LACTOBACILLUS: KENMERKEN, MORFOLOGIE, VOORDELEN - BIOLOGIE - 2025

Lactobacillus is een bacteriegeslacht dat bestaat uit een aantal nuttige soorten die van bijzonder belang zijn voor de industrie. Het woord Lactobacillus komt van "lactis", wat melk betekent, en "bacil", wat kleine bacillen betekent.

Het geslacht werd geclassificeerd in termen van het fenotypische kenmerk van het type fermentatie dat werd uitgevoerd. De fysiologische basis van deze classificatie is de aanwezigheid van de enzymen fructose 1 & 6 difosfaat aldolase en fosfoketolase, die essentieel zijn voor het homo of hetero fermentatieve metabolisme van respectievelijk hexosen en pentosen.

Door zijn fermentatieve eigenschappen en metabolische producten behoren de bacteriën van het geslacht Lactobacillus tot de eerste organismen die door de mens worden gebruikt voor de productie van voedsel.

Ze worden ook gebruikt voor het behoud ervan, door de invasie van andere micro-organismen die door voedsel overgedragen ziekten veroorzaken te remmen.

Het geslacht Lactobacillus is een essentieel element geworden voor moderne voeding en nieuwe industriële technologieën, vanwege de interesse in zijn gunstige effecten en functionele eigenschappen.

kenmerken

Deze bacillen zijn over het algemeen niet-beweeglijk, maar sommige soorten zijn beweeglijk vanwege peritrichous flagella. Ze zijn grampositief, maar als er dode bacteriën zijn, kleuren ze rood, wat een variabel grambeeld oplevert in de aanwezigheid van gramkleuring.

Ze sporen niet en sommige stammen hebben bipolaire lichamen die waarschijnlijk polyfosfaat bevatten.

Homofermentatieve Lactobacillus hebben interne korrels die worden onthuld door Gramkleuring of door methyleenblauwkleuring.

Voor de diagnose en identificatie van de soort is de meest bruikbare methode de Polymerase Chain Reaction (PCR).

Celwand en ultrastructuur

De celwand van het geslacht Lactobacillus, waargenomen onder een elektronenmicroscoop, is typisch grampositief, het bevat peptidoglycanen (mureïnen) van het lysine-D-asparagine-type van verschillende chemotypen.

Deze muur bevat ook polysacchariden die via fosfodiësterbindingen aan het peptidoglycaan zijn gekoppeld, maar heeft bij sommige soorten alleen teichoïnezuren die eraan verwant zijn.

Het bevat ook grote mesosomen die dit geslacht kenmerken.

Biochemische kenmerken

De meeste hebben geen proteolytische of lipolytische activiteit in media die eiwitten of vetten bevatten.

Sommige stammen kunnen echter een lichte proteolytische activiteit vertonen als gevolg van proteasen en peptidasen die zijn gebonden aan of worden afgegeven door de celwand, evenals een zwakke lipolytische activiteit als gevolg van de werking van intracellulaire lipasen.

Ze verminderen normaal gesproken de nitraten niet, maar bepaalde soorten doen dat wel wanneer de pH hoger is dan 6,0.

Lactobacilli maken gelatine niet vloeibaar, noch verteren ze caseïne. Ze produceren ook geen indool of waterstofsulfide (H ₂ S), maar de meeste produceren kleine hoeveelheden oplosbare stikstof.

Ze zijn catalase-negatief, hoewel sommige stammen het enzym pseudocatalase produceren dat waterstofperoxide afbreekt.

Ze zijn cytochroom-negatief vanwege de afwezigheid van porfyrines en vertonen een negatieve benzidinereactie.

Ze groeien goed in een vloeibaar medium, waar ze snel neerslaan nadat de groei is gestopt, waardoor een zacht, korrelig of stroperig sediment ontstaat, zonder de vorming van biofilms.

Lactobacillus ontwikkelt geen typische geuren wanneer ze in gewone media worden gekweekt, maar ze dragen bij aan het veranderen van de smaak van gefermenteerd voedsel en produceren vluchtige verbindingen zoals diacetyl en zijn derivaten, en zelfs waterstofsulfide (H ₂ S) en amines in kaas.

Voeding en groeiomstandigheden

Lactobacilli hebben koolhydraten nodig als bronnen van koolstof en energie. Ook aminozuren, vitamines en nucleotiden.

Lactobacilli-kweekmedia moeten fermenteerbare koolhydraten, pepton, vleesextract en gistextract bevatten.

Beter nog als ze worden aangevuld met tomatensap, mangaan, acetaat en oliezuuresters, vooral Tween 80, omdat dit stimulerend en zelfs essentieel is voor veel soorten.

De soort van het geslacht Lactobacillus groeit goed in licht zure media, met een initiële pH van 6,4-4,5 en met een optimale ontwikkeling tussen 5,5 en 6,2. en het neemt duidelijk af in neutrale of licht alkalische media.

Lactobacillus zijn in staat om de pH van het substraat te verlagen waar ze lager zijn dan 4 door de vorming van melkzuur.

Op deze manier vermijden ze of verminderen ze in ieder geval aanzienlijk de groei van bijna alle andere concurrerende micro-organismen, behalve die van andere melkzuurbacteriën en die van gisten.

Zuurstof heeft nodig

De meeste Lactobacillus-stammen zijn voornamelijk aerotolerant; de optimale groei wordt bereikt onder microaërofiele of anaërobe omstandigheden.

Het is bekend dat een verhoging van de CO ₂ -concentratie (van circa 5% of tot 10%) de groei kan stimuleren, vooral op het oppervlak van de media.

