LACTOBACILLUS: CARATTERISTICHE, MORFOLOGIA, BENEFICI - BIOLOGIA - 2025

Il Lactobacillus è un genere di batteri costituito da una serie di specie benefiche di particolare interesse per l'industria. La parola Lactobacillus deriva da "lactis", che significa latte, e "bacillus", che significa piccoli bacilli.

Il genere è stato classificato in base alla caratteristica fenotipica del tipo di fermentazione effettuata. La base fisiologica di questa classificazione è la presenza degli enzimi fruttosio 1 e 6 difosfato aldolasi e fosfochetolasi, che sono fondamentali nel metabolismo omo o etero fermentativo rispettivamente di esosi e pentosi.

Le sue proprietà fermentative e dei prodotti metabolici fanno dei batteri del genere Lactobacillus tra i primi organismi utilizzati dall'uomo per la produzione di alimenti.

Sono utilizzati anche per la loro conservazione, inibendo l'invasione di altri microrganismi che causano malattie di origine alimentare.

Il genere Lactobacillus è diventato un elemento essenziale per l'alimentazione moderna e le nuove tecnologie industriali, grazie all'interesse per i suoi effetti benefici e proprietà funzionali.

caratteristiche

Questi bacilli sono generalmente non mobili, ma alcune specie sono mobili a causa dei flagelli peritrichi. Sono Gram positivi, tuttavia, se sono presenti batteri morti, si colorano di rosso, dando un'immagine Gram variabile in presenza di colorazione Gram.

Non sporulano e alcuni ceppi hanno corpi bipolari che probabilmente contengono polifosfato.

I Lactobacillus omofermentanti hanno granuli interni rivelati dalla colorazione di Gram o dalla colorazione con blu di metilene.

Per la diagnosi e l'identificazione delle specie, il metodo più utile è la Polymerase Chain Reaction (PCR).

Parete cellulare e ultrastruttura

La parete cellulare del genere Lactobacillus, osservata al microscopio elettronico, è tipicamente Gram positiva, contiene peptidoglicani (mureine) del tipo Lisina-D-Asparagina di vari chemiotipi.

Questa parete contiene anche polisaccaridi legati al peptidoglicano tramite legami fosfodiestere, ma in alcune specie ha solo acidi teicoici ad esso correlati.

Contiene anche grandi mesosomi che caratterizzano questo genere.

Caratteristiche biochimiche

La maggior parte non ha attività proteolitica o lipolitica nei terreni contenenti proteine ​​o grassi.

Tuttavia, alcuni ceppi possono mostrare una leggera attività proteolitica dovuta a proteasi e peptidasi legate o rilasciate dalla parete cellulare, nonché una debole attività lipolitica dovuta all'azione delle lipasi intracellulari.

Normalmente non riducono i nitrati, ma alcune specie lo fanno quando il pH è superiore a 6,0.

I lattobacilli non liquefano la gelatina, né digeriscono la caseina. Inoltre non producono indolo o idrogeno solforato (H ₂ S), ma la maggior parte produce piccole quantità di azoto solubile.

Sono catalasi negativi, sebbene alcuni ceppi producano l'enzima pseudocatalasi che scompone il perossido di idrogeno.

Sono citocromo negativi, per l'assenza di porfirine e presentano una reazione benzidinica negativa.

Crescono bene in un mezzo liquido, dove precipitano rapidamente dopo che la crescita cessa, dando origine a un sedimento morbido, granulare o viscoso, senza la formazione di biofilm.

I lattobacilli non sviluppano odori tipici se coltivati ​​in terreni comuni, tuttavia contribuiscono a modificare il gusto dei cibi fermentati, producendo composti volatili come il diacetile e suoi derivati, e persino idrogeno solforato (H ₂ S) e ammine nel formaggio.

Nutrizione e condizioni di crescita

I lattobacilli richiedono carboidrati come fonti di carbonio ed energia. Anche aminoacidi, vitamine e nucleotidi.

I terreni di coltura dei lattobacilli devono contenere carboidrati fermentescibili, peptone, estratto di carne ed estratto di lievito.

Meglio ancora se integrati con succo di pomodoro, manganese, acetato e esteri di acido oleico, soprattutto Tween 80, poiché è stimolante e addirittura essenziale per molte specie.

Le specie del Genere Lactobacillus crescono bene in terreni leggermente acidi, con un pH iniziale di 6,4-4,5 e con uno sviluppo ottimale compreso tra 5,5 e 6,2. e diminuisce notevolmente in mezzi neutri o leggermente alcalini.

I lattobacilli sono in grado di abbassare il pH del substrato dove sono inferiori a 4 attraverso la formazione di acido lattico.

In questo modo evitano o almeno riducono notevolmente la crescita di quasi tutti gli altri microrganismi concorrenti, ad eccezione di quella degli altri batteri lattici e di quella dei lieviti.

Fabbisogno di ossigeno

La maggior parte dei ceppi di Lactobacillus sono principalmente aerotolleranti; la sua crescita ottimale si ottiene in condizioni microaerofile o anaerobiche.

