LACTOBACILLUS DELBRUECKII: KENMERKEN, MORFOLOGIE - BIOLOGIE - 2026

Lactobacillus delbrueckii is een Gram-positieve bacterie, met een langwerpige staafvorm en afgeronde uiteinden. Het is catalase-negatief, homofermentatief en vertoont geen flagellum. Het behoort tot een groep soorten die zijn naam draagt ​​als een typesoort. Het is verdeeld in zes ondersoorten.

Sommige van deze ondersoorten worden als probiotica beschouwd en worden in de voedingsindustrie gebruikt. Het wordt voornamelijk gebruikt voor de fermentatie van zuivelproducten en voor de productie van kaas en yoghurt.

Lactobacillus delbrueckii Foto door: Jeff Broadbent, Utah State University. Genomen en bewerkt vanaf https://genome.jgi.doe.gov/portal/lacde/lacde.home.html

kenmerken

Lactobacillus delbrueckii is Gram-positief en catalase-negatief. Het is homofermentatief en produceert uitsluitend D-melkzuur. Alle stammen fermenteren glucose, fructose, mannose en lactose.

De fermentatie van sucrose en N-acetylglucosamine is variabeler, afhankelijk van de ondersoort en de stam. Het kan groeien bij temperaturen boven 45 ° C, maar ontwikkelt zich niet bij 15 ° C of lager.

Taxonomie

Volgens de formele taxonomie behoort Lactobacillus delbrueckii tot de phylum Firmicutes, de klasse Bacilli, de orde Lactobacillales en de familie Lactobacillaceae.

Bovendien behoort het tot de functionele groep (zonder taxonomische validiteit) van melkzuurbacteriën (LAB). LAB's worden zo genoemd voor het produceren van melkzuur tijdens de fermentatie van suikers.

De Lactobacillus delbrueckii-groep bestaat momenteel uit 27 soorten, waarbij L. delbrueckii de typesoort is, niet alleen van de groep, maar ook van het geslacht. Deze bacterie is vernoemd naar Max Delbrück, een Duitse biofysicus.

Lactobacillus delbrueckii omvat zes ondersoorten: L. delbrueckii subsp delbrueckii, L. delbrueckii subsp lactis, L. delbrueckii subsp bulgaricus, L. delbrueckii subsp sunkii, L. delbrueckii subsp jakobsenii en L. delbrueckii subsp indicus.

De zes ondersoorten vertonen een hoge mate van DNA-DNA-verwantschap, maar kunnen worden onderscheiden op basis van verschillende fenotypische en genotypische eigenschappen.

Morfologie

Alle stammen van deze bacterie hebben de vorm van een langwerpige staaf. De grootte varieert van 0,5 tot 0,8 µm breed en 2,0 tot 9,0 µm lang. De groei kan individueel, in paren of in korte ketens zijn.

Ze vormen geen plaag, dus ze zijn niet mobiel. De zes ondersoorten verschillen in hun vermogen om verschillende suikers te fermenteren. L. delbrueckii subsp bulgaricus, L. delbrueckii subsp indicus en L. delbrueckii subsp lactis, voor het eerst geïsoleerd uit zuivelproducten, zijn bijvoorbeeld allemaal lactose-positief.

Aan de andere kant zijn L. delbrueckii subsp delbrueckii en L. delbrueckii subsp sunkii, die werden geïsoleerd uit niet-zuivelproducten, lactose-negatief. Dit duidt op een koolhydraatfermentatie geassocieerd met de verschillende niches die deze ondersoorten innemen.

De ondersoort Lactobacillus delbrueekii kan worden onderscheiden door fenotypische variaties. Lactobacillus delbrueekii subsp bulgarieus fermenteert bijvoorbeeld weinig koolhydraten, dat wil zeggen glucose, lactose, fructose, mannose en soms galactose. Het is thermofiel en heeft een groeitemperatuur tot 48 of 50 ° C. Het vertoont een Guanine-Cytosine-verhouding tussen 49 en 51%.

Lactobacillus delbrueekii subsp jakobsenii fermenteert daarentegen verschillende polysacchariden, waaronder arabinose, erythritol, cellobiose, fructose, galactose, glucose, lactose, lactulose, lixose, maltose, mannitol, mannose, ribose, melibiose, sucrose, xylose, sorbex en raffinose. De groei vindt plaats bij 40 - 50 ° C, afhankelijk van het groeimedium. Het vertoont een Guanine-Cytosine-verhouding van 50,2%.

Lactobacillus sp. Genomen en bewerkt vanaf https://www.inaturalist.org/taxa/123341-Lactobacillus.

Toepassingen

Slechts twee van de L. delbrueckii-ondersoorten hebben commerciële relevantie, L. delbruckii subsp. bulgaricus en L. delbrueckii subsp. lactis.

Lactobacillus delbruckii

Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus werd voor het eerst geïsoleerd uit Bulgaarse melk. Deze ondersoort wordt, in combinatie met Streptococcus thermophilus, gebruikt voor de commerciële productie van yoghurt. Het wordt ook gebruikt bij de productie van Zwitserse en Italiaanse kazen.

De belangrijkste rol van S. thermophilus en L. delbruckii subsp. bulgaricus bij het maken van yoghurt is om melk aan te zuren, waardoor een grote hoeveelheid melkzuur uit lactose wordt geproduceerd.

