LACTOBACILLUS: KARAKTERISTIKE, MORFOLOGIJA, KORISTI - BIOLOGIJA - 2026

Lactobacillus je rod bakterija sastavljen od niza korisnih vrsta od posebnog interesa za industriju. Riječ Lactobacillus dolazi od "lactis", što znači mlijeko, i "bacil", što znači male bacile.

Rod je klasificiran s obzirom na fenotipske karakteristike tipa fermentacije. Fiziološka osnova ove klasifikacije je prisutnost enzima fruktoze 1 i 6 difosfat aldolaze i fosfoketolaze koji su ključni u homo ili hetero fermentacijskom metabolizmu heksoze i pentoze.

Njegova fermentacijska svojstva i metabolički proizvodi čine bakterije roda Lactobacillus među prvim organizmima koje čovjek koristi za proizvodnju hrane.

Koriste se i za njihovo očuvanje inhibirajući invaziju drugih mikroorganizama koji uzrokuju bolesti koje prenose hranu.

Rod Lactobacillus postao je bitan element moderne prehrane i novih industrijskih tehnologija, zbog interesa za svoje blagotvorno djelovanje i funkcionalna svojstva.

karakteristike

Te bacile su uglavnom nemobilne, ali neke su vrste pokretne zbog peritrihovih flagela. Međutim, one su po Gramu pozitivne, ako postoje mrtve bakterije, obojavaju se crveno, dajući varijabilnu sliku po Gramu u prisustvu Grama.

Oni ne sporuliraju, a neki sojevi imaju bipolarna tijela koja vjerojatno sadrže polifosfat.

Homofermentativni Lactobacillus ima unutarnje granule otkrivene po Gramovoj mrlji ili bojenjem metilen plavim.

Za dijagnozu i identifikaciju vrsta, najkorisnija metoda je lančana reakcija polimeraze (PCR).

Stanična stijenka i ultrastruktura

Stanična stijenka roda Lactobacillus, promatrana pod elektronskim mikroskopom, tipično je gramsko pozitivna, sadrži peptidoglikane (mureine) tipa Lizin-D-Asparagin raznih hemotipa.

U ovom zidu nalaze se i polisaharidi povezani peptidoglikanom preko fosfodiesterskih veza, ali u njemu imaju samo teikoične kiseline.

Sadrži i velike mezozome koji karakteriziraju ovaj rod.

Biokemijske karakteristike

Većina nema proteolitičku ili lipolitičku aktivnost u mediju koji sadrži proteine ​​ili masti.

Međutim, neki sojevi mogu pokazati blago proteolitičko djelovanje zbog proteaza i peptidaza koje stanična stijenka veže ili oslobađa, kao i slaba lipolitička aktivnost zbog djelovanja unutarćelijskih lipaza.

Oni obično ne smanjuju nitrate, ali neke vrste to čine kada je pH iznad 6,0.

Laktobacili ne ukapljuju želatinu, niti razgrađuju kazein. Oni ne proizvode ili indol sumporovodik (H ₂ S), no najviše proizvode manje količine topljivog dušika.

Oni su negativni na katalazu, iako neki sojevi proizvode enzim pseudokatalaza koji razgrađuje vodikov peroksid.

Oni su citokromni negativni, zbog odsutnosti porfirina i predstavljaju negativnu benzidinsku reakciju.

Dobro rastu u tekućem mediju, gdje se precipitiraju brzo nakon prestanka rasta, stvarajući mekani, granulirani ili viskozni sediment, bez stvaranja biofilma.

Lactobacillus ne razvijaju tipične mirisa kada se uzgaja u mediju uobičajenim Međutim doprinose modificirati okus fermentirane hrane, za proizvodnju hlapljive sastojke, kao što su diacetil i njegovih derivata, pa čak i sumporovodik (H ₂ S) i amina u sir.

Prehrana i uvjeti uzgoja

Laktobacili zahtijevaju ugljikohidrate kao izvore ugljika i energije. Također aminokiseline, vitamini i nukleotidi.

Medij za kulturu laktobacila treba sadržavati fermentirajuće ugljikohidrate, pepton, ekstrakt mesa i ekstrakt kvasca.

Još bolje ako su dodani sokovima rajčice, mangana, acetata i oleinske kiseline, posebno Tween 80, jer je to stimulativno i čak bitno za mnoge vrste.

Vrsta roda Lactobacillus dobro raste u blago kiselom mediju, s početnim pH od 6,4-4,5 i s optimalnim razvojem između 5,5 i 6,2. i značajno se smanjuje u neutralnom ili blago alkalnom mediju.

Lactobacillus je sposoban sniziti pH supstrata tamo gdje su ispod 4 stvaranjem mliječne kiseline.

Na taj način se izbjegava ili bar znatno smanjuje rast gotovo svih ostalih konkurentskih mikroorganizama, osim rasta bakterija mliječne kiseline i kvasca.

Kisik treba

Većina sojeva Lactobacillus primarno je aerotolerant; njegov optimalan rast postiže se u mikroaerofilnim ili anaerobnim uvjetima.

Poznato je da povećanje koncentracije CO ₂ (otprilike 5% ili do 10%) može potaknuti rast, posebno na površini medija.