È noto che un aumento della concentrazione di CO ₂ (di circa il 5% o fino al 10%) può stimolare la crescita, soprattutto sulla superficie del mezzo.

Temperatura di crescita

La maggior parte dei lattobacilli sono mesofili (30-40 ° C), con un limite superiore di 40 ° C. Sebbene il loro intervallo di temperatura per la crescita sia compreso tra 2 e 53 ° C, alcuni crescono sotto i 15 ° C o 5 ° C e ci sono ceppi che crescono a basse temperature, vicino al congelamento (ad esempio, quelli che abitano carne e pesce congelati ).

D'altra parte, ci sono i lattobacilli "termofili", che possono avere un limite di temperatura superiore di 55 ° C e non crescere sotto i 15 ° C.

Metabolismo

Questi microrganismi sono privi dei sistemi citocromo per effettuare la fosforilazione ossidativa e non hanno superossido dismutasi o catalasi.

I membri di questo genere trasformano il glucosio e simili esosi di aldeide in acido lattico mediante omofermentazione o in acido lattico e altri prodotti finali come acido acetico, etanolo, anidride carbonica, acido formico e acido succinico mediante eterofermentazione.

Sensibilità agli antibiotici e ai farmaci

I lattobacilli sono sensibili alla maggior parte degli antibiotici attivi contro i batteri Gram-positivi. È stato possibile studiare la sensibilità dei lattobacilli intestinali agli antibiotici utilizzati come additivi alimentari.

Habitat

I lattobacilli possono essere trovati in latticini, formaggi, cereali, carne o prodotti ittici, fonti d'acqua, liquami, birre, vini, frutta e succhi di frutta, cavoli e altri ortaggi fermentati come: insilato, pasta madre e polpe.

Fanno anche parte della normale flora della bocca, del tratto gastrointestinale e della vagina di molti animali a temperatura stabile, compreso l'uomo.

Possono anche essere trovati in habitat secondari come fertilizzanti organici.

Tassonomia

Dominio: batteri

Divisione: Firmicutes

Classe: Bacilli

Ordine: Lactobacillales

Famiglia: Lactobacillaceae

Genere: Lactobacillus.

Morfologia

Caratteristiche microscopiche

I bacilli sono lunghi circa 2-6 μ. A volte possono essere visti con estremità arrotondate. La sua distribuzione nello spazio può essere isolata o in brevi catene. Alcuni formano palizzate.

Sono Gram positivi se colorati con il colorante Gram.

I lattobacilli hanno peptidoglicano nella loro parete cellulare e contengono anche uno strato polimerico secondario (SCWP), che consiste di acidi teicoico, lipoteico, lipoglicano e teicuronico.

Molte specie del genere Lactobacillus hanno nel loro involucro uno strato aggiuntivo di proteine ​​chiamato strato S o strato superficiale (strato S &).

All'interno di questo genere ci sono specie come L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir tra gli altri.

Caratteristiche macroscopiche

Le colonie di Lactobacillus su terreni solidi sono piccole (2-5 mm), convesse, lisce, con margini interi, opache e prive di pigmenti.

Alcuni ceppi possono essere giallastri o rossastri. La maggior parte ha colonie ruvide, mentre altri, come il Lactobacillus confusus, hanno colonie viscide.

Benefici

Il genere Lactobacillus è benefico per la salute, sia umana che animale.

I vantaggi sono elencati di seguito:

Stabilizza la flora intestinale aumentando la resistenza alle infezioni in questo sito

Ad esempio, il Lactobacillus GG sembra produrre sostanze antimicrobiche attive contro vari batteri come E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis e Salmonella.

Queste sostanze sono composti aromatici come diacetile, acetaldeide, reuterina, enzimi batteriolitici, batteriocine, tra gli altri.

• Previene e controlla alcune malattie, come il cancro al colon.
• Migliorano la qualità di conservazione di alcuni alimenti.
• Sono utilizzati come punto di partenza dall'industria per ottenere prodotti biotecnologici applicabili alla risoluzione di problemi di salute umana e animale.
• Influenzano la biodisponibilità dei nutrienti facilitando la scomposizione delle proteine ​​del latte intero, rilasciando calcio e magnesio in grandi quantità.
• Sono anche coinvolti nella sintesi delle vitamine del gruppo B e dei fosfati.

Patogenicità

La patogenicità dei lattobacilli è rara, sebbene recentemente siano stati segnalati alcuni processi infettivi nell'uomo in cui questi microrganismi sono stati trovati coinvolti.

Questi includono carie dentale, malattie vascolari reumatiche, ascessi, setticemia ed endocardite infettiva, causate da L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum e occasionalmente Lactobacillus salivarius.

Tuttavia, le basi biochimiche di tale patogenicità sono ancora sconosciute.

Tabella: Tipi di infezioni causate da varie specie del genere Lactobacillus

Riferimenti

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