乳酸菌是一类能从可发酵性碳水化合物产生大量乳酸的革兰氏阳性细菌的通称。它们在人、动物体内及人类环境中是一类重要的微生物。一些定居在嘴、鼻黏膜中，一些定居在消化道、肠道（双歧菌、肠球菌和一些乳杆菌）和阴道黏膜中（一些特殊的乳杆菌）。在这些生境小区里，它们中大多数不仅不致病，相反还有益于健康，可以抑制一些腐败菌和病原菌，从而维持体内这些小生境尤其是肠道内正常的微生态平衡。同时。乳酸菌也是一类重要的工业微生物，广泛应用于轻工业、医药业、食品工业、发酵工业和饲料工业上。目前已知乳酸菌生化功能特性的作用机理，除了定植、主要代谢产物（乳酸等）改善肠道内环境、有效酶活力外，一些次生代谢产物，如细菌素、胞外多糖（exopolysaccharide，EPS）、SOD等也发挥主要作用。
1 乳酸菌素
1.1 细菌素
细菌素是细菌代谢过程中合成并分泌到环境中的一类对同种的或亲缘关系较近的种有抑制作用的杀菌蛋白或多肽物质。当然，随着研究的进展，已发现了一些对食品腐败微生物和病原微生物具有广谱抑菌活性的细菌素。
细菌素既可自发产生，也可诱发产生，除少数特例外，大多数细菌素的编码基因组位于质粒上，这些细菌素的释放需要三个条件：①细菌素的表达；②细菌素释放蛋白的存在；③该细菌细胞外层膜上具有抗去污剂的磷酸酯酶A的存在。细菌素的作用具有特异性，其对敏感细胞的致死作用是吸附到细胞表面特异性的受体上，随后引起敏感细胞在代谢、生物学和形态上的改变，最终导致死亡。而且越来越多的证据表明，尽管归属不同的属，绝大多数细菌产生的细菌素也有与此相同的特点。
1.2 乳酸菌素的分类
已经从各种乳酸菌的产物中分离到上百种细菌素，根据其特点，可以分为以下四类：Ⅰ类，羊毛硫类抗生素；Ⅱ类，热稳定性小分子肽；Ⅲ类，热不稳定性大分子肽；Ⅳ类，蛋白复合体，其作用的挥发需要与特定的碳水化合物或脂类结合。大多数新发现的细菌素均属于Ⅱ类，具有分子量小（30～100氨基酸残基）、热稳定、通常不经过转录后修饰等特点。尽管大部分产生细菌素的细菌仅产生一种细菌素，相当多的乳酸菌能产生数种细菌素。根据其共同特征，部分Ⅱ类细菌素又可分为片球菌属组、双肽细菌素组、次级信号依赖性细菌素组。
1.3 乳酸菌素的特性
1.3.1  乳球菌属细菌素
乳球菌广泛使用在乳品工业上作为发酵剂。乳酸乳球菌和它的亚种可以产生细菌素：双球菌素（Diplococcin)、乳球菌素（Lactococcin）、Lactostrepcin、乳链球菌素（Lacticin）和乳链菌肽（Nisin)。通常报道乳球菌细菌素生化遗传特性的资料比其他乳酸菌的要多。其中最突出并得到实际应用的是各种Lactococcus lactic subsp.Lactis产生的细菌素Nisin。有关Nisin的特性见1.4节。
1.3.2 片球菌属细菌素
片球菌常用于许多蔬菜、奶酪、肉和腊肠产品的发酵。片球菌素是片球菌属中的乳酸片球菌（P.acidilactici）、啤酒片球菌（P.cerevisiae）和戊糖片球菌（P.pentosaceus）三种菌产生。已报道的有片球菌素AcH、片球菌素PA-1、片球菌素A及由P.cerevesiae FBB63和P.acidilactici PC产生的两种未命名的细菌素。片球菌素的相对分子质量较小，均为几千道尔顿、热稳定。其中片球菌素AcH研究较详细。它是由Pediococcus acidilactici H 产生，分子质量为2700Da，热稳定，121℃ 15min仍保持活性，对胰蛋白酶、无花果蛋白酶、木瓜蛋白酶、蛋白酶K和胰凝乳蛋白酶敏感，适合在TEG液体培养基中产生，抑制谱较广，可抑制乳杆菌、明菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增生利斯特特氏菌、产气荚膜梭菌、恶臭假单胞菌，其作用机制是抑制ATP的合成，损坏运输系统，最终导致细胞死亡。通常片球菌素表现出一个抗广谱革兰氏阳性菌的活性，如可以抗单核细胞增生利斯特氏菌、金黄色葡萄球菌和梭菌等。
1.3.3 明串珠菌属细菌素
明串珠菌是从食品原材料、乳制品和葡萄酒发酵中发现的乳酸菌。很早人们就认识和了解到这种有机体具有抗菌活性，然而在多数情况下，此类抑菌物不是细菌素，而是乙酸和双乙酰。已报告的明串珠菌细菌素是Mesenterocin 5、Leucocin A 、Leuconocin S和Carnocin，但只是一般特性的描述，缺乏完整的生化遗传特性，其中Leucocin A 表现出一个抗广谱革兰氏阳性菌活性。它是由Lgelidum UAL187产生的细菌素，分子质量为3900Da，热稳定性为60℃ 30min，对淀粉酶、胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶敏感，在MRS液体培养基中对数前期产生，可以至明串珠菌、乳杆菌、片球菌、单核细胞增生利斯特氏菌、粪肠球菌等。