LACTOBACILLUS: CHARAKTERISTIKA, MORFOLOGIE, VÝHODY - BIOLOGIE - 2025

Lactobacillus je rod bakterií složený z řady užitečných druhů, které jsou zvláště důležité pro průmysl. Slovo Lactobacillus pochází z „lactis“, což znamená mléko, a „bacillus“, což znamená malé bacily.

Rod byl klasifikován z hlediska fenotypové charakteristiky typu prováděné fermentace. Fyziologickým základem této klasifikace je přítomnost enzymů fruktóza 1 a 6 difosfát aldolasa a fosfoketolasa, které jsou klíčové pro homo nebo hetero fermentativní metabolismus hexóz a pentóz.

Díky fermentačním vlastnostem a metabolickým produktům patří bakterie rodu Lactobacillus mezi první organismy používané člověkem k produkci potravin.

Používají se také k jejich ochraně tím, že inhibují invazi jinými mikroorganismy, které způsobují onemocnění přenášená potravinami.

Rod Lactobacillus se stal základním prvkem pro moderní výživu a nové průmyslové technologie díky zájmu o jeho příznivé účinky a funkční vlastnosti.

vlastnosti

Tyto bacily jsou obecně nemotilní, ale některé druhy jsou pohyblivé kvůli břišní bičíky. Jsou Gram pozitivní, avšak pokud existují mrtvé bakterie, zbarví se červeně, čímž se za přítomnosti Gramova barvení vytvoří variabilní Gramův obraz.

Nemají sporulují a některé kmeny mají bipolární těla, která pravděpodobně obsahují polyfosfát.

Homofermentativní Lactobacillus mají vnitřní granule odhalené Gramovým barvením 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 obvykle grampozitivní, obsahuje peptidoglykany (mureiny) typu lysin-D-asparaginu různých chemotypů.

Tato stěna také obsahuje polysacharidy spojené s peptidoglykanem prostřednictvím fosfodiesterových vazeb, ale u některých druhů je s ním spojena pouze kyselina teichoová.

Obsahuje také velké mesosomy, které charakterizují tento rod.

Biochemické vlastnosti

Většina z nich nemá proteolytickou nebo lipolytickou aktivitu v médiu obsahujícím proteiny nebo tuky.

Některé kmeny však mohou vykazovat mírnou proteolytickou aktivitu v důsledku proteáz a peptidáz vázaných nebo uvolňovaných buněčnou stěnou, jakož i slabou lipolytickou aktivitu v důsledku působení intracelulárních lipáz.

Normálně nesnižují dusičnany, ale určité druhy to dělají, když je pH nad 6,0.

Lactobacilli nezkapalňují želatinu ani tráví kasein. Také neprodukují indol nebo sirovodíku (H ₂ S), ale většina produkují malé množství rozpustného dusíku.

Jsou katalázově negativní, i když některé kmeny produkují enzym pseudokalázu, která štěpí peroxid vodíku.

Jsou cytochromní negativní, protože chybí porfyriny a vykazují negativní benzidinovou reakci.

Rostou dobře v kapalném médiu, kde se rychle zastaví po zastavení růstu, což vede k měkkému, zrnitému nebo viskóznímu sedimentu, aniž by došlo k tvorbě biofilmů.

Lactobacillus nevyvíjejí typické pachy při růstu v běžných médiích, ale přispívají k úpravě chuti fermentovaných potravin, produkující těkavé sloučeniny, jako je diacetyl a jeho deriváty, a dokonce i sirovodíku (H ₂ S) a aminy v sýru.

Výživa a podmínky pěstování

Laktobacily vyžadují sacharidy jako zdroje uhlíku a energie. Také aminokyseliny, vitaminy a nukleotidy.

Kultivační média Lactobacilli by měla obsahovat fermentovatelné uhlovodany, pepton, masový extrakt a kvasnicový extrakt.

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

Druh rodu Lactobacillus roste dobře v mírně kyselém prostředí, s počátečním pH 6,4 až 4,5 a s optimálním vývojem mezi 5,5 a 6,2. a výrazně klesá v neutrálním nebo mírně alkalickém prostředí.

Lactobacillus jsou schopné snižovat pH substrátu, pokud jsou pod 4 prostřednictvím tvorby kyseliny mléčné.

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

Kyslík potřebuje

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

Je známo, že zvýšení CO ₂ koncentrace (přibližně 5% nebo do 10%), může stimulovat růst, a to zejména na povrchu média.

Růstová teplota

Většina laktobacilů je mezofilních (30-40 ° C), s horní hranicí 40 ° C. Ačkoli jejich teplotní rozmezí pro růst je mezi 2 a 53 ° C, některé rostou pod 15 ° C nebo 5 ° C a existují kmeny, které rostou při nízkých teplotách, téměř mrazem (například ty, které obývají zmrazené maso a ryby).

