乳酸菌：特性、形態、利点 - 生物学

乳酸菌は、産業にとって特に興味深い多数の有益な種で構成される細菌の属です。ラクトバチルスという言葉は、ミルクを意味する「ラクチス」と小さな桿菌を意味する「バチルス」に由来します。

属は、行われた発酵のタイプの表現型の特徴に関して分類された。この分類の生理学的根拠は、フルクトース1と6の二リン酸アルドラーゼとホスホケトラーゼという酵素の存在です。

その発酵特性と代謝産物は、人間が食品の生産に使用した最初の生物の中で、Lactobacillus属の細菌を作ります。

それらはまた、食中毒を引き起こす他の微生物の侵入を抑制することにより、それらの保存にも使用されます。

ラクトバチルス属は、その有益な効果と機能的特性への関心により、現代の栄養学と新しい産業技術にとって不可欠な要素になっています。

特徴

これらの桿菌は一般的に非運動性ですが、一部の種は、毛様体毛様体により運動性です。それらはグラム陽性であるが、死んだ細菌がある場合、それらは赤く染まり、グラム染色の存在下で可変グラム画像を与える。

それらは胞子形成せず、いくつかの株はおそらくポリリン酸塩を含む双極体を持っています。

ホモ発酵乳酸菌は、グラム染色またはメチレンブルー染色によって明らかにされた内部顆粒を持っています。

種の診断と同定のための最も有用な方法は、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）です。

細胞壁と超微細構造

電子顕微鏡で観察されるラクトバチルス属の細胞壁は、通常グラム陽性であり、さまざまな化学型のリジン-D-アスパラギン型のペプチドグリカン（ムレイン）を含んでいます。

この壁には、ホスホジエステル結合を介してペプチドグリカンに結合した多糖類も含まれていますが、一部の種ではそれに関連するテイコ酸しかありません。

また、この属を特徴付ける大きなメソソームも含まれています。

生化学的特性

ほとんどは、タンパク質や脂肪を含む培地ではタンパク質分解または脂肪分解活性を持ちません。

ただし、一部の株では、細胞壁に結合または放出されたプロテアーゼやペプチダーゼによるわずかなタンパク質分解活性や、細胞内リパーゼの作用による弱い脂肪分解活性を示すことがあります。

通常、硝酸塩は還元されませんが、pHが6.0を超えると特定の種が還元されます。

乳酸菌はゼラチンを液化せず、カゼインを消化しません。また、インドールや硫化水素（H ₂ S）を生成しませんが、ほとんどの場合、少量の可溶性窒素を生成します。

一部の菌株は過酸化水素を分解するプソイドカタラーゼという酵素を産生するが、それらはカタラーゼ陰性である。

ポルフィリンが存在しないため、チトクローム陰性であり、ベンジジン反応が陰性です。

それらは液体培地でよく成長し、成長が止まった後急速に沈殿し、バイオフィルムを形成することなく、柔らかく、粒状または粘性の堆積物を生じます。

乳酸菌は一般的な培地で栽培した場合、典型的な臭いは発生しませんが、発酵食品の味を変化させ、ジアセチルやその誘導体などの揮発性化合物、さらには硫化水素（H ₂ S）やアミンを生成します。

栄養と成長条件

乳酸菌は炭素源とエネルギー源として炭水化物を必要とします。また、アミノ酸、ビタミン、ヌクレオチド。

乳酸菌培地には、発酵性炭水化物、ペプトン、肉エキス、酵母エキスが含まれている必要があります。

トマトジュース、マンガン、アセテート、オレイン酸エステル、特にTween 80を追加するとさらに刺激的で、多くの種にとって不可欠です。

ラクトバチルス属の種は、わずかに酸性の培地でよく生育し、初期pHは6.4〜4.5で、最適な発育は5.5〜6.2です。中性またはわずかにアルカリ性の媒体では著しく減少します。

乳酸菌は、乳酸の形成によって基質のpHを4未満に下げることができます。

このようにして、それらは他の乳酸菌および酵母の微生物を除いて、他のほぼすべての競合微生物の成長を回避するか、少なくとも大幅に減少させます。

酸素の必要性

ほとんどのLactobacillus株は主に空気耐性です。その最適な成長は、微好気性または嫌気性条件下で達成されます。

CO ₂濃度の増加（約5％または最大10％まで）は、特に培地の表面での成長を刺激することが知られています。

成長温度

ほとんどの乳酸菌は中温性（30-40°C）で、上限は40℃です。成長の温度範囲は2〜53°Cですが、15°Cまたは5°C未満で成長するものもあり、凍結に近い低温で成長する株があります（たとえば、冷凍肉や魚に生息する株））。

