存在分布
乳酸菌是一種益生菌，其能夠将碳水化合物發酵成乳酸，因而得名。乳酸菌分布廣泛，通常存在于肉、乳和蔬菜等食品及其制品中。此外，乳酸菌也廣泛存在于畜、禽腸道及少數臨床樣品中，其中，在人類和其他哺乳動物的口腔、腸道等環境中的乳酸菌，是構成特定區域正常微生物菌群的重要成員。
形态分類
乳酸菌是發酵糖類主要産物為乳酸的一類無芽孢、革蘭氏染色陽性細菌，其包含許多種屬。大多數乳酸菌不運動，少數以周毛運動，菌體常排列成鍊。乳酸鍊球菌族，菌體球狀，通常成對或成鍊。乳酸杆菌族，菌體杆狀，單個或成鍊，有時成絲狀，産生假分枝。普通的乳酸菌，活力極弱，它們隻能在相對受限制的環境中存活，一但脫離這些環境，其自身就會遭到滅亡。
從分類上而言，乳酸菌作為真細菌綱目中的乳酸細菌科，形态上可分成球菌、杆菌。其中，球形乳酸菌包括鍊球菌、明串珠菌屬、片球菌；杆狀菌包括乳球菌、乳杆菌、雙歧杆菌等；從生長溫度上而言，可分成高溫型、中溫型；從發酵類型而言，可分成同型發酵、異型發酵；從來源上分，大體上可分為動物源乳酸菌和植物源乳酸菌。
按照Berry細菌學手冊中的生化分類法，乳酸菌可分為乳杆菌屬、鍊球菌屬、明串珠菌屬、雙歧杆菌屬和片球菌屬，共5個屬。
乳杆菌屬
乳杆菌細胞形态多樣，（0.5~1.2）μm×（1.0~10.0）μm。長或細長杆狀彎曲形短杆狀及棒形球杆狀，通常成短鍊。革蘭氏陽性，不生孢。細胞罕見以周生鞭毛運動。在營養瓊脂上的菌落凸起、全緣無色，直徑2mm~5mm。
片球菌屬
片球菌的細胞呈球形，永不延長，直徑12μm~20μm。在适宜條件下，分裂以直二個方向形成四聯，雖有時也可出現成對排列，單個細胞見，不形成鍊狀。不運動，不産芽孢。
鍊球菌屬
鍊球菌的菌體球成卵圓形，直徑不超過2μm，呈鍊狀排列。無芽孢，大多數無鞭毛，幼齡菌（2~3小時培養物）常有莢膜。在液體培養基中常呈沉澱生長，但也有的呈均勻混濁生長（如肺炎鍊球菌）；在固體培養基上形成細小表面光滑、圓形灰白色、半透明或不透明的菌落。在血平闆上生長的菌落周圉，可出現性質不同的溶血圈。
雙歧杆菌屬
雙歧杆菌是形态很不一緻的杆菌，（0.5~1.3）μm×（1.5~8）μm，常呈彎、棒狀和分支狀。單生、成對、Ⅴ字排列，有時成鍊，細胞平行成栅欄狀，或玫瑰花結狀。偶爾呈膨大的球杆狀。
明串珠菌屬
明串珠菌細胞呈球形或豆狀，成對或成鍊排列。在自然生長環境中，明串珠菌細胞呈對或短鍊狀排列；在某些競争性生長的環境中，細胞排列成較長的鍊。
繁殖發育
乳酸菌在固體培養基上菌落較小，生長緩慢。在液體發酵培養基内可以很快的生長，離心洗滌後可以獲得純度較高的菌體，且兼具需氧和厭氧的性能。
