LACTOBACILLUS: EGENSKAPER, MORFOLOGI, FÖRDELAR - BIOLOGI - 2025

Lactobacillus är ett släkt av bakterier som består av ett antal fördelaktiga arter av särskilt intresse för industrin. Ordet Lactobacillus kommer från "lactis", som betyder mjölk, och "bacillus", vilket betyder små baciller.

Släktet klassificerades med avseende på den fenotypiska karakteristiken för den gjorda typen av jäsning. Den fysiologiska grunden för denna klassificering är närvaron av enzymerna fruktos 1 & 6 difosfat aldolas och fosfoketolas, som är nyckeln till homo- eller heterofermentativ metabolism av hexoser och pentoser.

Dess jäsningsegenskaper och metaboliska produkter gör bakterierna i släktet Lactobacillus till de första organismerna som används av människan för produktion av livsmedel.

De används också för att bevara dem genom att hämma invasionen av andra mikroorganismer som orsakar livsmedelsburna sjukdomar.

Släktet Lactobacillus har blivit ett viktigt element för modern näring och ny industriell teknik på grund av intresset för dess gynnsamma effekter och funktionella egenskaper.

egenskaper

Dessa baciller är i allmänhet icke-motoriska, men vissa arter är rörliga på grund av peritrichous flagella. De är Gram-positiva, men om det finns döda bakterier, fläckar de röda, vilket ger en variabel Gram-bild i närvaro av Gram-färgning.

De sporulerar inte och vissa stammar har bipolära kroppar som antagligen innehåller polyfosfat.

Homofermentativ Lactobacillus har inre granuler avslöjade med Gram-färg eller genom metylenblå färgning.

För diagnos och identifiering av arten är den mest användbara metoden Polymerase Chain Reaction (PCR).

Cellvägg och ultrastruktur

Cellväggen i släktet Lactobacillus, observerat under ett elektronmikroskop, är typiskt Gram-positivt, den innehåller peptidoglykaner (mureiner) av typen Lysine-D-Asparagine av olika kemotyper.

Denna vägg innehåller också polysackarider kopplade till peptidoglykan genom fosfodiesterbindningar, men har endast teikosyror relaterade till den i vissa arter.

Den innehåller också stora mesosomer som kännetecknar detta släkte.

Biokemiska egenskaper

De flesta har inte proteolytisk eller lipolytisk aktivitet i media som innehåller proteiner eller fetter.

Vissa stammar kan emellertid uppvisa liten proteolytisk aktivitet på grund av proteaser och peptidaser bundna till eller frisatta av cellväggen, liksom svag lipolytisk aktivitet på grund av verkan av intracellulära lipaser.

De minskar normalt inte nitrater, men vissa arter gör det när pH är över 6,0.

Lactobacilli kondenserar inte gelatin och smälter inte kasein. De också inte producerar indol eller vätesulfid (H ₂ S), men de flesta producerar små mängder av lösligt kväve.

De är katalasnegativa, även om vissa stammar producerar enzymet pseudokatalas som bryter ned väteperoxid.

De är cytokrom negativa, på grund av frånvaron av porfyriner och uppvisar en negativ bensidinreaktion.

De växer bra i ett flytande medium, där de fälls ut snabbt efter tillväxten upphör, vilket ger upphov till ett mjukt, granulärt eller visköst sediment utan bildning av biofilmer.

Lactobacillus utvecklar inte typiska lukter när de odlas i vanliga medier, men de bidrar till att modifiera smaken av fermenterade livsmedel, som producerar flyktiga föreningar såsom diacetyl och dess derivat, och till och med vätesulfid (H ₂ S) och aminer i ost.

Näring och odlingsförhållanden

Laktobaciller kräver kolhydrater som källor till kol och energi. Även aminosyror, vitaminer och nukleotider.

Lactobacilli-odlingsmedier bör innehålla jäsbara kolhydrater, pepton, köttekstrakt och jästextrakt.

Ännu bättre om de kompletteras med tomatjuice, mangan, acetat och oljesyraestrar, särskilt Tween 80, eftersom detta är stimulerande och till och med viktigt för många arter.

Arten av släktet Lactobacillus växer bra i svagt sura medier, med ett initialt pH på 6,4-4,5 och med en optimal utveckling mellan 5,5 och 6,2. och det minskar markant i neutrala eller svagt alkaliska medier.

Lactobacillus kan sänka substratets pH där de är under 4 genom bildning av mjölksyra.

På detta sätt undviker de eller åtminstone avsevärt minskar tillväxten av nästan alla andra konkurrerande mikroorganismer, förutom den för andra mjölksyrabakterier och jästens.

Syre behöver

De flesta Lactobacillus-stammar är främst aerotoleranta; dess optimala tillväxt uppnås under mikroaerofila eller anaeroba förhållanden.

Det är känt att en ökning av CO ₂ -koncentrationen (på cirka 5% eller upp till 10%) kan stimulera tillväxt, särskilt på mediaytan.

