Биологические науки/ 6. Микробиология

к.х.н. Таутова Е.Н., к.х.н. Козаченко Н.Н., Звольская В.А.

Кокшетауский государственный университет им. Ш. Ш. Уалиханова, Казахстан

Характеристика молочнокислых бактерий

Молочнокислые бактерии — группа микроаэрофильных грамположительных микроорганизмов, сбраживающих углеводы с образованием молочной кислоты как одного из основных продуктов. Молочнокислое брожение стало известно людям на заре развития цивилизации. С тех пор им пользуются в домашних условиях и в пищевой промышленности для переработки и сохранения еды и напитков.

Традиционно к молочнокислым бактериям относят неподвижных, неспорообразующих кокковидных или палочковидных представителей отряда Lactobacillales (например, Lactococcus lactis или Lactobacillus acidophilus). В эту группу входят бактерии, которые используются в ферментации молочных продуктов, овощей и мяса (в колбасном производстве). Молочнокислые бактерии играют важную роль в приготовлении теста, вина, кофе, какао и силоса. Несмотря на близкое родство, патогенные представители отряда Lactobacillales (например, пневмококки Streptococcus pneumoniae) обычно исключаются из группы молочнокислых бактерий [1].

Классификация молочнокислых бактерий разработана недостаточно. Признаки бактерий могут значительно варьировать, что создает трудности при их классификации. В зависимости от характера образующихся продуктов при сбраживании гексоз молочнокислые бактерии делятся на гомоферментативные и гетероферментативные. По форме клеток молочнокислые бактерии делятся на: кокковые и палочковидные. Диаметр кокковых форм от 0,5—0,6 до 1 мкм; они располагаются единично, парами или в виде цепочек различной длины. Палочковидные бактерии разнообразны по форме — от коротких коккообразных до длинных нитевидных различной длины (от 0,7—1,1 до 3,0— 8,0 мкм), расположенных единично или цепочками [2,3].

Бактерии рода Streptococcus – круглые или слегка овальные клетки диаметром от 0,5 – 0,6 до 1 мк, расположенные единично, парами или различной длиной цепочками. Бактерии рода Leuconostoc - удлиненные и яйцевидные, диаметром от 0,6 до 0,8 мк и длиной до 1,6 мк, иногда они имеют палочковидную форму длиной до 1 – 3 мк, располагаются цепочками, не образуя кучкообразных скоплений клеток. Еще более разнообразны по форме палочковидные молочнокислые бактерии рода Lactobacillus (лактобациллы) – от коротких коккообразных до длинных, нитевидных (рисунок 1, a-в). Так бактерии рода L. plantarum прямые с закругленными концами палочки различной длины – от 0,7 – 1,1 до 3,0 – 8,0 мк, расположенные единично или цепочками.

Широко распространенный в молоке вид L. сasie имеет короткие или сравнительно длинные, тонкие палочковидные клетки, иногда слегка извитые, расположенные парами или цепочками, причем длина отдельных палочек и цепочек клеток определяется средой выращивания.

Среди лактобацилл встречаются и изогнутые палочки характерной грушевидной формы – L. cyroniformis; изогнутая форма клеток присуща и роду L. curvatus.

а б в

Рисунок 1. Клетки Lactobacillus на агаризованной среде МРС в возрасте 36 часов, х 1680.

а- L. casie var. rhamnosus; б - L. brevis; в – L. acidophilus.

Изучая молочнокислые бактерии, выделенные из различных источников (силос, эпифитная микрофлора, вино) неоднократно отмечалось, что представители L.brevis на агаризованных средах образуют характерные «обрубленные», почти квадратные клетки; иногда они достигают почти 2 – 3 мк и очень редко - 9 мк. Бактерии располагаются одиночно, парами или короткими цепочками. Очень короткие палочки видов L. brevis и L. cellobiosus выделяли также Або - Элнага и Кандлер [1,2]. Длина клеток у различных культур одних и тех же видов молочнокислых бактерий зависит в определенной степени от состава среды, присутствия кислорода, способа инкубации. Так стрептококки (Str.cremoris, Str.bovis) могут вытягиваться и напоминать палочковидные формы, а палочковидные бактерии – образовывать стрептококкоподобные цепочки (например, Streptobacrerium casie, Sbm.plantarum, Betabacterium breve).

Существенное влияние на форму клеток оказывает присутствие в среде некоторых витаминов. Так L. leichmannii, при развитии в полноценной синтетической среде, содержащей витамин В₁₂, образует типичные для этого вида формы клеток. При недостатке же витамина В₁₂ или замене его одной из дезоксирибозидаз эта бактерия образует нитевидные формы клеток.
По-видимому, витамин В₁₂ играет существенную роль в процессе нормального клеточного деления.

Удлинение формы клеток, их истончение и грануляцию наблюдали Педерсон и Альбери при культивировании отдельных молочнокислых бактерий на средах с высокой активной кислотностью (pH 3,7), при значительном содержании поваренной соли (до 6%). При температурах намного превышающих оптимальные (45⁰С вместо 18⁰С). Такие же длинные, тонкие, гранулированные палочки нередко выделяются и из бродящих овощей, рассолов, вин, сусел, томатных продуктов.

Образование удлиненных палочковидных клеток у некоторых молочнокислых бактерий происходит и при развитии их в средах с высоким содержанием этилового спирта.

На форму клеток значительное влияние могут оказывать влияние ионизирующие излучения. Высокие и средние дозы облучения гамма-лучами (100 – 300 тыс. рентген) двухсуточных культур L. plantarum и L. brеvis сильнее тормозят деление клеток, чем их рост. Поэтому в культурах непосредственно после воздействия облучения, как правило, образуются длинные палочковидные и нитевидные, а также дегенеративные раздутые формы клеток.

Молочнокислые бактерии, встречающиеся в вине, в основном неподвижны, не образуют спор, пигмента, положительно окрашиваются по Граму, не восстанавливают нитраты в нитриты, характеризуются неактивной каталазой. Клеточные стенки представляют собой гомогенный электронно-плотный слой толщиной 15—60 мкм [3,4].

Условия роста нередко настолько изменяют первоначально морфологические и физиологические свойства молочнокислых бактерий, что отдельные авторы давали им даже новые видовые названия. В связи с этим Педерсон и Альбери рекомендуют после выделения лактобацилл, из таких источников, как кислые, соленые или спиртосодержащие продукты, выращивать их в стандартных лабораторных условиях в течение некоторого времени, чтобы решить отличаются они от ранее описанных видов [4].

Функциональное питание, в котором преобладают кисломолочные и растительные продукты, позволяет избавиться или нейтрализовать вредные факторы окружающей среды, потому что является основой для поддержания микрофлоры кишечника, профилактики многих заболеваний, а значит, и здоровья человека в целом.

Литература:

1. Е.И.Квасников, А.О.Нестеренко. Молочнокислые бактерии и пути их использования. М.: Наука, 1975, с. 3-12, с. 15-17.

2. П.П. Степаненко. Микробиология молока и молочных продуктов. Москва, 1999, с.127.

3. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир, 1987, с.273-280.

4. Havenaar R., Huis in’t Veld J.H.J. Probiotics: a general view. In: Wood BJB, ed. The lactic acid bacteria. Vol 1. The lactic acid bacteria in health and disease. New York: Elsevier, 1992: 151-70. (журнал «Биотехнология. Теория и практика») с.26.