Batteri dell'acido lattico: specie, classificazione, valore

I batteri dell'acido lattico sono noti per la loro capacità di convertire lo zucchero in acido lattico. Questo processo è stato a lungo utilizzato dalle persone per conservare il cibo, preparare i mangimi, produrre una varietà di prodotti caseari, vino.

Caratteristica dei batteri

I batteri dell'acido lattico sono anaerobi gram-positivi. Ciò significa che per i processi ossidativi e metabolismo non hanno bisogno di ossigeno I batteri dell'acido lattico appartengono al gruppo (famiglia) Lactobacillaceae, che comprende:

• la sottofamiglia Lactobacilleae (include il genere Lactobacillus);
• Sottofamiglia Streptococceae (comprende generi Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus).

I primi due tipi sono più significativi per una persona e le sue attività economiche. Nonostante la stretta relazione, i rappresentanti dell'ordine Lactobacillales, come gli streptococchi da polmonite, di solito non sono attribuiti al gruppo dei batteri dell'acido lattico. E bifidobatteri o microbi utili del genere Bacillus, che sono aerobie che formano spore, sono a volte riferiti al gruppo lactobacillus a causa della somiglianza nel metabolismo dei carboidrati e del loro ruolo nell'industria alimentare.

classificazione

La classificazione dei batteri dell'acido lattico non è sufficientemente sviluppata. Dalla natura dei prodotti di fermentazione rilasciati, sono divisi in due gruppi.

• Homofermentative . Come risultato della fermentazione dei carboidrati, viene rilasciato principalmente acido lattico. In piccole quantità, il processo è accompagnato da acidi succinici e fumarici, anidride carbonica ed etanolo.
• L'eterofermentante forma anche acido lattico come conseguenza della decomposizione dei carboidrati. Insieme a questo, circa la metà degli zuccheri che usano per la produzione di acido acetico, anidride carbonica ed etanolo.

La classificazione per forma è difficile, poiché i batteri dell'acido lattico appartengono al gruppo di microrganismi variabili. La forma della cellula microbica dipende dall'età dei batteri, dall'ambiente chimico e dalle condizioni dell'habitat. Per determinare il tipo di lattobacilli creare condizioni specifiche, utilizzare un ambiente standard e condurre uno studio della cultura ad una certa età. Valutare anche il tipo di fermentazione dei carboidrati, la necessità di fonti alimentari, la rotazione ottica della molecola di acido lattico.

streptococchi

Le specie del genere Streptococcus tipo di fermentazione sono omofermentative. Quando fermentano oltre il 90% degli zuccheri originari, si trasformano in acido lattico e solo in piccole quantità - in acido acetico e alcol. I rappresentanti più famosi sono le culture:

• Str. lactis.
• Str. citrovorus.
• Str. diacetilactis.
• Str. paracitrovorus.
• Str. thermophilus.
• Str. cremoris.
• Str. liquefaciens.

lattobacilli

Nell'industria casearia, i lattobacilli sono chiamati bastoncini di acido lattico. Fermentano il latte molto più velocemente delle forme di coccal, raggiungendo valori di pH più bassi (circa 3,5). Lo sviluppo ottimale dei lattobacilli si manifesta in condizioni acide con basso contenuto di ossigeno. In natura, questi batteri vivono sulla superficie delle piante, si distinguono dalla saliva e dal tratto digestivo di uomini e animali.

Si fa notare che il latte munto sterile non contiene bastoncini di acido lattico - vengono da esso dall'ambiente esterno. I lattobacilli resistono alla pastorizzazione a breve termine, ma muoiono a temperature di sterilizzazione elevate. Pertanto, nel latte pastorizzato, i batteri dell'acido lattico sono significativamente ridotti, ma ancora presenti. I rappresentanti più comuni del genere Lactobacterium sono:

• L. bulgaricum.
• L. casei.
• L. plantarum.
• L. acidophilum.
• L. brevis.

Proprietà di base

Le forme di lattobacilli di Coccal hanno un diametro di 0.6 - 1.1 micron. In cultura, i cocchi sono disposti singolarmente, doppi o in catene di varie lunghezze. Le aste hanno una forma molto variabile: da forme sferiche a forme filiformi da 0,7 a 8,0 micron di lunghezza, singole o in catene. La morfologia delle cellule è significativamente influenzata dalla composizione chimica dell'ambiente. I batteri dell'acido lattico, la cui fotografia è presentata di seguito, sono isolati dalla coltura iniziale di yogurt.

I lattobacilli si riproducono principalmente per divisione, vengono descritti casi di legatura cellulare e riproduzione con gonidium. Dimostrata la presenza di forme filtrabili e il processo di sporulazione.

Dove vivono i batteri dell'acido lattico

I lattobacilli non possono sintetizzare in modo indipendente aminoacidi e alcune vitamine. Per questo motivo, non esistono né nel suolo né nell'acqua. In condizioni naturali, sono isolati dai contenuti. intestini umani e animali, dalla superficie delle piante. L'ambiente ottimale per la vita dei batteri dell'acido lattico è latte e prodotti lattiero-caseari.

