Lactobacillus adalah genus bakteri yang terdiri dari sejumlah spesies bermanfaat yang menarik bagi industri. Kata Lactobacillus berasal dari “lactis”, yang berarti susu, dan “bacillus”, yang berarti basil kecil.
Genus diklasifikasikan berdasarkan sifat fenotipik dari jenis fermentasi yang dilakukan. Dasar fisiologis klasifikasi ini adalah adanya enzim fruktosa 1 & 6 difosfat aldolase dan fosfoketolase, yang merupakan kunci dalam metabolisme fermentasi homo atau hetero masing-masing heksosa dan pentosa.
Sifat fermentasi dan produk metabolismenya menjadikan bakteri Lactobacillus di antara organisme pertama yang digunakan manusia untuk produksi makanan.
Mereka juga digunakan untuk pengawetannya, dengan menghambat invasi mikroorganisme lain yang menyebabkan penyakit bawaan makanan.
Genus Lactobacillus telah menjadi unsur penting untuk nutrisi cararn dan teknologi industri baru, karena minat pada efek menguntungkan dan sifat fungsionalnya.
Indeks artikel
Karakteristik
Basil ini umumnya nonmotil, tetapi beberapa spesies motil karena flagela peritrik. Mereka adalah Gram positif; namun, jika ada bakteri mati, mereka berwarna merah, memberikan gambaran Gram yang bervariasi dengan adanya pewarnaan Gram.
Mereka tidak bersporulasi dan beberapa strain memiliki badan bipolar yang mungkin mengandung polifosfat.
Lactobacillus homofermentatif memiliki granula internal yang ditunjukkan dengan pewarnaan Gram atau dengan pewarnaan biru metilen.
Untuk diagnosis dan identifikasi spesies, metode yang paling berguna adalah Polymerase Chain Reaction (PCR).
Dinding sel dan ultrastruktur
dinding sel dari genus Lactobacillus, diamati di bawah mikroskop elektron, biasanya Gram positif, mengandung peptidoglikan (mureins) dari jenis Lysine-D-Asparagine berbagai chemotypes.
Dinding ini juga mengandung polisakarida yang terkait dengan peptidoglikan melalui ikatan fosfodiester, tetapi hanya memiliki asam teikoat yang terkait dengannya pada beberapa spesies.
Ini juga mengandung mesosom besar yang menjadi ciri genus ini.
Karakteristik biokimia
Sebagian besar tidak menunjukkan aktivitas proteolitik atau lipolitik pada media yang mengandung protein atau lemak.
Namun, beberapa strain mungkin menunjukkan sedikit aktivitas proteolitik karena protease dan peptidase yang terikat atau dilepaskan oleh dinding sel, serta aktivitas lipolitik yang lemah karena kerja lipase intraseluler.
Mereka biasanya tidak mereduksi nitrat, tetapi spesies tertentu melakukannya ketika pH di atas 6,0.
Lactobacilli tidak mencairkan gelatin, juga tidak mencerna kasein. Mereka juga tidak menghasilkan indole atau hidrogen sulfida (H 2 S), tetapi sebagian besar menghasilkan sejumlah kecil nitrogen terlarut.
Mereka adalah katalase negatif, meskipun beberapa strain menghasilkan enzim pseudocatalase yang memecah hidrogen peroksida.
Mereka adalah sitokrom negatif, karena tidak adanya porfirin dan menimbulkan reaksi benzidin negatif.
Mereka tumbuh dengan baik dalam media cair, di mana mereka mengendap dengan cepat setelah pertumbuhan berhenti, menimbulkan sedimen lembut, granular atau kental, tanpa pembentukan biofilm.
Lactobacillus tidak menimbulkan bau khas ketika ditanam di media umum, namun mereka berkontribusi untuk mengubah rasa makanan fermentasi, menghasilkan senyawa volatil seperti diacetyl dan turunannya, dan bahkan hidrogen sulfida (H 2 S) dan amina dalam keju.
Nutrisi dan kondisi pertumbuhan
Lactobacilli membutuhkan karbohidrat sebagai sumber karbon dan energi. Juga asam amino, vitamin dan nukleotida.
Media kultur Lactobacilli harus mengandung karbohidrat yang dapat difermentasi, pepton, ekstrak daging, dan ekstrak ragi.
Lebih baik lagi jika mereka dilengkapi dengan jus tomat, mangan, asetat dan ester asam oleat, terutama Tween 80, karena ini merangsang dan bahkan penting bagi banyak spesies.
Spesies dari Genus Lactobacillus tumbuh dengan baik di media yang sedikit asam, dengan pH awal 6,4-4,5 dan dengan pH perkembangan optimal antara 5,5 dan 6,2. dan itu menurun tajam dalam media netral atau sedikit basa.
Lactobacillus mampu menurunkan pH substrat di bawah 4 melalui pembentukan asam laktat.
Dengan cara ini, mereka menghindari atau setidaknya sangat mengurangi pertumbuhan hampir semua mikroorganisme pesaing lainnya, kecuali bakteri asam laktat dan ragi lainnya.
kebutuhan oksigen
Kebanyakan strain Lactobacillus terutama bersifat aerotoleran; pertumbuhan optimalnya dicapai dalam kondisi mikroaerofilik atau anaerobik.
Hal ini diketahui bahwa peningkatan CO 2 konsentrasi (sekitar 5% atau sampai dengan 10%) dapat merangsang pertumbuhan, terutama pada permukaan media.
Suhu pertumbuhan
Sebagian besar laktobasilus bersifat mesofilik (30-40 ° C), dengan batas atas 40ºC. Meskipun kisaran suhu untuk pertumbuhan berkisar antara 2 dan 53 ° C, beberapa tumbuh di bawah 15ºC atau 5ºC dan ada strain yang tumbuh pada suhu rendah, mendekati titik beku (misalnya, yang menghuni daging dan ikan beku).
