LACTOBACILLUS: ĐẶC ĐIỂM, HÌNH THÁI, LỢI ÍCH - SINH HỌC - 2026

Lactobacillus là một chi vi khuẩn được tạo thành từ một số loài có ích được ngành công nghiệp đặc biệt quan tâm. Từ Lactobacillus bắt nguồn từ "lactis", có nghĩa là sữa, và "bacillus", có nghĩa là trực khuẩn nhỏ.

Chi này được phân loại dựa trên đặc điểm kiểu hình của kiểu lên men được thực hiện. Cơ sở sinh lý của cách phân loại này là sự hiện diện của các enzym fructose 1 & 6 diphosphat aldolase và phosphoketolase, là những chất chủ chốt trong quá trình chuyển hóa lên men đồng loại hoặc dị hình của hexoses và pentoses tương ứng.

Đặc tính lên men và các sản phẩm trao đổi chất của nó khiến vi khuẩn thuộc giống Lactobacillus trở thành một trong những sinh vật đầu tiên được con người sử dụng để sản xuất thực phẩm.

Chúng cũng được sử dụng để bảo quản, bằng cách ức chế sự xâm nhập của các vi sinh vật khác gây ra các bệnh truyền qua thực phẩm.

Chi Lactobacillus đã trở thành một yếu tố cần thiết cho dinh dưỡng hiện đại và các công nghệ công nghiệp mới, do sự quan tâm đến các tác dụng có lợi và các đặc tính chức năng của nó.

nét đặc trưng

Các loại trực khuẩn này nhìn chung không di động, nhưng một số loài có khả năng di động do trùng roi phúc mạc. Chúng là vi khuẩn Gram dương, tuy nhiên, nếu có vi khuẩn chết, chúng nhuộm màu đỏ, cho hình ảnh Gram thay đổi khi nhuộm Gram.

Chúng không sinh bào tử và một số chủng có cơ thể lưỡng cực có thể chứa polyphosphat.

Lactobacillus đồng tính có các hạt bên trong lộ ra khi nhuộm Gram hoặc nhuộm xanh methylen.

Để chẩn đoán và xác định loài, phương pháp hữu ích nhất là phản ứng chuỗi polymerase (PCR).

Thành tế bào và siêu cấu trúc

Thành tế bào của chi Lactobacillus, được quan sát dưới kính hiển vi điện tử, thường là Gram dương, nó chứa các peptidoglycans (murein) của loại Lysine-D-Asparagine của nhiều kiểu hóa học khác nhau.

Thành này cũng chứa polysaccharid liên kết với peptidoglycan thông qua liên kết phosphodiester, nhưng chỉ có các axit teichoic liên quan đến nó ở một số loài.

Nó cũng chứa các trung thể lớn đặc trưng cho chi này.

Đặc điểm sinh hóa

Hầu hết không có hoạt tính phân giải protein hoặc phân giải mỡ trong môi trường chứa protein hoặc chất béo.

Tuy nhiên, một số chủng có thể cho thấy hoạt động phân giải protein nhẹ do các protease và peptidase được liên kết hoặc giải phóng bởi thành tế bào, cũng như hoạt động phân giải mỡ yếu do tác động của lipase nội bào.

Chúng thường không khử nitrat, nhưng một số loài nhất định làm được khi độ pH trên 6,0.

Lactobacilli không hóa lỏng gelatin, cũng như không tiêu hóa casein. Chúng cũng không tạo ra indole hoặc hydrogen sulfide (H ₂ S), nhưng hầu hết tạo ra một lượng nhỏ nitơ hòa tan.

Chúng âm tính với catalase, mặc dù một số chủng tạo ra enzyme pseudocatalase phân hủy hydrogen peroxide.

Chúng âm tính với cytochrome do không có porphyrin và phản ứng benzidine âm tính.

Chúng phát triển tốt trong môi trường lỏng, nơi chúng kết tủa nhanh chóng sau khi kết thúc tăng trưởng, tạo ra chất lắng mềm, dạng hạt hoặc nhớt mà không có sự hình thành của màng sinh học.