Le fonti alimentari per i lattobacilli sono mono e disaccaridi. Alcune specie fermentano polisaccaridi, come il destrosio. Inoltre, come fonte di energia, questi microrganismi, in determinate condizioni, usano organico acidi: malico, acetico, piruvico, formico, fumarico e limone. In assenza di substrati contenenti carbonio per la nutrizione, è possibile trattare gli amminoacidi.

I batteri dell'acido lattico non sono in grado di sintesi di azoto organico, quindi richiedono il suo contenuto nel mezzo nutritivo. Hanno anche bisogno di vitamine, specialmente nelle basi delle purine: biotina, tiamina, pantotenico, acido folico. Tutte le forme di lattobacilli sono resistenti a elevate concentrazioni di alcol. Allo stesso tempo si riproducono più lentamente, ma vivono più a lungo. Pertanto, nei vini chiarificati, i batteri dell'acido lattico persistono fino a 7 mesi.

Il microbo è mesofilo, meno comunemente termofilo. La temperatura ottimale per l'attività vitale è + 25 ° С ... + 30 ° С. A + 15 ° C, la fermentazione rallenta in modo significativo, e a + 45 ° C i lattobacilli smettono di moltiplicarsi. L'habitat dei batteri dell'acido lattico può essere sia ossigeno che senza accesso all'aria. Non hanno bisogno di ossigeno, nella maggior parte dei casi inibiscono lo sviluppo dei microbi e interferiscono con il normale processo di fermentazione.

Fermentazione lattica

La fermentazione lattica è il processo di ossidazione anaerobica dei carboidrati, che produce acido lattico. Come risultato della fermentazione dell'acido lattico, i batteri ricevono energia che è realizzata per la crescita e la riproduzione in condizioni anossiche. Allo stesso tempo, i lattobacilli riducono il pH a valori inferiori a 5, inibendo la crescita di altri microrganismi.

La fermentazione eterofermentativa è un processo più complicato. A seconda delle condizioni e della coltura microbica, varie combinazioni di acido lattico e acetico si formano dai carboidrati con il rilascio di anidride carbonica ed etanolo.

La fermentazione lattica nella sua forma pura viene utilizzata nell'industria chimica per produrre acido lattico. È ampiamente utilizzato per la pelle, nell'industria della tintura, nell'industria farmaceutica, nella produzione di plastica e detersivi per bucato. Nell'industria alimentare è richiesto l'acido lattico per la produzione di dolciumi e bevande analcoliche.

La fermentazione lattica non è sempre benefica per l'attività umana. Un processo spontaneo, a partire dal latte, vino non alcolico bevande, porta al deterioramento del cibo. Dal punto di vista organolettico, ciò si esprime in acidità, annebbiamento e fanghiglia del substrato.

Cibo e lattobacilli

I batteri dell'acido lattico sono ampiamente utilizzati per la produzione e la conservazione di vari prodotti. Il loro valore è particolarmente grande nel settore lattiero-caseario.

• Industria lattiero-casearia

Per ottenere prodotti a base di acido lattico, il latte o la crema sterilizzati vengono fermentati aggiungendo colture pure. Sono chiamati "antipasto di avviamento". A seconda del tipo di antipasto, si ottengono prodotti diversi.

Per la produzione di kefir e koumiss si utilizzano colture che, oltre all'acido lattico, forniscono la fermentazione alcolica. Il lievito naturale è preparato sulla base dei grani di kefir, che sono la fonte di una vasta comunità di microrganismi che non sono ancora stati completamente studiati (bastoncini di acido lattico e streptococchi, micrococchi e lievito).

Nel processo di produzione del formaggio, i batteri dell'acido lattico lavorano nel primo stadio, assicurando la chiusura della caseina, quindi vengono sostituiti dai microrganismi dell'acido propionico.

Per ricevere la crema al burro di latte acido, fai lo str. lactis, str. cremoris e Leuconostoc cremoris. Quando aggiunto al latte omogeneizzato L. bulgaricus e Str. termofilo prendi lo yogurt

Nella produzione di ricotta e formaggi del gruppo tedesco, fermenti contenenti Str. lactis o L. bulgaricus e Str. thermophilus. E per la produzione di formaggi a pasta dura nella fase di maturazione utilizzando la cultura L. casei e Str. lactis.

• Vinificazione.

Nella produzione di vini sono ampiamente utilizzati tre tipi di lattobacilli: Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc. Questi sono principalmente cocchi eterofermentali che forniscono la fermentazione malolattica nei vini ad alto contenuto di acidità. Tuttavia, fermentano l'acido malico e non influenzano altri componenti chimici del vino. I lattobacilli possono rovinare la bevanda, provocando la fermentazione lattica. Di conseguenza, appaiono difetti quali l'irrancidimento, l'obesità, la decomposizione dell'acido tartarico.

• Bakery.