研究表明，低聚糖能夠促進乳酸菌增殖，其促進有益菌增殖、抑制病原微生物的功能有多種途徑：其一是屏障作用，描述為對腸道黏膜上皮的競争性抑制；其二是代謝産物對病原菌和抑制作用。Stewart等（1993），Tomilka等（1992）證實異麥芽低聚糖（IMO）能促進雙岐杆菌、乳酸菌增殖，這些菌代謝産生的低能脂肪酸可以降低pH值，因而大腸杆菌、沙門氏菌等都對酸性條件敏感的細菌生長受到低pH的抑制。而腸道的乳酸菌（如雙岐杆菌）本身凝集素的活性明顯高于緻病菌（如大腸杆菌和沙門氏菌），這可能是腸道正常菌群在競争性排斥作用中具有明顯競争優勢的原因之一。
生理功能
乳酸菌通過發酵産生的有機酸、特殊酶系、酸菌素等物質具有特殊生理功能。大量研究資料表明，乳酸菌能促進動物生長，調節胃腸道正常菌群、維持微生态平衡，從而改善胃腸道功能、提高食物消化率和生物效價、降低血清膽固醇、控制内毒素、抑制腸道内腐敗菌生長、提高機體免疫力等。
促進機體生長
乳酸菌在體内能夠正常發揮代謝活性，分解食物中的蛋白質、糖類、合成維生素以及對脂肪。在乳酸菌蛋白酶的作用下，食物中的大分子蛋白質部分降解為宿主可以直接利用的小分子肽和必需氨基酸，顯著提高了食物的消化率和生物價，促進胃腸的吸收。經乳酸菌發酵後，食物中的乳糖可被乳酸菌轉化成葡萄糖和半乳糖，進而轉變為乳酸等小分子化合物，易于消化。部分脂肪可被乳酸菌發酵降解，易于消化并增加其中遊離脂肪酸、揮發性脂肪酸的含量。乳酸菌在代謝過程中消耗部分維生素，同時合成葉酸等B族維生素，提高礦物元素的生物活性，進而達到為宿主提供必需營養物質、增強營養代謝、促進其生長的作用。此外，乳酸菌産生的酸性代謝産物可以使腸道環境呈現偏酸性，與一般消化酶的最适pH符合(澱粉酶6.5、糖化酶4.4)，有利于營養素的消化吸收。
維持腸道菌群平衡
動物的整個消化道在正常情況下都寄生有大量的微生物，按照它們的作用可分為三類：①共生性類型，主要是兼性厭氧菌。在生态平衡時，它們的各項生理功能都對宿主有利。②緻病性類型，正常情況下數量較少，寄生于正常部位，不緻宿主發病；失控時可導緻宿主的不良反應。③中間性類型，同時具有生理和緻病兩種作用。
腸道内微生物群的平衡對機體健康十分重要，而乳酸菌能夠調節這種微生态的平衡，保證了宿主正常的生理狀态。乳酸菌是腸道常在菌（常生菌），其可改變腸道内環境，抑制有害菌繁殖，調整維持胃腸道菌群的平衡。乳酸菌可通過粘附素與腸粘膜細胞緊密結合，在腸粘膜表面定植占位，成為生理屏障的主要組成部分，從而達到恢複宿主抵抗力，修複腸道菌群屏障、治愈腸道疾病的作用。如果這個屏障遭到抗生素或其他因素的破壞，宿土喪失了對外來菌抵抗力，會使具有耐藥性的腸内菌異常增殖而取代優勢菌的位置，造成腸道内微生态平衡的失調（占位及屏障作用）。
改善免疫能力
乳酸菌制劑能夠增強免疫力表現在兩方面：一是影響非特異性免疫應答，增強單核吞噬細胞、多形核白細胞的活力，刺激活性氧、溶酶體酶和單核因子的分泌；二是刺激特異性免疫應答，如加強粘膜表面和血清中IgA、IgM、IgG等免疫球蛋白的水平，加強體液免疫，促進T淋巴細胞和B淋巴細胞的增殖，加強細胞免疫。
