Francesco Villani » 8.Batteri lattici: Streptococcus, Enterococcus, Lactococcus, Bifidobacterium

Gruppo degli streptococchi

Genere Streptococcus

Cocchi in catene, Gram-positivi, catalasi e ossidasi negativi.

Originalmente suddiviso da Sherman nel 1937, sulla base di caratteristiche morfologiche, fisiologiche e biochimiche in quattro gruppi:

• Piogeni o streptococchi emolitici
• Viridans o streptococchi orali
• Streptococchi lattici
• Streptococchi fecali

Genere Streptococcus

Streptococcus thermophilus

• E’ l’unica specie del genere Streptococcus di interesse alimentare, essendo una importante coltura starter utilizzata nella produzione di formaggi e (in associazione con Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus) di yogurt.
• Nel 1984 fu proposto di considerare questa specie come una sub-specie di S. salivarius.
• Più tardi, studi di ibridazione del DNA dimostrarono che tale classificazione era ingiustificata e attualmente S. thermophilus conserva il suo stato di specie.

Caratteristiche di Streptococcus thermophilus

Caratteristiche di Streptococcus thermophilus

Genere Lactococcus

Caratteristiche

• cocchi in corte o lunghe catene
• Gram-positivi
• non sporigeni
• catalasi negativi
• microaerofili
• omofermentanti
• crescono a 10° ma non a 45°C
• non crescono in presenza del 6,5% di NaCl
• gruppo sierologico N

Caratteristiche delle specie del genere Lactococcus

Caratteristiche delle specie del genere Lactococcus

Importanza tecnologica delle specie del genere Lactococcus

• Lc. lactis subsp. cremoris
• Lc. lactis subsp. lactis
• Lc. lactis subsp. lactis var. diacetylactis

Largamente impiegate come colture starter nella produzione di formaggi e burro.

• Lc. lactis subsp. lactis

Produce la NISINA, unica batteriocina prodotta da LAB autorizzata nella conservazione degli alimenti.

Genere Enterococcus

Caratteristiche

• cocchi in corte o lunghe catene
• Gram-positivi
• non sporigeni
• catalasi negativi
• microaerofili
• omofermentanti
• crescono a 10 e a 45°C
• crescono in presenza del 6,5% di NaCl
• gruppo sierologico D

Specie principali

• Enterococcus faecalis, E. faecium, E. gallinarum, E. avium, E. casseviflavus.

Caratteristiche

• Molti enterococchi hanno come habitat naturale l’intestino dell’uomo e degli animali; possono inoltre essere presenti in altri habitat come vegetali, acqua e suolo.
• Diverse specie possono essere implicate in alcune patologie umane come endocarditi e infezioni del tratto urinario e nosocomiali e come patogeni opportunisti.
• Alcune specie sono presenti in diversi formaggi e spesso sono usate come colture starter per la loro produzione.
• Inoltre, preparazioni commerciali di Enterococcus faecium sono utilizzate come probiotici per la prevenzione e il trattamento di disordini intestinali sia dell’uomo che di animali.
• Gli enterococchi sono anche conosciuti con il nome di streptococchi fecali e nelle acque potabili assumono il significato di microrganismi indicatori.

Genere Bifidobacterium

Caratteristiche generali

• Batteri bifidi (a forma di Y) furono isolati la prima volta nel 1900 da feci di neonati allattati con latte materno e classificati come Bacillus bifidus.
• Più tardi (1920) questi microrganismi furono classificati come Lactobacillus bifidus e solo nel 1974 come Bifidobacterium.
• Attualmente sono classificati nella Famiglia delle Bifidobacteriaceae, che comprende anche il genere Gardnerella (di nessun interesse alimentare).
• Anche se comunemente sono considerati batteri lattici, se ne differenziano per molte caratteristiche.

Caratteristiche

Batteri di forma irregolare gram positivi non sporigeni

Altre caratteristiche sono:

• Catalasi negativi (ad eccezione di B. indicum e B. asteroides quando crescono in presenza di aria)
• Immobili
• Anaerobi stretti (alcune specie possono tollerare l’ O₂ solo in presenza di CO₂)
• Non acidurici
• Temperatura di sviluppo ottimale a 37-42°C (minima tra 25-28°C)
• Fermentano gli esosi via fruttosio 6P-fosfochetolasi (F-6P/PK)
• Morfologia tipicamente bastoncellare ma con forte tendenza al pleomorfismo

Genere Bifidobacterium

Habitat

L’habitat più frequente è costituito dalle feci umane e di animali, dal muco vaginale, dalle acque reflue fecali e dal rumine.

• I bifidobatteri sono ospiti naturali del tratto digerente dei vertebrati e degli insetti.
• Sono presenti all’interno di cavità naturali dell’uomo, in particolar modo nel colon, nella vagina e nella bocca.
• Alcune specie sono tipiche dell’intestino dei neonati: Bf. bifidum, Bf. breve, Bf. infantis e Bf. pseudocatenulatum.
• Altre specie sono tipiche dell’intestino degli adulti: Bf. adolescentis, Bf. angulatum, Bf. catenulatum, Bf. gallicum e Bf. Longum.
• Il ruolo fondamentale di questi batteri nell’ecosistema digestivo è quello di ristabilire l’equilibrio batterico intestinale dei neonati e degli adulti in seguito alla somministrazione di antibiotici o al consumo di alimenti contaminati da microrganismi patogeni.

Fermentazione degli esosi

Enzima chiave della fermentazione degli esosi

Fruttosio 6P-fosfochetolasi (F-6P/PK)

Nota: anche i lattobacilli eterofermentanti possiedono l’enzima fosfochetolasi, ma in questo caso l’intermedio è costituito dal gluconato-6P.

• L’enzima (F-6P/PK) catalizza la reazione che dal Fruttosio-6P (F-6P) conduce alla produzione di una molecola a 4 atomi di carbonio (D-eritrosio-4P) e di una molecola a 2 atomi di carbonio (acetil-P).
• L’enzima xylulosio-5P-fosfochetolasi consente di convertire il F-6P in acetil-P e fosfogliceraldeide-3P che vengono convertiti, rispettivamente, in acetato e lattato.

Da una mole di glucosio sono prodotte 1 mole di acido lattico e 1,5 moli di acido acetico.

Considerazioni conclusive

Batteri lattici e bifidobatteri

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

Alcuni punti di riflessione e studio sono i seguenti:

• Tra i batteri lattici, Streptococcus thermophilus e alcune specie del genere Lactococcus sono importanti colture starter e/o protettive, utilizzate in particolare nella produzione di yogurt e formaggi.
• Alcune specie del genere Bifidobacterium, in qualità di probiotici, svolgono un ruolo importante nel ristabilire l’equilibrio batterico intestinale dei neonati e degli adulti e degli animali.

Prossima lezione

Batteri acetici, batteri proponici, Micrococchi e Stafilococchi. Lieviti e Muffe

Nella prossima lezione tratteremo le caratteristiche e l’impiego alimentare delle principali specie di batteri acetici, batteri proponici, micrococchi e stafilococchi.

In particolare tratteremo i seguenti generi:

• Acetobacter
• Gluconobacter
• Propionibacter
• Micrococcus
• Staphylococcus