Χαρακτηριστικά του Lactobacillus, ταξινόμηση, μορφολογία, οφέλη



Lactobacillus είναι ένα γένος βακτηρίων που αποτελείται από μια σειρά ευεργετικών ειδών ιδιαίτερου ενδιαφέροντος στη βιομηχανία. Η λέξη Lactobacillus προέρχεται από το "lactis", το οποίο σημαίνει γάλα, και το "βακίλλος", που σημαίνει μικρό βακίλι.

Το γένος ταξινομήθηκε ως προς το φαινοτυπικό χαρακτηριστικό του τύπου ζύμωσης που πραγματοποιήθηκε. Η φυσιολογική βάση για την ταξινόμηση αυτή είναι η παρουσία της φρουκτόζης αλδολάσης ενζύμων 1 & 6 και φωσφοκετολάση διφωσφορικό, οι οποίες είναι βασικές στην ομο ζυμωτική μεταβολισμό ή ετερο οι εξόζες και πεντόζες αντίστοιχα.

Οι ζυμωτικές ιδιότητες του και τα μεταβολικά του προϊόντα καθιστούν τα βακτήρια του γένους Lactobacillus είναι από τους πρώτους οργανισμούς που χρησιμοποιούνται από τον άνθρωπο για την παραγωγή τροφίμων.

Χρησιμοποιούνται επίσης για τη διατήρηση αυτών, αναστέλλοντας την εισβολή από άλλους μικροοργανισμούς που προκαλούν ασθένειες προέλευσης τροφίμων.

Το φύλο Lactobacillus Έχει γίνει ένα βασικό στοιχείο για τα σύγχρονα τρόφιμα και τις νέες βιομηχανικές τεχνολογίες, λόγω του ενδιαφέροντος για τα ευεργετικά αποτελέσματα και τις λειτουργικές ιδιότητες.

Ευρετήριο

  • 1 Χαρακτηριστικά
  • 2 Ταξινόμηση
  • 3 Μορφολογία
    • 3.1 Μικροσκοπικά χαρακτηριστικά
    • 3.2 Μακροσκοπικά χαρακτηριστικά 
  • 4 Οφέλη
  • 5 Αναφορές

Χαρακτηριστικά

Αυτοί οι βακίλοι είναι συνήθως μη κινητοί, αλλά ορισμένα είδη έχουν κινητικότητα λόγω της παρουσίας περιμετρικής μαστίγας. Είναι θετικά για το Gram, ωστόσο αν υπάρχουν νεκρά βακτηρίδια, λεκιάζουν κόκκινα, δίνοντας μια μεταβλητή εικόνα του Gram πριν από τη χρώση Gram.

Δεν σποριοτονούν και μερικά στελέχη έχουν διπολικά σώματα που πιθανόν να περιέχουν πολυφωσφορικό.

Ο ομογενοποιητικός Lactobacillus παρουσιάζει εσωτερικούς κόκκους που αποκαλύπτονται με βαφή Gram ή με χρώση κυανού μεθυλενίου.

Για τη διάγνωση και ταυτοποίηση του είδους η πιο χρήσιμη μέθοδος είναι η αντίδραση αλυσίδας πολυμεράσης (PCR).

Κυτταρικό τοίχωμα και υπερδομή

Το κυτταρικό τοίχωμα του γένους Lactobacillus, που παρατηρείται κάτω από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, είναι τυπικά θετικό κατά Gram, το οποίο περιέχει πεπτιδογλυκάνες (μουρίνες) τύπου Lysine-D-Asparagine με διάφορους χημειοτύπους.

Αυτό το τοίχωμα περιέχει επίσης πολυσακχαρίτες που συνδέονται με την πεπτιδογλυκάνη με δεσμούς φωσφοδιεστέρα, αλλά έχει μόνο τειχοϊκά οξέα που σχετίζονται με αυτό σε ορισμένα είδη.

Περιέχει επίσης μεγάλα μεσοσώματα που χαρακτηρίζουν αυτό το γένος.

Βιοχημικά χαρακτηριστικά

Οι περισσότεροι δεν έχουν πρωτεολυτική ή λιπολυτική δράση σε μέσα που περιέχουν πρωτεΐνες ή λίπη.