乳酸杆菌和雙歧杆菌一方面能明顯激活巨噬細胞的吞噬作用，另一方面由于它能在腸道定植，相當于天然自動免疫。它們還能刺激腹膜巨噬細胞、誘導産生幹擾素、促進細胞分裂、産生抗體及促進細胞免疫等，所以能增強機體的非特異性和特異性免疫反應，提高機體的抗病能力。當異物侵入機體時，免疫細胞被乳酸菌激活，增強了機體對異物産生抗體的作用。Chndra（1984）認為，乳酸菌之所以具有刺激機體産生抗體的作用，是由于菌體通過淋巴結、粘膜刺激淋巴細胞接受刺激的淋巴細胞再通過腸系膜淋巴結（MIN）循環到血流中，并分布全身，從而調節機體的免疫應笞。
抑制有害菌群生長
乳酸菌對一些腐敗菌和低溫細菌有較好的抑制作用，可用于防治腹瀉、下痢、腸炎、便秘和由于腸道功能紊亂引起的多種疾病以及皮膚炎症。其抗菌機制主要體現于以下幾個方面：
①産生的乳酸等有機酸能顯著降低環境pH值和Eh（氧化還原電位）值，使腸内處于酸性環境，對于緻病菌如痢疾杆菌、傷寒杆菌、副傷寒杆菌、彎曲杆菌、葡萄球菌等有拮抗作用；
②産生的過氧化氫能夠激活牛乳中的“過氧化氫酶-硫氰酸”系統，抑制和殺滅革蘭氏陰性菌、過氧化氫酶陽性細菌如假單胞菌屬、大腸杆菌類和沙門氏菌屬等；
③産生類似細菌素的細小蛋白質或肽類（抗菌肽），如各種乳酸杆菌素和雙歧菌素，對葡萄球菌、梭狀芽孢杆闊以及沙門氏菌和志賀氏菌有拮抗作用。另外，雙歧杆菌等還可将結合的膽酸分解為遊離的肌酸，後者對細菌的抑制作用比前者更強。
主要應用
食品工業
1、發酵乳制品加工
酸奶是利用乳酸菌發酵牛乳、羊乳等動物乳類制成的發酵乳制品，在世界範圍内曆史都非常悠久。由于動物乳中的乳糖和酪蛋白等營養物質經乳酸菌分解後，易于人體吸收且可以緩解亞洲人種普遍存在的乳糖不耐症，因此廣受歡迎。
活性乳酸菌飲料是利用乳酸菌對乳類發酵進而調配制成的發酵乳飲料，它以清爽的口感、獨特的風味和較高的營養保健功能得到廣大消費者的青睐。其最大優勢在于飲料中的乳酸菌是以活菌形式存在于産品中，從而有助于發揮乳酸菌在人體腸道中的生理功能。
奶油和幹酪。乳酸菌發酵可用于生産稀奶油，發酵中産生的乳酸在某種程度上可以抑制腐敗菌繁殖，提高奶油的穩定性；而另一作用則是産香，因此發酵法生産的酸奶油比甜奶油具有更濃的芳香味。幹酪是在乳中加入适量的乳酸菌發酵劑，使乳中蛋白質凝固後，排除乳清，将凝塊壓制而成的産品。加入的乳酸菌發酵劑發酵産酸，可使幹酪成熟，産生風味。
2、果蔬及谷物制品加工
泡菜加工：在泡菜生産加工過程中，乳酸菌利用蔬菜的養料發酵，可提高蔬菜制品的營養價值，改善蔬菜制品風味，防止敗壞。
發酵豆乳制品：大豆制成豆漿，接種嗜熱鍊球菌、保加利亞乳杆菌或植物乳杆菌等發酵劑，38～42℃培養6～10h，可以制得無豆腥味、凝固狀态良好、酸甜比合适的酸豆乳産品。
3、發酵肉制品加工
乳酸菌在肉制品中繁殖産酸，可将NO-2還原成NO，NO通過與肉中肌紅蛋白結合可以賦予肉制品明亮的鮮紅色。乳酸菌的産酸作用還可以抑制雜菌的生長繁殖，從而防止了肉色變綠和脂肪氧化。利用乳酸菌發酵肉制品，還可以延長發酵肉制品的貨架期，降低發酵肉制品中亞硝酸鹽含量，提高該類食品的食用安全性。
