Молочнокислые бактерии

• 1 Характеристики
• 2 Метаболизм
• 3 Реклассификация Streptococcus
• 4 Филогения
  • 4.1 Лактобациллы, часть 2 (продолжение)
• 5 Бактериофаги
  • 5.1 Взаимодействие бактериофага и хозяина
• 6 Пробиотики
• 7 Экзополисахариды
• 8 Молочнокислые бактерии и зубной налет
• 9 Молочнокислые бактерии и ферментация напитков
• 10 Роды молочнокислых бактерий
• 11 См. Также
• 12 Ссылки
• 13 Дополнительная литература
• 14 Внешние ссылки

Молочнокислые бактерии (LAB) имеют палочковидную форму (бациллы ), или сферической (кокки ), и характеризуются повышенной устойчивостью к кислотности (низкий диапазон pH ). Этот аспект помогает LAB превзойти другие бактерии в естественной ферментации, поскольку они могут противостоять повышенной кислотности из-за образования органических кислот (например, молочной кислоты ). Лабораторные среды, используемые для LAB, обычно включают источник углеводов, поскольку большинство видов неспособны к дыханию. LAB являются каталазой -отрицательными. LAB - одна из наиболее важных групп микроорганизмов, используемых в пищевой промышленности. Их относительно простой метаболизм также побудил их использовать в качестве фабрик микробных клеток для производства нескольких товаров для пищевой и непродовольственной отраслей

Два основных гексозы ферментация пути используются для классификации родов LAB. В условиях избытка глюкозы и ограниченного количества кислорода гомолактические LAB катаболизируют один моль глюкозы по пути Эмбдена-Мейерхофа-Парнаса с образованием двух моль пируват. Внутриклеточный редокс баланс поддерживается за счет окисления NADH, сопровождающегося восстановлением пирувата до молочной кислоты. Этот процесс дает два моля АТФ на моль израсходованной глюкозы. Репрезентативные роды гомолактических LAB включают Lactococcus, Enterococcus, Streptococcus, Pediococcus и лактобациллы группы I

Гетероферментативные LAB используют пентозофосфатный путь, альтернативно называемый пентозофосфокетолазным путем. Один моль глюкозо-6-фосфата сначала дегидрируют до 6-фосфоглюконата, а затем декарбоксилируют с получением одного моля CO 2. Полученный пентозо-5-фосфат расщепляется на один моль глицеральдегидфосфата (GAP) и один моль ацетилфосфата. GAP далее метаболизируется до лактата, как при гомоферментации, при этом ацетилфосфат восстанавливается до этанола через ацетил-CoA и ацетальдегид. Теоретически конечные продукты (включая АТФ) производятся в эквимолярных количествах в результате катаболизма одного моля глюкозы. Облигатные гетероферментативные LAB включают Leuconostoc, Oenococcus, Weissella и лактобациллы группы III

В 1985 году представители разнообразного рода Streptococcus были переклассифицированы в Lactococcus, Enteragococcus, на основе по биохимическим характеристикам, а также молекулярным особенностям. Раньше стрептококки выделяли в основном на основе серологии, которая, как оказалось, хорошо коррелирует с текущими таксономическими определениями. Лактококки (ранее стрептококки группы N Lancefield) широко используются в качестве стартеров ферментации в молочном производстве, при этом люди, по оценкам, потребляют 10 лактококков в год. Отчасти из-за их промышленного значения, оба L. Подвиды lactis (L. l. lactis и L. l. cremoris) широко используются в качестве общих моделей LAB для исследований. L. lactis ssp. cremoris, используемый при производстве твердых сыров, представлен лабораторными штаммами LM0230 и MG1363. Аналогичным образом L. lactis ssp. lactis используется в ферментации мягких сыров, а штамм рабочей лошади IL1403 повсеместно встречается в исследовательских лабораториях LAB. В 2001 году Болотин и др. секвенировали геном IL1403, что совпало со значительным перераспределением ресурсов для понимания геномики LAB и связанных приложений.

В настоящее время принятая таксономия основана на Списке прокариотических названий, стоящих в номенклатуре, а филогения основана на выпуске 106 LTP на основе 16S рРНК, разработанном Проект «Живое дерево всех видов».

Lactobacillales, часть 2 (продолжение)

Примечания:. ♠ Штаммы, обнаруженные в Национальном центре биотехнологической информации, но не перечисленные в Списке названий прокариот, стоящих в номенклатуре

Большое количество пищевых продуктов, товарных химикатов и продуктов биотехнологии производится промышленным способом путем крупномасштабной бактериальной ферментации различных органических субстратов. Поскольку огромное количество бактерий культивируется каждый день в больших чанах для ферментации, риск того, что заражение бактериофагом быстро остановит ферментацию и вызовет экономический спад, является серьезной угрозой в этих отраслях. Отношения между бактериофагами и их бактериальными хозяевами очень важны в контексте пищевой ферментационной промышленности. Источники заражения фагами, меры по контролю за их размножением и распространением, а также стратегии биотехнологической защиты, разработанные для сдерживания фагов, представляют интерес. Индустрия молочной ферментации открыто признала проблему контаминации фагами и в течение десятилетий работала с научными кругами и компаниями по выращиванию заквасок над разработкой защитных стратегий и систем, ограничивающих распространение и эволюцию фагов.