Ωστόσο, ορισμένα στελέχη μπορεί να παρουσιάζουν ελαφρά πρωτεολυτική δραστηριότητα λόγω πρωτεάσες και πεπτιδάσες συνδέονται με το κύτταρο ή απελευθερώνεται από αυτό το τοίχωμα, καθώς και ένα ασθενές λιπολυτική δραστικότητα λόγω της δράσης των ενδοκυτταρικών λιπασών.

Κανονικά δεν μειώνουν τα νιτρικά, αλλά ορισμένα είδη το κάνουν όταν το pH είναι πάνω από 6,0.

Τα γαλακτοβακίλλια δεν υγροποιούν ζελατίνη, ούτε χωνεύουν την καζεΐνη. Επίσης, δεν παράγουν ινδόλη ή θειικό οξύ (H2S), αλλά τα περισσότερα παράγουν μικρές ποσότητες διαλυτού αζώτου.

Είναι αρνητικά στην καταλάση, αν και μερικά στελέχη παράγουν το ένζυμο ψευδοκαταλάσης που διασπά το υπεροξείδιο του υδρογόνου.

Είναι αρνητικά στο κυτόχρωμα, λόγω της απουσίας πορφυρινών και παρουσιάζουν αρνητική αντίδραση βενζιδίνης.

Αυτά αναπτύσσονται καλά σε υγρό μέσο, ​​όπου καταβυθίζονται γρήγορα μετά τη διακοπή της ανάπτυξης, δημιουργώντας ένα μαλακό, κοκκώδες ή ιξώδες ίζημα, χωρίς σχηματισμό βιοφίλμ.

Lactobacillus δεν αναπτύσσουν τυπικά κοινά να αναπτύσσονται σε οσμές μέσα ενημέρωσης, ωστόσο συμβάλλουν να τροποποιήσει την γεύση της ζυμωμένα τρόφιμα, που παράγουν πτητικές ενώσεις όπως το διακετύλιο και τα παράγωγά της, και σε υδρόθειο (H2S) και αμίνες στο τυρί.

Διατροφικές και αναπτυξιακές συνθήκες

Τα γαλακτοβακίλλια απαιτούν υδατάνθρακες ως πηγές άνθρακα και ενέργειας. Επίσης αμινοξέα, βιταμίνες και νουκλεοτίδια.

Τα μέσα καλλιέργειας γαλακτοβακίλλων πρέπει να περιέχουν ζυμωμένους υδατάνθρακες, πεπτόνη, εκχύλισμα κρέατος και εκχύλισμα ζύμης.

Ακόμη καλύτερα αν συμπληρωθούν με χυμό τομάτας, μαγγάνιο, οξικό εστέρα και εστέρες ελαϊκού οξέος, ειδικά το Tween 80, καθώς αυτό είναι ερεθιστικό και ακόμη και σημαντικό για πολλά είδη.

Το είδος του γένους Lactobacillus αναπτύσσεται καλά σε ήπια όξινα μέσα, με αρχικό pH 6.4-4.5 και βέλτιστη ανάπτυξη μεταξύ 5.5 και 6.2. και μειώνεται αισθητά σε ουδέτερα ή ελαφρώς αλκαλικά μέσα.

Ο γαλακτοβάκιλλος είναι σε θέση να μειώσει το ρΗ του υποστρώματος όπου είναι κάτω από 4 με το σχηματισμό γαλακτικού οξέος.

Με αυτόν τον τρόπο αποφεύγουν ή τουλάχιστον μειώνουν σημαντικά την ανάπτυξη σχεδόν όλων των άλλων ανταγωνιστικών μικροοργανισμών, εκτός από άλλα βακτηρίδια γαλακτικού οξέος και εκείνα των ζυμών.

Απαιτήσεις οξυγόνου

Τα περισσότερα στελέχη του Lactobacillus είναι κυρίως αεριωθούμενα. η βέλτιστη ανάπτυξή του επιτυγχάνεται υπό μικροαερόφιλες ή αναερόβιες συνθήκες.

Είναι γνωστό ότι η αύξηση της συγκέντρωσης CO2 (περίπου 5% ή έως 10%) μπορεί να τονώσει την ανάπτυξη, ειδικά στην επιφάνεια των μέσων.

