ЛАКТОБАЦИЛЛЫ: ХАРАКТЕРИСТИКА, МОРФОЛОГИЯ, ПОЛЬЗА - БИОЛОГИЯ - 2025

Lactobacillus - это род бактерий, состоящий из ряда полезных видов, представляющих особый интерес для промышленности. Слово Lactobacillus происходит от слов «lactis», что означает молоко, и «bacillus», что означает небольшие бациллы.

Род был классифицирован по фенотипической характеристике типа проводимой ферментации. Физиологической основой этой классификации является присутствие ферментов фруктозо 1 и 6 дифосфатальдолазы и фосфокетолазы, которые играют ключевую роль в гомо- или гетероферментативном метаболизме гексоз и пентоз соответственно.

Его ферментативные свойства и продукты метаболизма делают бактерии рода Lactobacillus одними из первых организмов, использованных человеком для производства продуктов питания.

Они также используются для их сохранения, подавляя вторжение других микроорганизмов, вызывающих болезни пищевого происхождения.

Род Lactobacillus стал важным элементом современного питания и новых промышленных технологий из-за интереса к его полезным эффектам и функциональным свойствам.

характеристики

Эти бациллы обычно неподвижны, но некоторые виды подвижны из-за перитрихозных жгутиков. Они являются грамположительными, однако, если есть мертвые бактерии, они окрашиваются в красный цвет, давая вариабельное изображение по Граму в присутствии окрашивания по Граму.

Они не образуют спор, а у некоторых штаммов есть биполярные тельца, которые, вероятно, содержат полифосфат.

Гомоферментативные лактобациллы имеют внутренние гранулы, выявляемые окрашиванием по Граму или окрашиванием метиленовым синим.

Для диагностики и идентификации видов наиболее полезным методом является полимеразная цепная реакция (ПЦР).

Клеточная стенка и ультраструктура

Клеточная стенка рода Lactobacillus, наблюдаемая под электронным микроскопом, обычно грамположительна, она содержит пептидогликаны (муреины) типа лизин-D-аспарагин различных хемотипов.

Эта стенка также содержит полисахариды, связанные с пептидогликаном через фосфодиэфирные связи, но у некоторых видов есть родственные ему тейхоевые кислоты.

Он также содержит большие мезосомы, характерные для этого рода.

Биохимические характеристики

Большинство из них не обладают протеолитической или липолитической активностью в средах, содержащих белки или жиры.

Однако некоторые штаммы могут проявлять небольшую протеолитическую активность из-за протеаз и пептидаз, связанных с клеточной стенкой или высвобождаемых ею, а также слабую липолитическую активность из-за действия внутриклеточных липаз.

Обычно они не восстанавливают нитраты, но некоторые виды восстанавливают их при pH выше 6,0.

Лактобациллы не разжижают желатин и не переваривают казеин. Они также не производят индол или сероводород (H ₂ S), но большинство из них производят небольшие количества растворимого азота.

Они отрицательны по отношению к каталазе, хотя некоторые штаммы продуцируют фермент псевдокаталазу, который расщепляет перекись водорода.

Они отрицательны по цитохрому из-за отсутствия порфиринов и вызывают отрицательную бензидиновую реакцию.

Они хорошо растут в жидкой среде, где они быстро осаждаются после прекращения роста, что приводит к образованию мягкого, гранулированного или вязкого осадка без образования биопленок.

Lactobacillus не развивает типичных запахов при выращивании в обычных средах, однако они способствуют изменению вкуса ферментированных пищевых продуктов, производя летучие соединения, такие как диацетил и его производные, и даже сероводород (H ₂ S) и амины в сыре.

Питание и условия выращивания

Лактобациллам необходимы углеводы как источники углерода и энергии. Также аминокислоты, витамины и нуклеотиды.

Питательные среды для лактобацилл должны содержать ферментируемые углеводы, пептон, мясной и дрожжевой экстракт.

Еще лучше, если они будут дополнены томатным соком, сложными эфирами марганца, ацетата и олеиновой кислоты, особенно Tween 80, так как это стимулирует и даже необходимо для многих видов.

Виды рода Lactobacillus хорошо растут в слабокислой среде с начальным pH 6,4-4,5 и оптимальным развитием между 5,5 и 6,2. и заметно уменьшается в нейтральной или слабощелочной среде.

Lactobacillus способны снижать pH субстрата до значений ниже 4 за счет образования молочной кислоты.

Таким образом они предотвращают или, по крайней мере, значительно снижают рост почти всех других конкурирующих микроорганизмов, за исключением других молочнокислых бактерий и дрожжей.

Потребность в кислороде

Большинство штаммов Lactobacillus в первую очередь аэротолерантны; его оптимальный рост достигается в микроаэрофильных или анаэробных условиях.

Известно, что увеличение концентрации CO ₂ (примерно на 5% или до 10%) может стимулировать рост, особенно на поверхности среды.

Температура роста

Большинство лактобацилл являются мезофильными (30-40 ° C) с верхним пределом 40 ° C. Хотя их температурный диапазон для роста составляет от 2 до 53 ° C, некоторые из них вырастают ниже 15 ° C или 5 ° C, а есть сорта, которые растут при низких температурах, близких к замерзанию (например, те, которые обитают в замороженном мясе и рыбе. ).

