LACTOBACILLUS: CARACTERISTICI, MORFOLOGIE, BENEFICII - BIOLOGIE - 2025

Lactobacillus este un gen de bacterii format dintr-o serie de specii benefice de interes deosebit pentru industrie. Cuvântul Lactobacillus provine de la "lactis", care înseamnă lapte, și "bacil", care înseamnă bacili mici.

Genul a fost clasificat în funcție de caracteristicile fenotipice ale tipului de fermentație efectuat. Baza fiziologică a acestei clasificări este prezența enzimelor fructoză 1 & 6 difosfat aldolază și fosfocetolază, care sunt esențiale în metabolismul homo sau hetero-fermentativ al hexozelor și respectiv al pilozelor.

Proprietățile sale fermentative și produsele metabolice fac ca bacteriile din genul Lactobacillus să fie printre primele organisme utilizate de om pentru producerea alimentelor.

De asemenea, sunt utilizate pentru conservarea lor, prin inhibarea invaziei de către alte microorganisme care provoacă boli transmise de alimente.

Genul Lactobacillus a devenit un element esențial pentru nutriția modernă și noile tehnologii industriale, datorită interesului pentru efectele sale benefice și proprietățile funcționale.

caracteristici

Acești bacili sunt, în general, nemotili, dar unele specii sunt motile din cauza flagelelor peritrichoase. Cu toate acestea, sunt Gram pozitive, dacă există bacterii moarte, acestea se colorează roșu, dând o imagine Gram variabilă în prezența colorației Gram.

Nu se sporulează și unele tulpini au corpuri bipolare care conțin probabil polifosfat.

Lactobacillus homofermentativ au granule interne relevate de colorația Gram sau prin colorarea albastru de metilen.

Pentru diagnosticul și identificarea speciei, cea mai utilă metodă este reacția în lanț a polimerazei (PCR).

Peretele celular și ultrastructura

Peretele celular al genului Lactobacillus, observat la microscopul electronic, este de obicei Gram pozitiv, conține peptidoglicani (mureine) de tipul Lysine-D-Asparagine din diferite chimiotipuri.

Acest perete conține, de asemenea, polizaharide legate de peptidoglican prin legături de fosfodiester, dar are numai acizi teichoici înrudiți cu acesta la unele specii.

De asemenea, conține mezomiomi mari care caracterizează acest gen.

Caracteristici biochimice

Majoritatea nu au activitate proteolitică sau lipolitică în mediile care conțin proteine ​​sau grăsimi.

Cu toate acestea, unele tulpini pot arăta o ușoară activitate proteolitică datorită proteazelor și peptidazelor legate sau eliberate de peretele celular, precum și o activitate lipolitică slabă datorită acțiunii lipazelor intracelulare.

În mod normal, nu reduc nitrații, dar anumite specii o fac atunci când pH-ul este peste 6,0.

Lactobacilii nu lichidează gelatina și nici nu digerează cazeina. De asemenea, nu produc sulfură indolă sau hidrogen (H ₂ S), dar majoritatea produc cantități mici de azot solubil.

Ele sunt catalaz negative, deși unele tulpini produc enzima pseudocatalază care descompune peroxidul de hidrogen.

Sunt citocrome negative, datorită absenței porfirinelor și prezintă o reacție negativă de benzidină.

Cresc bine într-un mediu lichid, unde precipită rapid după încetarea creșterii, dând naștere la un sediment moale, granular sau vâscoase, fără formarea de biofilme.

Lactobacilul nu dezvoltă mirosuri tipice atunci când sunt cultivate în medii comune, cu toate acestea contribuie la modificarea gustului alimentelor fermentate, producând compuși volatili, cum ar fi diacetilul și derivații săi, și chiar hidrogen sulfurat (H ₂ S) și amine în brânză.

Nutriție și condiții de creștere

Lactobacilii necesită carbohidrați ca surse de carbon și energie. De asemenea aminoacizi, vitamine și nucleotide.

Mediile de cultură de lactobacili trebuie să conțină carbohidrați fermentabili, peptone, extract de carne și extract de drojdie.

Și mai bine dacă sunt suplimentate cu suc de roșii, mangan, acetat și esteri de acid oleic, în special Tween 80, deoarece acest lucru este stimulant și chiar esențial pentru multe specii.

Speciile genului Lactobacillus cresc bine în medii ușor acide, cu un pH inițial de 6,4-4,5 și cu o dezvoltare optimă între 5,5 și 6,2. și scade semnificativ în medii neutre sau ușor alcaline.

Lactobacilul este capabil să scadă pH-ul substratului unde este sub 4 prin formarea acidului lactic.

În acest fel, acestea evită sau reduc cel puțin considerabil creșterea aproape a tuturor celorlalte microorganisme concurente, cu excepția celorlalte bacterii cu acid lactic și a drojdiilor.

Necesarul de oxigen

Majoritatea tulpinilor Lactobacillus sunt în primul rând aerotolerante; creșterea sa optimă se realizează în condiții microaerofile sau anaerobe.

Se știe că o creștere a concentrației de CO ₂ (cu aproximativ 5% sau până la 10%) poate stimula creșterea, în special pe suprafața mediului.

