德氏乳杆菌是革兰氏阳性细菌,具有细长的杆状和圆形末端。它是过氧化氢酶阴性,同型发酵且不存在鞭毛。它属于一个以类型物种命名的物种。它分为六个亚种。
其中一些亚种被认为是益生菌,并用于食品工业。它的主要用途是用于乳制品的发酵以及奶酪和酸奶的生产。
德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)摄影:犹他州立大学杰夫布罗德本特。取自https://genome.jgi.doe.gov/portal/lacde/lacde.home.html并进行了编辑
特点
德氏乳杆菌为革兰氏阳性而过氧化氢酶阴性。它是同型发酵的,仅产生D-乳酸。所有菌株发酵葡萄糖,果糖,甘露糖和乳糖。
蔗糖和N-乙酰氨基葡糖的发酵更加可变,这取决于亚种和菌株。它可以在高于45°C的温度下生长,但在低于15°C或更低的温度下不会生长。
分类
根据正式分类法,德氏乳杆菌属于硬毛纲门,属于杆菌属,属于乳杆菌科,属于乳杆菌科。
此外,它属于乳酸菌(LAB)的功能组(无分类学有效性)。LAB的名称是在糖的发酵过程中产生乳酸。
目前,德氏乳杆菌组由27个种组成,其中德氏乳杆菌不仅是该类而且是该属的类型种。该细菌以德国生物物理学家MaxDelbrück的名字命名。
德氏乳杆菌包含六个亚种:德氏乳杆菌亚种布鲁氏菌,德氏乳杆菌乳亚种,德氏乳杆菌保加利亚亚种,德氏乳杆菌sunkii,德氏乳杆菌亚科亚种和德氏乳杆菌亚种。
这六个亚种显示出高度的DNA-DNA关系,但可以根据不同的表型和基因型性状加以区分。
形态学
该细菌的所有菌株均呈细长杆状。其尺寸范围为0.5至0.8 µm宽,2.0至9.0 µm长。它可以单独,成对或短链地生长。
它们不会带来祸害,因此它们不会移动。六个亚种发酵不同糖的能力不同。例如,首次从乳制品中分离出的德氏乳杆菌保加利亚亚种,德氏乳杆菌亚种和德氏乳杆菌亚种均为乳糖阳性。
另一方面,从非乳制品中分离出的德氏乳杆菌亚种和德氏乳杆菌是乳糖阴性的。这表明与这些亚种占据的不同生态位有关的碳水化合物发酵。
德氏乳杆菌亚种可以通过表型变异来区分。例如,德氏乳杆菌保加利亚亚种发酵很少的碳水化合物,即葡萄糖,乳糖,果糖,甘露糖,有时还包括半乳糖。它是嗜热的,并且具有高达48或50°C的生长温度。它的鸟嘌呤-胞嘧啶比率为49%至51%。
另一方面,德氏乳杆菌亚种(Jacobsenii)发酵了几种多糖,包括阿拉伯糖,赤藓糖醇,纤维二糖,果糖,半乳糖,葡萄糖,乳糖,乳果糖,立克糖,麦芽糖,甘露糖醇,甘露糖,核糖,半乳糖,蔗糖,木糖。和棉子糖。根据生长介质的不同,生长温度为40-50°C。它的鸟嘌呤-胞嘧啶比率为50.2%。
乳杆菌 取自https://www.inaturalist.org/taxa/123341-Lactobacillus。
应用领域
仅有的两个德氏乳杆菌亚种具有商业相关性,即德氏乳杆菌亚种。保加利亚和德氏乳杆菌亚种 乳酸菌。
德氏乳杆菌
德氏乳杆菌亚种。保加利亚第一次从保加利亚牛奶中分离出保加利亚。该亚种与嗜热链球菌一起用于酸奶的商业生产。它也用于生产瑞士和意大利奶酪。
嗜热链球菌和德氏乳杆菌亚种的主要作用。制作酸奶中的保加利亚酸是将牛奶酸化,从乳糖中产生大量乳酸。
乳酸除了酸化牛奶外,还有助于酸奶的风味。酸奶的典型风味不仅归因于乳酸,还归因于细菌产生的各种羰基化合物,例如乙醛,丙酮和二乙酰基。
干酪生产中的德氏乳杆菌。照片由Irma Esther Montenegro H.拍摄并编辑自https://www.inaturalist.org/photos/25739101
