LACTOBACILLUS: CARACTERÍSTIQUES, MORFOLOGIA, BENEFICIS - BIOLOGIA - 2025

Lactobacillus és un gènere de bacteri constituït per una sèrie d'espècies benèfiques d'interès particular en la indústria. La paraula Lactobacillus prové de «lactis», que significa llet, i «bacillus», que significa petits bacils.

El gènere va ser classificat pel que fa a la característica fenotípica el tipus de fermentació realitzada. La base fisiològica d'aquesta classificació és la presència dels enzims fructosa 1 & 6 difosfat aldolasa i fosfocetolasa, que són clau en el metabolisme homo o hetero de fermentació dels hexoses i pentoses respectivament.

Les seves propietats fermentatives i els seus productes metabòlics fan que els bacteris de l'gènere Lactobacillus estiguin entre els primers organismes usats per l'home per a la producció d'aliments.

També són usats per a la preservació d'aquests, a l'inhibir la invasió per altres microorganismes que causen malalties d'origen alimentari.

El gènere Lactobacillus s'ha convertit en un element essencial per a l'alimentació moderna i les noves tecnologies industrials, a causa de l'interès en els seus efectes benèfics i propietats funcionals.

Característiques

Aquests bacils en general són no mótiles, però algunes espècies tenen motilitat per presentar flagels peritricos. Són Gram positius, però si hi ha bacteris morts aquestes es tenyeixen de vermell, donant una imatge de Gram variable davant la tinció de Gram.

No esporulan i alguns ceps presenten cossos bipolars que probablement continguin polifosfat.

Els Lactobacillus homofermentativos presenten grànuls interns revelats per tinció de Gram o per tinció amb blau de metilè.

Per al diagnòstic i identificació de l'espècie el mètode més útil és la Reacció en Cadena de la polimerasa (PCR).

Paret cel·lular i ultraestructura

La paret cel·lular de l'gènere Lactobacillus, observada a l'microscopi electrònic, és típicament Gram positiva, conté peptidoglicanos (mureínas) de l'tipus Lisina-D-Asparagina de diversos quimiotipos.

Aquesta paret també conté polisacàrids units a l'peptidoglicà mitjançant enllaços fosfodiéster, però només presenta àcids teicoicos relacionats a ella en algunes espècies.

També conté grans mesosomas que caracteritzen aquest gènere.

Característiques bioquímiques

La majoria no presenten activitat proteolítica ni lipolítica en mitjans que contenen proteïnes o greixos.

No obstant això, alguns ceps poden presentar lleugera activitat proteolítica causa de proteases i peptidases lligades a la paret cel·lular o alliberades per aquesta, així com una feble activitat lipolítica causa de l'acció de lipases intracel·lulars.

Normalment no redueixen els nitrats, però certes espècies si ho fan quan el pH està per sobre de 6,0.

Els lactobacils no liqüen la gelatina, ni digereixen la caseïna. Tampoc produeixen indol, ni àcid sulfhídric (H ₂ S), però la majoria produeixen petites quantitats de nitrogen soluble.

Són catalasa negatius, tot i que algunes soques produeixen l'enzim pseudocatalasa que descompon el peròxid d'hidrogen.

Són citocrom negatius, per l'absència de porfirines i presenten una reacció benzidina negativa.

Creixen bé en medi líquid, on precipiten ràpidament després que el creixement cessa, donant lloc a un sediment suau, granular o viscós, sense formació de biofilms.

Els Lactobacillus no desenvolupen olors típics a l'créixer en mitjans comuns, però contribueixen a modificar el gust d'aliments fermentats, produint compostos volàtils com diacetil i els seus derivats, i fins sulfur d'hidrogen (H ₂ S) i amines en el formatge.

Nutrició i condicions de creixement

Els lactobacils requereixen carbohidrats com a fonts de carboni i energia. També aminoàcids, vitamines i nucleòtids.

Els mitjans de cultiu dels lactobacils han de contenir carbohidrats fermentables, peptona, extracte de carn i extracte de llevat.

Millor encara si són suplementats amb suc de tomàquet, manganès, acetat i èsters de l'àcid oleic, especialment Tween 80, ja que això resulta estimulador i fins essencial per a moltes espècies.

Les espècies de l'Gènere Lactobacillus creixen bé en mitjans lleugerament àcids, amb pH inicial de 6.4-4.5 i amb 1 òptim de desenvolupament entre 5.5 i 6.2. i disminueix notablement en mitjans neutres o lleugerament alcalins.

Els Lactobacillus són capaços de disminuir el pH de l'substrat on es troben per sota de 4 mitjançant la formació d'àcid làctic.

D'aquesta manera eviten o al menys disminueixen considerablement el creixement de gairebé tots els altres microorganismes competidors, exceptuant el d'altres bacteris làctics i el dels llevats.

Necessitats d'oxigen

La majoria de les soques de Lactobacillus són principalment aerotolerantes; el seu creixement òptim s'assoleix sota condicions microaerofílicas o anaeròbiques.

Es coneix que un increment de la concentració de CO ₂ (d'aproximadament 5% o fins al 10%) pot estimular el creixement, sobretot en la superfície dels mitjans.