Lactobacillus không phát triển mùi đặc trưng khi được nuôi trong môi trường thông thường, tuy nhiên chúng góp phần làm thay đổi mùi vị của thực phẩm lên men, tạo ra các hợp chất dễ bay hơi như diacetyl và các dẫn xuất của nó, và thậm chí cả hydro sulfua (H ₂ S) và các amin trong pho mát.

Dinh dưỡng và điều kiện phát triển

Lactobacilli yêu cầu carbohydrate như nguồn carbon và năng lượng. Ngoài ra các axit amin, vitamin và nucleotide.

Môi trường nuôi cấy lactobacilli phải chứa carbohydrate có thể lên men, peptone, chiết xuất thịt và chiết xuất nấm men.

Vẫn tốt hơn nếu chúng được bổ sung nước ép cà chua, mangan, axetat và este axit oleic, đặc biệt là Tween 80, vì điều này kích thích và thậm chí cần thiết cho nhiều loài.

Các loài thuộc Chi Lactobacillus phát triển tốt trong môi trường có tính axit nhẹ, với độ pH ban đầu là 6,4-4,5 và với sự phát triển tối ưu trong khoảng 5,5 đến 6,2. và nó giảm rõ rệt trong môi trường trung tính hoặc hơi kiềm.

Lactobacillus có khả năng làm giảm độ pH của chất nền xuống dưới 4 thông qua việc hình thành axit lactic.

Bằng cách này, chúng tránh được hoặc ít nhất làm giảm đáng kể sự phát triển của hầu hết các vi sinh vật cạnh tranh khác, ngoại trừ vi khuẩn axit lactic khác và nấm men.

Nhu cầu oxy

Hầu hết các chủng vi khuẩn Lactobacillus chủ yếu là khả năng chịu khí tốt; sự phát triển tối ưu của nó đạt được trong điều kiện vi sinh hoặc kỵ khí.

Người ta biết rằng sự gia tăng nồng độ CO ₂ (khoảng 5% hoặc lên đến 10%) có thể kích thích sự phát triển, đặc biệt là trên bề mặt của môi trường.

Nhiệt độ tăng trưởng

Hầu hết các lactobacilli đều ưa nhiệt (30-40 ° C), với giới hạn trên là 40ºC. Mặc dù phạm vi nhiệt độ để phát triển của chúng là từ 2 đến 53 ° C, một số phát triển dưới 15ºC hoặc 5ºC và có những chủng phát triển ở nhiệt độ thấp, gần đóng băng (ví dụ: những loài sống trong thịt và cá đông lạnh ).

Mặt khác, có những loài lactobacilli "ưa nhiệt", có thể có giới hạn nhiệt độ trên 55ºC và không phát triển dưới 15ºC.

Sự trao đổi chất

Những vi sinh vật này thiếu hệ thống cytochrome để thực hiện quá trình phosphoryl hóa oxy hóa và chúng không có superoxide dismutase hoặc catalase.

Các thành viên của chi này biến đổi glucose và các aldehyde tương tự thành axit lactic bằng cách đồng phân hoặc thành axit lactic và các sản phẩm cuối cùng khác như axit axetic, etanol, carbon dioxide, axit formic và axit succinic bằng cách lên men.

Nhạy cảm với kháng sinh và thuốc

Lactobacilli nhạy cảm với hầu hết các loại kháng sinh có hoạt tính chống lại vi khuẩn Gram dương. Người ta đã có thể nghiên cứu sự nhạy cảm của lactobacilli trong ruột đối với kháng sinh được sử dụng làm phụ gia thực phẩm.

Môi trường sống

Lactobacilli có thể được tìm thấy trong các sản phẩm sữa, pho mát, ngũ cốc, sản phẩm thịt hoặc cá, nguồn nước, nước thải, bia, rượu vang, trái cây và nước ép trái cây, bắp cải và các loại rau lên men khác như: ủ chua, bột chua và bột mì.

Chúng cũng là một phần của hệ thực vật bình thường ở miệng, đường tiêu hóa và âm đạo của nhiều loài động vật ổn định nhiệt độ, bao gồm cả con người.

Chúng cũng có thể được tìm thấy trong môi trường sống thứ cấp như phân hữu cơ.

Phân loại học

Miền: Vi khuẩn

Bộ phận: Firmicutes

Lớp: Bacilli

Đặt hàng: Lactobacillales

Họ: Lactobacillaceae

Chi: Lactobacillus.

