اكتوباكيللوس: الخصائص ، التشكل ، الفوائد - مادة الاحياء - 2025

Lactobacillus هو جنس من البكتيريا يتكون من عدد من الأنواع المفيدة ذات الأهمية الخاصة للصناعة. تأتي كلمة Lactobacillus من "lactis" ، والتي تعني الحليب ، و "bacillus" ، والتي تعني عصيات صغيرة.

صُنف الجنس من حيث الخصائص المظهرية لنوع التخمير المنفذ. الأساس الفسيولوجي لهذا التصنيف هو وجود إنزيمات الفركتوز 1 و 6 ثنائي فوسفات ألدولاز وفوسفوكيتولاز ، والتي تعتبر أساسية في التمثيل الغذائي الهومو أو غير المتجانسة للتخمر من hexoses و pentoses على التوالي.

تجعل خصائصه التخميرية ومنتجاته الأيضية بكتيريا جنس Lactobacillus من بين الكائنات الحية الأولى التي استخدمها الإنسان لإنتاج الغذاء.

كما أنها تستخدم للحفاظ عليها ، عن طريق منع غزو الكائنات الحية الدقيقة الأخرى التي تسبب الأمراض التي تنقلها الأغذية.

أصبح جنس Lactobacillus عنصرًا أساسيًا للتغذية الحديثة والتقنيات الصناعية الجديدة ، نظرًا للاهتمام بآثاره المفيدة وخصائصه الوظيفية.

مميزات

تكون هذه العصيات بشكل عام غير متحركة ، ولكن بعض الأنواع متحركة بسبب سوط الصفاق. إنها إيجابية الجرام ، ومع ذلك ، إذا كانت هناك بكتيريا ميتة ، فإنها تلطخ باللون الأحمر ، مما يعطي صورة جرام متغيرة في وجود تلوين غرام.

لا تتكاثر ، وبعض السلالات لها أجسام ثنائية القطب تحتوي على الأرجح على متعدد الفوسفات.

تحتوي Lactobacillus المتجانسة على حبيبات داخلية كشفت عنها صبغة جرام أو تلطيخ أزرق الميثيلين.

لتشخيص وتحديد الأنواع ، فإن الطريقة الأكثر فائدة هي تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR).

جدار الخلية والبنية التحتية الدقيقة

عادة ما يكون جدار الخلية من جنس Lactobacillus ، الذي لوحظ تحت المجهر الإلكتروني ، موجب الجرام ، ويحتوي على الببتيدوغليكان (mureins) من نوع Lysine-D-Asparagine من الأنماط الكيميائية المختلفة.

يحتوي هذا الجدار أيضًا على عديد السكاريد المرتبط بالببتيدوغليكان من خلال روابط الفوسفوديستر ، ولكنه يحتوي فقط على أحماض تيكويك المرتبطة به في بعض الأنواع.

يحتوي أيضًا على ميزوسومات كبيرة تميز هذا الجنس.

الخصائص البيوكيميائية

معظمهم ليس لديهم نشاط حال للبروتين أو دهون في الوسائط التي تحتوي على بروتينات أو دهون.

ومع ذلك ، قد تظهر بعض السلالات نشاطًا طفيفًا لتحلل البروتين بسبب البروتياز والببتيدازات المرتبطة بجدار الخلية أو التي يطلقها ، بالإضافة إلى نشاط تحلل الدهون الضعيف بسبب عمل الليباز داخل الخلايا.

لا تقلل عادة النترات ، لكن بعض الأنواع تفعل ذلك عندما يكون الرقم الهيدروجيني أعلى من 6.0.

لا تسييل العصيات اللبنية الجيلاتين ولا تهضم الكازين. كما أنها لا تنتج الإندول أو كبريتيد الهيدروجين (H ₂ S)، ولكن معظم إنتاج كميات صغيرة من النيتروجين القابل للذوبان.

وهي سلبية الكاتلاز ، على الرغم من أن بعض السلالات تنتج إنزيم pseudocatalase الذي يكسر بيروكسيد الهيدروجين.

وهي سلبية السيتوكروم ، بسبب عدم وجود البورفيرينات وتقدم تفاعل بنزيدين سلبي.

تنمو بشكل جيد في وسط سائل ، حيث تترسب بسرعة بعد توقف النمو ، مما يؤدي إلى تكوين رواسب ناعمة أو حبيبية أو لزجة ، دون تكوين الأغشية الحيوية.

لا تنتج Lactobacillus روائح نموذجية عندما تنمو في وسط مشترك ، ولكنها تساهم في تعديل طعم الأطعمة المخمرة ، وإنتاج مركبات متطايرة مثل ثنائي الأسيتيل ومشتقاته ، وحتى كبريتيد الهيدروجين (H ₂ S) والأمينات في الجبن.

