ЛАКТОБАЦИЛУС: ХАРАКТЕРИСТИКИ, МОРФОЛОГИЯ, ПОЛЗИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Lactobacillus е род бактерии, съставен от редица полезни видове от особен интерес за индустрията. Думата Lactobacillus идва от "лактис", което означава мляко, и "бацил", което означава малки бацили.

Родът е класифициран по отношение на фенотипичната характеристика на типа на проведената ферментация. Физиологичната основа на тази класификация е наличието на ензимите фруктоза 1 и 6 дифосфат алдолаза и фосфокетолаза, които са ключови в хомо или хетеро ферментативния метаболизъм на хексозите и пентозите.

Неговите ферментативни свойства и метаболитните продукти правят бактериите от рода Lactobacillus сред първите организми, използвани от човека за производството на храна.

Те се използват и за тяхното запазване, като инхибират инвазията от други микроорганизми, които причиняват пренасяни с храната заболявания.

Родът Lactobacillus се превърна в съществен елемент за съвременното хранене и новите индустриални технологии, поради интереса към неговите полезни ефекти и функционални свойства.

характеристики

Тези бацили обикновено са неподвижни, но някои видове са подвижни поради перитритните жгутици. Те са положителни по Грам, обаче, ако има мъртви бактерии, те оцветяват червено, придавайки променлив грам образ в присъствието на оцветяване по Грам.

Те не спортуват и някои щамове имат биполярни тела, които вероятно съдържат полифосфат.

Хомоферментативните лактобацили имат вътрешни гранули, разкрити чрез оцветяване по Грам или чрез оцветяване по метиленово синьо.

За диагностициране и идентифициране на вида най-полезният метод е верижната реакция на полимеразата (PCR).

Клетъчна стена и ултраструктура

Клетъчната стена на рода Lactobacillus, наблюдавана под електронен микроскоп, е типично грамположителна, съдържа пептидогликани (муреини) от типа на лизин-D-аспарагин от различни хемотипи.

Тази стена също съдържа полизахариди, свързани с пептидогликана чрез фосфодиестерни връзки, но има само теихоеви киселини, свързани с него при някои видове.

Съдържа и големи мезозоми, които характеризират този род.

Биохимични характеристики

Повечето нямат протеолитична или липолитична активност в среда, съдържаща протеини или мазнини.

Въпреки това, някои щамове могат да проявят лека протеолитична активност поради протеази и пептидази, свързани с или освободени от клетъчната стена, както и слаба липолитична активност поради действието на вътреклетъчните липази.

Обикновено те не намаляват нитратите, но някои видове правят, когато рН е над 6,0.

Лактобацилите не втечняват желатина, нито усвояват казеин. Те също така не произвеждат индол или сероводород (H ₂ S), но най-произвеждат малки количества разтворим азот.

Те са каталазни отрицателни, въпреки че някои щамове произвеждат ензима псевдокаталаза, който разгражда водородния пероксид.

Те са цитохромни отрицателни, поради липсата на порфирини и представляват отрицателна реакция на бензидин.

Те растат добре в течна среда, където се утаяват бързо след прекратяване на растежа, което води до мека, гранулирана или вискозна утайка, без да се образуват биофилми.

Лактобацилите не развиват типични миризми, когато се отглеждат в обикновени среди, но те допринасят за промяна на вкуса на ферментиралите храни, като се получават летливи съединения като диацетил и неговите производни и дори сероводород (H ₂ S) и амини в сирене.

Хранене и условия на отглеждане

Лактобацилите се нуждаят от въглехидрати като източници на въглерод и енергия. Също аминокиселини, витамини и нуклеотиди.

Средата за култура на лактобацили трябва да съдържа ферментируеми въглехидрати, пептон, месен екстракт и екстракт от дрожди.

Още по-добре, ако те са допълнени с доматен сок, манган, ацетат и естери на олеинова киселина, особено Tween 80, тъй като това е стимулиращо и дори е от съществено значение за много видове.

Видовете от род Lactobacillus растат добре в слабо кисела среда, с първоначално рН 6,4-4,5 и с оптимално развитие между 5,5 и 6,2. и намалява значително в неутрална или леко алкална среда.

Лактобацилите са способни да понижават pH на субстрата там, където са под 4, чрез образуването на млечна киселина.

По този начин те избягват или поне значително намаляват растежа на почти всички други конкурентни микроорганизми, с изключение на други млечнокисели бактерии и дрожди.

Нуждите от кислород

Повечето щамове Lactobacillus са предимно аеротолерантни; оптималният му растеж се постига при микроаерофилни или анаеробни условия.

Известно е, че увеличаването на концентрацията на CO ₂ (от приблизително 5% или до 10%) може да стимулира растежа, особено на повърхността на средата.

