LACTOBACILLUS DELBRUECKII: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE - BIOLOGIE - 2025

Lactobacillus delbrueckii ist ein grampositives Bakterium mit einer länglichen Stabform und abgerundeten Enden. Es ist Katalase-negativ, homofermentativ und weist kein Flagellum auf. Es gehört zu einer Gruppe von Arten, die ihren Namen als Typusart trägt. Es ist in sechs Unterarten unterteilt.

Einige dieser Unterarten gelten als Probiotika und werden in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Seine Hauptanwendung ist die Fermentation von Milchprodukten und die Herstellung von Käse und Joghurt.

Lactobacillus delbrueckii Foto von: Jeff Broadbent, Utah State University. Entnommen und bearbeitet von https://genome.jgi.doe.gov/portal/lacde/lacde.home.html

Eigenschaften

Lactobacillus delbrueckii ist grampositiv und Katalase-negativ. Es ist homofermentativ und produziert ausschließlich D-Milchsäure. Alle Stämme fermentieren Glucose, Fructose, Mannose und Lactose.

Die Fermentation von Saccharose und N-Acetylglucosamin ist je nach Unterart und Stamm variabler. Es kann bei Temperaturen über 45 ° C wachsen, entwickelt sich jedoch nicht bei 15 ° C oder darunter.

Taxonomie

Nach der formalen Taxonomie gehört Lactobacillus delbrueckii zu den Phylum Firmicutes, der Klasse Bacilli, der Ordnung Lactobacillales und der Familie Lactobacillaceae.

Zusätzlich gehört es zur funktionellen Gruppe (ohne taxonomische Validität) der Milchsäurebakterien (LAB). LABs werden so genannt, weil sie während der Fermentation von Zuckern Milchsäure produzieren.

Die Lactobacillus delbrueckii-Gruppe besteht derzeit aus 27 Arten, wobei L. delbrueckii die Typusart ist, nicht nur der Gruppe, sondern auch der Gattung. Dieses Bakterium wurde nach dem deutschen Biophysiker Max Delbrück benannt.

Lactobacillus delbrueckii umfasst sechs Unterarten: L. delbrueckii subsp delbrueckii, L. delbrueckii subsp lactis, L. delbrueckii subsp bulgaricus, L. delbrueckii subsp sunkii, L. delbrueckii subsp jakobsenii und L. delbrueckii subsp indicus.

Die sechs Unterarten weisen einen hohen Grad an DNA-DNA-Beziehung auf, können jedoch anhand verschiedener phänotypischer und genotypischer Merkmale unterschieden werden.

Morphologie

Alle Stämme dieses Bakteriums sind wie ein länglicher Stab geformt. Seine Größe reicht von 0,5 bis 0,8 um breit und 2,0 bis 9,0 um lang. Sein Wachstum kann einzeln, paarweise oder in kurzen Ketten erfolgen.

Sie stellen keine Geißel dar und sind daher nicht mobil. Die sechs Unterarten unterscheiden sich in ihrer Fähigkeit, verschiedene Zucker zu fermentieren. Beispielsweise sind L. delbrueckii subsp bulgaricus, L. delbrueckii subsp indicus und L. delbrueckii subsp lactis, die zum ersten Mal aus Milchprodukten isoliert wurden, alle laktosepositiv.

Andererseits sind L. delbrueckii subsp delbrueckii und L. delbrueckii subsp sunkii, die aus Nichtmilchprodukten isoliert wurden, laktose-negativ. Dies weist auf eine Kohlenhydratfermentation hin, die mit den verschiedenen Nischen verbunden ist, die diese Unterarten besetzen.

Die Unterart Lactobacillus delbrueekii kann durch phänotypische Variationen unterschieden werden. Zum Beispiel fermentiert Lactobacillus delbrueekii subsp bulgarieus wenige Kohlenhydrate, dh Glucose, Lactose, Fructose, Mannose und manchmal Galactose. Es ist thermophil und hat eine Wachstumstemperatur von bis zu 48 oder 50 ° C. Es weist ein Guanin-Cytosin-Verhältnis zwischen 49 und 51% auf.

Lactobacillus delbrueekii subsp jakobsenii fermentiert andererseits mehrere Polysaccharide, einschließlich Arabinose, Erythrit, Cellobiose, Fructose, Galactose, Glucose, Lactose, Lactulose, Lixose, Maltose, Mannit, Mannose, Ribose, Melibiose, Saccharose, Xylose und Raffinose. Das Wachstum erfolgt je nach Wachstumsmedium bei 40 - 50 ° C. Es weist ein Guanin-Cytosin-Verhältnis von 50,2% auf.

Lactobacillus sp. Entnommen und bearbeitet von https://www.inaturalist.org/taxa/123341-Lactobacillus.

Anwendungen

Nur zwei der L. delbrueckii-Unterarten haben kommerzielle Relevanz, L. delbruckii subsp. bulgaricus und L. delbrueckii subsp. Lactis.

Lactobacillus delbruckii

Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus wurde erstmals aus bulgarischer Milch isoliert. Diese Unterart wird in Kombination mit Streptococcus thermophilus zur kommerziellen Herstellung von Joghurt verwendet. Es wird auch zur Herstellung von Schweizer und italienischem Käse verwendet.

Die Hauptrolle von S. thermophilus und L. delbruckii subsp. bulgaricus bei der Herstellung von Joghurt dient dazu, die Milch anzusäuern und aus Laktose eine große Menge Milchsäure zu produzieren.

Milchsäure trägt zusätzlich zur Ansäuerung der Milch zum Geschmack des Joghurts bei. Der typische Geschmack von Joghurt beruht nicht nur auf Milchsäure, sondern auch auf verschiedenen Carbonylverbindungen wie Acetaldehyd, Aceton und Diacetyl, die von Bakterien produziert werden.

