双歧杆菌属概况:形态、生理特征与食品检验意义

2026-06-30 11:53:57
逗点生物
简介

双歧杆菌属概况:形态、生理特征与食品检验意义

双歧杆菌属(Bifidobacterium)是一类重要的肠道有益菌,常见于人和动物肠道、口腔及部分发酵食品中。它们多为革兰氏阳性、无芽胞、无动力、厌氧或偏厌氧杆菌,细胞形态常呈杆状、弯曲状、棒状、分叉状或“Y”形。由于具有调节肠道菌群、参与营养代谢、产生有机酸和抑制部分肠道不良菌生长等作用,双歧杆菌被广泛用于益生菌制剂、发酵乳、婴幼儿相关食品和功能食品中。

原文中“双歧杆菌属包括 24 个种”的说法已过时。随着分子分类学、全基因组测序和菌种命名修订的发展,双歧杆菌属的已知种数早已超过 24 个,并且部分早期名称也发生了分类调整。因此,在科普文章中不建议固定写作“24 个种”,更适合表述为:双歧杆菌属包含多个种和亚种,与人体关系密切的常见种包括青春双歧杆菌、短双歧杆菌、长双歧杆菌、两歧双歧杆菌、链状双歧杆菌、齿双歧杆菌、假链状双歧杆菌以及动物双歧杆菌乳亚种等。

一、双歧杆菌属的分类与常见种

双歧杆菌属属于放线菌门中的高 G+C 含量革兰氏阳性细菌。虽然它们常被归入“益生菌”讨论范围,也能产生乳酸,但严格来说并不属于乳酸杆菌属。其代表种通常为两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum),旧资料中也常写作“双歧双歧杆菌”。

与人体和食品关系较密切的双歧杆菌包括:

中文名称 常用拉丁名 常见来源或应用
两歧双歧杆菌 Bifidobacterium bifidum 人肠道,尤其与婴幼儿肠道相关
长双歧杆菌 Bifidobacterium longum 人肠道,益生菌产品常见
婴儿双歧杆菌 B. longum subsp. infantis 婴幼儿肠道,善于利用人乳低聚糖
短双歧杆菌 Bifidobacterium breve 婴幼儿和成人肠道,益生菌产品常见
青春双歧杆菌 Bifidobacterium adolescentis 成人肠道中较常见
动物双歧杆菌乳亚种 B. animalis subsp. lactis 发酵乳、益生菌粉和乳制品常用
链状双歧杆菌 Bifidobacterium catenulatum 人肠道相关菌群
齿双歧杆菌 Bifidobacterium dentium 口腔和肠道,可与口腔生态有关

需要注意,部分旧称如“婴儿双歧杆菌”在现代分类中常作为长双歧杆菌的亚种处理,即 Bifidobacterium longum subsp. infantis。因此,产品标签、菌种保藏编号、检测报告和研发资料中应尽量使用规范拉丁学名,避免只用旧中文名造成理解偏差。

二、形态与染色特征

双歧杆菌通常为革兰氏阳性杆菌,但形态多变,不像大肠埃希氏菌或沙门氏菌那样呈比较规则的短杆状。显微镜下可见直杆、弯杆、棒状、分叉状、V 形或 Y 形细胞,有时排列成单个、成对、短链或不规则聚集。染色可出现不均匀现象,这是双歧杆菌形态观察中的常见特征。

双歧杆菌无鞭毛、无芽胞,通常无明显荚膜。原文中“无鞭毛,无芽胞,无荚膜”的表述基本可保留。由于双歧杆菌对氧敏感,涂片材料最好来自新鲜厌氧培养物;若菌龄过老或暴露空气时间过长,可能出现菌体变形、染色不均加重或活性下降。

观察项目 典型表现
革兰氏染色 阳性
细胞形态 杆状、弯曲状、棒状、分叉状或 Y 形
芽胞 不形成
鞭毛和动力 无鞭毛,无动力
染色特点 可不均匀染色
氧需求 厌氧或偏厌氧生长