一方、「好熱性」乳酸桿菌があり、これは上限温度が55℃で、15℃未満では成長しません。

代謝

これらの微生物は、酸化的リン酸化を実行するシトクロムシステムを欠いており、スーパーオキシドジスムターゼやカタラーゼはありません。

この属のメンバーは、グルコースおよび類似のアルデヒドヘキソースをホモ発酵によって乳酸に、または乳酸と、ヘテロ発酵によって酢酸、エタノール、二酸化炭素、ギ酸、およびコハク酸などの他の最終生成物に変換します。

抗生物質と薬物に対する感受性

乳酸菌はグラム陽性菌に対して有効なほとんどの抗生物質に敏感です。食品添加物として使用される抗生物質に対する腸内乳酸菌の感受性を研究することが可能でした。

生息地

乳酸菌は、乳製品、チーズ、穀物、肉または魚製品、水源、下水、ビール、ワイン、果物と果物ジュース、キャベツ、およびその他の発酵野菜（サイレージ、酸っぱい生地、パルプなど）に含まれています。

それらはまた、人間を含む多くの温度安定性動物の口、胃腸管、および膣の正常なフローラの一部です。

それらはまた有機肥料のような二次生息地で見つけることができます。

分類

ドメイン：細菌

部門：ファーミキューテス

クラス：Bacilli

注文：乳酸菌

科：乳酸菌

属：乳酸菌。

形態学

微視的特徴

桿菌の長さは約2-6μです。端が丸い場合があります。空間での分布は、孤立しているか、短いチェーンである可能性があります。いくつかはパリセードを形成します。

グラム染色で染色すると、グラム陽性になります。

乳酸菌は、細胞壁にペプチドグリカンを持ち、テイコ酸、リポテイコ酸、リポグリカン、テイクロン酸からなる二次ポリマー層（SCWP）も含んでいます。

Lactobacillus属の多くの種のエンベロープには、S層または表面層（S&層）と呼ばれる追加のタンパク質層があります。

この属には、L。acidophilus、L。brevis、L。crispatus、L。gasseari、L。helveticus、L。kefirなどの種があります。

巨視的特徴

固形培地上の乳酸菌コロニーは小さく（2〜5 mm）、凸状で滑らかで、縁全体が不透明で、色素がありません。

一部の株は黄色がかったまたは赤みがかった可能性があります。ほとんどは粗いコロニーを持っていますが、Lactobacillus confususなどの他のものはぬるぬるしたコロニーを持っています。

利点

ラクトバチルス属は、人間と動物の両方の健康に有益です。

利点は次のとおりです。

この部位での感染への耐性を高めることにより、腸内細菌叢を安定させます

たとえば、Lactobacillus GGは、E。coli、Streptococcus、Clostridium difficile、Bacteroides fragilis、Salmonellaなどのさまざまな細菌に対して活性な抗菌物質を生成するようです。

これらの物質は、とりわけ、ジアセチル、アセトアルデヒド、ロイテリン、溶菌酵素、バクテリオシンなどの芳香族化合物です。

大腸がんなどの一部の疾患を予防および抑制します。
それらはある特定の食糧の保存の質を改善します。
これらは、人間と動物の両方の健康の問題を解決するために適用可能なバイオテクノロジー製品を入手するための業界の出発点として使用されます。
それらは全乳タンパク質の分解を促進し、カルシウムとマグネシウムを大量に放出することにより栄養素の生物学的利用能に影響を与えます。
彼らはまた、ビタミンB群とリン酸塩の合成に関与しています。

病原性

乳酸菌の病原性はまれですが、最近、これらの微生物が関与していることが判明したヒトでいくつかの感染過程が報告されています。

これらには、虫歯、リウマチ性血管疾患、膿瘍、敗血症、およびL.カゼイ亜種によって引き起こされる感染性心内膜炎が含まれます。ラムノサス、L。アシドフィルス、L。プランタラム、そして時々Lactobacillus salivarius。

ただし、そのような病原性の生化学的基盤はまだ不明です。

表：乳酸菌属のさまざまな種によって引き起こされる感染症の種類

参考文献

Kale-Pradhan PB、Jassal HK、Wilhelm SM。抗生物質関連下痢の予防における乳酸桿菌の役割：メタ分析。薬物療法。2010; 30（2）：119-26。
リードG.乳酸菌のプロバイオティクス株の科学的根拠。応用および環境微生物学。1999; 65（9）：3763-3766。
ハーティDW、オーキーHJ、パトリカキスM、ヒュームEB、ノックスKW。乳酸菌の病原性の可能性。私はJ Food Microbiolです。1994; 24（1-2）：179-89。
Koneman E、Allen S、Janda W、Schreckenberger P、Winn W（2004）。微生物学的診断。（第5版）。アルゼンチン、Panamericana SA社
エリーゴールドスタイン、ティレルK、シトロンD. 60（2）：98–107

乳酸菌：特性、形態、利点 - 生物学 - 2025

特徴