Lactobacillus delbruckii in der Käseherstellung. Foto von Irma Esther Montenegro H. Aufgenommen und bearbeitet von https://www.inaturalist.org/photos/25739101

Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus zeigt probiotische Aktivität. Seine Aufnahme in Joghurt hilft, Erkrankungen der Mundhöhle zu verhindern.

Vorgeschlagene Mechanismen für die probiotische Aktivität dieses Bazillus umfassen: 1) Antagonismus mit Pathogenen durch Konkurrenz um Bindungsstellen und / oder Hemmung intrazellulärer Signalwege; 2) Stimulierung des mukosalen Immunsystems und erhöhte Abwehr des Wirts gegen pathogene Bakterien und fremde Antigene.

Einige Stämme dieses Lactobacillus können Exopolysaccharide (EPS) produzieren. Zu den physiologischen Wirkungen von EPS gehören die Verbesserung und Regulierung der Immunantwort und die Senkung des Cholesterins.

Lactobacillus delbruckii

Andererseits hat L. delbrueckii subsp. Lactis wurde ursprünglich aus einer Milchquelle isoliert. Die Verwendung dieser Unterart erfolgt hauptsächlich zur kommerziellen Herstellung von Mozzarella-Käse.

Jüngste Studien haben ein hohes Potenzial eines Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii (AS13B) zur Verwendung in der Aquakultur. Dieser Stamm wurde in der Nahrung von Seebarschlarven (Dicentrarchus labrax, L.) in Kultur angewendet.

Seine Anwendung verbessert die Gesundheit der Fische und erhöht ihr Überleben, wodurch ihre Produktion gesteigert werden kann. Die Bakterien wurden unter Verwendung von Brachionus plicatilis und / oder Artemia salina als Träger geliefert.

Es wurde auch gezeigt, dass es das Immunsystem des Larven-Darms stimuliert und die Transkription der wichtigsten proinflammatorischen Gene reduziert. Die Anwendung in anderen Kulturen und die Rentabilität müssen noch bewertet werden.

Von den verbleibenden Unterarten der Art ist L. delbrueckii subsp. indicus wurde erstmals 2005 aus einem Milchprodukt in Indien isoliert. Lactobacillus delbrueckii subsp. sunkii im Jahr 2012 aus pflanzlichen Produkten; Lactobacillus delbrueckii subsp. jakobsenii wurde 2015 aus einem fermentierten alkoholischen Getränk isoliert.

Anwendungsmöglichkeiten

Die relativ jüngste Entdeckung dieser letzteren Unterarten kann einer der Hauptgründe sein, warum sie derzeit nicht kommerziell relevant sind. Die Genomsequenzierung jedes einzelnen wird wahrscheinlich dazu beitragen, Eigenschaften zu bestimmen, die von zukünftiger kommerzieller Relevanz sein könnten.

Es könnte auch helfen, ihre Anpassungsmechanismen an komplexe Umgebungen zu erklären. Letzteres könnte verwendet werden, um die Eigenschaften bekannter kommerzieller Arten zu verbessern, insbesondere in den Bereichen Phagenresistenz und Anpassung an Umweltstressbedingungen. Oder um die Exopolysaccharidproduktion zu verbessern und gewünschte Aromastoffe herzustellen.

Pathogenese

Die verschiedenen Arten von Lactobacillus gelten allgemein als nicht pathogen. In den letzten Jahren wurde jedoch über Harnwegsinfektionen (HWI) berichtet, die durch Bakterien dieser Gattung, einschließlich Lactobacillus delbrueckii, verursacht wurden.

Die Hauptopfer dieser Infektionen sind ältere Frauen. Da diese Spezies Nitrat nicht zu Nitrit reduzieren, bleiben die von ihnen verursachten HWI auf Screening-Teststreifen normalerweise unbemerkt. Sie wurden auch mit Bakteriämie und Pyelonephritis in Verbindung gebracht.

Verweise

1. E. Salvetti, S. Torriani, GE Felis (2012). Die Gattung Lactobacillus: Ein taxonomisches Update. Probiotika und antimikrobielle Proteine.
2. F. Dellaglio, GE Felis, A. Castioni, S. Torriani, J.-E. Germond (2005). Lactobacillus delbrueckii subsp. indicus subsp. nov., isoliert aus indischen Milchprodukten. Internationale Zeitschrift für systematische und evolutionäre Mikrobiologie.
3. DB Adimpong, DS Nielsen, KI Sørensen, FK Vogensen, H. Sawadogo-Lingani, PMF Derkx, L. Jespersen (2013). Lactobacillus delbrueckii subsp. jakobsenii subsp. nov., isoliert aus Doloworte, einem alkoholisch fermentierten Getränk im Burkina Faso International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.
4. S. Silvi, M. Nardi, R. Sulpizio, C. Orpianesi, M. Caggiano, O. Carnevali, A. Cresci (2008). Wirkung der Zugabe von Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii über die Zusammensetzung der Darmmikrobiota und ihren Beitrag zum Wohlbefinden des europäischen Wolfsbarsches (Dicentrarchus labrax, L.). Mikrobielle Ökologie in Gesundheit und Krankheit.
5. Y. Kudo, K. Oki, K. Watanabe (2012). Lactobacillus delbrueckii subsp. sunkii subsp. nov., isoliert von Sunki, einer traditionellen japanischen Gurke. Internationale Zeitschrift für systematische und evolutionäre Mikrobiologie.
6. KM Duprey, L. McCrea, BL Rabinowitch, KN Azad (2012). Pyelonephritis und Bakteriämie von Lactobacillus delbrueckii. Fallberichte bei Infektionskrankheiten.