Hình thái học

Đặc điểm hiển vi

Các trực khuẩn dài khoảng 2 - 6 μ. Đôi khi chúng có thể được nhìn thấy với các đầu tròn. Sự phân bố của nó trong không gian có thể cô lập hoặc trong chuỗi ngắn. Một số tạo thành những tấm che.

Chúng là Gram dương khi được nhuộm Gram.

Lactobacillus có peptidoglycan trong thành tế bào và cũng chứa một lớp polyme thứ cấp (SCWP), bao gồm các axit teichoic, lipoteichoic, lipoglycan, teicuronic.

Nhiều loài thuộc giống Lactobacillus có trong vỏ bọc của chúng một lớp protein bổ sung được gọi là lớp S hoặc lớp bề mặt (S & layer).

Trong chi này có các loài như L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir và những loài khác.

Đặc điểm vĩ mô

Khuẩn lạc Lactobacillus trên môi trường đặc có kích thước nhỏ (2-5 mm), lồi, nhẵn, toàn bộ rìa, mờ đục và không có sắc tố.

Một số chủng có thể có màu hơi vàng hoặc hơi đỏ. Hầu hết có khuẩn lạc thô ráp, trong khi những loài khác, chẳng hạn như Lactobacillus confusus, có khuẩn lạc nhầy nhụa.

Những lợi ích

Chi Lactobacillus có lợi cho sức khỏe con người và động vật.

Các lợi ích được liệt kê dưới đây:

Ổn định hệ vi khuẩn đường ruột bằng cách tăng khả năng chống nhiễm trùng tại cơ địa này

Ví dụ, Lactobacillus GG, dường như tạo ra các chất kháng khuẩn có hoạt tính chống lại các vi khuẩn khác nhau như E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis và Salmonella.

Những chất này là các hợp chất thơm như diacetyl, acetaldehyde, reuterin, enzym phân giải vi khuẩn, vi khuẩn, trong số những chất khác.

• Nó ngăn ngừa và kiểm soát một số bệnh, chẳng hạn như ung thư ruột kết.
• Chúng nâng cao chất lượng bảo quản một số loại thực phẩm.
• Chúng được ngành công nghiệp sử dụng như một điểm khởi đầu để thu được các sản phẩm công nghệ sinh học áp dụng cho việc giải quyết các vấn đề về sức khỏe con người và động vật.
• Chúng ảnh hưởng đến sinh khả dụng của các chất dinh dưỡng bằng cách tạo điều kiện phân hủy protein sữa nguyên chất, giải phóng canxi và magiê với số lượng lớn.
• Chúng cũng tham gia vào quá trình tổng hợp vitamin B và phốt phát.

Khả năng gây bệnh

Khả năng gây bệnh của lactobacilli là rất hiếm, mặc dù gần đây một số quá trình lây nhiễm đã được báo cáo ở người khi các vi sinh vật này được tìm thấy có liên quan.

Chúng bao gồm sâu răng, bệnh mạch máu thấp khớp, áp xe, nhiễm trùng huyết và viêm nội tâm mạc nhiễm trùng do L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum và đôi khi là Lactobacillus salivarius.

Tuy nhiên, các cơ sở sinh hóa của khả năng gây bệnh như vậy vẫn chưa được biết rõ.

Bảng: Các loại nhiễm trùng do các loài khác nhau thuộc Chi Lactobacillus gây ra

Người giới thiệu

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Vai trò của Lactobacillus trong phòng chống tiêu chảy do kháng sinh: một phân tích tổng hợp. Dược liệu pháp. Năm 2010; 30 (2): 119-26.
2. Reid G. Cơ sở khoa học cho các chủng lợi khuẩn của Lactobacillus. Vi sinh ứng dụng và môi trường. Năm 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Khả năng gây bệnh của Lactobacilli. I nt J Food Microbiol. Năm 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Chẩn đoán vi sinh. (Xuất bản lần thứ 5). Argentina, Biên tập Panamericana SA
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Các loài Lactobacillus: Sự phức tạp phân loại và khả năng nhạy cảm gây tranh cãi Các bệnh truyền nhiễm lâm sàng, 2015; 60 (2): 98–107