LACTOBACILLUS: ĪPAŠĪBAS, MORFOLOĢIJA, IEGUVUMI - BIOLOĢIJA - 2025

Lactobacillus ir baktēriju ģints, ko veido vairākas labvēlīgas sugas, kas rūpniecībai īpaši interesē. Vārds Lactobacillus nāk no "lactis", kas nozīmē pienu, un "bacillus", kas nozīmē mazus baciļus.

Ģints tika klasificēta pēc veiktās fermentācijas veida fenotipiskajām īpašībām. Šīs klasifikācijas fizioloģiskais pamats ir enzīmu fruktozes 1 un 6 difosfāta aldolāzes un fosfoketolazes klātbūtne, kas ir galvenie attiecīgi heksožu un pentožu homogeniskajā vai heterofermentācijas metabolismā.

Tā fermentācijas īpašības un vielmaiņas produkti padara Lactobacillus ģints baktērijas par pirmajiem organismiem, ko cilvēks izmanto pārtikas ražošanai.

Tos izmanto arī to konservēšanai, kavējot citu mikroorganismu iebrukumu, kas izraisa pārtikas izraisītas slimības.

Lactobacillus ģints ir kļuvis par būtisku modernas uztura un jauno rūpniecisko tehnoloģiju elementu, jo ir interese par tā labvēlīgo iedarbību un funkcionālajām īpašībām.

raksturojums

Šīs baktērijas parasti nav nemīlīgas, bet dažas sugas ir kustīgas peritrichous flagella dēļ. Tie ir grampozitīvi, tomēr, ja ir mirušās baktērijas, tās iekrāsojas sarkanā krāsā, dodot mainīgu gramu attēlu Gram krāsošanas klātbūtnē.

Tie nav sporēti, un dažiem celmiem ir bipolāri ķermeņi, kas, iespējams, satur polifosfātu.

Homofermentative Lactobacillus iekšējās granulas ir atklātas ar Gram vai metilēnzilo krāsojumu.

Sugas diagnosticēšanai un identificēšanai visnoderīgākā metode ir polimerāzes ķēdes reakcija (PCR).

Šūnas siena un ultrastruktūra

Lactobacillus ģints šūnu siena, kas novērota ar elektronu mikroskopu, parasti ir grampozitīva, tā satur dažādu ķīmisko veidu lizīna-D-asparagīna tipa peptidoglikānus (mureīnus).

Šajā sienā ir arī polisaharīdi, kas ar fosfodiestera saitēm savienoti ar peptidoglikānu, bet dažās sugās tam ir tikai teikobīnskābes.

Tas satur arī lielas mezosomas, kas raksturo šo ģinti.

Bioķīmiskās īpašības

Lielākajai daļai nav proteolītiskas vai lipolītiskas aktivitātes barotnēs, kas satur olbaltumvielas vai taukus.

Tomēr daži celmi var uzrādīt nelielu proteolītisko aktivitāti proteāžu un peptidāžu dēļ, kas ir piesaistīti vai atbrīvoti no šūnas sienas, kā arī vāju lipolītisko aktivitāti intracelulāru lipāžu darbības dēļ.

Parasti nitrātus nesamazina, bet dažas sugas to dara, ja pH ir virs 6,0.

Lactobacilli nešķidrina želatīnu, kā arī nesagremo kazeīnu. Viņi arī neražo indolu vai sērūdeņradi (H ₂ S), bet vairumā gadījumu rada nelielu daudzumu šķīstošā slāpekļa.

Tās ir katalāzes negatīvas, lai gan daži celmi ražo fermentu pseidocatalase, kas noārda ūdeņraža peroksīdu.

Tie ir citohromiski negatīvi porfirīnu trūkuma dēļ un rada negatīvu benzidīna reakciju.

Viņi labi aug šķidrā vidē, kur pēc augšanas pārtraukšanas ātri nokrišņi, veidojot mīkstas, granulētas vai viskozas nogulsnes, neveidojot bioplēves.