С другой стороны, есть «термофильные» лактобациллы, которые могут иметь верхний предел температуры 55ºC и не расти ниже 15ºC.

метаболизм

У этих микроорганизмов отсутствуют цитохромные системы для окислительного фосфорилирования, и у них нет супероксиддисмутазы или каталазы.

Члены этого рода превращают глюкозу и аналогичные гексозы альдегидов в молочную кислоту путем гомоферментации или в молочную кислоту и другие дополнительные конечные продукты, такие как уксусная кислота, этанол, диоксид углерода, муравьиная кислота и янтарная кислота путем гетероферментации.

Чувствительность к антибиотикам и лекарствам

Лактобациллы чувствительны к большинству антибиотиков, действующих в отношении грамположительных бактерий. Удалось изучить чувствительность кишечных лактобацилл к антибиотикам, используемым в качестве пищевых добавок.

Естественная среда

Лактобациллы можно найти в молочных продуктах, сырах, зернах, мясных или рыбных продуктах, источниках воды, сточных водах, пиве, вине, фруктах и ​​фруктовых соках, капусте и других ферментированных овощах, таких как силос, закваска и мякоть.

Они также являются частью нормальной флоры ротовой полости, желудочно-кишечного тракта и влагалища многих устойчивых к температуре животных, включая человека.

Их также можно найти во вторичных средах обитания, таких как органические удобрения.

таксономия

Домен: бактерии

Подразделение: Firmicutes

Класс: Бациллы

Заказ: Lactobacillales

Семья: Lactobacillaceae

Род: Lactobacillus.

Морфология

Микроскопические характеристики

Бациллы имеют длину примерно 2-6 мкм. Иногда их можно увидеть с закругленными концами. Его распространение в пространстве может быть изолированным или короткими цепочками. Некоторые образуют частоколы.

Они грамположительны при окрашивании по Граму.

Lactobacillus имеют пептидогликан в клеточной стенке, а также содержат вторичный полимерный слой (SCWP), который состоит из тейхоевой, липотейхоевой, липогликановой и тейкуроновой кислот.

Многие виды рода Lactobacillus имеют в своей оболочке дополнительный слой белков, называемый S-слоем или поверхностным слоем (S & слой).

В этот род входят такие виды, как L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir и другие.

Макроскопические характеристики

Колонии Lactobacillus на твердой среде мелкие (2-5 мм), выпуклые, гладкие, со сплошными краями, непрозрачные и без пигментов.

Некоторые штаммы могут быть желтоватыми или красноватыми. У большинства есть грубые колонии, в то время как у других, таких как Lactobacillus confusus, есть слизистые колонии.

Преимущества

Род Lactobacillus полезен для здоровья как человека, так и животных.

Преимущества перечислены ниже:

Стабилизирует кишечную флору, повышая сопротивляемость инфекциям в этом месте.

Например, Lactobacillus GG, по-видимому, продуцирует противомикробные вещества, которые активны против различных бактерий, таких как E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis и Salmonella.

Эти вещества представляют собой ароматические соединения, такие как диацетил, ацетальдегид, реутерин, бактериолитические ферменты, бактериоцины и другие.

• Он предотвращает и контролирует некоторые заболевания, такие как рак толстой кишки.
• Они улучшают качество сохранности некоторых продуктов.
• Они используются в промышленности в качестве отправной точки для получения биотехнологических продуктов, пригодных для решения проблем здоровья человека и животных.
• Они влияют на биодоступность питательных веществ, способствуя расщеплению белков цельного молока, высвобождая кальций и магний в больших количествах.
• Также они участвуют в синтезе витаминов группы В и фосфатов.

патогенность

Патогенность лактобацилл встречается редко, хотя в последнее время сообщалось о некоторых инфекционных процессах у людей, в которых были обнаружены эти микроорганизмы.

К ним относятся кариес зубов, ревматические сосудистые заболевания, абсцессы, сепсис и инфекционный эндокардит, вызываемые L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum и иногда Lactobacillus salivarius.

Однако биохимические основы такой патогенности до сих пор неизвестны.

Таблица: Типы инфекции, вызываемой различными видами рода Lactobacillus

Ссылки

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Роль Lactobacillus в профилактике диареи, связанной с антибиотиками: метаанализ. Медикаментозное. 2010; 30 (2): 119-26.
2. Рид Дж. Научная основа пробиотических штаммов Lactobacillus. Прикладная и экологическая микробиология. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Харти Д.В., Оки Х.Дж., Патрикакис М., Хьюм Э.Б., Нокс К.В. Патогенный потенциал лактобацилл. I nt J Food Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Конеман Э, Аллен С., Джанда В., Шрекенбергер П., Винн В. (2004). Микробиологическая диагностика. (5-е изд). Аргентина, редакция Panamericana SA
5. Элли Голдштейн, Тиррелл К., Цитрон Д. Виды лактобацилл: таксономическая сложность и сомнительная восприимчивость Клинические инфекционные заболевания, 2015; 60 (2): 98–107