ЛАКТОБАКТЕРІЇ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, МОРФОЛОГІЯ, КОРИСТЬ - БІОЛОГІЯ - 2025

Лактобактерія - рід бактерій, що складається з ряду корисних видів, що представляють особливий інтерес для промисловості. Слово Lactobacillus походить від "lactis", що означає молоко, і "бацила", що означає дрібні бацили.

Рід класифікували за фенотипічною характеристикою виду бродіння, що проводився. Фізіологічною основою цієї класифікації є наявність ферментів фруктози 1 і 6 дифосфат-альдолази та фосфокетолази, які є ключовими в гомо- або гетеро ферментативному метаболізмі гексоз та пентоз відповідно.

Його ферментативні властивості та продукти метаболізму роблять бактерії роду Lactobacillus серед перших організмів, які використовуються людиною для виробництва їжі.

Вони також використовуються для їх збереження, пригнічуючи інвазію іншими мікроорганізмами, що викликають харчові захворювання.

Рід Lactobacillus став важливим елементом сучасного харчування та нових промислових технологій завдяки інтересу до його сприятливого впливу та функціональних властивостей.

характеристики

Ці бацили, як правило, нерухливі, але деякі види рухливі через перитріхових джгутиків. Вони є грампозитивними, однак, якщо є мертві бактерії, вони забарвлюються в червоний колір, даючи змінне зображення Грама за наявності грамного фарбування.

Вони не спортують, і деякі штами мають біполярні тіла, які, ймовірно, містять поліфосфат.

Гомоферментативні лактобактерії мають внутрішні гранули, виявлені плямою по Граму або фарбуванням метиленовим синім.

Для діагностики та ідентифікації виду найбільш корисним методом є ланцюгова реакція полімерази (ПЛР).

Клітинна стінка та ультраструктура

Клітинна стінка роду Lactobacillus, що спостерігається під електронним мікроскопом, є типово грампозитивною, містить пептидоглікани (муреїни) типу лізину-D-Аспарагіну різних хіміотипів.

Ця стінка також містить полісахариди, пов'язані з пептидогліканом за допомогою фосфодіефірних зв'язків, але в деяких видах є лише тійхоеві кислоти, пов'язані з нею.

Він також містить великі мезосоми, що характеризують цей рід.

Біохімічні характеристики

Більшість не мають протеолітичної або ліполітичної активності в середовищах, що містять білки або жири.

Однак деякі штами можуть проявляти незначну протеолітичну активність через протеази та пептидази, зв’язані або вивільнені клітинною стінкою, а також слабку ліполітичну активність завдяки дії внутрішньоклітинних ліпаз.

Вони, як правило, не знижують нітрати, але певні види роблять, коли рН вище 6,0.

Лактобактерії не зріджують желатин, а також не перетравлюють казеїн. Вони також не виробляють індол або сірководень (H ₂ S), але більшість виробляють невеликі кількості розчинного азоту.

Вони каталазонегативні, хоча деякі штами продукують фермент псевдокаталазу, що розщеплює перекис водню.

Вони є цитохромними, через відсутність порфіринів і мають негативну реакцію бензидину.

Вони добре ростуть у рідкому середовищі, де вони швидко осаджуються після припинення росту, внаслідок чого утворюється м'який, зернистий або в'язкий осад без утворення біоплівки.

При вирощуванні в звичайних середовищах лактобактерії не мають типових запахів, проте вони сприяють зміні смаку ферментованих продуктів, утворюючи летючі сполуки, такі як діацетил та його похідні, і навіть сірководень (H ₂ S) та аміни в сирі.

Харчування та умови вирощування

Лактобактерії потребують вуглеводів як джерелах вуглецю та енергії. Також амінокислоти, вітаміни та нуклеотиди.

Середовища культури лактобактерій повинні містити ферментовані вуглеводи, пептон, м'ясний екстракт і дріжджовий екстракт.

Ще краще, якщо вони будуть доповнені томатним соком, ефірами марганцю, ацетату та олеїнової кислоти, особливо Tween 80, оскільки це стимулює і навіть важливо для багатьох видів.

Види роду Lactobacillus добре ростуть у слабокислих середовищах, з початковим pH 6,4-4,5 та з оптимальним розвитком між 5,5 та 6,2. і вона помітно зменшується в нейтральній або слабощелочной середовищі.

Лактобактерії здатні знижувати рН субстрату там, де вони нижче 4, через утворення молочної кислоти.

Таким чином вони уникають або принаймні значно зменшують ріст майже всіх інших конкуруючих мікроорганізмів, за винятком інших молочнокислих бактерій та дріжджів.

Кисень потребує

Більшість штамів Lactobacillus є переважно аеротолерантними; його оптимальне зростання досягається в мікроаерофільних або анаеробних умовах.

Відомо, що збільшення концентрації CO ₂ (приблизно на 5% або до 10%) може стимулювати ріст, особливо на поверхні середовища.

Температура росту

Більшість лактобактерій є мезофільними (30-40 ° C), верхня межа - 40ºC. Хоча їх температурний діапазон для зростання становить від 2 до 53 ° C, деякі виростають нижче 15ºC або 5ºC і є штами, які ростуть при низьких температурах, близьких до заморожування (наприклад, ті, що мешкають у замороженому м'ясі та рибі ).

