LACTOBACILLUS: VLASTNOSTI, MORFOLÓGIA, VÝHODY - BIOLÓGIE - 2026

Lactobacillus je rod baktérií tvorených radom prospešných druhov, ktoré sú pre priemysel obzvlášť zaujímavé. Slovo Lactobacillus pochádza z „lactis“, čo znamená mlieko, a „bacillus“, čo znamená malé bacily.

Rod bol klasifikovaný z hľadiska fenotypovej charakteristiky typu uskutočňovanej fermentácie. Fyziologickým základom tejto klasifikácie je prítomnosť enzýmov fruktóza 1 a 6 difosfát aldoláza a fosfoketolasa, ktoré sú kľúčové v homo alebo heteroferatívnom metabolizme hexóz a pentóz.

Vďaka svojim fermentačným vlastnostiam a metabolickým produktom patria baktérie rodu Lactobacillus medzi prvé organizmy, ktoré človek používa na výrobu potravín.

Používajú sa tiež na ich konzerváciu tým, že inhibujú inváziu do iných mikroorganizmov, ktoré spôsobujú choroby prenášané potravinami.

Rod Lactobacillus sa stal základným prvkom modernej výživy a nových priemyselných technológií vďaka záujmu o jej priaznivé účinky a funkčné vlastnosti.

vlastnosti

Tieto bacily sú vo všeobecnosti nemotilné, ale niektoré druhy sú pohyblivé kvôli brušným bičíkom. Sú grampozitívne, ak sú prítomné mŕtve baktérie, sfarbujú sa na červeno a poskytujú premenlivý Gramov obraz v prítomnosti Gramovho zafarbenia.

Nes Sporulujú a niektoré kmene majú bipolárne telá, ktoré pravdepodobne obsahujú polyfosfát.

Homofermentatívny Lactobacillus má vnútorné granuly odhalené Gramovým farbením alebo farbením metylénovou modrou.

Na diagnostiku a identifikáciu druhu je najužitočnejšou metódou polymerázová reťazová reakcia (PCR).

Bunková stena a ultraštruktúra

Bunková stena rodu Lactobacillus, pozorovaná pod elektrónovým mikroskopom, je zvyčajne grampozitívna, obsahuje peptidoglykány (mureíny) typu lyzín-D-asparagínu rôznych chemotypov.

Táto stena tiež obsahuje polysacharidy spojené s peptidoglykánom prostredníctvom fosfodiesterových väzieb, ale iba u niektorých druhov s ňou súvisí iba kyselina teichoová.

Obsahuje tiež veľké mezozómy, ktoré charakterizujú tento rod.

Biochemické vlastnosti

Väčšina z nich nemá proteolytickú alebo lipolytickú aktivitu v médiu obsahujúcom proteíny alebo tuky.

Niektoré kmene však môžu vykazovať miernu proteolytickú aktivitu v dôsledku proteáz a peptidáz viazaných alebo uvoľňovaných bunkovou stenou, ako aj slabú lipolytickú aktivitu v dôsledku pôsobenia intracelulárnych lipáz.

Normálne neznižujú dusičnany, ale určité druhy to robia, keď je pH nad 6,0.

Laktobacily nekvapalňujú želatínu ani trávia kazeín. Tiež neprodukujú indol alebo sírovodíka (H ₂ S), ale väčšina produkujú malé množstvo rozpustného dusíka.

Sú katalázovo negatívne, hoci niektoré kmene produkujú enzým pseudokaláza, ktorý štiepi peroxid vodíka.

Sú cytochrómne negatívne kvôli neprítomnosti porfyrínov a vykazujú negatívnu benzidínovú reakciu.

Rastú dobre v tekutom médiu, kde sa po zastavení rastu rýchlo zrážajú, čo vedie k mäkkému, zrnitému alebo viskóznemu sedimentu bez tvorby biofilmov.

Lactobacillus nevyvíjajú typické pachy pri raste v bežných médiách, ale prispievajú k úprave chuti fermentovaných potravín, produkujúce prchavé zlúčeniny, ako je diacetyl a jeho deriváty, a dokonca aj sírovodíka (H ₂ S) a amíny v syre.

Výživa a podmienky pestovania

Laktobacily vyžadujú ako zdroje uhlíka a energie uhľohydráty. Tiež aminokyseliny, vitamíny a nukleotidy.

Kultivačné médiá Lactobacilli by mali obsahovať fermentovateľné uhľohydráty, peptón, mäsový extrakt a kvasnicový extrakt.

Ešte lepšie je, ak sú doplnené paradajkovou šťavou, mangánom, acetátom a estermi kyseliny olejovej, najmä Tween 80, pretože to je stimulujúce a dokonca nevyhnutné pre mnoho druhov.

Druh rodu Lactobacillus dobre rastie v mierne kyslom prostredí s počiatočným pH 6,4 - 4,5 a s optimálnym vývojom medzi 5,5 a 6,2. a výrazne klesá v neutrálnych alebo mierne zásaditých médiách.

Laktobacily sú schopné znižovať pH substrátu, ak sú pod 4 tvorbou kyseliny mliečnej.

Týmto spôsobom sa vyhýbajú alebo aspoň značne znižujú rast takmer všetkých ostatných konkurenčných mikroorganizmov, s výnimkou iných baktérií mliečneho kvasenia a kvasiniek.

Potreba kyslíka

Väčšina kmeňov Lactobacillus je primárne aerotolerantná; jeho optimálny rast sa dosiahne za mikroaerofilných alebo anaeróbnych podmienok.

Je známe, že zvýšenie CO ₂ koncentrácia (približne 5%, alebo až 10%) môže stimulovať rast, a to najmä na povrchu média.