Θερμοκρασία ανάπτυξης

Οι περισσότεροι είναι μεσοφιλική γαλακτοβάκιλλοι (30-40 ° C), με ένα άνω όριο των 40. Αν και η περιοχή θερμοκρασίας για ανάπτυξη είναι μεταξύ 2 και 53 ° C, μερικοί αναπτύσσονται κάτω από τους 15 ° C ή 5 ° C και υπάρχουν στελέχη που αναπτύσσονται σε χαμηλές θερμοκρασίες πλησίον του σημείου πήξεως (για παράδειγμα, εκείνων που ζουν σε κρέας και τα ψάρια καταψύχονται ).

Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν οι "θερμοφιλικές" γαλακτοβακίλλες, που μπορεί να έχουν ανώτερο όριο θερμοκρασίας 55ºC και να μην αναπτύσσονται κάτω από 15ºC.

Μεταβολισμός

Αυτοί οι μικροοργανισμοί δεν διαθέτουν συστήματα κυτοχρώματος για να εκτελέσουν οξειδωτική φωσφορυλίωση και δεν διαθέτουν ένζυμα δισμουτάσες υπεροξειδίου ή καταλάσες.

Μέλη αυτού του γένους μετασχηματίζονται γλυκόζη και παρόμοια εξόζες αλδεϋδης προς γαλακτικό οξύ από homofermentation ή γαλακτικό οξύ και συμπληρωματικών τελικά προϊόντα όπως οξικό οξύ, αιθανόλη, διοξείδιο του άνθρακα, μυρμηκικό οξύ και ηλεκτρικό οξύ με heterofermentación.

Ευαισθησία στα αντιβιοτικά και τα ναρκωτικά

Τα γαλακτοβακίλλοι είναι ευαίσθητα στα περισσότερα αντιβιοτικά που είναι δραστικά έναντι θετικών κατά Gram βακτηρίων. Η ευαισθησία των εντερικών γαλακτοβακίλλων στα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα τροφίμων έχει μελετηθεί.

Habitat

Οι γαλακτοβάκιλλοι μπορεί να βρεθεί στα γαλακτοκομικά προϊόντα, τυρί, δημητριακά, προϊόντα με βάση το κρέας και τα ψάρια, πηγές νερού, αποχέτευσης, μπύρες, κρασιά, χυμοί φρούτων και λαχανικών, που έχουν υποστεί ζύμωση λάχανο και άλλα λαχανικά, όπως ενσίρωμα, ξινή μάζες και πολτών.

Επίσης, μέρος της φυσιολογικής χλωρίδας του στόματος, του γαστρεντερικού σωλήνα και του κόλπου πολλών ζώων σταθερής θερμοκρασίας, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου.

Μπορούν επίσης να βρεθούν σε δευτερογενείς οικοτόπους, όπως λιπάσματα οργανικής προέλευσης.

Ταξινόμηση

Τομέας: Βακτήρια

Διεύθυνση: Firmicutes

Κατηγορία: Bacillus

Παραγγελία: Lactobacillales

Οικογένεια: Lactobacillaceae

Γένος: Lactobacillus.

Μορφολογία

Μικροσκοπικά χαρακτηριστικά

Τα μπακάλια είναι περίπου 2 - 6 μ. Μερικές φορές μπορεί να δει με στρογγυλεμένες άκρες. Η κατανομή του στο διάστημα μπορεί να απομονωθεί ή σε σύντομες αλυσίδες. Ορισμένες παλινάδες.

Είναι θετικά κατά Gram όταν χρωματίζονται με χρώση Gram.

Το Lactobacillus έχουν πεπτιδογλυκάνη στο κυτταρικό τους τοίχωμα και επίσηςΠεριέχουν δευτερογενή πολυμερή στρώση (SCWP), που αποτελείται από τεϊκοϊκή, λιποθεϊκή, λιπογλυκάνη, τεϊκουρονικό οξύ.

Πολλά είδη του γένους Lactobacillus Έχουν στα περιτυλίγματα τους ένα επιπλέον στρώμα πρωτεϊνών που ονομάζεται στρώμα S ή επιφανειακό στρώμα (στρώμα S &),.

Σε αυτό το είδος είναι είδη όπως L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir μεταξύ άλλων.