Tillväxttemperatur

De flesta laktobacillerna är mesofila (30-40 ° C), med en övre gräns 40 ° C. Även om deras temperaturintervall för tillväxt är mellan 2 och 53 ° C, växer vissa under 15 ° C eller 5 ° C och det finns stammar som växer vid låga temperaturer, nära frysning (till exempel de som bor i fryst kött och fisk ).

Å andra sidan finns det de "termofila" laktobacillerna, som kan ha en övre temperaturgräns på 55 ° C och inte växer under 15 ° C.

Ämnesomsättning

Dessa mikroorganismer saknar cytokromsystem för att utföra oxidativ fosforylering och de har inte superoxiddismutaser eller katalaser.

Medlemmar i detta släkt transformerar glukos och liknande aldehydhexoser till mjölksyra genom homofermentering eller till mjölksyra och andra ytterligare slutprodukter såsom ättiksyra, etanol, koldioxid, myrsyra och bärnstenssyra genom heterofermentering.

Känslighet för antibiotika och läkemedel

Laktobaciller är känsliga för de flesta antibiotika som är aktiva mot grampositiva bakterier. Det har varit möjligt att studera känsligheten hos tarmlaktobaciller för antibiotika som används som livsmedelstillsatser.

Livsmiljö

Laktobaciller finns i mejeriprodukter, ostar, spannmål, kött- eller fiskprodukter, vattenkällor, avloppsvatten, öl, vin, frukt och fruktjuicer, kål och andra jäsade grönsaker som: ensilage, sur deg och massor.

De är också en del av den normala floran i munnen, mag-tarmkanalen och vagina hos många temperaturstabila djur, inklusive människor.

De finns också i sekundära livsmiljöer, såsom organiska gödningsmedel.

taxonomi

Domän: Bakterier

Avdelning: Firmicutes

Klass: Bacilli

Order: Lactobacillales

Familj: Lactobacillaceae

Släkte: Lactobacillus.

Morfologi

Mikroskopiska egenskaper

Bacillerna är ungefär 2-6 μ långa. De kan ibland ses med rundade ändar. Distributionen i rymden kan isoleras eller i korta kedjor. Vissa bildar palisader.

De är Gram-positiva när de är färgade med Gram-fläcken.

Lactobacillus har peptidoglycan i sin cellvägg och innehåller också ett sekundärt polymerskikt (SCWP), som består av teikosyra, lipoteikoic, lipoglycan, teicuronsyror.

Många arter av släktet Lactobacillus har i sina kuvert ett ytterligare lager av proteiner som kallas S-lagret eller ytlagret (S & lagret).

Inom denna släkt finns arter såsom L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir.

Makroskopiska egenskaper

Lactobacillus-kolonier på fasta medier är små (2-5 mm), konvexa, släta, med hela marginaler, ogenomskinliga och utan pigment.

Vissa stammar kan vara gulaktiga eller rödaktiga. De flesta har grova kolonier, medan andra, såsom Lactobacillus confusus, har slemmiga kolonier.

fördelar

Släktet Lactobacillus är gynnsamt för hälsa, både människor och djur.

Fördelarna anges nedan:

Stabiliserar tarmfloraen genom att öka resistensen mot infektioner på denna plats

Till exempel verkar Lactobacillus GG producera antimikrobiella substanser som är aktiva mot olika bakterier såsom E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis och Salmonella.

Dessa substanser är aromatiska föreningar såsom diacetyl, acetaldehyd, reuterin, bakteriolytiska enzymer, bakteriociner, bland andra.

• Det förebygger och kontrollerar vissa sjukdomar, till exempel koloncancer.
• De förbättrar kvaliteten på konserveringen av vissa livsmedel.
• De används som utgångspunkt för industrin för att få bioteknologiska produkter som är tillämpliga för att lösa problem med människors och djurs hälsa.
• De påverkar biotillgängligheten för näringsämnen genom att underlätta en nedbrytning av hela mjölkproteiner, frigör kalcium och magnesium i stora mängder.
• De är också involverade i syntesen av B-vitaminer och fosfater.

patogenicitet

Patogeniciteten hos laktobaciller är sällsynt, även om nyligen har några infektiösa processer rapporterats hos människor där dessa mikroorganismer har befunnits vara inblandade.

Dessa inkluderar tandkaries, reumatisk kärlsjukdom, abscesser, septikemi och infektiv endokardit, orsakad av L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum och ibland Lactobacillus salivarius.

Emellertid är de biokemiska baserna för sådan patogenicitet fortfarande okända.

Tabell: Infektionstyper orsakade av olika arter i släktet Lactobacillus

referenser

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Lactobacillus roll i förebyggandet av antibiotikeassocierad diarré: en metaanalys. Läkemedelsbehandling. 2010; 30 (2): 119-26.
2. Reid G. Den vetenskapliga grunden för probiotiska stammar av Lactobacillus. Tillämpad och miljömikrobiologi. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Patogen potential hos Lactobacilli. I nt J Food Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Mikrobiologisk diagnos. (5: e upplagan). Argentina, Redaktion Panamericana SA
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus Arter: Taxonomisk komplexitet och kontroversiella känsligheter Kliniska infektionssjukdomar, 2015; 60 (2): 98–107