LACTOBACILLUS: EGENSKABER, MORFOLOGI, FORDELE - BIOLOGI - 2025

Lactobacillus er en slægt af bakterier, der består af en række gavnlige arter af særlig interesse for industrien. Ordet Lactobacillus kommer fra "lactis", som betyder mælk, og "bacillus", som betyder små baciller.

Slægten blev klassificeret ud fra den fænotype karakteristik af den udførte fermenteringstype. Det fysiologiske grundlag for denne klassificering er tilstedeværelsen af ​​enzymerne fructose 1 & 6 diphosphat aldolase og phosphoketolase, som er nøglen til henholdsvis homo- eller heterofermentativ metabolisme af hexoser og pentoser.

Dens fermenteringsegenskaber og metabolske produkter gør bakterierne i slægten Lactobacillus blandt de første organismer, som mennesker bruger til fødevareproduktion.

De bruges også til deres konservering ved at hæmme invasionen af ​​andre mikroorganismer, der forårsager fødevarebårne sygdomme.

Slægten Lactobacillus er blevet et vigtigt element i moderne ernæring og nye industrielle teknologier på grund af interessen for dens gavnlige effekter og funktionelle egenskaber.

egenskaber

Disse baciller er generelt ikke-motile, men nogle arter er bevægelige på grund af peritrichous flagella. De er Gram-positive, men hvis der er døde bakterier, farves de røde, hvilket giver et variabelt Gram-billede i nærværelse af Gram-farvning.

De sporulerer ikke, og nogle stammer har bipolære legemer, der sandsynligvis indeholder polyfosfat.

Homofermentativ Lactobacillus har indre granuler afsløret ved Gram-farvning eller ved methylenblå farvning.

Til diagnose og identifikation af arten er den mest nyttige metode Polymerase Chain Reaction (PCR).

Cellevæg og ultrastruktur

Cellevæggen i slægten Lactobacillus, observeret under et elektronmikroskop, er typisk Gram-positiv, den indeholder peptidoglycaner (mureiner) af typen Lysine-D-Asparagine af forskellige kemotyper.

Denne væg indeholder også polysaccharider bundet til peptidoglycan gennem phosphodiesterbindinger, men har kun teichosyrer relateret til den i nogle arter.

Det indeholder også store mesosomer, der kendetegner denne slægt.

Biokemiske egenskaber

De fleste har ikke proteolytisk eller lipolytisk aktivitet i medier, der indeholder proteiner eller fedt.

Imidlertid kan nogle stammer udvise let proteolytisk aktivitet på grund af proteaser og peptidaser bundet til eller frigivet af cellevæggen samt svag lipolytisk aktivitet på grund af virkningen af ​​intracellulære lipaser.

De reducerer normalt ikke nitrater, men visse arter gør det, når pH er over 6,0.

Lactobacilli ikke flydende gelatine, og de fordøjer heller ikke kasein. De har heller ikke producerer indol eller hydrogensulfid (H ₂ S), men de fleste producere små mængder af opløseligt nitrogen.

De er katalase-negative, selvom nogle stammer producerer enzymet pseudocatalase, der nedbryder hydrogenperoxid.

De er cytochrome negative på grund af fraværet af porphyriner og udviser en negativ benzidinreaktion.

De vokser godt i et flydende medium, hvor de udfældes hurtigt efter vækst ophør, hvilket giver anledning til et blødt, kornet eller tyktflydende sediment uden dannelse af biofilm.

Lactobacillus ikke udvikler typiske lugte, når de dyrkes i offentlige medier, men de bidrager til at modificere smagen af fermenterede levnedsmidler, der producerer flygtige forbindelser såsom diacetyl og dets derivater, og selv hydrogensulfid (H ₂ S) og aminer i ost.

Ernæring og vækstbetingelser

Lactobacilli kræver kulhydrater som kilder til kulstof og energi. Også aminosyrer, vitaminer og nukleotider.

Lactobacilli-kulturmedier skal indeholde gærede kulhydrater, pepton, kødekstrakt og gærekstrakt.

Endnu bedre er det, hvis de suppleres med tomatsaft, mangan, acetat og oliesyreestere, især Tween 80, da dette er stimulerende og endda vigtigt for mange arter.

Arten af ​​slægten Lactobacillus vokser godt i let sure medier med en initial pH-værdi på 6,4-4,5 og med en optimal udvikling mellem 5,5 og 6,2. og formindskes markant i neutrale eller let alkaliske medier.

Lactobacillus er i stand til at sænke substratets pH, hvor de er under 4 gennem dannelse af mælkesyre.

På denne måde undgår de eller i det mindste reducerer væksten af ​​næsten alle andre konkurrerende mikroorganismer bortset fra vækst af andre mælkesyrebakterier og gærers gær.

Oxygen behov

De fleste Lactobacillus-stammer er primært aerotolerante; dens optimale vækst opnås under mikroaerofile eller anaerobe forhold.

Det er kendt, at en stigning i CO ₂ -koncentrationen (på ca. 5% eller op til 10%) kan stimulere vækst, især på overfladen af ​​mediet.