Взаимодействие бактериофага с хозяином

Первый контакт между заражающим фагом и его бактериальным хозяином - это прикрепление фага к клетке-хозяину. Это прикрепление опосредуется белком, связывающим рецептор фага (RBP), который распознает и связывается с рецептором на бактериальной поверхности. RBP также называют белком специфичности хозяина, детерминантой хозяина и антирецептором. Для простоты здесь будет использоваться термин RBP. Было высказано предположение, что различные молекулы действуют как рецепторы хозяина для бактериофагов, инфицирующих LAB; среди них полисахариды и (липо) тейхоевые кислоты, а также белок с одной мембраной. Ряд RBP фагов LAB был идентифицирован путем создания гибридных фагов с измененными диапазонами хозяев. Эти исследования, однако, также показали, что дополнительные фаговые белки важны для успешной фаговой инфекции. Анализ кристаллической структуры нескольких RBP показывает, что эти белки имеют общую третичную укладку, и подтверждают предыдущие указания на сахаридную природу рецептора хозяина. грамположительные LAB имеют толстый слой пептидогликана, который необходимо пересечь, чтобы ввести фаг геном в бактериальную цитоплазму. Ожидается, что ферменты, разлагающие пептидогликан, будут способствовать этому проникновению, и такие ферменты были обнаружены в качестве структурных элементов ряда LAB-фагов.

Пробиотики - это продукты, предназначенные для доставки живых, потенциально полезных, бактериальные клетки кишечника экосистема человека и других животных, тогда как пребиотики представляют собой неперевариваемые углеводы, доставляемые с пищей в толстую кишку, чтобы обеспечить ферментируемые субстраты для выбранных бактерий. Большинство штаммов, используемых в качестве пробиотиков, относятся к роду Lactobacillus. (Другие используемые штаммы пробиотиков принадлежат к роду Bifidobacterium ).

Пробиотики были оценены в исследованиях на животных и людях в отношении диареи, связанной с антибиотиками, диареи путешественников, детской диареи, воспалительного заболевания кишечника и синдром раздраженного кишечника. В будущем пробиотики, возможно, будут использоваться при различных желудочно-кишечных заболеваниях, вагинозе или в качестве систем доставки вакцин, иммуноглобулинов и других методов лечения.

Поиск пищевых ингредиентов с ценными биоактивными свойствами вызвал интерес к экзополисахаридам от LAB. Функциональные пищевые продукты которые несут в себе пользу для здоровья и органов чувств, помимо их питательного состава, становятся все более важными для пищевой промышленности. Сенсорные преимущества экзополисахаридов хорошо известны, и есть данные о том, что свойства для здоровья связаны с экзополисами. accharides от LAB. Однако существует большое разнообразие молекулярных структур экзополисахаридов и сложность механизмов, с помощью которых вызываются физические изменения в пищевых продуктах и ​​биоактивные эффекты.

LAB являются способен синтезировать леваны из сахарозы и декстранов из глюкозы. Глюканы, такие как декстран, активируют бактерии прилипать к поверхности зубов, что, в свою очередь, может вызывать кариес из-за образования зубного налета и выработки молочной кислоты. Хотя основными бактериями, вызывающими кариес, являются Streptococcus mutans, LAB являются одними из наиболее распространенных бактерий полости рта, вызывающих кариес.

Молочнокислые бактерии используются в пищевой промышленности по разным причинам, например при производстве сыра и йогуртовых продуктов. Этот процесс продолжался тысячи лет предками человека. Но некоторые напитки, которыми мы наслаждаемся сегодня, производятся с использованием молочнокислых бактерий. Известно, что в популярных напитках, таких как чайный гриб, после приготовления есть следы лактобацилл и педиококков. Даже в процессе производства пива и вина используются определенные молочнокислые бактерии, в основном лактобациллы. Интересную взаимосвязь между молочнокислыми бактериями и дрожжами можно наблюдать в процессе виноделия. LAB используется для запуска процесса виноделия с запуска яблочно-молочного брожения. После яблочно-молочного брожения дрожжевые клетки используются для запуска процесса алкогольного брожения винограда. Механизм яблочно-молочной ферментации заключается в основном в превращении L-яблочной кислоты (дикарбоновой кислоты) в молочную кислоту (монокарбоновую кислоту). Это изменение происходит из-за присутствия яблочно-молочных и яблочных ферментов. Вся яблочная кислота разлагается, и это увеличивает уровень pH, что меняет вкус вина. Они не только запускают процесс, но и несут ответственность за различные ароматы, создаваемые в вине из-за присутствия питательных веществ и качества винограда. Кроме того, присутствие различных штаммов может изменить желательность присутствия ароматов. Различная доступность ферментов, которые вносят вклад в широкий спектр ароматов в вине, связана с гликозидазами, β-глюкозидазами, эстеразами, декарбоксилазами фенольных кислот и цитратлиазами. Используя молекулярную биологию, исследователи могут помочь выбрать различные желательные сорта, которые помогут улучшить качество вина и помогут удалить нежелательные сорта. То же самое можно сказать и о пивоварении, при котором на некоторых пивоварнях используются дрожжи с использованием молочнокислых бактерий для изменения вкуса пива.

• Abiotrophia
• Aerococcus
• Carnobacterium
• Enterococcus
• Lactobacillus
• Lactococcus
• Leuconostoc
• Oenococcus
• Pediococcus
• Streptococcus
• Tetragenococcus
• Vagococaff
• Weissella <21899>См. Также 303>Яблочно-молочная ферментация
• Молочная ферментация
• Мотив РНК Lacto-2

• Молочнокислые бактерии в MetaMicrobe: таксономия, факты, пробиотические свойства и ссылки

Обратная связь: support@alphapedia.ru

Соглашение

О проекте