LACTOBACILLUS: ZNAČILNOSTI, MORFOLOGIJA, KORISTI - BIOLOGIJA - 2026

Lactobacillus je rod bakterij, sestavljenih iz številnih koristnih vrst, ki so posebej pomembne za industrijo. Beseda Lactobacillus izhaja iz "lactis", kar pomeni mleko, in "bacila", kar pomeni majhne bacile.

Rod je bil razvrščen glede na fenotipske značilnosti vrste fermentacije. Fiziološka osnova te razvrstitve je prisotnost encimov fruktoze 1 in 6 difosfat aldolaze in fosfoketolaze, ki sta ključnega pomena pri homo oziroma hetero fermentativni presnovi heksoz in pentoz.

Zaradi njegovih fermentacijskih lastnosti in njegovih presnovnih produktov so bakterije rodu Lactobacillus med prvimi organizmi, ki jih človek uporablja za proizvodnjo hrane.

Uporabljajo se tudi za njihovo konzerviranje z zaviranjem vdora drugih mikroorganizmov, ki povzročajo bolezni, ki se prenašajo s hrano.

Rod Lactobacillus je zaradi zanimanja za njegove blagodejne učinke in funkcionalne lastnosti postal bistven element sodobne prehrane in novih industrijskih tehnologij.

značilnosti

Ti bacili so na splošno neobčutljivi, vendar so nekatere vrste gibljive zaradi peritričnih flagelov. So pozitivne po Gramu, če obstajajo odmrle bakterije, obarvajo rdeče in dajo obarvanje po Gramu spremenljivo sliko po Gramu.

Ne sporirajo in nekateri sevi imajo bipolarna telesa, ki verjetno vsebujejo polifosfat.

Homofermentativni Lactobacillus ima notranje zrnce, ki jih razkrijemo po Gramu ali barvanju z metilen modro barvo.

Za diagnozo in identifikacijo vrste je najbolj uporabna metoda verižna reakcija polimeraze (PCR).

Celična stena in ultrastruktura

Celična stena roda Lactobacillus, ki jo opazimo pod elektronskim mikroskopom, je značilno po gram-pozitivni, vsebuje peptidoglikane (mureine) vrste Lizin-D-Asparagin različnih kemotipov.

Ta stena vsebuje tudi polisaharide, povezane s peptidoglikanom preko fosfodiesterskih vezi, vendar imajo le nekatere teikojske kisline, povezane z njim, pri nekaterih vrstah.

Vsebuje tudi velike mezosome, ki so značilni za ta rod.

Biokemijske lastnosti

Večina nima proteolitične ali lipolitične aktivnosti v medijih, ki vsebujejo beljakovine ali maščobe.

Nekateri sevi pa lahko kažejo rahlo proteolitično delovanje zaradi proteaz in peptidaz, ki jih celična stena veže ali sprosti, pa tudi šibko lipolitično delovanje zaradi delovanja medceličnih lipaz.

Običajno nitratov ne zmanjšajo, vendar nekatere vrste počnejo, ko je pH nad 6,0.

Laktobacili ne utekočinjajo želatine, prav tako ne prebavljajo kazeina. Prav tako ne proizvajajo indola ali vodikovega sulfida (H ₂ S), vendar večina proizvaja majhne količine topnega dušika.

So negativni na katalaze, čeprav nekateri sevi proizvajajo encim psevdokatalaza, ki razgrajuje vodikov peroksid.

So citokromno negativni, ker porfirinov ni in predstavljajo negativno benzidinsko reakcijo.

Dobro uspevajo v tekočem mediju, kjer se ob prekinitvi rasti hitro oborijo in nastanejo mehke, zrnate ali viskozne usedline, brez nastanka biofilmov.

Laktobacili ne razvijejo značilnih vonjav, če se gojijo v običajnih medijih, vendar prispevajo k spreminjanju okusa fermentirane hrane, pri čemer nastajajo hlapne spojine, kot je diacetil in njeni derivati, in celo vodikov sulfid (H ₂ S) in amini v siru.

Prehrana in rastni pogoji

Laktobacili potrebujejo ogljikove hidrate kot vire ogljika in energije. Tudi aminokisline, vitamini in nukleotidi.

Medij za gojenje laktobacilov mora vsebovati fermentirane ogljikove hidrate, pepton, mesni ekstrakt in ekstrakt kvasa.

Še bolje, če jih dopolnjujemo s paradižnikovo mezgo, manganom, acetatom in ostri oleinske kisline, zlasti Tween 80, saj je to spodbudno in celo nujno za številne vrste.

Vrste rodu Lactobacillus dobro uspevajo v rahlo kislem mediju z začetnim pH 6,4–4,5 in z optimalnim razvojem med 5,5 in 6,2. in se v nevtralnih ali rahlo alkalnih medijih izrazito zmanjša.

Lactobacillus lahko s tvorbo mlečne kisline zniža pH pH substrata tam, kjer so pod 4.

Na ta način se izognejo ali vsaj znatno zmanjšajo rast skoraj vseh drugih konkurenčnih mikroorganizmov, razen drugih mlečnokislinskih bakterij in kvasovk.

Potrebe po kisiku

Večina sevov Lactobacillus je predvsem aerotolerantnih; njegova optimalna rast je dosežena v mikroaerofilnih ali anaerobnih pogojih.

Znano je, da lahko povečanje koncentracije CO ₂ (približno 5% ali do 10%) spodbudi rast, zlasti na površini medijev.