Μακροσκοπικά χαρακτηριστικά 

Οι αποικίες του Lactobacillus σε στερεά μέσα είναι μικρά (2-5 mm), κυρτά, μαλακά, με πλήρη περιθώρια, αδιαφανή και χωρίς χρωστικές ουσίες.

Ορισμένα στελέχη μπορεί να έχουν κιτρινωπό ή κοκκινωπό χρώμα. Οι περισσότεροι έχουν τραχύ αποικίες, ενώ άλλοι, όπως Lactobacillus confusus, παρούσες ιξώδεις αποικίες.

Οφέλη

Το φύλο Lactobacillusείναι επωφελής για την υγεία, τόσο ανθρώπινη όσο και ζωική.

Τα οφέλη αναφέρονται παρακάτω:

Σταθεροποιεί την εντερική χλωρίδα, αυξάνοντας την αντοχή στις μολύνσεις σε αυτή την περιοχή

Για παράδειγμα, Lactobacillus GG, φαίνεται να παράγουν αντιμικροβιακές ουσίες που είναι δραστικές έναντι διαφόρων βακτηρίων, όπως Ε. Coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis και Salmonella.

Αυτές οι ουσίες είναι αρωματικές ενώσεις όπως διακετύλιο, ακεταλδεΰδη, ρετουτερίνη, βακτηριολυτικά ένζυμα, βακτηριοκίνες και άλλα.

  • Προλαμβάνει και ελέγχει ορισμένες ασθένειες, όπως ο καρκίνος του παχέος εντέρου.
  • Βελτίωση της ποιότητας της διατήρησης ορισμένων τροφίμων.
  • Χρησιμοποιούνται ως σημείο εκκίνησης από τη βιομηχανία για την απόκτηση βιοτεχνολογικών προϊόντων που εφαρμόζονται στη λύση προβλημάτων υγείας ανθρώπων και ζώων.
  • Επίδραση της βιοδιαθεσιμότητας των θρεπτικών συστατικών διευκολύνοντας την αποικοδόμηση των πρωτεϊνών του πλήρους γάλακτος, απελευθερώνοντας ασβέστιο και μαγνήσιο σε μεγάλες ποσότητες.
  • Συμμετέχουν επίσης στη σύνθεση βιταμινών Β και φωσφορικών αλάτων.

Παθογονικότητα

Η παθογένεια των γαλακτοβακίλλων είναι σπάνια, αν και πρόσφατα έχουν αναφερθεί ορισμένες μολυσματικές διεργασίες σε ανθρώπους όπου έχουν εμπλακεί αυτοί οι μικροοργανισμοί.

Μεταξύ αυτών είναι η τερηδόνα, η ρευματική νόσος των αγγείων, τα αποστήματα, η σηψαιμία και η λοιμώδης ενδοκαρδίτιδα, που προκαλούνται από L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum και περιστασιακά Lactobacillus salivarius.

Ωστόσο, οι βιοχημικές βάσεις μιας τέτοιας παθογονικότητας είναι ακόμη άγνωστες.

Πίνακας: Τύποι λοιμώξεων που προκαλούνται από διάφορα είδη του γένους Lactobacillus

Αναφορές

  1. Kale-Pradhan ΡΒ, Jassal HK, Wilhelm SM. Ο ρόλος του Lactobacillus στην πρόληψη της σχετιζόμενης με αντιβιοτικά διάρροιας: μια μετα-ανάλυση. Φαρμακοθεραπεία. 2010; 30 (2): 119-26.
  2. Reid G. Η επιστημονική βάση για τα προβιοτικά στελέχη του Lactobacillus. Εφαρμοσμένη και Περιβαλλοντική Μικροβιολογία. 1999; 65 (9): 3763-3766.
  3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis Μ, Hume ΕΒ, Knox KW. Παθογονικό δυναμικό του Lactobacilli. Εγώnt J Food Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
  4. Koneman Ε, Allen S, Janda W, Schreckenberger Ρ, Winn W. (2004). Μικροβιολογική διάγνωση. (5η έκδοση) Αργεντινή, Εκδοτική Panamericana S.A..
  5. Ellie Goldstein, Tyrrell Κ, Citron D. Lactobacillus Είδη: ταξινομική πολυπλοκότητα και αμφιλεγόμενες ευαισθησίες Κλινικές Μολυσματικές Νόσους, 2015; 60 (2): 98-107