Charakteristika laktobacilů, taxonomie, morfologie, přínosy



Lactobacillus je rod bakterií tvořený řadou prospěšných druhů zvláštního zájmu v oboru. Slovo Lactobacillus pochází z "lactis", což znamená mléko, a "bacillus", což znamená malé bacily.

Rod byl klasifikován jako fenotypová charakteristika prováděného typu fermentace. Fyziologickým základem této klasifikace je přítomnost enzymů fruktóza 1 & 6 difosfát aldolasy a fosfoketolasy, které jsou klíčové pro homo- nebo heterofermentativní metabolismus hexóz a pentóz..

Jeho fermentační vlastnosti a metabolické produkty tvoří bakterie rodu Lactobacillus patří mezi první organismy používané člověkem pro výrobu potravin.

Používají se také k jejich uchování tím, že brání invazi jiných mikroorganismů, které způsobují onemocnění potravinového původu..

Pohlaví Lactobacillus Stala se základním prvkem moderních potravin a nových průmyslových technologií, a to díky zájmu o jeho příznivé účinky a funkční vlastnosti.

Index

  • 1 Charakteristika
  • 2 Taxonomie
  • 3 Morfologie
    • 3.1 Mikroskopické vlastnosti
    • 3.2 Makroskopické vlastnosti 
  • 4 Výhody
  • 5 Odkazy

Vlastnosti

Tyto bacily jsou obvykle nemotilní, ale některé druhy mají motilitu v důsledku přítomnosti bičíku. Jsou grampozitivní, ale pokud jsou mrtvé bakterie červeně zbarvené, dávají Gramův variabilní obraz před barvením Gramem.

Oni nemají sporulate a některé kmeny mají bipolární těla, která pravděpodobně obsahují polyfosfát.

Homofermentativní Lactobacillus představuje vnitřní granule, které se zjistí barvením Gramem nebo barvením methylenovou modří.

Pro diagnostiku a identifikaci druhu je nejužitečnější metodou polymerázová řetězová reakce (PCR)..

Buněčná stěna a ultrastruktura

Buněčná stěna rodu Lactobacillus, pozorovaná pod elektronovým mikroskopem, je typicky grampozitivní, obsahující peptidoglykany (mureiny) typu lysin-D-asparaginu několika chemotypů.

Tato stěna také obsahuje polysacharidy spojené s peptidoglykanem fosfodiesterovými vazbami, ale v některých druzích se vyskytují pouze kyseliny teichoové..

Obsahuje také velké mesosomy, které charakterizují tento rod.

Biochemické charakteristiky

Většina z nich nemá proteolytickou nebo lipolytickou aktivitu v médiích obsahujících proteiny nebo tuky.

Některé kmeny však mohou mít mírnou proteolytickou aktivitu v důsledku proteáz a peptidáz vázaných na buněčnou stěnu nebo uvolňovaných buněčnou stěnou, jakož i slabé lipolytické aktivity v důsledku působení intracelulárních lipáz..

Normálně nesníží dusičnany, ale některé druhy to dělají, když je pH nad 6,0.

Lactobacilli nezkapalňují želatinu ani digestivní kasein. Také neprodukují indol nebo kyselinu sírovou (H2S), ale většina produkuje malá množství rozpustného dusíku.

Jsou katalázově negativní, i když některé kmeny produkují enzym pseudocatalasu, který štěpí peroxid vodíku.

Jsou to negativní cytochrom, vzhledem k absenci porfyrinů a představují negativní benzidinovou reakci.

Pěstují se dobře v tekutém médiu, kde se rychle zastaví po zastavení růstu, což vede ke vzniku měkkého, granulovaného nebo viskózního sedimentu bez tvorby biofilmů.

Lactobacillus nevyvíjí typické pachy při pěstování v běžných médiích, ale přispívají ke změně chuti fermentovaných potravin, produkují těkavé sloučeniny, jako je diacetyl a jeho deriváty, a dokonce sirovodík (H2S) a aminy v sýru.

Podmínky výživy a růstu

Laktobacily vyžadují jako zdroj uhlíku a energie sacharidy. Také aminokyseliny, vitamíny a nukleotidy.

Kultivační média laktobacilů by měla obsahovat fermentovatelné sacharidy, pepton, masový extrakt a kvasničný extrakt.

Ještě lépe, pokud jsou doplněny rajčaty, manganem, acetátem a estery kyseliny olejové, zejména Tween 80, protože je to stimulující a dokonce nezbytné pro mnoho druhů.

Druhy rodu Lactobacillus dobře rostou v mírně kyselém prostředí, s počáteční hodnotou pH 6,4-4,5 a optimálním vývojem mezi 5,5 a 6,2. a výrazně klesá v neutrálním nebo mírně alkalickém prostředí.

Lactobacillus jsou schopny snížit pH substrátu tam, kde jsou nižší než 4 při tvorbě kyseliny mléčné.

Tímto způsobem se vyhnou nebo alespoň podstatně sníží růst téměř všech ostatních konkurenčních mikroorganismů, s výjimkou jiných bakterií mléčného kvašení a kvasinek..

Požadavky na kyslík

Většina kmenů Lactobacillus jsou převážně aerotolerantní; jeho optimálního růstu je dosaženo za mikroaerofilních nebo anaerobních podmínek.

Je známo, že zvýšení koncentrace CO2 (asi 5% nebo až 10%) může stimulovat růst, zejména na povrchu média.