Melkzuur, naast het verzuren van de melk, draagt ​​bij aan de smaak van de yoghurt. De typische smaak van yoghurt is niet alleen te danken aan melkzuur, maar ook aan verschillende carbonylverbindingen, zoals aceetaldehyde, aceton en diacetyl, geproduceerd door bacteriën.

Lactobacillus delbruckii bij de kaasproductie. Foto door Irma Esther Montenegro H. Genomen en bewerkt vanaf https://www.inaturalist.org/photos/25739101

Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus vertoont probiotische activiteit. De inname ervan in yoghurt helpt ziekten van de mondholte te voorkomen.

Voorgestelde mechanismen voor de probiotische activiteit van deze bacil omvatten: 1) antagonisme met pathogenen door competitie voor bindingsplaatsen en / of remming van intracellulaire signaalroutes; 2) stimulatie van het mucosale immuunsysteem en verhoogde afweer van de gastheer tegen pathogene bacteriën en vreemde antigenen.

Sommige stammen van deze lactobacillus zijn in staat exopolysacchariden (EPS) te produceren. Tot de fysiologische effecten van EPS behoren de verbetering en regulering van de immuunrespons en de verlaging van cholesterol.

Lactobacillus delbruckii

Aan de andere kant, L. delbrueckii subsp. lactis werd aanvankelijk geïsoleerd uit een zuivelbron. Het gebruik van deze ondersoort is voornamelijk voor de commerciële productie van mozzarellakaas.

Recente studies hebben een hoog potentieel van een Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii (AS13B) voor gebruik in de aquacultuur. Deze soort is toegepast in het dieet van zeebaarslarven (Dicentrarchus labrax, L.) in kweek.

De toepassing ervan verbetert de gezondheid van de vissen en verhoogt hun overleving, waardoor hun productie kan toenemen. De bacteriën werden aangevoerd met Brachionus plicatilis en / of Artemia salina als dragers.

Het is ook aangetoond dat het het immuunsysteem van de larvale darm stimuleert en de transcriptie van belangrijke pro-inflammatoire genen vermindert. De toepassing ervan in andere gewassen en de winstgevendheid ervan moeten nog worden geëvalueerd.

Van de overige ondersoorten van de soort, L. delbrueckii subsp. indicus werd voor het eerst geïsoleerd in 2005 uit een zuivelproduct in India. Lactobacillus delbrueckii subsp. sunkii in 2012, van plantaardige producten; Lactobacillus delbrueckii subsp. jakobsenii werd in 2015 geïsoleerd uit een gefermenteerde alcoholische drank.

Mogelijke toepassingen

De relatief recente vondst van deze laatste ondersoorten kan een van de belangrijkste redenen zijn waarom ze momenteel niet commercieel relevant zijn. Genoomsequentiebepaling van elk zal waarschijnlijk helpen bij het bepalen van eigenschappen die van toekomstige commerciële relevantie kunnen zijn.

Het kan ook helpen bij het verklaren van hun aanpassingsmechanismen aan complexe omgevingen. Dit laatste zou kunnen worden gebruikt om de eigenschappen van bekende commerciële soorten te verbeteren, vooral op het gebied van faagresistentie en aanpassing aan omgevingsstress. Of om de productie van exopolysacchariden te verbeteren en de gewenste smaakstoffen te produceren.

Pathogenie

De verschillende soorten Lactobacillus worden over het algemeen als niet-pathogeen beschouwd. Urineweginfecties (UTI's) veroorzaakt door bacteriën van dit geslacht, waaronder Lactobacillus delbrueckii, zijn de laatste jaren echter gemeld.

De belangrijkste slachtoffers van deze infecties zijn oudere vrouwen. Omdat deze soorten nitraat niet reduceren tot nitriet, worden de UTI's die ze veroorzaken meestal niet opgemerkt op teststrips. Ze zijn ook in verband gebracht met bacteriëmie en pyelonefritis.

Referenties

1. E.Salvetti, S. Torriani, GE Felis (2012). Het geslacht Lactobacillus: een taxonomische update. Probiotica en antimicrobiële eiwitten.
2. F. Dellaglio, GE Felis, A. Castioni, S. Torriani, J.-E. Germond (2005). Lactobacillus delbrueckii subsp. indicus subsp. nov., geïsoleerd uit Indiase zuivelproducten. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.
3. DB Adimpong, DS Nielsen, KI Sørensen, FK Vogensen, H. Sawadogo-Lingani, PMF Derkx, L.Jespersen (2013). Lactobacillus delbrueckii subsp. jakobsenii subsp. nov., geïsoleerd uit Dolo-wort, een alcoholische gefermenteerde drank in Burkina Faso International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.
4. S. Silvi, M. Nardi, R. Sulpizio, C. Orpianesi, M. Caggiano, O. Carnevali, A. Cresci (2008). Effect van de toevoeging van Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii over de samenstelling van de darmflora en de bijdrage aan het welzijn van Europese zeebaars (Dicentrarchus labrax, L.). Microbiële ecologie in gezondheid en ziekte.
5. Y. Kudo, K. Oki, K. Watanabe (2012). Lactobacillus delbrueckii subsp. sunkii subsp. nov., geïsoleerd van sunki, een traditionele Japanse augurk. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.
6. KM Duprey, L. McCrea, BL Rabinowitch, KN Azad (2012). Pyelonefritis en bacteriëmie van Lactobacillus delbrueckii. Casusrapporten bij infectieziekten.