫化酶對許多化合物的肝腸循環起重要作用。膽紅素、膽汁酸、雌激素、膽固醇等的肝腸循環中,胃腸道微生物參與了其大部分過程；
⑤免疫作用。正常菌促進免疫器官的發育成熟。在無菌動物的胃腸黏膜上，淋巴細胞較少并且血液中免疫球蛋白的濃度較低，但把無菌動物暴露于普通條 件下，淋巴細胞的數目迅速增長，血清中免疫球蛋白的濃度上升。實驗也發現雙歧桿菌能激活機體的吞噬活性，促進特異性和非特異性抗體的產生。乳酸桿菌促進輔助性T細胞的發育，誘導產生多種細胞因子預防IgE 介導的過敏反應。
當胃腸道微生態遭受破壞發生改變時，人體健康狀況也發生變化，如發生維生素缺乏癥、內毒素血癥、肥胖、癌癥等。
2.2.4 消化道微生物產生多種酶類參與宿主的生理功能
正常菌群可產生分解糖、脂肪、蛋白質和纖維素等營養物質的消化酶，補充宿主消化酶的不足。如雙歧桿菌具有磷蛋白磷酸酶，能分解奶中的α－酪蛋白，提高蛋白消化率。消化道微生物群落還能產生NH4+同化相關的谷氨酸脫氫酶、谷氨酸合酶、谷酰氨合成酶等。細菌的β葡萄糖醛酸酶、硫化酶對許多化合物的肝腸循環起重要作用。
2.3 人體消化道微生物生長定植過程中的“菌種－種群－群落”規律
研究表明，嬰兒出生時處于無菌狀態，在出生后幾天之內，微生物總數就超過嬰兒體細胞的總數。微生物進入人體并定植于不同部位的方式目前尚不清楚。
2.3.1 微生物菌種
消化道內菌種可以分為三種類型：
①共生性細菌是主要菌群（>90%），宿主終生攜帶，主要為專性厭氧菌，包括球菌、丙酸菌、乳酸菌及雙歧桿菌等。
②機會性細菌約占10%，與宿主共棲，包括無病原性的大腸埃希菌、鏈球菌及腸球菌等。
③致病性細菌含量極少（<0.01%），是致病性菌群，包括梭菌、葡萄球菌、假單胞菌、病原性大腸埃希菌、弧菌及部分真菌。
消化道內的微生物具有定位、定性、定量的特征。
①定位指同一種群，在原位是原籍菌，在異位就是外籍菌。原籍菌與外籍菌在生物學上是相同的，但在生態學是不同的。原籍菌在原籍是有益的，如果脫離了原籍，轉移到外籍，變成了外籍菌就可能是有害的。如同是大腸埃希菌，也有定居在腸道和定居在尿道之分。定居在腸道沒有尿素酶，定居在尿道的就有尿素酶。
②定性是指微生物群落中的分離與鑒定，就是確定種群的種類。定性檢查應包括微生物群落中的所有成員如原蟲、細菌、真菌、支原體、衣原體、立克次體、螺旋體等。
③定量是指對生境內的總菌數和各種群的活菌數的定量檢查。在呼吸道查到少量大腸埃希菌并不足為奇，但如果占優勢就會引起宿主發病。在腸道，厭氧菌應占絕對優勢。如果這個優勢下降或消失，就會導致微生態平衡的破壞。
2.3.2 微生物種群
微生物一旦進入體內，且未被免疫系統清除，就開始在人體不同部位形成菌群。微生物菌群既有生理性組合，也有病理性組合，生理性組合的腸道菌群對機體是有益的，而病理性組合的腸道菌群對機體則是有害的。
人類口腔中棲息著 5 個門的細菌和1個門古菌，共約700種，種類上接近大腸；食道粘膜上可檢測到6個門的95種細菌；胃粘膜上可檢測到8個門128種細菌；大腸腸道中棲息著800多種微生物，包括9個門的細菌和1個門古菌。優勢菌群的不同反應或影響著人體的健康狀態。
人體消化道內的微生物在出生時具有相似性，在生長的自然和人工因素影響下，不同時段和地域會出現差異性。并在人體內發生、發展和消亡。
人體腸道菌群的生理性演替過程如圖一。
2.3.3 微生物群落
進入胃腸道的微生物菌群有可能提供一個支持系統，以便其他種類的微生物得以加入，由此整個系統逐漸復雜化，最終形成一個極其復雜的微生態群落系統。消化道微生物群落中菌群的構成受飲食、環境和地域分布、抗生素應用、宿主年齡以及健康狀態的影響。生活在共同空間部位的微生物群落以共生、競爭、拮抗、抑制等多種形式相互作用，生活中可以通過人為因素的干預優化消化道內有益微生物的生長、繁殖、代謝，保證人體營養物質的安全、健康、優質，同時抑制有害菌的生長，共同維持著消化道微生態的動態穩定，保證人體的安全、健康。