Temperatura de creixement

La major part dels lactobacils són mesòfils (30-40 ° C), amb un límit superior de 40ºC. Encara que el seu rang de temperatures per al creixement oscil·la entre 2 i 53 ° C, alguns creixen per sota de 15ºC o 5ºC i hi ha ceps que creixen a temperatures baixes, properes a punt de congelació (per exemple, els que habiten en carns i peixos congelats).

D'altra banda, hi ha els lactobacils "termòfils", que poden tenir un límit superior de temperatura de 55 ° C i no creixen per sota de 15ºC.

metabolisme

Aquests microorganismes no tenen sistemes de citocroms per executar la fosforilació oxidativa i no posseeixen enzims superòxid dismutases ni catalases.

Els membres d'aquest gènere transformen la glucosa i les hexoses aldehídicas similars, en àcid làctic per homofermentación o bé en àcid làctic i altres productes finals addicionals com àcid acètic, etanol, diòxid de carboni, àcid fòrmic i àcid succínic per heterofermentación.

Sensibilitat a antibiòtics i drogues

Els lactobacils són sensibles davant la majoria dels antibiòtics actius contra els bacteris Gram-positives. S'ha pogut estudiar la sensibilitat dels lactobacils intestinals davant antibiòtics emprats com a additius alimentaris.

hàbitat

Els lactobacils poden trobar-se en productes lactis, formatges, grans, productes carnis o de peix, fonts d'aigua, les obres del clavegueram-, cerveses, vins, fruites i sucs de fruites, col i altres vegetals fermentats com: ensitjaments, masses agres i polpes.

També formen part de la flora normal de la boca, el tracte gastrointestinal i la vagina de molts animals de temperatura estable, incloent a l'home.

També poden trobar-se en hàbitats secundaris com els fertilitzants d'origen orgànic.

taxonomia

Domini: Bacteri

Divisió: Firmicutes

Classe: Bacilli

Ordre: Lactobacillales

Família: Lactobacillaceae

Gènere: Lactobacillus.

morfologia

Característiques microscòpiques

Els bacils mesuren aproximadament de a 2 - 6 μ de llarg. En ocasions es poden veure amb extrems arrodonits. La seva distribució en l'espai pot ser de forma aïllada o en cadenes curtes. Algunes formen estacades.

Són Gram positives quan es pinten amb la tinció de Gram.

Els Lactobacillus posseeixen peptidoglicà en la seva paret cel·lular ia més contenen una capa de polímers secundària (SCWP), que consisteix en àcids teicoicos, lipoteicoicos, lipoglicanos, àcids teicurónicos.

Moltes espècies de l'gènere Lactobacillus posseeixen en els seus embolcalls una capa addicional de proteïnes anomenada capa S o surface layer (S & layer).

Dins d'aquest gènere es troben espècies com L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. quefir entre d'altres.

Característiques macroscòpiques

Les colònies de Lactobacillus en mitjans sòlids són petites (2-5 mm), convexes, suaus, amb marges sencers, opaques i sense pigments.

Algunes soques poden presentar coloració groguenca o vermellosa. La majoria presenten colònies rugoses, mentre que altres, com Lactobacillus confusus, presenten colònies viscoses.

beneficis

El gènere Lactobacillus és beneficiosa per a la salut, tant humana com animal.

Els beneficis s'enumeren a continuació:

Estabilitza la flora intestinal incrementant una resistència a les infeccions en aquest lloc

Per exemple, Lactobacillus GG, semblen produir substàncies antimicrobianes que són actives en contra de diversos bacteris com E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis i Salmonella.

Aquestes substàncies són compostos aromàtics com diacetil, acetaldehid, reuterina, enzims bacteriolíticas, bacteriocines entre d'altres.

• Prevé i controla algunes malalties, com el càncer de còlon.
• Milloren la qualitat de conservació de certs aliments.
• Són usats com a punt de partida per la indústria per a l'obtenció de productes biotecnològics aplicables a la solució de problemes de la salut tant humana com animal.
• Influeixen en la biodisponibilitat de nutrients a l'facilitar un trencament de les proteïnes de la llet sencera, alliberant calci i magnesi en grans quantitats.
• A més estan involucrats en la síntesi de vitamines de l'complex B i fosfats.

patogenicidad

La patogenicitat dels lactobacils és rara, encara que últimament han informat alguns processos infecciosos en humans on aquests microorganismes s'han trobat involucrats.

Entre elles es tenen càries dental, malaltia vascular reumàtica, abscessos, septicèmia i endocarditis infecciosa, provocats per L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum i ocasionalment Lactobacillus salivarius.

No obstant això, les bases bioquímiques de tal patogenicitat encara es desconeixen.

Taula: Tipus d'infecció causades per diverses espècies de l'Gènere Lactobacillus

referències

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Rol dels Lactobacillus in the prevention of antibiotic-associated diarrhea: a meta-analysis. Pharmacotherapy. 2010; 30 (2): 119-26.
2. Reid G. The Scientific Basis for Probiotic Strains of Lactobacillus. Applied and Environmental Microbiology. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Pathogenic potential of Lactobacilli. I nt J Food microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Köneman I, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Diagnòstic Microbiològic. (5ta ed). Argentina, Editorial Panamericana SA
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus Species: Taxonomic Complexity and Controversial Susceptibilities Clinical Infectious Diseases, 2015; 60 (2): 98-107