Teplota růstu

Většina laktobacilů je mezofilní (30-40 ° C), s horním limitem 40 ° C. Ačkoli rozsah teplot pro růst se pohybuje v rozmezí od 2 do 53 ° C, některé rostou pod 15 ° C nebo 5 ° C a existují kmeny, které rostou při nízkých teplotách, v blízkosti bodu mrazu (například ty, které žijí ve zmrazeném mase a rybách). ).

Na druhé straně existují "termofilní" laktobacily, které mohou mít horní teplotní limit 55 ° C a nerostou pod 15 ° C..

Metabolismus

Tyto mikroorganismy postrádají cytochromové systémy pro provádění oxidační fosforylace a nemají enzymy superoxiddismutázy nebo katalázy.

Členové tohoto rodu přeměňují glukózu a podobné aldehydové hexózy na kyselinu mléčnou homofermentací nebo kyselinou mléčnou a dalšími dalšími konečnými produkty, jako je kyselina octová, ethanol, oxid uhličitý, kyselina mravenčí a kyselina jantarová heterofermentací.

Citlivost na antibiotika a léky

Laktobacily jsou citlivé na většinu antibiotik aktivních proti grampozitivním bakteriím. Byla studována citlivost střevních laktobacilů na antibiotika používaná jako potravinářské přídatné látky.

Lokalita

Laktobacily se nacházejí v mléčných výrobcích, sýrech, zrnech, masných nebo rybích produktech, vodních zdrojích, odpadních vodách, pivech, vínech, ovoci a ovocných šťávách, zelí a jiné fermentované zelenině, jako jsou siláže, kvásky a drť.

Také součástí normální flóry úst, gastrointestinálního traktu a vagíny mnoha zvířat stabilní teploty, včetně člověka.

Mohou být také nalezeny v druhotných biotopech, jako jsou hnojiva organického původu.

Taxonomie

Doména: Bakterie

Divize: Firmicutes

Třída: Bacilli

Objednat: Lactobacillales

Rodina: Lactobacillaceae

Rod: Lactobacillus.

Morfologie

Mikroskopické vlastnosti

Bacily jsou přibližně 2 - 6 μ dlouhé. Někdy je lze vidět se zaoblenými konci. Jeho rozložení v prostoru může být izolováno nebo v krátkých řetězcích. Některé tvoří palisády.

Jsou Gram pozitivní, pokud jsou obarveny barvením Gram.

Lactobacillus mají peptidoglykan ve své buněčné stěně a takéObsahují sekundární polymerní vrstvu (SCWP), skládající se z teichoové, lipoteichové, lipoglykanové, teicuronové kyseliny..

Mnoho druhů rodu Lactobacillus Mají ve svých obalech další vrstvu proteinů zvaných S-layer nebo surface layer (S & layer).

V tomto žánru jsou druhy jako L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir mimo jiné.

Makroskopické vlastnosti 

Kolonie Lactobacillus v pevných médiích jsou malé (2-5 mm), konvexní, měkké, s plnými okraji, neprůhledné a bez pigmentů.

Některé kmeny mohou mít nažloutlé nebo načervenalé zbarvení. Většina z nich má hrubé kolonie, zatímco jiné Lactobacillus confusus, přítomné viskózní kolonie.

Výhody

Pohlaví Lactobacillusje prospěšný pro zdraví člověka i zvířete.

Výhody jsou uvedeny níže:

Stabilizuje střevní flóru a zvyšuje odolnost vůči infekcím na tomto místě

Například, Lactobacillus Zdá se, že GG produkují antimikrobiální látky, které jsou účinné proti různým bakteriím, jako jsou E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis a Salmonella.

Tyto látky jsou aromatické sloučeniny, jako je diacetyl, acetaldehyd, reuterin, bakteriolytické enzymy, bakteriociny a další..

  • Zabraňuje a kontroluje některé nemoci, jako je rakovina tlustého střeva.
  • Zlepšit kvalitu konzervace některých potravin.
  • Používají se jako výchozí bod pro průmysl k získávání biotechnologických produktů použitelných při řešení zdravotních problémů lidí a zvířat.
  • Vliv biologické dostupnosti živin usnadněním rozkladu bílkovin plnotučného mléka, uvolněním vápníku a hořčíku ve velkém množství.
  • Jsou také zapojeny do syntézy vitamínů B a fosfátů.

Patogenita

Patogenita laktobacilů je vzácná, i když v poslední době byly u lidí hlášeny některé infekční procesy, kde byly tyto mikroorganismy zapojeny..

Mezi ně patří zubní kaz, onemocnění revmatických cév, abscesy, septikémie a infekční endokarditida, způsobené L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum a příležitostně Lactobacillus salivarius.

Biochemické základy takové patogenity však stále nejsou známy.

Tabulka: Druhy infekce způsobené různými druhy rodu Lactobacillus

Odkazy

  1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Úloha Lactobacillus v prevenci průjmů spojených s antibiotiky: metaanalýza. Farmakoterapie. 2010; 30 (2): 119-26.
  2. Reid G. Vědecký základ pro probiotické kmeny. \ T Lactobacillus. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 1999; 65 (9): 3763-3766.
  3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Patogenní potenciál Lactobacilli. Ján J J Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
  4. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Mikrobiologická diagnostika. (5. vydání) Argentina, Editorial Panamericana S.A..
  5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus Druh: Taxonomická složitost a sporná citlivost Klinické infekční nemoci, 2015; 60 (2): 98-107