LACTOBACILLUS DELBRUECKII: CHARAKTERYSTYKA, MORFOLOGIA - BIOLOGIA - 2025

Lactobacillus delbrueckii to bakteria Gram-dodatnia o wydłużonym kształcie pałeczki i zaokrąglonych końcach. Jest katalazy ujemny, homofermentacyjny i nie zawiera wici. Należy do grupy gatunków, która nosi swoją nazwę jako gatunek typowy. Jest podzielony na sześć podgatunków.

Niektóre z tych podgatunków są uważane za probiotyki i są stosowane w przemyśle spożywczym. Jego głównym zastosowaniem jest fermentacja produktów mlecznych oraz produkcja serów i jogurtów.

Lactobacillus delbrueckii Zdjęcie: Jeff Broadbent, Utah State University. Zrobiono i zredagowano z https://genome.jgi.doe.gov/portal/lacde/lacde.home.html

cechy

Lactobacillus delbrueckii jest bakterią Gram-dodatnią i ujemną pod względem katalazy. Jest homofermentacyjny, produkuje wyłącznie kwas D-mlekowy. Wszystkie szczepy fermentują glukozę, fruktozę, mannozę i laktozę.

Fermentacja sacharozy i N-acetyloglukozaminy jest bardziej zróżnicowana w zależności od podgatunku i szczepu. Może rosnąć w temperaturach powyżej 45 ° C, ale nie rozwija się w temperaturze 15 ° C lub niższej.

Taksonomia

Zgodnie z formalną taksonomią Lactobacillus delbrueckii należy do klasy Firmicutes, klasy Bacilli, rzędu Lactobacillales i rodziny Lactobacillaceae.

Dodatkowo należy do grupy funkcjonalnej (bez trafności taksonomicznej) bakterii kwasu mlekowego (LAB). LAB są tak nazwane ze względu na produkcję kwasu mlekowego podczas fermentacji cukrów.

Grupa Lactobacillus delbrueckii składa się obecnie z 27 gatunków, przy czym L. delbrueckii jest gatunkiem typowym, nie tylko z grupy, ale także z rodzaju. Bakteria została nazwana na cześć Maxa Delbrücka, niemieckiego biofizyka.

Lactobacillus delbrueckii obejmuje sześć podgatunków: L. delbrueckii subsp delbrueckii, L. delbrueckii subsp lactis, L. delbrueckii subsp bulgaricus, L. delbrueckii subsp sunkii, L. delbrueckii subsp jakobsenii i L. delbrueckii subsp.

Sześć podgatunków wykazuje wysoki stopień pokrewieństwa DNA-DNA, ale można je różnicować na podstawie różnych cech fenotypowych i genotypowych.

Morfologia

Wszystkie szczepy tej bakterii mają kształt wydłużonego pręta. Jego rozmiar waha się od 0,5 do 0,8 µm szerokości i 2,0 do 9,0 µm długości. Jego wzrost może następować pojedynczo, w parach lub w krótkich łańcuchach.

Nie stanowią plagi, więc nie są mobilne. Sześć podgatunków różni się zdolnością do fermentacji różnych cukrów. Na przykład L. delbrueckii subsp bulgaricus, L. delbrueckii subsp indicus i L. delbrueckii subsp lactis, wyizolowane po raz pierwszy z produktów mlecznych, są laktozododatnie.

Z drugiej strony L. delbrueckii subsp delbrueckii i L. delbrueckii subsp sunkii, które zostały wyizolowane z produktów niemlecznych, są laktozo-ujemne. Wskazuje to na fermentację węglowodanów związaną z różnymi niszami zajmowanymi przez te podgatunki.

Podgatunek Lactobacillus delbrueekii można rozróżnić na podstawie zmian fenotypowych. Na przykład Lactobacillus delbrueekii subsp bulgarieus fermentuje niewiele węglowodanów, to znaczy glukozę, laktozę, fruktozę, mannozę, a czasem galaktozę. Jest ciepłolubna i ma temperaturę wzrostu do 48 lub 50 ° C. Przedstawia stosunek guaniny do cytozyny od 49 do 51%.

Ze swej strony Lactobacillus delbrueekii subsp jakobsenii fermentuje kilka polisacharydów, w tym arabinozę, erytrytol, celobiozę, fruktozę, galaktozę, glukozę, laktozę, laktulozę, likozę, maltozę, mannitol, mannozę, rybozę, melibiozę, sacharozę, ksylozę i rafinoza. W zależności od podłoża wzrost następuje w temperaturze 40-50 ° C. Przedstawia stosunek guaniny do cytozyny 50,2%.

Lactobacillus sp. Zrobione i zredagowane z https://www.inaturalist.org/taxa/123341-Lactobacillus.

Aplikacje

Tylko dwa podgatunki L. delbrueckii mają znaczenie handlowe, L. delbruckii subsp. bulgaricus i L. delbrueckii subsp. lactis.

Lactobacillus delbruckii

Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus został po raz pierwszy wyizolowany z mleka bułgarskiego. Ten podgatunek jest używany w połączeniu ze Streptococcus thermophilus do komercyjnej produkcji jogurtu. Wykorzystywany jest również do produkcji serów szwajcarskich i włoskich.

