Francesco Villani » 7.Batteri lattici: Lactobacillus, Carnobacterium, Weissella, Leuconostoc, Pediococcus

Il genere Lactobacillus

Generalità

• Bastoncini Gram positivi, non sporigeni
• Catalasi negativi
• Anaerobi ossigeno tolleranti
• Fermentano il glucosio
• Omofermentanti o eterofermentanti
• Acidurici o anche acidofili
• Oltre 100 specie

Generalità

• La maggior parte delle specie di lattobacilli sono molto esigenti da un punto di vista nutrizionale, richiedendo per la crescita substrati complessi contenenti oltre alle fonti di carbonio e azoto, composti fosforati e solforati.
• Sono largamente distribuiti in natura ritrovandosi in differenti habitats: la cavità orale, il tratto intestinale e la vagina umana e animale.
• Altri habitat comuni sono rappresentati da vegetali, insilati, suolo, acqua, letame, cereali, alimenti fermentati (latte, carne e vegetali).
• Possono crescere in un range di temperatura compreso tra 5°C e 53°C con valori ottimali di 30-40°C.
• Sono acidurici, con un pH ottimale di crescita di 5,5-5,8 potendo crescere anche a pH<5.

Classificazione

In base alla presenza o all’assenza degli enzimi responsabili del tipo di omo o etero-fermentazione degli zuccheri, rispettivamente gli enzimi fruttosio-1,6-difosfato aldolasi e la fosfochetolasi, le specie appartenenti al genere Lactobacillus sono divise in 3 gruppi fisiologici:

• Gruppo I: lattobacilli omofermentanti
• Gruppo II: lattobacilli eterofermentanti facoltativi
• Gruppo III: lattobacilli eterofermentanti obbligati

Gruppi fisiologici

• Gruppo I: lattobacilli omofermentanti. Appartengono a questo gruppo specie che fermentano gli esosi quasi esclusivamente ad acido lattico attraverso la via glicolitica di Embden-Meyerhof e che sono incapaci di fermentare i pentosi e il gluconato.
• Gruppo II: lattobacilli eterofermentanti facoltativi. Le specie del gruppo fermentano gli esosi attraverso la via di Embden-Meyerhof o glicolisi e producono quasi esclusivamente acido lattico. Tuttavia in presenza limitata di glucosio, producono lattato, acetato, etanolo o acido formico; sono in grado di fermentare i pentosi a lattato ed acetato per mezzo di una fosfochetolasi inducibile dalla presenza di pentosi.
• Gruppo III: lattobacilli eterofermentanti obbligati. I lattobacilli appartenenti a questo gruppo fermentano gli esosi a lattato, acetato (o etanolo) e CO2 attraverso la via metabolica del fosfogluconato, mentre i pentosi sono fermentati, sempre mediante l’intervento dell’enzima fosfochetolasi a lattato e acetato.

Specie più importanti

Gruppo I: lattobacilli omofermentanti.

• Lb. delbrueckii subsp. delbrueckii ; Lb. delbrueckii subsp. lactis; Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus; Lb. acidophilus; Lb. crispatus; Lb. Jensenii; Lb. helveticus; Lb. salivarius.

Gruppo II: lattobacilli eterofermentanti facoltativi.

• Lb. casei; Lb. paracasei; Lb. curvatus; Lb. pentosus; Lb. plantarum; Lb. sakei; Lb. rhamnosus; Lb. bavaricus.

Gruppo III: lattobacilli eterofermentanti obbligati.

• Lb. brevis; Lb. fermentum; Lb. kefir; Lb. sanfranciscencis; Lb. fructivorans; Lb. hilgardii; Lb. reuteri.

Impieghi

Produzione di alimenti fermentati:

• Crauti, olive verdi, sottaceti, insaccati, prodotti da forno, formaggi, bevande fermentate lattiche.

Alterazione di alimenti:

• Birra, frutta, pesce marinato, latte, carne e prodotti carnei, bevande fermentate.

Probiotica

Alcune specie sono capaci di apportare benefici alla salute umana:

• Lb. acidophilus, Lb. casei, Lb. johnsonii, Lb. reuteri, Lb. rhannosus, Lb. salivarius, Lb. crispatus e Lb. plantarum.

Specie più importanti

Specie più importanti del genere Carnobacterium

Il genere Leuconostoc

Caratteristiche

• Cocco-bacilli
• Gram-positivi – non sporigeni
• Catalasi negativi
• Ossigeno tolleranti
• Eterofermentanti (producono acido lattico D(-))
• Temperature ottimali di crescita: 20-30°C

Specie più importanti

Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides, L. mesenteroides subsp. cremoris, L. mesenteroides subsp. dextranicum, L. pseudomesenteroides, L. lactis, L. Citreum, L. carnosum, L. gelidum, L. amelibiosum, L. argentinum, L. fallax.

Habitat principali

• Vegetali
• Prodotti alimentari (latte e derivati, carne e derivati, vegetali conservati).

Associazione con gli alimenti

• Bevande alcoliche (vino, sidri, whiskey, ecc.)
• Latte e prodotti lattiero-caseari (formaggi, burro)
• Prodotti fermentati carnei (insaccati)
• Alimenti fermentati vegetali (insilati, krauti, cetriolini)

Leuconostoc oenos

• Attualmente è classificato nel genere Oenococcus come Oenococcus oeni (Dicks et al., 1995).
• E’ il principale responsabile della fermentazione malo-lattica spontanea dei vini:
  • Acido malico ——> Acido lattico
• Sviluppa meglio a pH acidi (4,2-4,8).
• Cresce tra 10 e 35°C (opt. 18-24°C).

Caratteristiche

• Cocchi in coppia o tetradi (la divisione avviene su due piani).
• Gram-positivi.
• Catalasi negativi (possono produrre una pseudocatalasi).
• Non sporigeni.
• Omofermentanti (producono acido lattico otticamente inattivo DL).

Principali specie

• Pediococcus damnosus, Pc. pentosaceus, Pc. acidilactici, Pediococcus dextrinicus, Pc. parvulus, Pc. Inopinatus.

Habitat

• Prodotti vegetali
• Insilati
• Alimenti (vino, birra, salami fermentati, formaggi)

Considerazioni conclusive

Batteri lattici: generi Lactobacillus, Carnobacterium, Weissella, Leuconostoc e Pediococcus

In questa lezione abbiamo preso in considerazione le principali caratteristiche di alcuni importanti generi di batteri lattici.

Alcuni punti di riflessione e studio sono i seguenti:

• Tra i batteri lattici, le specie del genere Lactobacillus sia naturalmente presenti sulle materie prime, sia aggiunti agli alimenti come componenti di colture starter e/o protettive, trovano largo impiego nella produzione di una grande varietà di alimenti fermentati, contribuendo in vari modi nel determinare le loro caratteristiche e la loro stabilità.
• Le specie dei generi Carnobacterium, Weissella, Leuconostoc e Pediococcus trovano impiego in particolari preparazioni alimentari. Alcune specie possono causare alterazione degli alimenti.

Prossima lezione

Batteri lattici: Generi Streptococcus, Lactococcus, Enterococcus, Bifidobacterium

Nella prossima lezione tratteremo l’ecologia, la fisiologia e la tassonomia delle principali specie del gruppo degli streptococchi lattici e dei bifidobatteri.

In particolare tratteremo i seguenti generi:

• Streptococcus
• Lactococcus
• Enterococcus
• Bifidobacterium