Lactobacillus nerada tipiskas smakas, ja tos audzē parastā barotnē, tomēr tie veicina fermentētu pārtikas produktu garšas modificēšanu, veidojot gaistošos savienojumus, piemēram, diacetilu un tā atvasinājumus, un pat siera sērūdeņradi (H ₂ S) un amīnus.

Uzturs un audzēšanas apstākļi

Lactobacilli nepieciešami ogļhidrāti kā oglekļa un enerģijas avoti. Arī aminoskābes, vitamīni un nukleotīdi.

Lactobacilli barotnēs vajadzētu būt raudzējamiem ogļhidrātiem, peptonam, gaļas ekstraktam un rauga ekstraktam.

Vēl labāk, ja tos papildina tomātu sula, mangāna, acetāta un oleīnskābes esteri, īpaši Tween 80, jo tas ir stimulējošs un pat nepieciešams daudzām sugām.

Lactobacillus ģints sugas labi aug viegli skābā vidē, ar sākotnējo pH līmeni 6,4-4,5 un optimālo attīstību starp 5,5 un 6,2. un tas ievērojami samazinās neitrālā vai nedaudz sārmainā vidē.

Lactobacillus, veidojot pienskābi, spēj pazemināt substrāta pH, ja tas ir zem 4.

Tādā veidā tie novērš vai vismaz ievērojami samazina gandrīz visu citu konkurējošo mikroorganismu augšanu, izņemot citu pienskābes baktēriju un raugu augšanu.

Nepieciešams skābeklis

Lielākā daļa Lactobacillus celmu galvenokārt ir aerotoleranti; tā optimālo augšanu panāk mikroaerofīlos vai anaerobos apstākļos.

Ir zināms, ka CO ₂ koncentrācijas palielināšanās (aptuveni par 5% vai līdz 10%) var stimulēt augšanu, it īpaši uz barotnes virsmas.

Augšanas temperatūra

Lielākā daļa laktobacillu ir mezofīlas (30–40 ° C), ar augšējo robežu 40 ° C. Kaut arī to augšanas temperatūras diapazons ir no 2 līdz 53 ° C, daži aug zem 15ºC vai 5ºC, un ir celmi, kas aug zemā temperatūrā, tuvu sasalšanai (piemēram, tie, kas apdzīvo saldētu gaļu un zivis ).

No otras puses, ir "termofīlie" laktobacilli, kuru augšējā temperatūras robeža var būt 55 ºC un nepieaug zem 15 ºC.

Vielmaiņa

Šiem mikroorganismiem trūkst citohroma sistēmu, lai veiktu oksidatīvo fosforilēšanu, un tiem nav superoksīda dismutāžu vai katalāžu.

Šīs ģints pārstāvji glikozi un līdzīgas aldehīda heksozes homofermentējot pārveido pienskābē vai pienskābi un citus galaproduktus, piemēram, etiķskābi, etanolu, oglekļa dioksīdu, skudrskābi un dzintarskābi, heterofermentējot.

Jutība pret antibiotikām un narkotikām

Lactobacilli ir jutīgi pret lielāko daļu antibiotiku, kas ir aktīvas pret grampozitīvām baktērijām. Tika pētīta zarnu laktobacillu jutība pret antibiotikām, kuras izmanto kā pārtikas piedevas.

Biotops

Lactobacilli var atrast piena produktos, sieros, graudos, gaļā vai zivju produktos, ūdens avotos, notekūdeņos, alū, vīnos, augļos un augļu sulās, kāpostos un citos raudzētos dārzeņos, piemēram: skābbarībā, skābās sulās un mīkstumos.

Tās ir arī daudzu temperatūru noturīgu dzīvnieku, ieskaitot cilvēku, mutes, kuņģa-zarnu trakta un maksts normālas floras sastāvdaļa.

Tos var atrast arī sekundārajos biotopos, piemēram, organiskajā mēslojumā.

Taksonomija

Domēns: baktērijas

Nodaļa: Firmutes

Klase: Bacilli

Pasūtījums: Lactobacillales

Ģimene: Lactobacillaceae

Ģints: Lactobacillus.