2.4 人體消化道微生態的溫度特征
人類消化道中各部位的數量大、種類穩定的有益微生物，被稱為消化道正常菌群，它們在消化道內長期進化的過程中形成了與宿主在不同發育階段的動態生理性結合，即微生態平衡。人體消化道中的微生物具有定位分布和定性、定量的特征，其分布是特定的，即在特定部位是具有相應菌群的優勢性。因而人體在正常狀態下，其消化系統的溫度具有衡定性。
2.5 人體消化道微生物群落分布與氧含量密切相關
從口腔到直腸，人體消化道長達8～10米，且兩頭開放與外環境相通，整個消化道系統的含氧量隨著位置的不同有所不同，有明顯好氧－微氧－厭氧的變化，如口腔至胃部，主要為好氧環境；胃部至小腸，有一定氧氣存在；小腸末端到結腸，則為嚴格的無氧環境。
消化道微生態中微生物的組成和分布受含氧量的影響很明顯。口腔進入胃，主要是革蘭氏陽性需氧菌，小腸部位主要是大腸桿菌和厭氧菌（類桿菌屬梭狀芽胞桿菌屬、乳酸菌），雙歧桿菌是典型的厭氧菌，只能在人的小腸末端及大腸內生存，在空氣中保存困難，容易失活。在小腸末端，除了乳酸菌，尤其是雙歧桿菌的數量級增長外，其他一些革蘭陽性兼性氧菌如大腸菌科的細菌以及專性厭氧菌群，如擬桿菌和梭桿菌也開始出現，甚至在回盲部之前嚴格厭氧微生物已開始出現，此后（即在盲腸之后）嚴格厭氧的微生物在數量上超出兼性厭氧的微生物100～1000倍。
糞腸球菌是兼性厭氧菌，無論有、無氧均能生長，因此糞腸球菌在整個人體腸區均有分布，而產氣莢膜梭菌、脆弱擬桿菌、雙歧桿菌是絕對厭氧菌，在腸區的分布受到限制。
2.6 人體微生態具有自我調節和自我修復功能，同時也可人為優化系統免疫力和自愈力
2.6.1 人體微生態的自我調節和修復
人體具有免疫功能和自我修復功能（就象身體里自帶神醫）。免疫功能是指生物體對抗原物質免疫應答的能力，是機體識別“自身”與“非己”抗原，對自身抗原形成天然免疫耐受，對“非己”抗原產生排斥作用的一種生理功能。通過免疫能識別自體和異體物質，也就是說，如果有細菌、病毒等外物進入人體，免疫系統馬上就能發現，把異物排除或消滅，同時重新生長被損壞的組織。
醫學上將免疫劃分為非特異性免疫和特異性免疫兩種。非特異性免疫是人類在漫長進化中逐漸建立起來的天然防御功能，即沒有針對性的免疫，對多種病原體有效，在防止病原微生物入侵、保障機體正常生理活動方面起著非常重要的作用，它的另一道防線，是吞噬細胞和體液中的其他殺菌物質；特異性免疫則是個體后天產生，只針對某種特定病原體或異物起作用，主要由免疫器官和免疫細胞協同作用而完成，其中免疫器官包括胸腺、脾臟、淋巴結等，免疫細胞中，最重要的要屬淋巴細胞。比如：我們身體表面的皮膚不斷在剝落，新的皮膚也不斷在底層下生長；整個腸道內層每天都在剝落和重生；人體內最大的器官，也是最活躍的器官之一 ——肝臟，它的再生能力更是令人驚嘆；通過打預防針，把菌苗、疫苗等減毒的細菌或產物注入人體，使人體可以獲得相應的抗體，從而具有了抵抗該種病原微生物感染的能力。
2.6.2 提高消化道的免疫力促進微生態平衡
作為人體內最重要的微生態系統，從胚胎分化起就開始了免疫功能的培植，在細胞分化、發育過程中重排和拼接在一起，形成各種免疫細胞膜分子，如T 、 B 細胞抗原識別受體（TCR / BCR）、主要組織相容性抗原、白細胞分化抗原(CD) 、促分裂素受體、細胞因子受體、免疫球蛋白受體，以及其它受體和分子。通過細胞生長初期，從源頭上提供機體細胞所需的各種營養物質，促進具有免疫功能的器官（如胸腺、扁桃腺、脾臟、淋巴、盲腸等）的健康生長，清除體內各種垃圾、抵御疾病發生，同時促進體內有益微生物（如雙歧桿菌等）的生長而抵制有害菌（如各種致病菌）的生長，促進微生態的平衡，保護人體健康。這就是母親在懷孕期間的身體健康狀況、營養物質吸收、心情波動、藥物使用情況等都將影響新生兒免疫功能的形成和強弱，也就是常說的先天體質的強弱。
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