LACTOBACILLUS PLANTARUM: CHARAKTERYSTYKA, MORFOLOGIA, ZASTOSOWANIA - BIOLOGIA - 2026

Lactobacillus plantarum to Gram-dodatnia, katalazy ujemna bakteria o krótkim pręciku. Jest to również fakultatywnie heterofermentacyjny, fakultatywny tlenowy i beztlenowy. Występują w wielu niszach środowiskowych i są częścią mikroflory przewodu żołądkowo-jelitowego ludzi i innych zwierząt.

Należy do grupy bakterii kwasu mlekowego (LAB). Jest to grupa funkcjonalna obejmująca bakterie wytwarzające kwas mlekowy jako główny produkt metaboliczny fermentacji węglowodanów.

Lactobacillus plantarum, Zdjęcie: Nature. Zrobione i zredagowane z https://lactobacto.com/tag/lactobacillus-plantarum/

Ma różnorodne zastosowania, głównie w fermentacji żywności w celu uzyskania m.in. jogurtów, serów, marynat, kiełbas i kiszonek.

cechy

Lactobacillus plantarum jest Gram-dodatnią, nie tworzącą zarodników, katalazy ujemną bakterią. Jest tolerancyjny w warunkach tlenowych i fakultatywnych beztlenowych. Ma niską zawartość GC. Może rosnąć w zakresie temperatur od 15 do 45 ° C. Toleruje wartości pH od 4 do 9.

Bakteria ta jest zdolna do wytwarzania kwasu mlekowego przez fermentację glukozy przy użyciu szlaku metabolicznego zwanego EMP. Fermentacja heksoz na tym szlaku metabolicznym wytwarza kwasy D- i L-mlekowe.

L. plantarum fermentuje w ponad 90% co najmniej 10 rodzajów węglowodanów, w tym mannitol, rybozę i sacharozę. Arabinoza i ksyloza są fermentowane w zakresie od 11 do 89%.

Taksonomia

Lactobacillus plantarum został po raz pierwszy opisany przez Orla-Jennsena w 1919 roku, nadając mu nazwę Streptobacterium plantarum. Później Pederson (1936) przeniósł go do rodzaju Lactobacillus. Pod względem taksonomicznym znajduje się w gromadzie Firmicutes, klasie Bacilli, rzędzie Lactobacillales i rodzinie Lactobacillaceae.

Funkcjonalnie zalicza się do bakterii kwasu mlekowego (BAL) i jest ogólnie uznawany za bezpieczny (GRAS). GRAS to oznaczenie nadane przez Food and Drug Administration (FDA) Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej.

To oznaczenie jest nadawane substancjom, których dodatek do żywności jest uważany przez ekspertów za bezpieczny. GRAS są zwolnione z federalnego prawa żywnościowego, leków i kosmetyków tego kraju.

Rodzaj Lactobacillus dzieli się na trzy grupy (A, B i C). Lactobacillus plantarum zalicza się do grupy B. W tej grupie znajdują się fakultatywne gatunki heterofermentacyjne, zdolne do wytwarzania kwasu mlekowego poprzez fermentację glukozy. Dodatkowo należy do kompleksu gatunków noszących jego imię i obejmującego cztery inne gatunki.

Morfologia

Lactobacillus plantarum to drobnoustrój w kształcie pałeczki z zaokrąglonymi końcami. Ma około 0,9 do 1,2 µm szerokości i 1,0 do 8,0 µm długości. Może rosnąć samotnie lub tworzyć krótkie łańcuchy.

Jego ściana komórkowa jest bogata w peptydoglikany i nie posiada zewnętrznej błony komórkowej. Ma niski udział GC, a jego genom jest większy niż reszty przedstawicieli grupy bakterii kwasu mlekowego.

Na swoim okrągłym chromosomie zawiera 3308274 par zasad. Ma trzy plazmidy, zwane pWCFS101, pWCFS102 i pWCFS103.

Lactobacillus plantarum. Zrobione i zredagowane z http://theprobioticslab.com/lactobacillus/lactobacillus-plantarum/

Aplikacje

Lactobacillus plantarum ma szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym jako kultura starterowa i konserwant. Ostatnio wzrosło jego zastosowanie jako probiotyku oraz w fermentacji produktów mlecznych. Zwiększono również jego wykorzystanie w produkcji win, przetworów mięsnych i fermentowanych warzyw.

Ta bakteria jest łatwa w uprawie i jest uważana za bezpieczny probiotyk. Może tłumić dużą liczbę patogennych mikroorganizmów w produktach spożywczych.