Groeitemperatuur

De meeste lactobacillen zijn mesofiel (30-40 ° C), met een bovengrens van 40 ° C. Hoewel hun temperatuurbereik voor groei tussen 2 en 53 ° C ligt, groeien sommige onder 15 ° C of 5 ° C en zijn er soorten die groeien bij lage temperaturen, dicht bij het vriespunt (bijvoorbeeld die van bevroren vlees en vis ).

Aan de andere kant zijn er de "thermofiele" lactobacillen, die een bovengrens van de temperatuur van 55ºC kunnen hebben en niet onder de 15ºC groeien.

Metabolisme

Deze micro-organismen missen de cytochroomsystemen om oxidatieve fosforylering uit te voeren en ze hebben geen superoxide-dismutases of catalases.

Leden van dit geslacht zetten glucose en soortgelijke aldehydehexosen om in melkzuur door homofermentatie of in melkzuur en andere aanvullende eindproducten zoals azijnzuur, ethanol, kooldioxide, mierenzuur en barnsteenzuur door heterofermentatie.

Gevoeligheid voor antibiotica en medicijnen

Lactobacilli zijn gevoelig voor de meeste antibiotica die actief zijn tegen grampositieve bacteriën. Het is mogelijk om de gevoeligheid van darmlactobacillen voor antibiotica die als voedseladditieven worden gebruikt, te bestuderen.

Habitat

Lactobacillen zijn te vinden in zuivelproducten, kazen, granen, vlees- of visproducten, waterbronnen, riolering, bieren, wijnen, fruit en vruchtensappen, kool en andere gefermenteerde groenten zoals: kuilvoer, zuurdesem en pulp.

Ze maken ook deel uit van de normale flora van de mond, het maagdarmkanaal en de vagina van veel temperatuurstabiele dieren, waaronder de mens.

Ze zijn ook te vinden in secundaire habitats zoals organische mest.

Taxonomie

Domein: bacteriën

Divisie: Firmicutes

Klasse: Bacilli

Bestelling: Lactobacillales

Familie: Lactobacillaceae

Geslacht: Lactobacillus.

Morfologie

Microscopische kenmerken

De bacillen zijn ongeveer 2 - 6 μ lang. Ze zijn soms te zien met afgeronde uiteinden. De distributie ervan in de ruimte kan geïsoleerd zijn of in korte ketens. Sommige vormen palissaden.

Ze zijn grampositief wanneer ze worden gekleurd met de gramkleuring.

Lactobacillus bezit peptidoglycaan in hun celwand en bevat ook een secundaire polymeerlaag (SCWP), die bestaat uit teichoïnezuur, lipoteichoïnezuur, lipoglycaan, teicuronzuur.

Veel soorten van het geslacht Lactobacillus hebben in hun enveloppen een extra laag eiwitten, de S-laag of oppervlaktelaag (S & -laag).

Binnen dit geslacht zijn soorten zoals L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir onder anderen.

Macroscopische kenmerken

Lactobacillus-kolonies op vaste media zijn klein (2-5 mm), convex, glad, met volledige randen, ondoorzichtig en zonder pigmenten.

Sommige soorten kunnen gelig of roodachtig zijn. De meeste hebben ruwe kolonies, terwijl andere, zoals Lactobacillus confusus, slijmerige kolonies hebben.

Voordelen

Het geslacht Lactobacillus is gunstig voor de gezondheid, zowel voor mens als dier.

De voordelen zijn hieronder opgesomd:

Stabiliseert de darmflora door op deze plaats de weerstand tegen infecties te verhogen

Lactobacillus GG lijkt bijvoorbeeld antimicrobiële stoffen te produceren die actief zijn tegen verschillende bacteriën, zoals E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis en Salmonella.

Deze stoffen zijn aromatische verbindingen zoals onder andere diacetyl, aceetaldehyde, reuterine, bacteriolytische enzymen, bacteriocines.

• Het voorkomt en controleert bepaalde ziekten, zoals darmkanker.
• Ze verbeteren de kwaliteit van de bewaring van bepaalde voedingsmiddelen.
• Ze worden door de industrie als uitgangspunt gebruikt om biotechnologische producten te verkrijgen die kunnen worden gebruikt voor het oplossen van problemen met de gezondheid van mens en dier.
• Ze beïnvloeden de biologische beschikbaarheid van voedingsstoffen door de afbraak van volle melkeiwitten te vergemakkelijken, waardoor calcium en magnesium in grote hoeveelheden vrijkomen.
• Ze zijn ook betrokken bij de synthese van B-vitamines en fosfaten.

Pathogeniteit

De pathogeniteit van lactobacillen is zeldzaam, hoewel recentelijk enkele infectieuze processen zijn gemeld bij mensen waarbij deze micro-organismen betrokken zijn gebleken.

Deze omvatten tandcariës, reumatische vaatziekte, abcessen, bloedvergiftiging en infectieuze endocarditis, veroorzaakt door L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum en af ​​en toe Lactobacillus salivarius.

De biochemische basis van een dergelijke pathogeniteit is echter nog onbekend.

Tabel: Soorten infectie veroorzaakt door verschillende soorten van het geslacht Lactobacillus

Referenties

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. De rol van Lactobacillus bij de preventie van antibiotica-gerelateerde diarree: een meta-analyse. Farmacotherapie. 2010; 30 (2): 119-26.
2. Reid G. De wetenschappelijke basis voor probiotische stammen van Lactobacillus. Toegepaste en omgevingsmicrobiologie. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Pathogeen potentieel van Lactobacilli. In J Food Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Microbiologische diagnose. (5e editie). Argentinië, Redactie Panamericana SA
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus-soorten: taxonomische complexiteit en controversiële vatbaarheden Klinische infectieziekten, 2015; 60 (2): 98-107