Температура на растеж

Повечето от лактобацилите са мезофилни (30-40 ° C), с горна граница от 40 ° C. Въпреки че техният температурен диапазон за растеж е между 2 и 53 ° C, някои растат под 15 ° C или 5 ° C и има щамове, които растат при ниски температури, близки до замръзване (например тези, които обитават замразено месо и риба).

От друга страна, съществуват "термофилните" лактобацили, които могат да имат горна граница на температурата 55 ° C и да не растат под 15 ° C.

метаболизъм

На тези микроорганизми липсват цитохромните системи, които да извършват окислително фосфорилиране и нямат супероксидна дисмутаза или каталаза.

Членовете на този род превръщат глюкозата и подобни алдехидни хексози в млечна киселина чрез хомоферментация или в млечна киселина и други крайни продукти като оцетна киселина, етанол, въглероден диоксид, мравчена киселина и янтарна киселина чрез хетероферментация.

Чувствителност към антибиотици и лекарства

Лактобацилите са чувствителни към повечето антибиотици, активни срещу грам-положителни бактерии. Възможно е да се изследва чувствителността на чревните лактобацили към антибиотиците, използвани като хранителни добавки.

Среда на живот

Лактобацилите могат да бъдат намерени в млечни продукти, сирена, зърнени храни, месни или рибни продукти, водоизточници, канализация, бира, вина, плодове и плодови сокове, зеле и други ферментирали зеленчуци като: силаж, кисела тесто и каши.

Те също са част от нормалната флора на устата, стомашно-чревния тракт и влагалището на много устойчиви на температура животни, включително човек.

Те могат да бъдат намерени и във вторични местообитания като органични торове.

таксономия

Домен: Бактерии

Раздел: Фирми

Клас: Бацили

Поръчка: Лактобацили

Семейство: Lactobacillaceae

Род: Lactobacillus.

морфология

Микроскопични характеристики

Бацилите са дълги приблизително 2 - 6 μ. Те понякога могат да се видят със заоблени краища. Разпределението му в пространството може да бъде изолирано или в къси вериги. Някои формират палисади.

Те са грам положителни, когато са оцветени с петна по Грам.

Лактобацилите притежават пептидогликан в клетъчната си стена и също съдържат вторичен полимерен слой (SCWP), който се състои от тейхоева, липотейхойна, липогликанова, тейкуронова киселина.

Много видове от рода Lactobacillus имат в обвивките си допълнителен слой протеини, наречен S слой или повърхностен слой (S & слой).

В този род са видове като L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir и други.

Макроскопични характеристики

Колониите на лактобацилите върху твърда среда са малки (2-5 mm), изпъкнали, гладки, с цели полета, непрозрачни и без пигменти.

Някои щамове могат да бъдат жълтеникави или червеникави. Повечето имат груби колонии, докато други, като Lactobacillus confusus, имат тънки колонии.

Ползи

Родът Lactobacillus е полезен за здравето, както на човека, така и на животните.

Ползите са изброени по-долу:

Стабилизира чревната флора, като повишава устойчивостта към инфекции на това място

Например, Lactobacillus GG изглежда произвежда антимикробни вещества, които са активни срещу различни бактерии като E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis и Salmonella.

Тези вещества са ароматни съединения като диацетил, ацеталдехид, реутерин, бактериолитични ензими, бактериоцини, наред с други.

• Той предотвратява и контролира някои заболявания, като рак на дебелото черво.
• Те подобряват качеството на консервиране на определени храни.
• Те се използват като отправна точка от индустрията за получаване на биотехнологични продукти, приложими за решаване на проблеми както на здравето на хората, така и на животните.
• Те влияят върху бионаличността на хранителните вещества, като улесняват разграждането на пълномаслените млечни протеини, освобождавайки калций и магнезий в големи количества.
• Те също участват в синтеза на витамини от група В и фосфати.

патогенен

Патогенността на лактобацилите е рядка, въпреки че напоследък се съобщава за някои инфекциозни процеси при хора, при които тези микроорганизми са намерени.

Те включват зъбен кариес, ревматично съдово заболяване, абсцеси, септицемия и инфекциозен ендокардит, причинени от L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum и от време на време Lactobacillus salivarius.

Биохимичните основи на такава патогенност обаче все още не са известни.

Таблица: Видове инфекция, причинена от различни видове от рода Lactobacillus

Препратки

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Роля на лактобацилус в превенцията на диария, свързана с антибиотици: мета-анализ. Фармакотерапия. 2010; 30 (2): 119-26.
2. Рийд Г. Научната основа за пробиотичните щамове на лактобацилите. Приложна и екологична микробиология. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Патогенен потенциал на лактобацилите. I nt J Food Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Микробиологична диагноза. (5-то изд.). Аржентина, редакция Panamericana SA
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus Видове: Таксономична сложност и противоречиви податливости Клинични инфекциозни заболявания, 2015; 60 (2): 98–107