Morfoloģija

Mikroskopiskās īpašības

Bacili ir aptuveni 2 - 6 μ gari. Dažreiz tos var redzēt ar noapaļotiem galiem. Tās izplatību telpā var izolēt vai izveidot īsās ķēdēs. Daži no tiem veido palisādes.

Tie ir grampozitīvi, ja tos iekrāso ar gramu traipu.

Lactobacillus šūnu sieniņās ir peptidoglikāns, un tie satur arī sekundāro polimēru slāni (SCWP), kas sastāv no teichoic, lipoteichoic, lipoglikāna, teicuronic skābēm.

Daudzu Lactobacillus ģints sugu apvalkos ir papildu olbaltumvielu slānis, ko sauc par S slāni vai virsmas slāni (S & slānis).

Šajā ģintī cita starpā ir tādas sugas kā L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefīrs.

Makroskopiskās īpašības

Lactobacillus kolonijas uz cietas barotnes ir mazas (2–5 mm), izliektas, gludas, ar veselām malām, necaurspīdīgas un bez pigmentiem.

Daži celmi var būt dzeltenīgi vai sarkanīgi. Lielākajai daļai ir neapstrādātas kolonijas, savukārt citām, piemēram, Lactobacillus confusus, ir gļotainas kolonijas.

Ieguvumi

Lactobacillus ģints ir labvēlīga gan cilvēku, gan dzīvnieku veselībai.

Pabalsti ir uzskaitīti zemāk:

Stabilizē zarnu floru, šajā vietā palielinot izturību pret infekcijām

Piemēram, Lactobacillus GG, šķiet, ražo pretmikrobu vielas, kas ir aktīvas pret dažādām baktērijām, piemēram, E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis un Salmonella.

Šīs vielas ir aromātiski savienojumi, piemēram, diacetilgrupa, acetaldehīds, reuterīns, bakteriolītiskie fermenti, bakteriiocīni.

• Tas novērš un kontrolē dažas slimības, piemēram, resnās zarnas vēzi.
• Tie uzlabo noteiktu pārtikas produktu saglabāšanas kvalitāti.
• Rūpniecībā tos izmanto kā sākumpunktu, lai iegūtu biotehnoloģiskus produktus, kas izmantojami cilvēku un dzīvnieku veselības problēmu risināšanā.
• Tie ietekmē barības vielu biopieejamību, atvieglojot pilnpiena olbaltumvielu sadalīšanos, lielos daudzumos izdalot kalciju un magniju.
• Viņi ir iesaistīti arī B vitamīnu un fosfātu sintēzē.

Patogenitāte

Laktobacillu patogenitāte ir reti sastopama, lai gan nesen cilvēkiem ir ziņots par dažiem infekcijas procesiem, kuros ir konstatēts, ka šie mikroorganismi ir iesaistīti.

Tie ietver zobu kariesu, reimatiskas asinsvadu slimības, abscesus, septicēmiju un infekciozu endokardītu, ko izraisa L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum un reizēm Lactobacillus salivarius.

Tomēr šādas patogenitātes bioķīmiskās bāzes joprojām nav zināmas.

Tabula: Lactobacillus ģints dažādu sugu izraisīti infekcijas veidi

Atsauces

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Lactobacillus loma ar antibiotikām saistītas caurejas profilaksē: metaanalīze. Farmakoterapija. 2010; 30 (2): 119.-26.
2. Reids G. Lactobacillus probiotisko celmu zinātniskais pamats. Lietišķā un vides mikrobioloģija. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Hārtijs DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Lactobacilli patogēnais potenciāls. I nt J Pārtikas mikrobiols. 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Konemans E, Allens S, Janda V, Šrekenbergers P, Vins V. (2004). Mikrobioloģiskā diagnostika. (5. ed.) Argentīna, Panamericana SA redakcija
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus Sugas: Taksonomiskā sarežģītība un pretrunīgi vērtētās jutības Klīniskās infekcijas slimības, 2015; 60 (2): 98–107