Temperatura de creștere

Majoritatea lactobacililor sunt mezofili (30-40 ° C), cu o limită superioară de 40 ° C. Deși intervalul lor de temperatură pentru creștere este cuprins între 2 și 53 ° C, unele cresc sub 15ºC sau 5ºC și există tulpini care cresc la temperaturi scăzute, aproape de îngheț (de exemplu, cele care populează carne și pește congelate ).

Pe de altă parte, există lactobacili "termofili", care pot avea o temperatură superioară de 55 ° C și nu cresc sub 15ºC.

Metabolism

Aceste microorganisme nu au sisteme de citocrom pentru a realiza fosforilarea oxidativă și nu au superoxid dismutaze sau catalaze.

Membrii acestui gen transformă glucoza și hexozele de aldehidă similare în acid lactic prin homofermentare sau în acid lactic și alte produse finale precum acid acetic, etanol, dioxid de carbon, acid formic și acid succinic prin heterofermentare.

Sensibilitate la antibiotice și medicamente

Lactobacilii sunt sensibili la majoritatea antibioticelor active împotriva bacteriilor Gram-pozitive. S-a putut studia sensibilitatea lactobacililor intestinali la antibiotice utilizate ca aditivi alimentari.

habitat

Lactobacilii pot fi găsiți în produse lactate, brânzeturi, boabe, carne sau produse din pește, surse de apă, canalizare, bere, vinuri, sucuri de fructe și fructe, varză și alte legume fermentate, cum ar fi: siloz, aluat și pulpe.

De asemenea, fac parte din flora normală a gurii, a tractului gastro-intestinal și a vaginului multor animale stabile în temperatură, inclusiv omul.

Ele pot fi, de asemenea, găsite în habitate secundare, cum ar fi îngrășăminte organice.

Taxonomie

Domeniu: Bacterii

Divizie: Firmicute

Clasa: Bacilli

Comanda: Lactobacillales

Familie: Lactobacillaceae

Gen: Lactobacillus.

Morfologie

Caracteristici microscopice

Bacilii au aproximativ 2 - 6 μ lungime. Ele pot fi uneori văzute cu capetele rotunjite. Distribuția sa în spațiu poate fi izolată sau în lanțuri scurte. Unele formează palisade.

Acestea sunt Gram pozitive atunci când sunt colorate cu pata Gram.

Lactobacilul posedă peptidoglican în peretele lor celular și conține, de asemenea, un strat de polimer secundar (SCWP), care este format din acizi teichoici, lipoteichoici, lipoglicani, teicuroni.

Multe specii din genul Lactobacillus au în plicuri un strat suplimentar de proteine ​​numit strat S sau strat de suprafață (S & strat).

În cadrul acestui gen se află specii precum L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir, printre altele.

Caracteristici macroscopice

Coloniile de lactobacillus pe medii solide sunt mici (2-5 mm), convexe, netede, cu margini întregi, opace și fără pigmenți.

Unele tulpini pot fi gălbui sau roșiatice. Majoritatea au colonii dure, în timp ce altele, precum Lactobacillus confusus, au colonii subțiri.

Beneficii

Genul Lactobacillus este benefic pentru sănătate, atât uman cât și animal.

Beneficiile sunt enumerate mai jos:

Stabilizează flora intestinală prin creșterea rezistenței la infecții pe acest site

De exemplu, Lactobacillus GG, par să producă substanțe antimicrobiene care sunt active împotriva diferitelor bacterii precum E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis și Salmonella.

Aceste substanțe sunt compuși aromatici precum diacetil, acetaldehidă, reuterină, enzime bacteriolitice, bacteriocine, printre altele.

• Previne și controlează unele boli, cum ar fi cancerul de colon.
• Ele îmbunătățesc calitatea conservării anumitor alimente.
• Acestea sunt utilizate ca punct de plecare de către industrie pentru a obține produse biotehnologice aplicabile pentru rezolvarea problemelor de sănătate umană și animală.
• Acestea influențează biodisponibilitatea nutrienților prin facilitarea unei descompuneri a proteinelor din lapte integral, eliberând calciu și magneziu în cantități mari.
• De asemenea, sunt implicați în sinteza vitaminelor B și a fosfaților.

patogenitate

Patogenitatea lactobacililor este rară, deși recent au fost raportate unele procese infecțioase la om în care s-au găsit implicate aceste microorganisme.

Acestea includ cariile dentare, bolile vasculare reumatice, abcesele, septicemia și endocardita infecțioasă, cauzate de L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum și ocazional Lactobacillus salivarius.

Cu toate acestea, bazele biochimice ale unei astfel de patogeneități sunt încă necunoscute.

Tabel: Tipuri de infecții cauzate de diverse specii din genul Lactobacillus

Referințe

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Rolul Lactobacillus în prevenirea diareei asociate cu antibiotice: o meta-analiză. Farmacoterapie. 2010; 30 (2): 119-26.
2. Reid G. Bazele științifice pentru tulpinile probiotice ale Lactobacillus. Aplicat și Microbiologie de mediu. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Potențialul patogen al Lactobacililor. I nt J Food Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Diagnosticul microbiologic. (Ediția a 5-a). Argentina, Editorial Panamericana SA
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus Specii: complexitate taxonomică și susceptibilități controversate Boli infecțioase clinice, 2015; 60 (2): 98–107