التغذية وظروف النمو

تتطلب العصيات اللبنية الكربوهيدرات كمصادر للكربون والطاقة. وكذلك الأحماض الأمينية والفيتامينات والنيوكليوتيدات.

يجب أن تحتوي وسائط استنبات العصيات اللبنية على الكربوهيدرات القابلة للتخمر والببتون ومستخلص اللحوم ومستخلص الخميرة.

والأفضل من ذلك إذا تم استكمالها بعصير الطماطم والمنغنيز والأسيتات وإسترات حمض الأوليك ، خاصةً توين 80 ، لأن هذا محفز بل وضروري للعديد من الأنواع.

تنمو أنواع جنس Lactobacillus بشكل جيد في وسط حمضي قليلًا ، مع درجة حموضة أولية تبلغ 6.4-4.5 مع تطور مثالي بين 5.5 و 6.2. وينخفض ​​بشكل ملحوظ في الوسط المحايد أو القلوي قليلاً.

Lactobacillus قادرة على خفض درجة حموضة الركيزة حيث تكون أقل من 4 من خلال تكوين حمض اللاكتيك.

وبهذه الطريقة ، فإنها تتجنب أو على الأقل تقلل بشكل كبير من نمو جميع الكائنات الحية الدقيقة الأخرى المنافسة ، باستثناء البكتيريا والخميرة الأخرى لحمض اللبنيك.

احتياجات الأكسجين

معظم سلالات اللاكتوباسيلس هي في الأساس متحمسة للهواء. يتم تحقيق نموه الأمثل في ظل الظروف الدقيقة أو اللاهوائية.

ومن المعروف أن زيادة في CO ₂ تركيز (ما يقرب من 5٪ أو حتى 10٪) يمكن أن تحفز النمو، وخاصة على سطح وسائل الإعلام.

درجة حرارة النمو

معظم العصيات اللبنية هي ميسوفيليك (30-40 درجة مئوية) ، بحد أقصى 40 درجة مئوية. على الرغم من أن نطاق درجة حرارة نموها يتراوح بين 2 و 53 درجة مئوية ، فإن بعضها ينمو تحت 15 درجة مئوية أو 5 درجات مئوية وهناك سلالات تنمو في درجات حرارة منخفضة ، قريبة من درجة التجمد (على سبيل المثال ، تلك التي تعيش في اللحوم والأسماك المجمدة).

من ناحية أخرى ، هناك العصيات اللبنية "المحبة للحرارة" ، والتي يمكن أن يكون لها حد درجة حرارة أعلى من 55 درجة مئوية ولا تنمو تحت 15 درجة مئوية.

التمثيل الغذائي

تفتقر هذه الكائنات الحية الدقيقة إلى أنظمة السيتوكروم لإجراء الفسفرة المؤكسدة ولا تحتوي على ديسموتازات أو كاتالازات فوق أكسيد الفائق.

يقوم أعضاء هذا الجنس بتحويل الجلوكوز وما شابهها من سداسي الألدهيد إلى حمض اللاكتيك عن طريق التخمر المتجانس أو إلى حمض اللاكتيك والمنتجات النهائية الأخرى مثل حمض الأسيتيك والإيثانول وثاني أكسيد الكربون وحمض الفورميك وحمض السكسينيك عن طريق التخمر المتغاير.

الحساسية للمضادات الحيوية والأدوية

العصيات اللبنية حساسة لمعظم المضادات الحيوية النشطة ضد البكتيريا موجبة الجرام. كان من الممكن دراسة حساسية العصيات اللبنية المعوية للمضادات الحيوية المستخدمة كمضافات غذائية.

الموطن

يمكن العثور على العصيات اللبنية في منتجات الألبان والجبن والحبوب واللحوم أو منتجات الأسماك ومصادر المياه والصرف الصحي والبيرة والنبيذ والفواكه وعصائر الفاكهة والملفوف والخضروات المخمرة الأخرى مثل: السيلاج والعجين الحامض واللب.

كما أنها جزء من الفلورا الطبيعية في الفم والجهاز الهضمي والمهبل للعديد من الحيوانات المستقرة في درجة الحرارة ، بما في ذلك الإنسان.

يمكن العثور عليها أيضًا في الموائل الثانوية مثل الأسمدة العضوية.

التصنيف

المجال: البكتيريا

الشعبة: الثبات

الفئة: عصيات

الترتيب: Lactobacillales

العائلة: Lactobacillaceae

الجنس: اكتوباكيللوس.