德氏乳杆菌亚种。保加利亚显示益生菌活性。它在酸奶中的摄入有助于预防口腔疾病。
该细菌的益生菌活性的拟议机制包括:1)通过竞争结合位点和/或抑制细胞内信号传导途径与病原体拮抗;2)刺激粘膜免疫系统,增强宿主抵抗病原菌和外源抗原的防御能力。
该乳酸菌的某些菌株能够产生胞外多糖(EPS)。EPS的生理作用包括改善和调节免疫反应以及降低胆固醇。
德氏乳杆菌
另一方面,L。delbrueckii亚种。乳酸最初是从乳制品来源中分离出来的。该亚种的用途主要是用于马苏里拉奶酪的商业生产。
最近的研究表明,德氏乳杆菌亚种具有很高的潜力。delbrueckii(AS13B)用于水产养殖。该菌株已被应用于养殖鲈鱼幼虫(Dicentrarchus labrax,L.)的饮食中。
它的应用改善了鱼类的健康并提高了其生存率,从而提高了产量。细菌是使用褶皱小臂ch和/或卤虫卤作为载体提供的。
还显示它可以刺激幼虫肠道免疫系统并减少关键促炎基因的转录。它在其他农作物中的应用及其获利能力尚未得到评估。
在该物种的其余亚种中,L。delbrueckii亚种。indicus最早于2005年从印度的一种乳制品中分离出来。德氏乳杆菌亚种。2012年的sunkii,来自植物性产品;德氏乳杆菌亚种。同时,jakobsenii于2015年从发酵酒精饮料中分离出来。
潜在的应用
这些后亚种的较新发现可能是它们目前在商业上不相关的主要原因之一。每个基因组的基因测序将可能有助于确定可能与将来的商业相关的特性。
它还可以帮助解释它们适应复杂环境的机制。后者可用于提高已知商业物种的质量,特别是在噬菌体抗性领域,以适应环境胁迫条件。或增强胞外多糖的产生并产生所需的风味化合物。
致病性
通常认为不同种类的乳酸杆菌是非致病性的。然而,近年来已经报道了由该属细菌,包括德氏乳杆菌引起的尿路感染(UTI)。
这些感染的主要受害者是老年妇女。由于这些物种不会将硝酸盐还原为亚硝酸盐,因此它们引起的UTI通常在筛选试纸上无法检测到。它们还与菌血症和肾盂肾炎有关。
参考文献
- E.Salvetti,S.Torriani,GE Felis(2012)。乳杆菌属:分类学更新。益生菌和抗菌蛋白。
- F. Dellaglio,GE Felis,A。Castioni,S。Torriani,J.-E。Germond(2005)。德氏乳杆菌亚种。标记亚种 十一月,从印度乳制品中分离出来。国际系统和进化微生物学杂志。
- DB Adimpong,DS Nielsen,KISørensen,FK Vogensen,H.Sawadogo-Lingani,PMF Derkx,L.Jespersen(2013)。德氏乳杆菌亚种。雅各布森氏亚种 11月,从《布基纳法索国际系统和进化微生物学杂志》上的酒精发酵饮料dolo麦芽汁中分离出来。
- S.Silvi,M.Nardi,R.Sulpizio,C.Orpianesi,M.Caggiano,O.Carnevali,A.Cresci(2008)。添加德氏乳杆菌亚种的影响。delbrueckii对肠道菌群的组成及其对欧洲鲈鱼健康的贡献(Dicentrarchus labrax,L.)。卫生与疾病中的微生物生态学。
- Y.Kudo,K.Oki,K.Watanabe(2012)。德氏乳杆菌亚种。sunkii子空间 11月,与传统的日本泡菜sunki隔离。国际系统和进化微生物学杂志。
- KM Duprey,L.McCrea,BL Rabinowitch,KN Azad(2012)。乳杆菌中的肾盂肾炎和细菌血症。传染病病例报告。