Væksttemperatur

De fleste af laktobacillerne er mesofile (30-40 ° C) med en øvre grænse på 40 ° C. Selvom deres temperaturinterval for vækst er mellem 2 og 53 ° C, vokser nogle under 15 ° C eller 5 ° C, og der er stammer, der vokser ved lave temperaturer tæt på frysning (for eksempel dem, der bor i frosset kød og fisk).

På den anden side er der de "termofile" laktobaciller, som kan have en øvre temperaturgrænse på 55 ° C og ikke vokse under 15 ° C.

Metabolisme

Disse mikroorganismer mangler cytochrome systemer til at udføre oxidativ fosforylering, og de har ikke superoxiddismutaser eller katalaser.

Medlemmer af denne slægt omdanner glukose og lignende aldehydhexoser til mælkesyre ved homofermentering eller til mælkesyre og andre yderligere slutprodukter, såsom eddikesyre, ethanol, carbondioxid, maursyre og ravsyre ved heterofermentering.

Følsomhed over for antibiotika og medikamenter

Laktobaciller er følsomme over for de fleste antibiotika, der er aktive mod gram-positive bakterier. Det har været muligt at undersøge følsomheden af ​​tarmlaktobaciller for antibiotika anvendt som fødevaretilsætningsstoffer.

Habitat

Lactobacilli findes i mejeriprodukter, oste, korn, kød eller fiskeprodukter, vandkilder, spildevand, øl, vin, frugt og frugtjuice, kål og andre gærede grøntsager, såsom: ensilage, sur dej og masser.

De er også en del af den normale flora i munden, mave-tarmkanalen og vagina hos mange temperaturstabile dyr, inklusive mennesker.

De kan også findes i sekundære levesteder såsom organisk gødning.

Taksonomi

Domæne: Bakterier

Afdeling: Firmicutes

Klasse: Bacilli

Ordre: Lactobacillales

Familie: Lactobacillaceae

Slægt: Lactobacillus.

Morfologi

Mikroskopiske egenskaber

Bacillerne er ca. 2-6 μ lange. De kan undertiden ses med afrundede ender. Dens distribution i rummet kan isoleres eller i korte kæder. Nogle former palisader.

De er Gram-positive, når de farves med Gram-pletten.

Lactobacillus har peptidoglycan i deres cellevæg og indeholder også et sekundært polymerlag (SCWP), der består af teichoic, lipoteichoic, lipoglycan, teicuronic syrer.

Mange arter af slægten Lactobacillus har i deres konvolutter et yderligere lag proteiner kaldet S-laget eller overfladelaget (S & lag).

Inden for denne slægt findes arter såsom L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir.

Makroskopiske egenskaber

Lactobacillus-kolonier på faste medier er små (2-5 mm), konvekse, glatte, med hele marginer, uigennemsigtige og uden pigmenter.

Nogle stammer kan være gullige eller rødlige. De fleste har ru kolonier, mens andre, såsom Lactobacillus confusus, har slimede kolonier.

Fordele

Slægten Lactobacillus er gavnlig for helbredet, både mennesker og dyr.

Fordelene er anført nedenfor:

Stabiliserer tarmfloraen ved at øge resistensen mod infektioner på dette sted

For eksempel ser Lactobacillus GG ud til at producere antimikrobielle stoffer, der er aktive mod forskellige bakterier, såsom E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis og Salmonella.

Disse stoffer er aromatiske forbindelser, såsom diacetyl, acetaldehyd, reuterin, bakteriolytiske enzymer, bakteriociner, blandt andre.

• Det forhindrer og kontrollerer nogle sygdomme, såsom tyktarmskræft.
• De forbedrer kvaliteten af ​​konserveringen af ​​visse fødevarer.
• De bruges som udgangspunkt for industrien til at opnå bioteknologiske produkter, der kan anvendes til at løse problemer med både menneskers og dyrs sundhed.
• De påvirker biotilgængeligheden af ​​næringsstoffer ved at lette en nedbrydning af mælkeproteiner, frigive calcium og magnesium i store mængder.
• De er også involveret i syntesen af ​​B-vitaminer og fosfater.

patogenicitet

Patogeniciteten af ​​lactobacilli er sjælden, selvom der for nylig er rapporteret om nogle infektiøse processer hos mennesker, hvor disse mikroorganismer er fundet involveret.

Disse inkluderer karies, revmatisk vaskulær sygdom, abscesser, septikæmi og infektiv endokarditis forårsaget af L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum og lejlighedsvis Lactobacillus salivarius.

Imidlertid er de biokemiske baser af sådan patogenicitet stadig ukendt.

Tabel: Infektionstyper forårsaget af forskellige arter i slægten Lactobacillus

Referencer

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Lactobacillus rolle i forebyggelsen af ​​antibiotikeassocieret diarré: en metaanalyse. Farmakoterapi. 2010; 30 (2): 119-26.
2. Reid G. Det videnskabelige grundlag for probiotiske stammer af Lactobacillus. Anvendt og miljømikrobiologi. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Patogent potentiale for Lactobacilli. Jeg har ikke J Food Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Mikrobiologisk diagnose. (5. udgave). Argentina, Redaktion Panamericana SA
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus Arter: Taxonomisk kompleksitet og kontroversiel følsomhed Kliniske infektionssygdomme, 2015; 60 (2): 98–107