4、天然食品防腐劑
乳酸菌素是一類由乳酸菌在代謝過程中合成産生并分泌到胞外的抗菌多肽或蛋白，具有溶菌作用。因為乳酸菌被認為是世界公認安全的食品級微生物，其産生的抗菌物質可作為天然的食品防腐劑直接應用于食品工業。
5、調味品生産
釀造發酵醬油過程中适當地人工接種乳酸菌能使醬油香氣濃，風味佳，質地好。在豆醬發酵中加入乳酸菌産生有機酸，能産生多種風味物質，而且豆醬發酵穩定，可以防止豆醬酸敗。液體深層發酵制醋時，加入的乳酸菌可代謝産生有機酸、雙乙酰及其衍生物等食醋中的主要風味物質。另外，乳酸菌還可與酵母菌一起用于啤酒、葡萄酒及奶酒的生産。
6、生産乳酸
乳酸不僅是一種優良的食品工業原料，更作為一種重要的有機酸在化工工業中有着廣泛的用途。通過澱粉、糧食、纖維素、工農業及民用廢物等可再生資源，利用乳酸菌等微生物發酵法大規模生産乳酸，因其原料來源廣泛、生産成本低、産品光學純度高、安全性高等優點而成為生産乳酸的重要方法。
禽畜牧業
1、制作優質青貯飼料
青貯飼料的制成是依靠乳酸菌的發酵來完成的，乳酸菌作為一種厭氧菌，依靠植物中的糖分維持生存，兩者相互依存。乳酸菌在畜牧業的應用中一般是對同型乳酸菌進行接種，從而使青貯飼料中 pH 值适當降低， 使其中的乳酸含量上升，從而使青貯飼料的品質得到提高。在青貯過程中，乳酸菌通過不斷生長繁殖，将植物中的糖分轉換成乳酸，而大量的乳酸菌的生長又制了其他菌類的繁殖，保持了植物養分的完整性和安全性。而且，青草植物通過乳酸菌的發酵，還能提高牲畜的食欲。同時，有乳酸菌發酵制成的青貯飼料在冬季等枯草季節也能為牲畜提供口感好、養分高的優質草料，受到各類家畜和養殖畜牧業的熱烈歡迎。
2、提高禽畜生産性能
在禽畜的生産過程中， 使用乳酸菌能夠使其生産性能得到改善。例如，分别添加 0.50%濃度、0.10%濃度、0.05%濃度的乳酸菌，能夠發現使用乳酸菌，可以使雛雞的成活率得到顯著提高；防止仔豬腹瀉病的發生是養豬的關鍵。當其發生腹瀉時，乳酸菌可将乳糖轉化為乳酸，因而降低了腸道 pH 值，抑制了大腸杆菌的生長。研究證實，乳酸菌制劑能明顯提高斷奶仔豬的生産性能。
乳酸菌代替抗生素在水産養殖中的應用主要體現在水質改良、治療疾病以及對水産動物免疫等方面。以飼料形式飼喂的乳酸菌一部分可以在腸道内定植，大部分則通過糞便排洩到水中，從而使水體中乳酸菌的數量升高成為優勢菌。這樣不僅可通過競争性抑制作用明顯抑制腸道和水體的弧菌，而且還可通過直接的化學作用和間接的促進微生物的反硝化作用消除水體中的亞硝酸鹽，起到淨化水質的效果。
乳酸菌類微生态制劑為飼料和畜牧水産養殖業提供了一條高效、無害、無污染的新選擇。随着越來越多的新菌種和特異性菌株在生産中使用，我們要充分考慮動物菌群自身特點以及寄生與環境之間的關系，科學合理地使用，使其達到最大的生态效應和經濟效益。
