Млечнокисели бактерии: вид, класификация, стойност

Млечнокиселите бактерии са известни със способността си да превръщат захарта в млечна киселина. Този процес отдавна се използва от хората за запазване на храната, приготвянето на фуражите, производството на различни млечни продукти, вино.

Характерно за бактериите

Млечнокиселите бактерии са грам-положителни анаероби. Това означава, че за окислителни процеси и метаболизъм те не се нуждаят от кислород. Млечнокиселите бактерии принадлежат към групата (семейството) Lactobacillaceae, която включва:

• подсемейството Lactobacilleae (включва вида Lactobacillus);
• Подсемейство Streptococceae (включва родове Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus).

Първите два вида са най-важни за човека и неговата икономическа дейност. Въпреки близката връзка, представители на ордена Lactobacillales, като пневмония стрептококи, обикновено не се приписват на групата на млечнокиселите бактерии. Полезни бифидобактерии или микроби от рода Bacillus, които са спорообразуващи аероби, понякога се отнасят към групата на лактобацилите поради сходството в метаболизма на въглехидратите и тяхната роля в хранителната индустрия.

класификация

Класификацията на млечнокиселите бактерии не е достатъчно развита. По естеството на освобождаваните ферментационни продукти те се разделят на две групи.

• Homofermentative . В резултат на ферментация на въглехидрати се отделя предимно млечна киселина. В малки количества процесът е съпроводен от янтарна и фумарова киселина, въглероден диоксид и етанол.
• Хетероферментативна форма също образува млечна киселина в резултат на разлагане на въглехидрати. Заедно с това, около половината от захарите, които използват за производството на оцетна киселина, въглероден диоксид и етанол.

Класифицирането по форма е трудно, тъй като млечнокиселите бактерии принадлежат към групата на променливите микроорганизми. Формата на микробната клетка зависи от възрастта на бактериите, химическата среда и условията на местообитанието. За определяне на вида на лактобацилите се създават специфични условия, използват се стандартни условия и се провежда изследване на културата на определена възраст. Също така се оценява вида на ферментацията на въглехидрати, необходимостта от хранителни източници, оптичното въртене на молекулата на млечната киселина.

стрептококи

Видовете от рода Streptococcus ферментационен тип са хомоферментативни. Когато ферментират повече от 90% от първоначалните захари, те се превръщат в млечна киселина и само малка част от тях - в оцетна киселина и алкохол. Най-известните представители са културите:

• Ул. ллктис.
• Ул. citrovorus.
• Ул. diacetilactis.
• Ул. paracitrovorus.
• Ул. Thermophilus.
• Ул. cremoris.
• Ул. liquefaciens.

лактобацили

В млечната промишленост лактобацилите се наричат ​​пръчки от млечна киселина. Те ферментират млякото много по-бързо от коккалните форми, достигайки по-ниски стойности на рН (около 3.5). Оптималното развитие на лактобацилите показват в кисели условия с ниско съдържание на кислород. В природата, тези бактерии живеят на повърхността на растенията, се открояват от слюнката и храносмилателния тракт на хората и животните.

Отбелязва се, че стерилно доеното мляко не съдържа пръчки от млечна киселина - те влизат в нея от външната среда. Лактобацилите издържат на краткотрайна пастьоризация, но умират при високи температури на стерилизация. Следователно, в пастьоризираното мляко, млечнокиселите бактерии са значително намалени, но все още присъстват. Най-често срещаните представители на рода Lactobacterium са:

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

Основни свойства

Коккалните форми на лактобацилите имат диаметър от 0.6 - 1.1 микрона. В културата коките са подредени поотделно, двойно или във вериги с различна дължина. Прътовете са много променливи по форма: от сферични до нишкови форми от дължина от 0,7 до 8,0 микрона, единични или във вериги. Морфологията на клетките се влияе значително от химическия състав на околната среда. Млечнокиселите бактерии, чиято снимка е представена по-долу, са изолирани от стартовата култура от кисело мляко.

Лактобацилите се размножават главно чрез делене, описани са случаи на клетъчно лигиране и репродукция с гонидий. Доказано е наличието на филтриращи се форми и процеса на спорулация.

Къде живеят млечнокиселите бактерии

Лактобацилите не могат самостоятелно да синтезират аминокиселини и някои витамини. Поради тази причина те не съществуват нито в почвата, нито във водата. В естествени условия те са изолирани от съдържанието. човешки черва и животни, от повърхността на растенията. Оптималната среда за живота на млечнокиселите бактерии е млякото и млечните продукти.