Rastová teplota

Väčšina laktobacilov je mezofilná (30 - 40 ° C), s hornou hranicou 40 oC. Aj keď ich teplotný rozsah pre rast je medzi 2 a 53 ° C, niektoré rastú pod 15 ° C alebo 5 ° C a existujú kmene, ktoré rastú pri nízkych teplotách blízko mrazu (napríklad tie, ktoré obývajú mrazené mäso a ryby ).

Na druhej strane existujú „termofilné“ laktobacily, ktoré môžu mať hornú hranicu teploty 55 ° C a neklesnú pod 15 ° C.

metabolizmus

Tieto mikroorganizmy nemajú cytochrómové systémy na uskutočnenie oxidačnej fosforylácie a nemajú superoxiddismutázy alebo katalázy.

Členovia tohto rodu transformujú glukózu a podobné aldehydové hexózy na kyselinu mliečnu homofermentáciou alebo na kyselinu mliečnu a ďalšie ďalšie konečné produkty, ako je kyselina octová, etanol, oxid uhličitý, kyselina mravčia a kyselina jantárová heterofermentáciou.

Citlivosť na antibiotiká a lieky

Laktobacily sú citlivé na väčšinu antibiotík aktívnych proti grampozitívnym baktériám. Citlivosť črevných laktobacilov na antibiotiká používané ako prídavné látky v potravinách bolo možné študovať.

habitat

Laktobacily sa nachádzajú v mliečnych výrobkoch, syroch, obilninách, mäsových alebo rybích výrobkoch, vodných zdrojoch, odpadových vodách, pive, vínach, ovocných a ovocných šťavách, kapuste a inej fermentovanej zelenine, ako napríklad: siláž, kyslá cesta a dužina.

Sú tiež súčasťou normálnej flóry úst, gastrointestinálneho traktu a vagíny mnohých teplotne stabilných zvierat, vrátane človeka.

Nachádza sa tiež v sekundárnych biotopoch, ako sú organické hnojivá.

taxonómie

Doména: Baktérie

Divízia: Firmicutes

Trieda: Bacilli

Poradie: Lactobacillales

Rodina: Lactobacillaceae

Rod: Lactobacillus.

morfológia

Mikroskopické vlastnosti

Bacily sú dlhé približne 2 - 6 μ. Niekedy ich možno vidieť so zaoblenými koncami. Jeho distribúcia v priestore môže byť izolovaná alebo v krátkych reťazcoch. Niektoré tvoria palisády.

Keď sú zafarbené Gramovým farbením, sú pozitívne na gram.

Lactobacillus má vo svojej bunkovej stene peptidoglykán a tiež obsahuje sekundárnu polymérnu vrstvu (SCWP), ktorá pozostáva z teichoických, lipoteichoických, lipoglykánov, teicurónových kyselín.

Mnoho druhov rodu Lactobacillus má vo svojich obaloch ďalšiu vrstvu proteínov nazývanú S vrstva alebo povrchová vrstva (S & vrstva).

V rámci tohto rodu sú okrem iného druhy ako L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir.

Makroskopické vlastnosti

Kolónie Lactobacillus na pevnom médiu sú malé (2-5 mm), konvexné, hladké, s celými okrajmi, nepriehľadné a bez pigmentov.

Niektoré kmene môžu byť žltkasté alebo červenkasté. Väčšina z nich má drsné kolónie, zatiaľ čo iné, ako napríklad Lactobacillus confusus, majú slizké kolónie.

výhody

Rod Lactobacillus je prospešný pre zdravie ľudí i zvierat.

Výhody sú uvedené nižšie:

Stabilizuje črevnú flóru zvýšením odolnosti voči infekciám v tomto mieste

Napríklad sa zdá, že Lactobacillus GG produkuje antimikrobiálne látky, ktoré sú aktívne proti rôznym baktériám, ako sú E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis a Salmonella.

Tieto látky sú okrem iného aromatické zlúčeniny, ako je diacetyl, acetaldehyd, reuterín, bakteriolytické enzýmy, bakteriocíny.

• Zabraňuje a reguluje niektoré choroby, napríklad rakovinu hrubého čreva.
• Zlepšujú kvalitu konzervovania určitých potravín.
• Priemysel sa používa ako východiskový bod na získavanie biotechnologických výrobkov použiteľných na riešenie problémov zdravia ľudí a zvierat.
• Ovplyvňujú biologickú dostupnosť živín uľahčením odbúravania bielkovín plnotučného mlieka, uvoľňovaním vápnika a horčíka vo veľkých množstvách.
• Podieľajú sa tiež na syntéze vitamínov B a fosfátov B.

patogenitu

Patogenita laktobacilov je zriedkavá, aj keď v poslednej dobe boli u ľudí, u ktorých sa zistilo, že sa tieto mikroorganizmy vyskytli, hlásené niektoré infekčné procesy.

Patria medzi ne zubný kaz, reumatické vaskulárne ochorenie, abscesy, septikémia a infekčná endokarditída spôsobená L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum a občas Lactobacillus salivarius.

Biochemické základy takejto patogenity sú však stále neznáme.

Tabuľka: Typy infekcie spôsobené rôznymi druhmi rodu Lactobacillus

Referencie

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Úloha laktobacilu v prevencii hnačky spojenej s antibiotikami: metaanalýza. Farmakoterapie. 2010; 30 (2): 119-26.
2. Reid G. Vedecký základ pre probiotické kmene Lactobacillus. Aplikovaná a environmentálna mikrobiológia. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M., Hume EB, Knox KW. Patogénny potenciál Lactobacillus. I nt J Food Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Mikrobiologická diagnostika. (5. vydanie). Argentina, Editorial Panamericana SA
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Druhy Lactobacillus: Taxonomická komplexnosť a kontroverzné vnímanie, Klinické infekčné choroby, 2015; 60 (2): 98 - 107