三、培养特性

双歧杆菌对培养条件要求较高,通常需要厌氧环境。常用培养基包括 MRS 培养基、改良 MRS 培养基、双歧杆菌琼脂、TPY 培养基、BL 培养基等。食品检验中,若按双歧杆菌计数或鉴定方法操作,应注意培养基选择、厌氧系统、培养温度和培养时间。

在厌氧血琼脂或适宜的双歧杆菌培养基上,35℃~37℃培养 24 h~72 h 后,双歧杆菌可形成较小、圆形、边缘整齐、表面光滑、灰白色至乳白色、不透明或半透明菌落。部分菌株生长较慢,培养 18 h~24 h 后菌落可能较小,延长培养至 48 h~72 h 更利于观察和计数。

需要注意,双歧杆菌不溶血或溶血不明显;若在血平板上出现明显强溶血菌落,应考虑非目标菌污染。由于乳酸菌、肠球菌、链球菌和部分厌氧革兰阳性杆菌也可能在类似培养条件下生长,不能只凭菌落大小和颜色判定为双歧杆菌。

四、生化反应与代谢特点

双歧杆菌属通常触酶试验阴性,但个别菌株或特殊条件下可能出现弱反应,因此判读应结合培养条件和对照。它们通常可发酵多种糖类,产生乙酸和乳酸,这是双歧杆菌代谢的重要特征。与许多乳酸菌主要产生乳酸不同,双歧杆菌具有典型的“双歧途径”,常产生较多乙酸和一定量乳酸。

以两歧双歧杆菌为例,传统资料中常描述其发酵葡萄糖和乳糖,不发酵甘露醇、阿拉伯糖和淀粉,吲哚阴性,硝酸盐还原阴性。这个描述可作为典型参考,但不能作为所有双歧杆菌种的统一规则。不同种、不同亚种甚至不同菌株之间,糖类利用谱可能存在明显差异。

项目 双歧杆菌属常见表现 说明
触酶 通常阴性 需用新鲜培养物判读
氧化酶 阴性 常规基础鉴别项目
葡萄糖 多数阳性 产酸
乳糖 多数可利用,但种间有差异 与乳制品应用相关
甘露醇 多数阴性或不稳定 不宜作为唯一鉴别项目
吲哚 通常阴性 辅助鉴别
硝酸盐还原 通常阴性 辅助鉴别
主要代谢产物 乙酸、乳酸 乙酸/乳酸比例可作辅助参考

五、与其他厌氧革兰阳性杆菌的鉴别

双歧杆菌在显微形态上容易与乳酸杆菌、丙酸杆菌、真杆菌、放线菌样细菌等混淆。鉴别时不能只看“革兰阳性杆菌”和“厌氧生长”,而要综合形态、触酶、芽胞、动力、培养条件和代谢产物。

菌群 与双歧杆菌的主要区别
乳酸杆菌 多呈较规则杆状,主要产乳酸,分叉形态不如双歧杆菌典型
丙酸杆菌 可产生丙酸,常与皮肤和乳制品发酵相关,生化谱不同
放线菌 常形成更明显分枝菌丝样结构,部分菌落更干燥粗糙
梭菌 多数可形成芽胞,部分有动力,厌氧性更强
肠球菌/链球菌 多为球菌或短链球菌,形态与双歧杆菌不同

在益生菌产品中,最容易出现的问题是把“乳酸菌总数”误认为“双歧杆菌数”。MRS 平板可支持多种乳酸菌和双歧杆菌生长,如果产品中含有乳酸杆菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌等复合菌,普通 MRS 菌落总数不能直接代表双歧杆菌活菌数。此时应使用适合的选择性培养基、抑制剂组合或分子方法进行区分。