Хранителните източници за лактобацили са моно- и дизахариди. Някои видове ферментират полизахариди, като декстроза. Също така, като източник на енергия, тези микроорганизми, при определени условия, използват органични вещества киселини: ябълчна, оцетна, пирувирова, мравчена, фумарова и лимонова. При липса на въглеродсъдържащи субстрати за хранене могат да се обработват аминокиселини.

Млечнокиселите бактерии не са способни на синтез на органичен азот, следователно изискват от неговото съдържание в хранителната среда. Те също се нуждаят от витамини, особено при пуринови бази: биотин, тиамин, пантотенова, фолиева киселина. Всички форми на лактобацили са устойчиви на повишени концентрации на алкохол. В същото време те се размножават по-бавно, но живеят по-дълго. Така, в избистрени вина, млечнокиселите бактерии продължават до 7 месеца.

Микробът е мезофилен, по-рядко термофилен. Оптималната температура за жизнената активност е + 25 ° С ... + 30 ° С. При + 15 ° C, ферментацията се забавя значително и при + 45 ° C лактобацилите спират размножаването. Местообитанието на млечнокиселите бактерии може да бъде както кислород, така и без достъп до въздух. Те не се нуждаят от кислород, в повечето случаи потискат развитието на микробите и пречат на нормалния процес на ферментация.

Млечна ферментация

Млечната ферментация е процес на анаеробно окисление на въглехидрати, което произвежда млечна киселина. В резултат на ферментация на млечна киселина, бактериите получават енергия, която се реализира за растеж и размножаване при аноксични условия. В същото време лактобацилите понижават рН до стойности под 5, инхибирайки растежа на други микроорганизми.

Хетероферментативната ферментация е по-сложен процес. В зависимост от условията и микробната култура се получават различни комбинации от млечна и оцетна киселина от въглехидрати с освобождаване на въглероден диоксид и етанол.

Млечната ферментация в чиста форма се използва в химическата промишленост за производство на млечна киселина. Широко се използва за кожа, в багрилната промишленост, във фармацевтичната промишленост, в производството на пластмаси и перилни препарати. В хранителната промишленост е необходима млечна киселина за производството на сладкарски и безалкохолни напитки.

Млечната ферментация не винаги е от полза за човешката дейност. Спонтанен процес, започвайки от мляко, Безалкохолно вино напитки, води до разваляне на храната. Органолептично, това се изразява в киселинност, помътняване и отстраняване на субстрата.

Храна и лактобацили

Млечнокиселите бактерии се използват широко за производството и съхраняването на различни продукти. Тяхната стойност е особено голяма в млечния бизнес.

• Млечна промишленост.

За получаване на млечнокисели продукти, стерилизираното мляко или сметана се ферментира чрез добавяне на чисти култури. Те се наричат ​​"стартер за начинаещи". В зависимост от вида на стартера се получават различни продукти.

За производството на кефир и кумис се използват култури, които, в допълнение към млечната киселина, осигуряват и алкохолна ферментация. Закваската се приготвя на основата на кефирни зърна, които са източник на огромна общност от микроорганизми, които все още не са напълно проучени (млечнокисели пръчки и стрептококи, микрококи и дрожди).

В процеса на приготвяне на сирене, млечнокиселите бактерии работят на първия етап, като осигуряват сгъването на казеина, след което се заменят с микроорганизми с пропионова киселина.

За получаване на кисело мляко сметана направете Str. lactis, str. cremoris и Leuconostoc cremoris. Когато се добавя към хомогенизираното мляко L. bulgaricus и Str. термофилусът получава кисело мляко.

В производството на извара и сирена от немската група, ферменти, съдържащи Str. lactis или L. bulgaricus и Str. Thermophilus. И за производството на твърди сирена на етапа на съзряване, използвайки културата на L. casei и Str. ллктис.

• Винопроизводство.

В производството на вина са широко използвани три вида лактобацили: Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc. Това са предимно хетероферментативни коки, които осигуряват малолактична ферментация във винени киселини. Те обаче ферментират ябълчната киселина и не засягат други химични компоненти на виното. Лактобацилите могат да развалят напитката и да предизвикат млечна ферментация. В резултат се появяват такива дефекти като гранясване, затлъстяване, разлагане на винената киселина.

• Bakery.