علم التشكل المورفولوجيا

الخصائص المجهرية

يبلغ طول العصيات حوالي 2-6 ميكرومتر. يمكن رؤيتها أحيانًا بنهايات مستديرة. يمكن عزل توزيعه في الفضاء أو في سلاسل قصيرة. بعض أشكال الحواجز.

تكون إيجابية الجرام عند تلطيخها بصبغة جرام.

تحتوي Lactobacillus على ببتيدوغليكان في جدارها الخلوي وتحتوي أيضًا على طبقة بوليمر ثانوية (SCWP) ، والتي تتكون من أحماض teichoic ، lipoteichoic ، lipoglycan ، teicuronic.

تحتوي العديد من الأنواع من جنس Lactobacillus في مغلفاتها على طبقة إضافية من البروتينات تسمى الطبقة S أو الطبقة السطحية (S & layer).

ضمن هذا الجنس توجد أنواع مثل L. acidophilus و L. brevis و L. crispatus و L. gasseari و L. helveticus و L. kefir وغيرها.

الخصائص العيانية

مستعمرات Lactobacillus على وسائط صلبة صغيرة (2-5 مم) ، محدبة ، ناعمة ، مع حواف كاملة ، معتم وبدون أصباغ.

قد تكون بعض السلالات صفراء أو حمراء. تحتوي معظم المستعمرات على مستعمرات خشنة ، في حين أن مستعمرات أخرى ، مثل Lactobacillus confusus ، بها مستعمرات لزجة.

فوائد

جنس Lactobacillus مفيد للصحة البشرية والحيوانية.

الفوائد مذكورة أدناه:

يعمل على استقرار النبيت الجرثومي المعوي عن طريق زيادة مقاومة العدوى في هذا الموقع

على سبيل المثال ، يبدو أن Lactobacillus GG ينتج مواد مضادة للميكروبات فعالة ضد البكتيريا المختلفة مثل E. coli و Streptococcus و Clostridium difficile و Bacteroides fragilis و Salmonella.

هذه المواد عبارة عن مركبات عطرية مثل ثنائي أسيتيل ، أسيتالديهيد ، ريوترين ، إنزيمات محللة للجراثيم ، بكتريوسينات ، من بين أمور أخرى.

• يمنع ويتحكم في بعض الأمراض مثل سرطان القولون.
• أنها تحسن جودة حفظ بعض الأطعمة.
• يتم استخدامها كنقطة انطلاق من قبل الصناعة للحصول على منتجات التكنولوجيا الحيوية القابلة للتطبيق لحل مشاكل صحة الإنسان والحيوان.
• فهي تؤثر على التوافر الحيوي للعناصر الغذائية من خلال تسهيل تكسير بروتينات الحليب كامل الدسم ، وإطلاق الكالسيوم والمغنيسيوم بكميات كبيرة.
• كما أنهم يشاركون في تصنيع فيتامينات ب والفوسفات.

الإمراضية

تعد إمراضية العصيات اللبنية نادرة ، على الرغم من الإبلاغ مؤخرًا عن بعض العمليات المعدية في البشر حيث تم العثور على هذه الكائنات الحية الدقيقة.

وتشمل تسوس الأسنان ، وأمراض الأوعية الدموية الروماتيزمية ، والخراجات ، وتسمم الدم ، والتهاب الشغاف الناجم عن L. casei subsp. rhamnosus و L. acidophilus و L. plantarum وأحيانًا Lactobacillus salivarius.

ومع ذلك ، فإن الأسس البيوكيميائية لمثل هذه الإمراضية لا تزال غير معروفة.

الجدول: أنواع العدوى التي تسببها أنواع مختلفة من جنس Lactobacillus

المراجع

1. Kale-Pradhan PB ، Jassal HK ، Wilhelm SM. دور Lactobacillus في الوقاية من الإسهال المرتبط بالمضادات الحيوية: التحليل التلوي. العلاج الدوائي. 2010 ؛ 30 (2): 119-26.
2. ريد ج. الأساس العلمي لسلالات البروبيوتيك من اللاكتوباسيلوس. علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي. 1999 ؛ 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW ، Oakey HJ ، Patrikakis M ، Hume EB ، Knox KW. القدرة الممرضة للعصيات اللبنية. I nt J Food Microbiol. 1994 ؛ 24 (1-2): 179-89.
4. Koneman E ، Allen S ، Janda W ، Schreckenberger P ، Winn W. (2004). التشخيص الميكروبيولوجي. (الطبعة الخامسة). الأرجنتين ، الافتتاحية Panamericana SA
5. Ellie Goldstein ، Tyrrell K ، Citron D. Lactobacillus Species: التعقيد التصنيفي والحساسيات المثيرة للجدل الأمراض المعدية السريرية ، 2015 ؛ 60 (2): 98-107