六、食品和益生菌产品中的意义

双歧杆菌是人体肠道正常菌群的重要成员之一,尤其在婴幼儿肠道中占有重要地位。它们可利用多种碳水化合物,产生短链有机酸,降低局部 pH,参与维持肠道微生态平衡。部分双歧杆菌还可参与 B 族维生素等代谢过程,并通过竞争黏附位点、竞争营养和产生有机酸等方式抑制部分不良菌生长。

在食品工业中,双歧杆菌主要作为益生菌应用。常见产品包括发酵乳、乳酸菌饮品、益生菌粉、固体饮料、冻干菌粉和婴幼儿相关配方产品。产品质量控制的重点包括菌种真实性、活菌数、耐酸耐胆盐能力、储存稳定性、杂菌控制和标签标示一致性。

需要强调,双歧杆菌“有益”并不意味着所有菌株功能完全相同。益生作用具有明显菌株特异性,同一种名下不同菌株在耐酸、定植、代谢能力、免疫调节和产品稳定性方面可能差异很大。因此,研发和产品宣传中应尽量使用“属—种—亚种—菌株编号”的完整信息。

七、检验和计数注意事项

双歧杆菌检验的核心难点是厌氧培养和选择性区分。样品制备时应尽量减少氧暴露,冻干菌粉应充分分散,稀释和接种过程要快速完成。培养时应使用可靠的厌氧罐、厌氧袋或厌氧工作站,并设置厌氧指示剂确认环境有效。

如果检测食品中的双歧杆菌活菌数,应明确检测对象:是双歧杆菌属计数、特定种计数,还是特定菌株计数。属水平计数可通过选择性培养基和形态生化确认实现;种或菌株水平确认则通常需要生化鉴定、质谱、PCR、测序或菌株特异性方法。对于复合益生菌产品,仅靠平板菌落形态往往不足以区分不同菌种。

检验环节 控制要点
样品处理 减少氧暴露,充分均质或溶散
培养基选择 根据产品菌群组成选择 MRS、改良 MRS 或双歧杆菌选择性培养基
培养条件 35℃~37℃厌氧培养,必要时延长至 72 h
菌落判读 不能仅凭小而白的菌落判定
纯化鉴定 结合革兰氏染色、触酶、生化或分子方法
结果报告 明确报告为 CFU/g、CFU/mL,或具体到属、种、菌株水平

八、关于抗菌药物敏感性的表述应谨慎

原文提到“双歧杆菌对青霉素、杆菌肽、红霉素和克林霉素高度敏感,对卡那霉素、新霉素和萘啶酸耐药”。这类表述不宜作为固定结论直接发布。原因是双歧杆菌的药物敏感性具有种间和菌株间差异,且不同检测方法、培养条件、判定标准会影响结果。对于食品和益生菌产品而言,更重要的是关注菌株安全性评价、可转移耐药基因风险和法规要求,而不是简单列出“敏感或耐药”。

如果用于科研或产品注册,应按规定方法进行抗菌药物敏感性测试,并结合基因组分析判断是否存在可转移耐药基因。普通科普文章中可简化为:双歧杆菌的抗菌药物敏感性具有菌株差异,产品菌株应进行安全性评价,不宜用旧资料中的笼统结论替代实际检测。

结语

双歧杆菌属是人体和动物肠道中重要的有益菌群,也是益生菌食品和微生态制剂中应用广泛的一类细菌。它们通常表现为革兰氏阳性、无芽胞、无动力、厌氧或偏厌氧杆菌,形态多变,可呈分叉状或 Y 形,触酶多为阴性,主要代谢产物为乙酸和乳酸。

原文关于两歧双歧杆菌的形态、厌氧培养、触酶阴性和糖发酵特征具有参考价值,但“双歧杆菌属包括 24 个种”的表述已经过时,抗菌药物敏感性也不宜作为固定结论泛化。对食品检验和益生菌产品质控而言,双歧杆菌检测的关键在于:可靠厌氧培养、合适选择性培养基、准确区分复合菌群,并在必要时通过生化、质谱或分子方法确认菌种和菌株身份。