乳酸菌通过发酵产生的有机酸、特殊酶系、酸菌素等物质具有特殊生理功能。大量研究资料表明，乳酸菌能促进动物生长，调节胃肠道正常菌群、维持微生态平衡，从而改善胃肠道功能、提高食物消化率和生物效价、降低血清胆固醇、控制内毒素、抑制肠道内腐败菌生长、提高机体免疫力等。
促进机体生长
乳酸菌在体内能够正常发挥代谢活性，分解食物中的蛋白质、糖类、合成维生素以及对脂肪。在乳酸菌蛋白酶的作用下，食物中的大分子蛋白质部分降解为宿主可以直接利用的小分子肽和必需氨基酸，显著提高了食物的消化率和生物价，促进胃肠的吸收。经乳酸菌发酵后，食物中的乳糖可被乳酸菌转化成葡萄糖和半乳糖，进而转变为乳酸等小分子化合物，易于消化。部分脂肪可被乳酸菌发酵降解，易于消化并增加其中游离脂肪酸、挥发性脂肪酸的含量。乳酸菌在代谢过程中消耗部分维生素，同时合成叶酸等B族维生素，提高矿物元素的生物活性，进而达到为宿主提供必需营养物质、增强营养代谢、促进其生长的作用。此外，乳酸菌产生的酸性代谢产物可以使肠道环境呈现偏酸性，与一般消化酶的最适pH符合(淀粉酶6.5、糖化酶4.4)，有利于营养素的消化吸收。
维持肠道菌群平衡
动物的整个消化道在正常情况下都寄生有大量的微生物，按照它们的作用可分为三类：①共生性类型，主要是兼性厌氧菌。在生态平衡时，它们的各项生理功能都对宿主有利。②致病性类型，正常情况下数量较少，寄生于正常部位，不致宿主发病；失控时可导致宿主的不良反应。③中间性类型，同时具有生理和致病两种作用。
肠道内微生物群的平衡对机体健康十分重要，而乳酸菌能够调节这种微生态的平衡，保证了宿主正常的生理状态。乳酸菌是肠道常在菌（常生菌），其可改变肠道内环境，抑制有害菌繁殖，调整维持胃肠道菌群的平衡。乳酸菌可通过粘附素与肠粘膜细胞紧密结合，在肠粘膜表面定植占位，成为生理屏障的主要组成部分，从而达到恢复宿主抵抗力，修复肠道菌群屏障、治愈肠道疾病的作用。如果这个屏障遭到抗生素或其他因素的破坏，宿土丧失了对外来菌抵抗力，会使具有耐药性的肠内菌异常增殖而取代优势菌的位置，造成肠道内微生态平衡的失调（占位及屏障作用）。
改善免疫能力
乳酸菌制剂能够增强免疫力表现在两方面：一是影响非特异性免疫应答，增强单核吞噬细胞、多形核白细胞的活力，刺激活性氧、溶酶体酶和单核因子的分泌；二是刺激特异性免疫应答，如加强粘膜表面和血清中IgA、IgM、IgG等免疫球蛋白的水平，加强体液免疫，促进T淋巴细胞和B淋巴细胞的增殖，加强细胞免疫。
乳酸杆菌和双歧杆菌一方面能明显激活巨噬细胞的吞噬作用，另一方面由于它能在肠道定植，相当于天然自动免疫。它们还能刺激腹膜巨噬细胞、诱导产生干扰素、促进细胞分裂、产生抗体及促进细胞免疫等，所以能增强机体的非特异性和特异性免疫反应，提高机体的抗病能力。当异物侵入机体时，免疫细胞被乳酸菌激活，增强了机体对异物产生抗体的作用。Chndra（1984）认为，乳酸菌之所以具有刺激机体产生抗体的作用，是由于菌体通过淋巴结、粘膜刺激淋巴细胞接受刺激的淋巴细胞再通过肠系膜淋巴结（MIN）循环到血流中，并分布全身，从而调节机体的免疫应笞。
抑制有害菌群生长
乳酸菌对一些腐败菌和低温细菌有较好的抑制作用，可用于防治腹泻、下痢、肠炎、便秘和由于肠道功能紊乱引起的多种疾病以及皮肤炎症。其抗菌机制主要体现于以下几个方面：
①产生的乳酸等有机酸能显著降低环境pH值和Eh（氧化还原电位）值，使肠内处于酸性环境，对于致病菌如痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、弯曲杆菌、葡萄球菌等有拮抗作用；
②产生的过氧化氢能够激活牛乳中的“过氧化氢酶-硫氰酸”系统，抑制和杀灭革兰氏阴性菌、过氧化氢酶阳性细菌如假单胞菌属、大肠杆菌类和沙门氏菌属等；
③产生类似细菌素的细小蛋白质或肽类（抗菌肽），如各种乳酸杆菌素和双歧菌素，对葡萄球菌、梭状芽孢杆阔以及沙门氏菌和志贺氏菌有拮抗作用。另外，双歧杆菌等还可将结合的胆酸分解为游离的肌酸，后者对细菌的抑制作用比前者更强。
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