综述：乳酸菌对食物、健康及环境的影响：造福后世的超级细菌

这篇综述系统阐述了乳酸菌（LAB）的代谢特性（同型/异型发酵）、多样性及其在肠道健康（益生菌）、癌症预防（抗致癌剂）、食品工业（生物防腐剂、病原体抑制剂）等多领域的应用，涵盖乳杆菌属（Lactobacillus）、双歧杆菌属（Bifidobacterium）等关键菌属，同时探讨了其在食品安全、宿主生理调控中的潜力及产业化挑战。

　　

乳酸菌的生物学特性与代谢多样性

乳酸菌（LAB）是一类革兰氏阳性、不产孢、非呼吸作用的球菌或杆菌，其核心代谢途径为碳水化合物发酵产乳酸。根据代谢产物差异，可分为同型发酵（Homofermentative）和异型发酵（Heterofermentative）两类。前者如乳球菌属（Lactococcus）能将90%以上糖类转化为乳酸，后者如明串珠菌属（Leuconostoc）则产生乳酸、乙醇和CO₂等混合产物。这类微生物对低pH值和厌氧环境的高度适应性，使其在自然生态和食品发酵中占据独特地位。

健康应用：从肠道到抗癌

LAB的益生功能主要体现在肠道菌群调控。乳杆菌属和双歧杆菌属（Bifidobacterium）可通过竞争性排斥病原体、增强肠屏障功能及调节免疫（如IL-10分泌）改善宿主健康。动物模型显示，特定菌株如Lactobacillus casei Shirota能抑制结肠癌细胞增殖，其机制可能与短链脂肪酸（SCFAs）介导的组蛋白去乙酰化酶抑制有关。此外，LAB发酵产物如细菌素（Bacteriocins）对幽门螺杆菌等致病菌表现出显著拮抗作用。

食品工业中的多功能角色

在食品领域，LAB兼具“加工者”与“守护者”双重身份：

• 发酵工程：酸奶、泡菜等传统发酵食品依赖LAB的酸化与风味物质（如乙醛、双乙酰）合成；
• 生物防腐：片球菌素（Pediocin）等细菌素可替代化学防腐剂，抑制李斯特菌（Listeria）等食源性病原体；
• 营养强化：发酵降解植酸等抗营养素，提升谷物中矿物质生物利用度。

挑战与未来方向

尽管LAB应用广泛，其产业化仍面临菌株稳定性、宿主特异性响应差异及消费者对活菌制剂的接受度等问题。基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）有望定向优化菌株性能，但伦理与法规框架尚待完善。

（注：全文严格基于原文内容缩编，未添加非文献支持信息）