Temperatura rasti

Večina laktobacilov je mezofilnih (30-40 ° C), zgornja meja 40 ° C. Čeprav je njihov temperaturni razpon za rast med 2 in 53 ° C, nekateri rastejo pod 15 ° C ali 5 ° C in obstajajo sevi, ki rastejo pri nizkih temperaturah, blizu zamrzovanja (na primer tisti, ki naseljujejo zamrznjeno meso in ribe ).

Po drugi strani pa so "termofilni" laktobacili, ki imajo zgornjo temperaturno mejo 55 ° C in ne zrastejo pod 15 ° C.

Presnova

Ti mikroorganizmi nimajo citokromskih sistemov za izvajanje oksidativne fosforilacije in nimajo superoksidne dismutaze ali katalaze.

Pripadniki tega rodu pretvorijo glukozo in podobne aldehidne heksoze v mlečno kislino s homofermentacijo ali v mlečno kislino in druge končne proizvode, kot so ocetna kislina, etanol, ogljikov dioksid, mravljinčna kislina in jantarna kislina s heterofermentacijo.

Občutljivost za antibiotike in zdravila

Laktobacili so občutljivi na večino antibiotikov, ki delujejo proti gram-pozitivnim bakterijam. Preučiti je bilo mogoče občutljivost črevesnih laktobacilov na antibiotike, ki se uporabljajo kot aditivi za živila.

Habitat

Laktobacile najdemo v mlečnih izdelkih, sirih, zrnih, mesnih ali ribjih izdelkih, vodnih virih, odplakah, pivu, vinu, sadju in sadnih sokovih, zelju in drugi fermentirani zelenjavi, kot so: silaža, kislo testo in kaša.

Prav tako so del normalne flore ust, prebavil in nožnice mnogih temperaturno stabilnih živali, vključno s človekom.

Najdemo jih lahko tudi v sekundarnih habitatih, kot so organska gnojila.

Taksonomija

Domena: Bakterije

Oddelek: Firmicutes

Razred: Bacilli

Vrstni red: laktobacila

Družina: Lactobacillaceae

Rod: Lactobacillus.

Morfologija

Mikroskopske lastnosti

Bacili so dolgi približno 2 - 6 μ. Včasih jih je mogoče videti z zaobljenimi konci. Njegova porazdelitev v prostoru je lahko izolirana ali v kratkih verigah. Nekateri tvorijo palisade.

Ko so obarvani z Gramovim madežem, so pozitivni na gram.

Lactobacillus ima peptidoglikan v svoji celični steni in vsebuje tudi sekundarno polimerno plast (SCWP), ki jo sestavljajo teihojska, lipoteihojska, lipoglikanska, teikuronska kislina.

Mnoge vrste iz rodu Lactobacillus imajo v ovojnici dodatno plast beljakovin, imenovano S-sloj ali površinski sloj (S & plast).

V tem rodu so vrste, kot so L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir.

Makroskopske značilnosti

Kolonije laktobacilov na trdnih medijih so majhne (2-5 mm), izbočene, gladke, s celotnimi robovi, neprozorne in brez pigmentov.

Nekateri sevi so lahko rumenkasti ali rdečkasti. Večina ima grobe kolonije, medtem ko imajo druge, kot je Lactobacillus confusus, sluzaste kolonije.

Prednosti

Rod Lactobacillus blagodejno vpliva na zdravje ljudi in živali.

Prednosti so navedene spodaj:

Stabilizira črevesno floro s povečanjem odpornosti proti okužbam na tem mestu

Zdi se, da na primer Lactobacillus GG proizvaja protimikrobne snovi, ki delujejo proti različnim bakterijam, kot so E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis in Salmonella.

Te snovi so med drugim aromatične spojine, kot so diacetil, acetaldehid, reuterin, bakteriolitični encimi, bakteriocini.

• Preprečuje in nadzoruje nekatere bolezni, kot je rak debelega črevesa.
• Izboljšajo kakovost konzerviranja določenih živil.
• Industrija jih uporablja kot izhodišče za pridobivanje biotehnoloških izdelkov, ki se uporabljajo za reševanje problemov zdravja ljudi in živali.
• Vplivajo na biološko uporabnost hranil s tem, da olajšajo razgradnjo beljakovin v polnem mleku, sproščajo kalcij in magnezij v velikih količinah.
• Vključeni so tudi v sintezo vitaminov skupine B in fosfatov.

Patogenost

Patogenost laktobacilov je redka, čeprav so pred kratkim poročali o nekaterih nalezljivih procesih pri ljudeh, pri katerih so bili ugotovljeni vpleteni ti mikroorganizmi.

Sem spadajo zobni karies, revmatična vaskularna bolezen, abscesi, septikemija in infektivni endokarditis, ki ga povzroča L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum in občasno Lactobacillus salivarius.

Vendar biokemične podlage takšne patogenosti še vedno niso znane.

Tabela: Vrste okužb, ki jih povzročajo različne vrste rodu Lactobacillus

Reference

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Vloga laktobacila pri preprečevanju driske, povezane z antibiotiki: metaanaliza. Farmakoterapija. 2010; 30 (2): 119–26.
2. Reid G. Znanstvene podlage za probiotične seve bakterije Lactobacillus. Uporabna in okoljska mikrobiologija. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Patogeni potencial laktobacilov. J n J Jio mikrobiol. 1994; 24 (1–2): 179–89.
4. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Mikrobiološka diagnoza. (5. izd.). Argentina, uredništvo Panamericana SA
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus vrste: taksonomska zapletenost in sporna občutljivost klinične infekcijske bolezni, 2015; 60 (2): 98–107