Circa 70 sapori e sostanze aromatiche si trovano nel pane, tra questi 28 acidi, 11 alcoli, 28 composti carbonilici, 6 eteri, metil mercaptano e ammoniaca. I batteri dell'acido lattico partecipano alla formazione della maggior parte di essi. I lattobacilli hanno il maggior valore per la produzione di pane di segale. La pasta madre dà elasticità alla pasta, scioglie e promuove il sollevamento. L'acidità del test è un importante indicatore di qualità. Nella produzione di pane di grano, i lattobacilli svolgono un ruolo insignificante, principalmente il processo dipende dalle colture di lievito. I principali componenti delle paste acide lattiche per la preparazione della pasta sono L. brevis, L. plantarum e L. fermenti.

• Insaporire carne e pesce.

I batteri dell'acido lattico sono utilizzati nella fabbricazione di salumi e salsicce, altri insaccati, nella maturazione di pesci con salagione debole. L'acido lattico accelera il processo di inscatolamento e conferisce ai prodotti un gusto prezioso.

• Conservazione biologica di frutta e verdura.

I preparativi vengono eseguiti secondo lo stesso principio di alimentazione per insilato. I carboidrati delle piante sotto l'influenza dei batteri dell'acido lattico vengono convertiti in acidi lattici e acetici, che sono eccellenti conservanti.

Crauti e cetrioli, mele in salamoia, Pomodori e cocomeri - ecco un esempio di semplici preparativi per l'inverno. Così, il processo di fermentazione spontanea inizia in cavoli tritati e ben compattati con una piccola aggiunta di sale, in cui Leuconostoc prende parte per primo, e successivamente L. plantarum.

Ruolo in agricoltura

L'alimentazione del foraggio è il modo migliore per raccogliere e conservare la massa verde. Per creare le condizioni necessarie, le materie prime iniziali (erba, massa verde di mais, top) vengono poste in appositi silos, accuratamente pigiate e coperte con uno strato di terra. Questo crea condizioni in cui muore la maggior parte dei microbi e i batteri dell'acido lattico trasformano i carboidrati delle piante fino a quando la concentrazione di acido lattico è pari o superiore al 60% e l'acidità dell'insilato raggiunge il pH 4,5. Oltre all'acido lattico, l'acido acetico si accumula anche nel silo. Ci vuole circa un mese per completare il processo.

Microflora nell'intestino umano

Il tratto intestinale umano è abitato da una moltitudine di microrganismi dell'acido lattico, chiamati lacto e bifidobatteri. Il prodotto del loro metabolismo - acido lattico - ha un numero di momenti positivi.

• Stimola la motilità intestinale.
• Riduce la formazione di gas.
• Stimola la secrezione dei succhi digestivi.
• Migliora l'assorbimento di calcio, fosforo e ferro.

Inoltre, i lattobacilli hanno la capacità di resistere a vari microbi patogeni. A causa della produzione di sostanze biologicamente attive (acidi organici, perossido di idrogeno, antibiotici e batteriocine), i microrganismi pericolosi per l'attività intestinale vengono spostati. Se nel contenuto di chimo i batteri dell'acido lattico si riducono in quantità, la microflora condizionatamente patogenica prende il loro posto. Sulla base di ceppi isolati dall'intestino di esseri umani e animali, sono stati sviluppati farmaci che migliorano le condizioni del paziente in molte infezioni.

Cosa sono i probiotici?

All'inizio del XX secolo, il famoso scienziato russo Ilya Ilyich Mechnikov ha condotto una serie di esperimenti per ripristinare la microflora del tratto intestinale umano utilizzando la coltura dell'acido lattico bacillus L. bulgaricus . Come risultato della ricerca, Mechnikov sviluppò il primo probiotico, "lo yogurt di Mechnikov", che lui stesso usò per molti anni, prescritto ai pazienti e raccomandato a bere a tutti i suoi amici.

Attualmente, i probiotici - una classe di farmaci volti a ripristinare l'ambiente naturale del corpo. Studi a lungo termine hanno dimostrato l'efficacia dei probiotici (compresi i lattobacilli) in vari casi clinici.

• Nella sindrome dell'intestino irritabile, l'assunzione regolare di colture di acido lattico elimina la stitichezza e riduce il tempo di passaggio del cibo attraverso l'intestino.
• I lattobacilli hanno un effetto immunostimolante. Promuovono la produzione di anticorpi, citochine, interferone nell'intestino e aumentano l'attività dei fagociti.
• Attraverso la regolazione della risposta immunitaria, l'intensità delle reazioni allergiche, inclusi gli antibiotici, è ridotta.
• Prevenire il verificarsi di malattie respiratorie e diarrea di origine virale nei mesi invernali.
• Ridurre il livello di colesterolo "dannoso" nel sangue, migliorare il metabolismo nel fegato.

I batteri probiotici in lattice sono ampiamente utilizzati in medicina per la prevenzione e il trattamento delle malattie acute e croniche dell'intestino, delle vie respiratorie, per ripristinare la microflora intestinale e stimolare il sistema immunitario. È possibile prendere colture di probiotici sia sotto forma di compresse e polveri, sia in forma naturale (kefir, yogurt, latte acidofilo, yogurt e altri prodotti dell'industria casearia).