В хляба се срещат около 70 ароматни и ароматни вещества, сред които 28 киселини, 11 алкохола, 28 карбонилни съединения, 6 етери, метилмеркаптан и амоняк. В образуването на повечето от тях участват млечнокисели бактерии. Лактобацилите имат най-голяма стойност за производството на ръжен хляб. Киселото дава еластичност на тестото, разхлабва го и насърчава вдигането. Киселинността на теста е важен показател за качеството. При производството на пшеничен хляб лактобацилите играят незначителна роля, предимно процесът зависи от културите на дрождите. Основните съставки на млечните кисели тесто за приготвяне на тестото са L. brevis, L. plantarum и L. fermenti.

• Консервиране на месо и риба.

Млечнокиселите бактерии се използват при производството на салам и колбаси, други колбаси, при узряването на рибите със слабо осоляване. Млечната киселина ускорява процеса на консервиране и придава на продуктите ценен вкус.

• Биологична консервация на зеленчуци и плодове.

Препаратите се извършват на същия принцип като захранването със силаж. Въглехидратите на растенията под въздействието на млечнокисели бактерии се превръщат в млечна и оцетна киселина, които са отлични консерванти.

Кисело зеле и краставици, мариновани ябълки, Домати и дини - тук е пример за проста подготовка за зимата. По този начин, спонтанният процес на ферментация започва в нарязаното и добре уплътнено зеле с малко добавяне на сол, в което първо се участва Leuconostoc, а по-късно L. plantarum.

Роля в селското стопанство

Храненето с фураж е най-добрият начин за прибиране на реколтата и запазване на зелената маса. За да се създадат необходимите условия, първоначалните суровини (трева, зелена маса на царевицата, върховете) се поставят в специални силози, внимателно се набиват и покриват със слой земя. Това създава условия, при които мнозинството от микробите умират, а млечнокиселите бактерии обработват въглехидратите на растенията, докато концентрацията на млечна киселина е 60% или повече, а киселинността на силажа достига рН 4.5. Освен млечната киселина, в силоза се натрупва и оцетна киселина. Това отнема около един месец, за да завършите процеса.

Микрофлора в червата на човека

Човешкият чревен тракт се обитава от множество млечнокисели микроорганизми, наречени млечни и бифидобактерии. Продуктът от техния метаболизъм - млечна киселина - има редица положителни моменти.

• Стимулира чревната подвижност.
• Намалява образуването на газ.
• Стимулира секрецията на храносмилателни сокове.
• Подобрява усвояването на калций, фосфор и желязо.

В допълнение, лактобацилите имат способността да се противопоставят на различни патогенни микроби. Поради производството на биологично активни вещества (органични киселини, водороден пероксид, антибиотици и бактериоцини), микроорганизмите, опасни за чревната активност, се изместват. Ако съдържанието на химус млечнокисели бактерии са намалени в брой, тогава тяхното място е условно патогенна микрофлора. На базата на щамове, изолирани от червата на хора и животни, са разработени лекарства, които подобряват състоянието на пациента при много инфекции.

Какво е пробиотици?

В началото на 20-ти век известният руски учен Иля Илич Мечников проведе серия от експерименти за възстановяване на микрофлората на чревния тракт на човека, използвайки културата на млечнокиселата Bacillus L. bulgaricus . В резултат на изследванията Мечников разработва първия пробиотик, „Мечников кисело мляко“, който той сам използва в продължение на много години, предписан на пациенти и препоръчва пиенето на всичките му приятели.

В момента, пробиотици - клас лекарства, насочени към възстановяване на естествената среда на тялото. Дългосрочните проучвания са доказали ефективността на пробиотиците (включително лактобацилите) в различни клинични случаи.

• При синдрома на раздразнените черва, редовният прием на млечнокисели култури премахва запек и намалява времето за преминаване на храната през червата.
• Лактобацилите имат имуностимулиращ ефект. Те насърчават производството на антитела, цитокини, интерферон в червата и повишават активността на фагоцитите.
• Чрез регулирането на имунния отговор се намалява интензивността на алергичните реакции, включително антибиотици.
• Предотвратете появата на респираторни заболявания и диария с вирусен произход през зимните месеци.
• Намаляване на нивото на "вредния" холестерол в кръвта, подобряване на метаболизма в черния дроб.

Млечните пробиотични бактерии се използват широко в медицината за профилактика и лечение на остри и хронични заболявания на червата, дихателните пътища, за възстановяване на чревната микрофлора и стимулиране на имунната система. Възможно е да се вземат култури от пробиотици както под формата на таблетки, така и на прах, и в естествена форма (кефир, кисело мляко, ацидофилно мляко, кисели млека и други продукти от млечната промишленост).