Temperatura rasta

Većina laktobacila su mezofilni (30-40 ° C), s gornjom granicom od 40 ° C. Iako je njihov temperaturni opseg za rast između 2 i 53 ° C, neki rastu ispod 15 ° C ili 5 ° C i postoje sojevi koji rastu na niskim temperaturama, blizu smrzavanja (na primjer, oni koji naseljavaju smrznuto meso i ribu).

S druge strane, postoje "termofilni" laktobacili koji mogu imati gornju temperaturnu granicu od 55 ° C i ne narastu ispod 15 ° C.

Metabolizam

Ovim mikroorganizmima nedostaje citohromski sustav za provođenje oksidativne fosforilacije te nemaju superoksidnu dismutazu ili katalaze.

Pripadnici ovog roda transformiraju glukozu i slične aldehidne heksoze u mliječnu kiselinu homofermentacijom ili u mliječnu kiselinu i druge dodatne krajnje proizvode poput octene kiseline, etanola, ugljičnog dioksida, mravlje kiseline i jantarne kiseline heterofermentacijom.

Osjetljivost na antibiotike i lijekove

Laktobacili su osjetljivi na većinu antibiotika koji djeluju protiv gram-pozitivnih bakterija. Bilo je moguće proučiti osjetljivost crijevnih laktobacila na antibiotike koji se koriste kao aditivi u hrani.

Stanište

Laktobacili se mogu naći u mliječnim proizvodima, sirevima, žitaricama, mesnim ili ribljim proizvodima, izvorima vode, kanalizacijama, pivu, vinu, voću i voćnim sokovima, kupusu i drugom fermentiranom povrću kao što su: silaža, kiselo tijesto i kaša.

Oni su također dio normalne flore usta, gastrointestinalnog trakta i vagine mnogih životinja koje su stabilne na temperaturu, uključujući čovjeka.

Mogu se naći i u sekundarnim staništima kao što su organska gnojiva.

taksonomija

Domena: Bakterije

Odjel: tvrtke

Klasa: Bacili

Redoslijed: laktobacili

Obitelj: Lactobacillaceae

Rod: Lactobacillus.

Morfologija

Mikroskopske karakteristike

Bacili su dugački otprilike 2 - 6 μ. Oni se ponekad mogu vidjeti sa zaobljenim krajevima. Njegova raspodjela u prostoru može biti izolirana ili u kratkim lancima. Neki tvore palisade.

Oni su po Gramu pozitivni ako su obojeni gram po Gramu.

Laktobacilusi imaju peptidoglikan u staničnoj stijenci, a sadrže i sekundarni polimerni sloj (SCWP), koji se sastoji od teikoične, lipoteikoične, lipoglikanske, teikuronske kiseline.

Mnoge vrste roda Lactobacillus imaju u omotaču dodatni sloj proteina nazvan S sloj ili površinski sloj (S & sloj).

Unutar ovog roda spadaju vrste poput L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir, između ostalih.

Makroskopske karakteristike

Kolonije laktobacila na čvrstim podlogama su male (2-5 mm), konveksne, glatke, s cijelim rubom, neprozirne i bez pigmenata.

Neki sojevi mogu biti žutosmeđi ili crvenkasti. Većina ima grube kolonije, dok drugi, kao što je Lactobacillus confusus, imaju sluzave kolonije.

Prednosti

Rod Lactobacillus blagotvorno djeluje na zdravlje ljudi i životinja.

Prednosti su navedene u nastavku:

Stabilizira crijevnu floru povećavajući otpornost na infekcije na ovom mjestu

Na primjer, čini se da Lactobacillus GG proizvodi antimikrobne tvari koje djeluju protiv raznih bakterija kao što su E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis i Salmonella.

Te tvari su aromatski spojevi, poput dijacetila, acetaldehida, reuterina, bakteriolitičkih enzima, bakteriocina, među ostalim.

• Sprečava i kontrolira neke bolesti, poput raka debelog crijeva.
• Oni poboljšavaju kvalitetu očuvanja određene hrane.
• Industrija ih koristi kao polazište za dobivanje biotehnoloških proizvoda primjenjivih na rješavanje problema zdravlja ljudi i životinja.
• Oni utječu na bioraspoloživost hranjivih sastojaka olakšavajući razgradnju proteina u punom mlijeku, oslobađajući kalcij i magnezij u velikim količinama.
• Oni su također uključeni u sintezu B vitamina i fosfata.

patogenost

Patogenost laktobacila je rijetka, premda su nedavno zabilježeni neki zarazni procesi kod ljudi kod kojih su otkriveni ti mikroorganizmi.

Tu spadaju karijes zuba, reumatska krvožilna bolest, apscesi, septikemija i infektivni endokarditis uzrokovan bakterijom L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum i povremeno Lactobacillus salivarius.

Međutim, biokemijske baze takve patogenosti još uvijek nisu poznate.

Tablica: Vrste infekcije uzrokovane različitim vrstama roda Lactobacillus

Reference

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Uloga laktobacila u prevenciji proljeva povezanog s antibioticima: metaanaliza. Farmakoterapija. 2010; 30 (2): 119-26.
2. Reid G. Znanstvene osnove probiotičkih sojeva laktobacila. Primjena i mikrobiologija okoliša. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Patogeni potencijal laktobacila. Ja nemam J Food Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Mikrobiološka dijagnoza. (5. izd.). Argentina, uredništvo Panamericana SA
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus vrste: taksonomska složenost i kontroverzna osjetljivost Kliničke infektivne bolesti, 2015.; 60 (2): 98–107