Di sisi lain, ada lactobacilli “termofilik”, yang dapat memiliki batas suhu atas 55ºC dan tidak tumbuh di bawah 15ºC.
Metabolisme
Mikroorganisme ini tidak memiliki sistem sitokrom untuk melakukan fosforilasi oksidatif dan mereka tidak memiliki dismutase atau katalase superoksida.
Anggota genus ini mengubah glukosa dan aldehida heksosa serupa menjadi asam laktat dengan homofermentasi atau menjadi asam laktat dan produk akhir tambahan seperti asam asetat, etanol, karbon dioksida, asam format, dan asam suksinat melalui heterofermentasi.
Sensitivitas terhadap antibiotik dan obat-obatan
Lactobacilli sensitif terhadap sebagian besar antibiotik yang aktif melawan bakteri Gram-positif. Telah dimungkinkan untuk mempelajari sensitivitas lactobacilli usus terhadap antibiotik yang digunakan sebagai bahan tambahan makanan.
Habitat
Lactobacilli dapat ditemukan dalam produk susu, keju, biji-bijian, daging atau produk ikan, sumber air, limbah, bir, anggur, buah-buahan dan jus buah, kubis dan sayuran fermentasi lainnya seperti: silase, massa asam dan pulp.
Mereka juga merupakan bagian dari flora normal mulut, saluran pencernaan, dan vagina dari banyak hewan yang stabil terhadap suhu, termasuk manusia.
Mereka juga dapat ditemukan di habitat sekunder seperti pupuk organik.
Taksonomi
Domain: Bakteri
Divisi: Firmicutes
Kelas: Basil
Ordo : Lactobacillales
Keluarga: Lactobacillaceae
Genus: Lactobacillus.
Morfologi
Karakteristik mikroskopis
Basil memiliki panjang sekitar 2 – 6 . Mereka kadang-kadang dapat dilihat dengan ujung membulat. Distribusinya di ruang angkasa dapat diisolasi atau dalam rantai pendek. Beberapa membentuk palisade.
Mereka adalah Gram positif ketika diwarnai dengan pewarnaan Gram.
Lactobacillus memiliki peptidoglikan di mereka dinding sel dan juga mengandung lapisan polimer sekunder (SCWP), yang terdiri dari teikoik, lipoteikoat, lipoglicanos, asam teicurónicos.
Banyak spesies dari genus Lactobacillus memiliki lapisan protein tambahan yang disebut lapisan S atau lapisan permukaan (S & layer).
Dalam genus ini adalah spesies seperti L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir antara lain.
Karakteristik makroskopik
Koloni Lactobacillus pada media padat berukuran kecil (2-5 mm), cembung, halus, dengan seluruh tepi, buram dan tanpa pigmen.
Beberapa strain mungkin memiliki warna kekuningan atau kemerahan. Sebagian besar memiliki koloni kasar, sementara yang lain, seperti Lactobacillus confusus , memiliki koloni berlendir.
Keuntungan
Genus Lactobacillus bermanfaat bagi kesehatan, baik manusia maupun hewan.
Manfaatnya tercantum di bawah ini:
Menstabilkan flora usus dengan meningkatkan resistensi terhadap infeksi di situs ini
Misalnya, Lactobacillus GG, tampaknya menghasilkan zat antimikroba yang aktif melawan berbagai bakteri seperti E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis, dan Salmonella.
Zat-zat ini adalah senyawa aromatik seperti diacetyl, asetaldehida, reuterin, enzim bakteriolitik, bakteriosin, dan lain-lain.
- Ini mencegah dan mengendalikan beberapa penyakit, seperti kanker usus besar.
- Mereka meningkatkan kualitas pengawetan makanan tertentu.
- Mereka digunakan sebagai titik awal oleh industri untuk mendapatkan produk bioteknologi yang dapat diterapkan untuk solusi masalah kesehatan manusia dan hewan.
- Mereka mempengaruhi bioavailabilitas nutrisi dengan memfasilitasi pemecahan protein susu, melepaskan kalsium dan magnesium dalam jumlah besar.
- Mereka juga terlibat dalam sintesis vitamin B dan fosfat.
Patogenisitas
Patogenisitas laktobasilus jarang terjadi, meskipun baru-baru ini beberapa proses infeksi telah dilaporkan pada manusia di mana mikroorganisme ini ditemukan terlibat.
Ini termasuk karies gigi, penyakit pembuluh darah rematik, abses, septikemia, dan endokarditis infektif, yang disebabkan oleh L. casei subsp. rhamnosus , L. acidophilus, L. plantarum dan kadang-kadang Lactobacillus salivarius .
Namun, dasar biokimia dari patogenisitas tersebut masih belum diketahui.
Tabel: Jenis infeksi yang disebabkan oleh berbagai spesies Genus Lactobacillus
Referensi
- Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Peran Lactobacillus dalam pencegahan diare terkait antibiotik: meta-analisis. Farmakoterapi. 2010; 30 (2): 119-26.
- Reid G. Dasar Ilmiah untuk Strain Probiotik Lactobacillus . Mikrobiologi Terapan dan Lingkungan . 1999; 65 (9): 3763-3766.
- Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Potensi patogen Lactobacilli. I nt J Food Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
- Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Diagnosa Mikrobiologi. (edisi ke-5). Argentina, Editorial Panamericana SA
- Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus Spesies: Kompleksitas Taksonomi dan Kerentanan Kontroversial Penyakit Menular Klinis , 2015; 60 (2): 98–107