Microbiologia Produselor Alimentare - Lactobacilii

Cap.1 Introducere

1.1 Morfologie

Lactobacilii sunt bacili gram pozitivi, nesporulaţi, obişnuit imobili, acilaţi şi acapsulaţi. Se prezintă sub formă de bastonaş lung şi subţire, unele specii produc pigment galben - portocaliu sau roşu - cărămiziu şi sunt drepţi sau încurbaţi, cu laturile paralele, cu grosimea şi lungimea variabile până la polimorfism uneori filamentoşi.

Ei sunt foarte comuni si nedăunători,uneori chiar necesari,ca parte integrantă a oamenilor si altor animale.La oameni ei sunt prezenţi în vagin şi tractul digestiv şi sunt bacterii specifice florei intestinale. Multe specii se remarcă prin descompunerea materialului vegetativ. Producţia de acid lactic face ca mediul să devină acid şi astfel împiedică dezvoltarea unor bacterii dăunătoare. Unele specii de lactobacili sunt folosite la nivel industrial pentru producerea iaurtului, a verzei murate, a murăturilor şi altor mâncăruri fermentate Pâinea dospită este făcută folosindu-se o cultură starter care este o cultură simbiotică între drojdie şi bacterii acidofile, care s-au dezvoltat într-un mediu format din apă şi fluor. Unele băuturi de iaurt conţin bacterii din genul

Lactobacililor care sunt folosite pe post de suplimente alimentare. Kimchi-ul coreean este şi el făcut prin fermentarea acidului lactic. Mulţi lactobacilii sunt unici printre fiinţele vii,deoarece ei nu au nevoie de fier în procesele lor de creştere şi au o toleranţă extraordinară peroxidul de hidrogen. Lactobacilii, în special L.casei şi L.brevis, sunt printre cei mai uzuali în industria alimentară.

Mulţi lactobacilii sunt neobişnuiţi deoarece ei produc numai acid lactic din zaharuri, au un metabolism homofermentativ şi sunt aerotoleranţi in ciuda faptului că le lipseşte sistemul respirator. Aceasta toleranţă este dependentă de conţinutul de mangan şi a fost cercetată şi explicată mai pe larg la specia Lactobacillus plantarum.[6]

1.2 Izolare

Se găsesc şi se izolează din diverse produse alimentare de origine animală (lapte, brânză) sau vegetale (furaje însilozate). Unele specii sunt folosite la prepararea anumitor produse lactate (iaurt, chefir), altele la conservarea diverselor produse vegetale prin murare (varză, ardei, pătlăgele-verzi), altele la conservarea furajelor în silozuri.

Unele specii se izolează din materii fecale de la copii şi ele par a exercita un efect antagonist faţă de flora patogenă din intestin. De altfel, unii lactobacili sintetizează un antibiotic (lactocidinul) extrem de activ Pornind de la aceste date, s-a recomandat şi introdus în creşterea animalelor culturi de anumite specii de lactobacili. Astfel, în ţara noastră se folosesc pe o scară largă culturile de Lact. acidophilus, care administrate la animale favorizează vindecarea unor enteropatii şi în general dezvoltarea animalelor.

Unele specii se pare că au un grad de patogenitate şi sunt considerate ca principalii agenţi ai cariilor dentare la om şi la animale. Speciile mai importante sunt:

-Lact. caucasicus, care se foloseşte la prepararea chefirului;

-Lact. lactis, care se găseşte şi se izolează din lapte şi produse lactate ;

-Lact. bulgaricus, care se izolează din iaurt şi este un termofil;

-Lact. plantarum, răspândit în natură, izolându-se din produsele lactate, dar şi din legume murate.[6]

1.3 Condiţii de creştere şi dezvoltare

Necesităţile nutritive complexe ale lactobacililor sunt asigurate de medii care conţin extract de carne şi de levură, peptonă şi carbohidraţi fermentabili. Creşterea le este stimulată prin suplimentarea mediilor cu suc de tomate, esteri ai acidului oleic, acetat, dar mai ales Tween 80. Mediul de elecţie pentru izolarea din prelevate în care lactobacilii predomină este mediul MRS (Man, Rogosa, Sharpe) cu pH 6,2-6,4. Pentru izolări din prelevate contaminate este indicat mediul SL, selectiv prin acetat şi pH-ul de 5,4. La pH-ul oferit de aceste medii cresc numai lactobacilii, iar dintre contaminanţi doar levuri şi puţine alte bacterii (leuconostoci, enterococi, bifidobacterii, pediococi). Suplimentarea mediului SL cu cicloheximidă previne dezvoltarea levurilor.

Izolarea lactobacililor din alimente şi băuturi necesită medii de cultură cu suplimente speciale.

Dat fiind caracterul microaerofil, incubarea culturilor trebuie făcută fie în borcan cu 90° N2 sau H2, plus 10% CO2, fie în borcan anaerob. Speciile intestinale, anaerobe, impun incubare anaerobă pe mediu suplimentat cu 0,05% cisteină (greutate/volum) şi epuizarea probelor pe plăci produse peste noapte.

Temperatura optimă de incubare este 37°C pentru speciile comensale umane şi animale sau 28-30°C pentru speciile saprofite din alimente.

In aceste condiţii, după 48-72 ore, lactobacilii formează colonii de 1-3 mm, rotunde, convexe, albe, rar gălbui sau roşii. în general, coloniile speciilor din grupul streptobacteria sunt netede, umede, lucioase, iar ale celor din grupul termobacteria rugoase.

Pe agar-sânge la pH 7,0 lactobacilii cultivă sărac, lent, cu colonii mici alb-cenuşii, frecvent rugoase. Coloniile de L. aciclophilus sunt a -hemolitice. Pe alte medii de izolare, Mac Conkey etc., nu cresc.

Tulbură omogen mediile lichide în faza logaritmică a creşterii, dar cultura sedimentează odată cu intrarea în faza staţionară. Sedimentul este omogen, rar granulos sau mucos. Nu formează peliculă.

Pentru dezvoltare au nevoie de un complex nutritiv cu aminoacizi, peptide, derivaţi ai acidului nucleic, vitamine, săruri, acizi graşi sau esteri ai acizilor graşi etc. Se dezvoltă bine în mediu cu pH=5,5-5,8 dar şi la pH < 5,0. Se pot dezvolta în limite largi de temperatură (5-53°C) dar temperatura optimă este cuprinsă între 30 şi 45°C.

In natură se găsesc sub formă saprofită în diferite produse vegetale sau animale. Se găsesc şi comensali la nivelul mucoasei digestive şi genitale fiind lipsiţi de patogenitate.

In funcţie de temperatura optimă de dezvoltare lactobacilii pot fi:

-termofili, la care temperatura optimă de dezvoltare este între 37-45°C, de exemplu: L. lactis, L. helveticus, L. bulgaricus, L. acidophilus

-mezofili, la care temperatura optimă de dezvoltate este cuprinsă între 28-30°C,de exemplu: L. casei, L. plantarum, L. brevis etc.

Speciile de lactobacili folosite în industria alimentară şi cuprinse în grupele de mai sus, sunt în totalitate homofermentative, adică produc prin fermentarea lactozei 85-95% acid lactic şi cantităţi mici de dioxid de carbon, acid acetic, succinic, etanol etc.