Jest przydatny przeciwko chorobom, które mogą niekorzystnie wpływać na ludzi. Wykazał również pozytywny wpływ na zdrowie, przeżywalność i przyrost masy ciała karmionego bydła w okresie odsadzenia.

W przemyśle farmaceutycznym

Lactobacillus plantarum jest używany wraz z innymi LAB do produkcji niektórych sfermentowanych produktów spożywczych, zwłaszcza w przemyśle mleczarskim.

Produkty te są wysokiej jakości i mają dobre właściwości teksturalne, smakowe i chemiczne. Bakterie nie zwiększają zakwaszenia podczas procesów fermentacji mleka i przechowywania produktów.

Środek konserwujący biologicznie

Lactobacillus plantarum jest BAL o dużym potencjale jako probiotyczny środek biokonserwatywny, ponieważ jest częścią flory jelitowej człowieka. Innym korzystnym aspektem jest to, że ma długą historię bezpiecznego stosowania jako kultura starterowa w fermentacji żywności.

Ponadto różne szczepy L. plantarum wytwarzają związki przeciwdrobnoustrojowe o działaniu antagonistycznym wobec patogennych i rozkładających się bakterii. Wytwarza również związki przeciwgrzybicze, które mogą zastąpić potencjalnie szkodliwe konserwanty w produktach spożywczych.

Niektóre szczepy Lactobacillus plantarum wytwarzają bakteriocyny, zwane plantarycynami. Bakteriocyny to toksyny białkowe, które są syntetyzowane w celu hamowania wzrostu innych bakterii.

Plantarycyny hamują wzrost co najmniej pięciu powszechnych patogenów przenoszonych przez żywność. Wśród tych patogenów są Escherichia coli i Salmonella typhimurium. Ponadto wykazują działanie antagonistyczne wobec bakterii odpowiedzialnych za choroby takie jak zapalenie żołądka, wrzody, próchnica i kandydoza.

Choroby

Gatunki Lactobacillus są częścią normalnej flory żołądkowo-jelitowej człowieka. Chociaż bardzo rzadko, są one również izolowane z różnych ludzkich infekcji, szczególnie u osób z osłabionym układem odpornościowym. Wśród infekcji wywoływanych przez bakterie z tego rodzaju są bakteriemia, zapalenie wsierdzia, ropnie i zapalenie opon mózgowych.

Z kolei Lactobacillus plantarum wiąże się z zapaleniem pęcherzyka żółciowego, ropniami zębów, próchnicą i zapaleniem otrzewnej. Prawidłowa identyfikacja tej bakterii jest trudna, jednak jest bardzo ważna, ponieważ jest ona zwykle odporna na wankomycynę i inne antybiotyki.

Bibliografia

1. JC Goldstein, KL Tyrrell, DM Citron (2015). Gatunki Lactobacillus: złożoność taksonomiczna i kontrowersyjna podatność. Kliniczne choroby zakaźne
2. G. Melgar-Lalanne, Y. Rivera, H. Hernández-Sánchez (2012). Lactobacliilus plantarum: przegląd z naciskiem na właściwości biochemiczne i zdrowotne. W: Lactobacillus: Klasyfikacja, zastosowania i konsekwencje zdrowotne. Nie będzie. Science Publishers.
3. A. Abdelazez, H. Abdelmotaal, Z.-T. Zhu, J. Fang-Fang, R. Sami, L.-J. Zhang, AR Al-Tawaha, Xi.-C. Meng, 2018. Potencjalne korzyści Lactobacillus plantarum jako probiotyku i jego zalety w ochronie zdrowia ludzi i zastosowaniach przemysłowych: przegląd. Postępy w ochronie środowiska. Biologia.
4. H. Jurado-Gámez, C. Ramírez, J. Martínez (2013). Ocena in vivo Lactobacillus plantarum jako alternatywy dla stosowania antybiotyków u prosiąt. Magazyn MVZ Córdoba.
5. SD Todorov, BD Franco. (2010). Lactobacillus plantarum: Charakterystyka gatunku i zastosowanie w produkcji żywności. Międzynarodowe recenzje żywności.
6. D. Tena, NM Martínez, C. Losa, C. Fernández, MJ Medina i JA Sáez-Nieto (2013). Ostre niekamienne zapalenie pęcherzyka żółciowego powikłane zapaleniem otrzewnej wywołanym przez Lactobacillus plantarum. Diagnostyczna Mikrobiologia i Choroby Zakaźne.