З іншого боку, існують "теплолюбні" лактобактерії, які можуть мати верхню межу температури 55ºC і не виростати нижче 15ºC.

Метаболізм

У цих мікроорганізмів бракує цитохромних систем для проведення окисного фосфорилювання, і вони не мають супероксиддисмутази чи каталази.

Представники цього роду перетворюють глюкозу та подібні альдегідні гексози в молочну кислоту шляхом гомоферментації або в молочну кислоту та додаткові кінцеві продукти, такі як оцтова кислота, етанол, вуглекислий газ, мурашина кислота та янтарна кислота шляхом гетероферментації.

Чутливість до антибіотиків та препаратів

Лактобактерії чутливі до більшості антибіотиків, активних проти грампозитивних бактерій. Можна було вивчити чутливість кишкових лактобактерій до антибіотиків, що використовуються як харчові добавки.

Хабітат

Лактобактерії можна знайти в молочних продуктах, сирах, зернах, м'ясних або рибних продуктах, джерелах води, стічних водах, пиві, винах, фруктах і фруктових соках, капусті та інших ферментованих овочах, таких як: силос, кисле тісто і м'якоть.

Вони також входять до складу нормальної флори рота, шлунково-кишкового тракту та піхви багатьох стійких до температури тварин, у тому числі людини.

Їх можна також знайти у вторинних місцях проживання, таких як органічні добрива.

Таксономія

Домен: Бактерії

Відділ: Фірма

Клас: Бацили

Порядок: Лактобактерії

Сімейство: Lactobacillaceae

Рід: Lactobacillus.

Морфологія

Мікроскопічні характеристики

Бацили завдовжки приблизно 2 - 6 мкм. Їх іноді можна побачити із закругленими кінцями. Його розподіл у просторі може бути ізольованим або в коротких ланцюгах. Деякі утворюють палісади.

Вони грампозитивні, якщо їх забарвлюють плямою Грама.

Лактобактерії мають пептидоглікан у своїй клітинній стінці, а також містять вторинний полімерний шар (SCWP), який складається з теїхоїдної, ліпотейхоєвої, ліпогліканової, тейкуронової кислот.

Багато видів роду Lactobacillus мають у своїх оболонках додатковий шар білків, що називається S-шаром або поверхневим шаром (S & шар).

До цього роду належать такі види, як L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir серед інших.

Макроскопічні характеристики

Колонії лактобактерій на твердих середовищах невеликі (2-5 мм), опуклі, гладкі, з цілими краями, непрозорі і без пігментів.

Деякі штами можуть бути жовтуватими або червонуватими. Більшість мають грубі колонії, а інші, наприклад, Lactobacillus confusus, мають слизькі колонії.

Переваги

Рід Lactobacillus корисний для здоров'я як людини, так і тварин.

Переваги перелічені нижче:

Стабілізує кишкову флору за рахунок підвищення стійкості до інфекцій на цьому місці

Наприклад, Lactobacillus GG, як видається, виробляє антимікробні речовини, активні проти різних бактерій, таких як кишкова паличка, стрептокок, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis та сальмонела.

Ці речовини є ароматичними сполуками, такими як діацетил, ацетальдегід, реутерин, бактеріолітичні ферменти, бактеріоцини, серед інших.

• Він запобігає та контролює деякі захворювання, наприклад рак товстої кишки.
• Вони покращують якість збереження певних продуктів.
• Вони використовуються в якості відправного пункту в галузі для отримання біотехнологічних продуктів, застосовних для вирішення проблем здоров'я людини і тварин.
• Вони впливають на біодоступність поживних речовин, сприяючи розщепленню цільних молочних білків, виділяючи кальцій і магній у великих кількостях.
• Вони також беруть участь у синтезі вітамінів групи В та фосфатів.

Патогенність

Патогенність лактобактерій зустрічається рідко, хоча останнім часом у людей, де виявлено участь цих мікроорганізмів, були зареєстровані деякі інфекційні процеси.

До них відносяться карієс зубів, ревматичні захворювання судин, абсцеси, септицемія та інфекційний ендокардит, спричинений L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum і зрідка Lactobacillus salivarius.

Однак біохімічні основи такої патогенності досі невідомі.

Таблиця: Типи інфекції, спричиненої різними видами роду Lactobacillus

Список літератури

1. Кале-Прадхан П.Б., Джассал ХК, Вільгельм С.М. Роль лактобактерій у профілактиці діареї, асоційованої з антибіотиками: метааналіз. Фармакотерапія. 2010 р .; 30 (2): 119-26.
2. Рейд Г. Наукові основи пробіотичних штамів лактобактерій. Прикладна та екологічна мікробіологія. 1999 р .; 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Патогенний потенціал лактобактерій. I nt J Food Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Мікробіологічна діагностика. (5-е видання). Аргентина, редакція Panamericana SA
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus Види: Таксономічна складність та суперечлива сприйнятливість Клінічні інфекційні хвороби, 2015; 60 (2): 98–107