Молочнокислые микроорганизмы

Молочнокислые бактерии - группа микроаэрофильных грамположительных микроорганизмов, сбраживающих углеводы с образованием молочной кислоты как одного из основных продуктов. Это довольно гетерогенная группа микроорганизмов, которая включает в себя далеко не родственные группы.

Среди микроорганизмов, возбуждающих молочнокислое брожение можно выделить несколько крупных морфологических групп, которые также могут объединять не близкие группы, однако это удобная классификация с практической точки зрения. Дадим им краткую характеристику (Красникова с соавт., 2013).  

Группа бифидобактерий. В желудочно-кишечном тракте человека выделяют до 15 видов симбионтных бифидобактерий, объединяемых одним родом Bifidobacterium/

Это грамположительные, анаэробные, не образующие спор палочковидные формы бактерий. Впервые они были выделены из микрофлоры грудного ребенка учеником И.И. Мечникова в 1899 г. Позже было установлено, что они составляют 99 % кишечной микрофлоры здоровых грудных детей.

В вызываемом ими брожении углеводов конечными продуктами являются уксусная и молочная кислоты в соотношении 3:2, но никогда не образуется углекислый газ. Характерен гомоферментный путь брожения.

Принято считать, что бифидобактериям принадлежит ведущая роль в поддержании нормального состава микробиоценоза кишечника, сохранении неспецифической резистентности организма, улучшении белкового, витаминного и минерального обмена.

Бифидобактерии проявляют антогонистическую активность за счет  продукции органических кислот (в первую очередь, молочной и ускусной) и биологически активных веществ с широким спектром антимикробного действия. За счет этого ингибируется рост кишечных палочек, клостридий, сальмонелл, шигелл, листерий, кампилобактеров, вибрионов и др.

Бифидобактерии продуцируют и гликокаликс-активные вещества, которые приводят к блокированию рецепторов на слизистой кишечника, предотвращая фиксацию на них потенциально патогенных микроорганизмов и формированию в колонизационной резистентности.

Все эти положительные эффекты позволяют рассматривать бифидобактерии как одну из основных категорий функционального питания.

Группа лактобактерий. В эту группу объединяют как лактобацилл, так и лактобактерий.  

Лактобациллы – микроаэрофильные грамположительные микроорганизмы.

Этими микроорганизмами колонизируется кишечник новорожденных в первые три месяца. Ведущую роль в этом процессе играет грудное вскармливание, т.к. лактобациллы обнаруживаются в большом количестве со смывов груди матери.

Первые сведения об использовании ацидофильных бактерий для профилактики и лечения заболеваний человека относиться к 1910 году, когда на рынке появилось ацидофильное молоко. В настоящее время в различных странах мира ацидофильные лактобациллы вводят в монокультуре, либо в комплексе с различными видами бифидобактерий в состав биологически активных препаратов, пищевых добавок и кисломолочных продуктов.

Несмотря на то, что для многих лактобацилл характерно гетероферментное брожение, главными конечными продуктами метаболизма этих грамположительных неподвижных бактерий является лево- и правовращающие изомеры молочной кислоты. У представителей гетероферментативных видов лактобацилл в качестве конечных продуктов, кроме того, образуется уксусная кислота и углекислый газ.

Некоторые штаммы лактобацилл обладают необычайной метаболической активностью и продуцируют α-амилазы, гидролизуют мочевину, разрушают щавелевую кислоту и холестерин, редуцируют нитраты, декарбоксилируют аминокислоты или разрушают амины, нейтрализуют энтеротоксины.

Благодаря продукции органических кислот, перекисей, биологически активных веществ, многие штаммы лактобацилл проявляют выраженную антагонистическую активность, в отношении патогенных и оппортунистических микроорганизмов.

Большое внимание к лактобациллам обусловлено тем, что представители данного рода не участвуют в возникновении каких-либо патологических процессов в организме человека, а, напротив, оказывают позитивное воздействие на здоровье человека

Ацидофильные лактобациллы широко используются для профилактики и лечения больных с различными видами острых и хронических заболеваний пищеварительного тракта, воспалительными процессами дыхательных путей, бактериальными инфекциями мочеполовой системы.

Группа молочнокислых стрептококков включает в себя микроорганизмы из рода Lactococcus, для которых характерно гомоферментное молочнокислое брожение. Lactococcus lactis в чистой культуре выделил Джозеф Листер в 1873 г. Эти бактерии с растений распространяются на вымя, доильные аппараты и, впоследствии,  в молоко.

Некоторые «дикие» штаммы лактококков могут вырабатывать слизистые вещества, что приводит к снижению товарного вида и пищевых качеств молочнокислых продуктов. В промышленном производстве используют только те штаммы, для которых слизеобразование не характерно. Обычно, для заквасок используют молочный (L. lactis)  и сырный лактококки (L. cremoris) одновременно. Эта ассоциация микрооргаизмов дает наиболее плотный и ароматных сгусток.

При изготовлении кисломолочных продуктов в домашних условиях следует учитывать, что слизеобразующие штаммы лактококков развиваются при более низких температурах. Поэтому заселять субстрат необходимо при температуре 35-37⁰С.

Наряду с гомоферментными лактококками в эту группу молочнокислых организмов входят и гомоферметные стрептококки рода Leuconostoc. Эти микроорганизмы придают молочнокислым продуктам особый запах. При сбраживании углеводов они образуют молочную и уксусную кислоты вместе с углекислым газом, этиловым спиртом, эфирами и декстраном. Углекислый газ вытесняет воздух, а безвоздушная среда сохраняет натуральный цвет заготовок и стабилизирует аскорбиновую кислоту.

Еще одной из структурно оформленных и стабильно функционирующих, эволюционно сложившихся ассоциаций микроорганизмов, используемых для производства молочнокислых продуктов, являются кефирные грибки.

Кефирные грибки представляют собой ассоциацию из гомо- и гетероферментных молочнокислых бактерий, дрожжей и уксуснокислых бактерий (Фильчакова, 2005). Первые – сбраживают лактозу до молочной кислоты, вторые – глюкозу до этилового спирта, а третьи – окисляющие этанол до уксусной кислоты. Данные о составе и свойствах отдельных биокомпонентов ассоциативной культуры кефирных грибков в литературе обширны и противоречивы (Фильчакова, 2005; Хохлачева, 2015), то ограничимся лишь этой краткой характеристикой возбудителей молочнокислого брожения данной группы.