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

Metabolismus

Tyto mikroorganismy postrádají cytochromové systémy k provádění oxidativní fosforylace a nemají superoxiddismutázy nebo katalázy.

Členové tohoto rodu transformují glukózu a podobné aldehydové hexózy na kyselinu mléčnou homofermentací nebo na kyselinu mléčnou a další konečné 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. Bylo možné studovat citlivost střevních laktobacilů na antibiotika používaná jako potravinářské přídatné látky.

Místo výskytu

Lactobacilli lze nalézt v mléčných výrobcích, sýrech, zrnech, masných nebo rybích produktech, vodních zdrojích, odpadních vodách, pivech, pivech, vínech, ovocných a ovocných šťávách, zelí a jiných kvašených zeleninách, jako jsou: siláž, kvásek a dužina.

Jsou také součástí normální flóry úst, gastrointestinálního traktu a vagíny mnoha teplotně stabilních zvířat, včetně člověka.

Najdete je také v sekundárních stanovištích, jako jsou organická hnojiva.

Taxonomie

Doména: Bakterie

Divize: Firmicutes

Třída: Bacilli

Pořadí: Lactobacillales

Rodina: Lactobacillaceae

Rod: Lactobacillus.

Morfologie

Mikroskopické vlastnosti

Bacily jsou přibližně 2 - 6 μ dlouhé. Někdy je lze vidět se zaoblenými konci. Jeho distribuce v prostoru může být izolovaná nebo v krátkých řetězcích. Nějaké palisády.

Jsou Gram pozitivní, pokud jsou obarveny Gramovým skvrnem.

Lactobacillus mají ve své buněčné stěně peptidoglykan a obsahují také sekundární polymerní vrstvu (SCWP), která se skládá z teichoických, lipoteichoických, lipoglykanů, teicuronových kyselin.

Mnoho druhů rodu Lactobacillus má ve svých obalech další vrstvu proteinů nazývanou S vrstva nebo povrchová vrstva (S & vrstva).

V rámci tohoto rodu jsou mimo jiné druhy jako L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir.

Makroskopické vlastnosti

Kolonie Lactobacillus na pevném médiu jsou malé (2-5 mm), konvexní, hladké, s celými okraji, neprůhledné a bez pigmentů.

Některé kmeny mohou být nažloutlé nebo načervenalé. Většina z nich má hrubé kolonie, zatímco jiné, jako je Lactobacillus confusus, mají slizké kolonie.

Výhody

Rod Lactobacillus je prospěšný pro zdraví, lidský i zvířecí.

Výhody jsou uvedeny níže:

Stabilizuje střevní flóru zvýšením odolnosti vůči infekcím v tomto místě

Například se zdá, že Lactobacillus GG produkuje antimikrobiální látky, které jsou aktivní proti různým bakteriím, jako je E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis a Salmonella.

Tyto látky jsou mimo jiné aromatické sloučeniny, jako je diacetyl, acetaldehyd, reuterin, bakteriolytické enzymy, bakteriociny.

• Zabraňuje a kontroluje některé nemoci, jako je rakovina tlustého střeva.
• Zlepšují kvalitu konzervace některých potravin.
• V průmyslu se používají jako výchozí bod pro získání biotechnologických produktů použitelných pro řešení problémů zdraví lidí i zvířat.
• Ovlivňují biologickou dostupnost živin tím, že usnadňují rozpad bílkovin plného mléka a uvolňují vápník a hořčík ve velkém množství.
• Také se podílejí na syntéze vitamínů B a fosfátů.

Patogenita

Patogenita laktobacilů je vzácná, i když v poslední době byly u lidí, u nichž byly zjištěny mikroorganismy, zahrnuty některé infekční procesy.

Patří mezi ně zubní kaz, revmatické vaskulární onemocnění, abscesy, septikémie a infekční endokarditida způsobená L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum a občas Lactobacillus salivarius.

Biochemické základy takové patogenity jsou však stále neznámé.

Tabulka: Druhy infekce způsobené různými druhy rodu Lactobacillus

Reference

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Úloha Lactobacillus v prevenci průjmu spojeného s antibiotiky: metaanalýza. Farmakoterapie. 2010; 30 (2): 119-26.
2. Reid G. Vědecký základ pro probiotické kmeny Lactobacillus. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M., Hume EB, Knox KW. Patogenní potenciál Lactobacillů. 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. ed.). Argentina, Editorial Panamericana SA
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus Druh: Taxonomická složitost a kontroverzní susceptibility Klinické infekční nemoci, 2015; 60 (2): 98–107