Główna rola S. thermophilus i L. delbruckii subsp. bulgaricus w produkcji jogurtu polega na zakwaszaniu mleka, wytwarzaniu dużej ilości kwasu mlekowego z laktozy.

Kwas mlekowy oprócz zakwaszania mleka wpływa na smak jogurtu. Typowy smak jogurtu zawdzięcza nie tylko kwasowi mlekowemu, ale także różnym związkom karbonylowym, takim jak aldehyd octowy, aceton i diacetyl, wytwarzane przez bakterie.

Lactobacillus delbruckii w produkcji serów. Zdjęcie autorstwa Irma Esther Montenegro H.Zrobione i zredagowane z https://www.inaturalist.org/photos/25739101

Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus wykazuje aktywność probiotyczną. Jego spożycie w jogurcie pomaga zapobiegać chorobom jamy ustnej.

Proponowane mechanizmy probiotycznej aktywności tej pałeczki obejmują: 1) antagonizm z patogenami poprzez współzawodnictwo o miejsca wiązania i / lub hamowanie wewnątrzkomórkowych szlaków sygnałowych; 2) stymulacja śluzówki układu odpornościowego i zwiększona ochrona gospodarza przed patogennymi bakteriami i obcymi antygenami.

Niektóre szczepy tego Lactobacillus są zdolne do wytwarzania egzopolisacharydów (EPS). Do fizjologicznych skutków EPS należy poprawa i regulacja odpowiedzi immunologicznej oraz obniżenie poziomu cholesterolu.

Lactobacillus delbruckii

Z drugiej strony L. delbrueckii subsp. lactis był początkowo izolowany ze źródła mlecznego. Wykorzystanie tego podgatunku jest głównie do komercyjnej produkcji sera mozzarella.

Ostatnie badania wykazały wysoki potencjał Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii (AS13B) do użytku w akwakulturze. Szczep ten został zastosowany w pożywieniu larw labraksa (Dicentrarchus labrax, L.) w hodowli.

Jego stosowanie poprawia zdrowie ryb i zwiększa ich przeżywalność, co pozwala na zwiększenie ich produkcji. Bakterie dostarczano stosując jako nośniki Brachionus plicatilis i / lub Artemia salina.

Wykazano również, że stymuluje układ odpornościowy jelita larw i zmniejsza transkrypcję kluczowych genów prozapalnych. Jego zastosowanie w innych uprawach i jego opłacalność nie zostały jeszcze ocenione.

Z pozostałych podgatunków gatunku L. delbrueckii subsp. indicus został po raz pierwszy wyizolowany w 2005 roku z produktu mlecznego w Indiach. Lactobacillus delbrueckii subsp. sunkii w 2012 r. z produktów roślinnych; Lactobacillus delbrueckii subsp. W międzyczasie jakobsenii został wyizolowany ze sfermentowanego napoju alkoholowego w 2015 roku.

Potencjalne aplikacje

Stosunkowo niedawne odkrycie tych ostatnich podgatunków może być jednym z głównych powodów, dla których nie mają one obecnie znaczenia handlowego. Sekwencjonowanie genomu każdego z nich prawdopodobnie pomoże określić właściwości, które mogą mieć przyszłe znaczenie komercyjne.

Może również pomóc wyjaśnić ich mechanizmy adaptacji do złożonych środowisk. Te ostatnie mogłyby posłużyć do poprawy jakości znanych gatunków handlowych, zwłaszcza w obszarach odporności na fagi, adaptacji do środowiskowych warunków stresowych. Lub w celu zwiększenia produkcji egzopolisacharydów i wytworzenia pożądanych związków smakowych.

Patogeneza

Różne gatunki Lactobacillus są ogólnie uważane za niepatogenne. Jednak w ostatnich latach zgłaszano infekcje dróg moczowych (ZUM) wywoływane przez bakterie tego rodzaju, w tym Lactobacillus delbrueckii.

Głównymi ofiarami tych infekcji są starsze kobiety. Ponieważ gatunki te nie redukują azotanów do azotynów, wywoływane przez nie ZUM zwykle pozostają niezauważone na paskach testowych. Były również związane z bakteriemią i odmiedniczkowym zapaleniem nerek.

Bibliografia

1. E. Salvetti, S. Torriani, GE Felis (2012). Rodzaj Lactobacillus: aktualizacja taksonomiczna. Probiotyki i białka przeciwdrobnoustrojowe.
2. F. Dellaglio, GE Felis, A. Castioni, S. Torriani, J.-E. Germond (2005). Lactobacillus delbrueckii subsp. indicus subsp. listopad, izolowany z indyjskich produktów mlecznych. 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., wyizolowany z brzeczki dolo, fermentowanego napoju alkoholowego w 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). Wpływ dodatku Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii o składzie mikroflory jelitowej i wpływie na dobrostan labraksa (Dicentrarchus labrax, L.). Ekologia drobnoustrojów w zdrowiu i chorobach.
5. Y. Kudo, K. Oki, K. Watanabe (2012). Lactobacillus delbrueckii subsp. sunkii subsp. listopad, izolowana z sunki, tradycyjnej japońskiej marynaty. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.
6. KM Duprey, L. McCrea, BL Rabinowitch, KN Azad (2012). Odmiedniczkowe zapalenie nerek i bakteriemia z Lactobacillus delbrueckii. Opisy przypadków w chorobach zakaźnych.