第五節 益生菌細菌素——重要的抗菌劑
細菌素是一類抗菌物質的總稱，與青黴素等抗生素不同，它是由細菌基因編碼，在核糖體上合成的抗菌多肽，結構複雜。大部分細菌素隻對近緣關係的細菌有損害作用。
一、細菌素的種類
按結構、相對分子質量、熱穩定性、抗菌譜等特性，細菌素分為四類。第一類為羊毛硫類細菌素，如乳鏈菌肽（nisin）；第二類為小分子（相對分子質量＜10 000），相對熱穩定、不含羊毛硫類物質且具膜活性的多肽，如片球菌素（pediocin）；第三類為大分子（相對分子質量＞30 000）、熱敏感的蛋白質，如瑞士乳杆菌素J（helveticin J）；第四類為複合細菌素，由糖蛋白或脂蛋白構成。在這四類中，研究和應用最多的是第一類和第二類。在第一類中又分為兩個亞類，在第一亞類中第一個報道的是乳鏈菌肽（1928年），第二個報道的是枯草菌素（subtilin 1951年），第三個報道的是表皮素（epidermin 1991年），之後，每年都發現幾個新的羊毛硫類細菌素，現已發現在十幾個屬的革蘭氏陽性菌中產生這類素。在第二類中也分若幹亞類，其中IIa更吸引人們的關注，它不僅數量大，而且有重要的生物活性和應用價值，如對pediocin PA-1、enterocin A.、sakacin P.、curvacin A.、leucocin A等都做了較深入的研究。
二、細菌素的作用
就目前所知，乳酸菌產生的細菌素不隻是抑製或殺死革蘭氏陽性細菌，有的對革蘭氏陰性細菌甚至絲狀真菌也有效。細菌素對食品防腐和保鮮起重要的作用，對皮膚外傷和口腔疾病也有很好的療效。對分子生物學家來說，通過蛋白質工程對細菌素修飾能開發出不產生耐藥性的藥物。為此各國對它的研究十分重視，從篩選特異性菌種到發酵生產以及分子克隆都做了大量的研究。
除了乳酸菌，國內外對芽孢菌產生的抗菌物質也進行了大量的研究工作，有的已用於生產，在防治植物病蟲害中發揮出重要的作用。總之，生產益生菌產生的抗菌物質可作為一項大產業來大力發展。
第六節 腸道菌群——為開發中草藥做貢獻
幾千年來，中華民族在與疾病的鬥爭中積累了豐富的經驗，通過實踐證明了中藥複方的療效比單方好，複方是中藥的精髓（何祥久 2001），是中藥博大精深的奧妙之所在。然而習慣於化學結構清楚、單一成分的西方人對此很不理解，因此長期以來中草藥不被西方人接受，很難批準在西方國家上市。事實勝於雄辯，中國之所以成為世界人口大國，中草藥立了大功。西方國家在認真思考和實踐之後，正在逐步接受中國的中醫理論，天然中草藥正在西方興起。用現代科學技術闡明中草藥作用的物質基礎和原理，具有重大意義，並會開拓出更多的創新產品。一、中草藥加工
天然中草藥在使用之前要經過煎煮等加工，在口服之後有的還需在酶的作用下進一步加工。中草藥種類多，成分複雜，功能各異，在煎煮過程中可發生某些化學反應，因此一副中草藥單味煎煮和混合煎煮其有效成分的類型和含量不完全相同。例如生脈散由三味藥組成，混合煎煮人參皂苷Rg3和Rg1的含量明顯高於單味煎煮的量，而人參總皂苷的含量低於單位煎煮的量。口服之後的加工主要是體內酶係對相關成分的分解、合成和轉化。有些中草藥隻有經腸道微生物作用後才會產生更多的有效的成分。例如甘草、大黃、葛根、番瀉葉、黑豆、牡丹皮等，經過腸內微生物酶催化後才能產生大的效果。甘草、大黃、黑豆、葛根等經微生物的糖苷酶分解後才能把甙元釋放出來，發揮藥效。甘草的抗過敏作用，大黃、番瀉葉的瀉下作用，在無菌動物體內是無效的，在普通動物體內才有效。
二、中草藥的作用方式
中草藥對機體的作用方式是多種多樣的，除了原有成分的藥理效應外，從微生態角度考慮還有腸道菌群和藥物之間相互作用導致的生態、生理、生化和藥理的變化。藥對菌的作用包括：益生元的作用，促進有益菌的生長繁殖；抑殺作用，抑製或殺死有害菌；消除耐藥因子的作用和其他相關生理活性因子的協同作用。也就是說，有的藥直接作用於機體；有的藥通過對有害菌生長的抑製，對有益菌生長的促進，達到菌群平衡，間接作用於機體；有的中草藥是補益的甘味藥，能補能守，能緩能和，不僅能起到益生元的作用，還能提高機體的免疫功能，從而達到調整陰陽、扶正祛邪的目的。所以中草藥具有“高者抑之，低者舉之，有餘折之，不足補之”的功效（楊景雲 2000）。
三、用微生物發酵中草藥
在體內，消化道給微生物和中草藥提供了相互作用的良好環境，使腸道微生物能對藥物進行各種各樣的代謝活動。首先，腸道有酸性、中性、堿性和兼性厭氧、專性厭氧的“發酵罐”（腸道各段的生理狀態），其次，中草藥有不同類型的發酵底物，除了正常的代謝產物碳水化物如糖類、脂肪、有機酸、含氮的蛋白質、氨基酸以及維生素、纖維素等外，還有次級代謝產物如生物堿、皂甙、黃酮、蒽醌、強心甙、香豆精甙、鞣質、油脂、揮發油、樹脂和色素等。再次，不同類型的微生物具有降解、合成和轉化各類物質的酶係。可見腸道具備了發酵的一切條件：菌種、“發酵罐”和原料。發酵後有效產物可能有量和質的變化，發酵產物對機體可能有益，也可能有害。一般來說，複方中草藥的配製有理論和實踐的根據，所以有害作用較少。
人類在尋找各類藥物的過程中，除了應用天然的中草藥和人工合成化學藥外，還從大自然分離出可產生各類藥物的微生物以及從植物體內分離能產生特異性藥物的內生菌，現在的注意點又轉向了海洋。實際上，今後利用微生物發酵天然中草藥具有極大的潛力。研究的重點應在發酵前後有效成分量的變化，以定量的觀點研究單味藥有效成分在體外發酵後量的變化；發酵前後有效成分質的變化，以定量的觀點研究複方有效成分在體外發酵後有無質的變化和新產物的出現等方麵。
第七節 益生菌——種類繁多的植物內生共生菌