LACTOBACILLUS: CARACTÉRISTIQUES, MORPHOLOGIE, BÉNÉFICES - LA BIOLOGIE - 2025

Lactobacillus est un genre de bactéries composé d'un certain nombre d'espèces bénéfiques présentant un intérêt particulier pour l'industrie. Le mot Lactobacillus vient de «lactis», qui signifie lait, et de «bacille», qui signifie petits bacilles.

Le genre a été classé en fonction de la caractéristique phénotypique du type de fermentation effectuée. La base physiologique de cette classification est la présence des enzymes fructose 1 et 6 diphosphate aldolase et phosphocétolase, qui jouent un rôle clé dans le métabolisme homo ou hétéro fermentatif des hexoses et des pentoses respectivement.

Ses propriétés fermentatives et ses produits métaboliques font des bactéries du genre Lactobacillus parmi les premiers organismes utilisés par l'homme pour la production d'aliments.

Ils sont également utilisés pour leur conservation, en inhibant l'invasion par d'autres micro-organismes responsables de maladies d'origine alimentaire.

Le genre Lactobacillus est devenu un élément essentiel de la nutrition moderne et des nouvelles technologies industrielles, en raison de l'intérêt pour ses effets bénéfiques et ses propriétés fonctionnelles.

caractéristiques

Ces bacilles sont généralement non mobiles, mais certaines espèces sont mobiles en raison de flagelles péritriches. Ils sont Gram positifs, cependant, s'il y a des bactéries mortes, ils se colorent en rouge, donnant une image de Gram variable en présence de coloration de Gram.

Ils ne sporulent pas et certaines souches ont des corps bipolaires qui contiennent probablement du polyphosphate.

Les Lactobacillus homofermentaires ont des granules internes révélés par coloration de Gram ou par coloration au bleu de méthylène.

Pour le diagnostic et l'identification de l'espèce, la méthode la plus utile est la réaction en chaîne par polymérase (PCR).

Paroi cellulaire et ultrastructure

La paroi cellulaire du genre Lactobacillus, observée au microscope électronique, est typiquement Gram positive, elle contient des peptidoglycanes (mureins) de type Lysine-D-Asparagine de divers chémotypes.

Cette paroi contient également des polysaccharides liés au peptidoglycane par des liaisons phosphodiester, mais ne possède que des acides teichoïques qui lui sont liés chez certaines espèces.

Il contient également de grands mésosomes qui caractérisent ce genre.

Caractéristiques biochimiques

La plupart n'ont pas d'activité protéolytique ou lipolytique dans les milieux contenant des protéines ou des graisses.

Cependant, certaines souches peuvent présenter une légère activité protéolytique due aux protéases et peptidases liées à ou libérées par la paroi cellulaire, ainsi qu'une faible activité lipolytique due à l'action des lipases intracellulaires.

Ils ne réduisent normalement pas les nitrates, mais certaines espèces le font lorsque le pH est supérieur à 6,0.

Les lactobacilles ne liquéfient pas la gélatine et ne digèrent pas la caséine. Ils ne produisent pas non plus d'indole ou de sulfure d'hydrogène (H ₂ S), mais la plupart produisent de petites quantités d'azote soluble.

Elles sont négatives pour la catalase, bien que certaines souches produisent l'enzyme pseudocatalase qui décompose le peroxyde d'hydrogène.

Ils sont cytochrome négatifs, en raison de l'absence de porphyrines et présentent une réaction négative à la benzidine.

Ils poussent bien dans un milieu liquide, où ils précipitent rapidement après la fin de la croissance, donnant naissance à un sédiment mou, granuleux ou visqueux, sans formation de biofilms.

Les lactobacilles ne développent pas d'odeurs typiques lorsqu'ils sont cultivés dans des milieux communs, mais ils contribuent à modifier le goût des aliments fermentés, produisant des composés volatils tels que le diacétyle et ses dérivés, et même du sulfure d'hydrogène (H ₂ S) et des amines dans le fromage.

Nutrition et conditions de croissance

Les lactobacilles ont besoin de glucides comme sources de carbone et d'énergie. Aussi acides aminés, vitamines et nucléotides.

Les milieux de culture de lactobacilles doivent contenir des glucides fermentescibles, de la peptone, un extrait de viande et un extrait de levure.

Mieux encore s'ils sont complétés avec du jus de tomate, du manganèse, de l'acétate et des esters d'acide oléique, en particulier Tween 80, car c'est stimulant et même indispensable pour de nombreuses espèces.

Les espèces du genre Lactobacillus se développent bien dans des milieux légèrement acides, avec un pH initial de 6,4 à 4,5 et un développement optimal entre 5,5 et 6,2. et il diminue nettement dans les milieux neutres ou légèrement alcalins.

Les lactobacilles sont capables d'abaisser le pH du substrat là où ils sont inférieurs à 4 grâce à la formation d'acide lactique.

De cette manière, ils évitent ou du moins réduisent considérablement la croissance de presque tous les autres microorganismes concurrents, à l'exception de celle des autres bactéries lactiques et de celle des levures.

Besoins en oxygène

La plupart des souches de Lactobacillus sont principalement aérotolérantes; sa croissance optimale est obtenue dans des conditions microaérophiles ou anaérobies.

Il est connu qu'une augmentation de la concentration en CO ₂ (d'environ 5% ou jusqu'à 10%) peut stimuler la croissance, notamment à la surface du support.

Température de croissance

La plupart des lactobacilles sont mésophiles (30-40 ° C), avec une limite supérieure de 40 ° C. Bien que leur plage de températures de croissance se situe entre 2 et 53 ° C, certaines poussent en dessous de 15 ° C ou 5 ° C et il existe des souches qui poussent à des températures basses, proches de la congélation (par exemple, celles qui habitent la viande et le poisson congelés).

D'autre part, il y a les lactobacilles "thermophiles", qui peuvent avoir une température limite supérieure de 55 ° C et ne pas pousser en dessous de 15 ° C.

Métabolisme

Ces micro-organismes n'ont pas les systèmes cytochromes pour effectuer la phosphorylation oxydative et ils n'ont pas de superoxyde dismutases ou de catalases.

Les membres de ce genre transforment le glucose et les hexoses d'aldéhyde similaires en acide lactique par homofermentation ou en acide lactique et d'autres produits finaux supplémentaires tels que l'acide acétique, l'éthanol, le dioxyde de carbone, l'acide formique et l'acide succinique par hétérofermentation.

Sensibilité aux antibiotiques et aux médicaments

Les lactobacilles sont sensibles à la plupart des antibiotiques actifs contre les bactéries à Gram positif. Il a été possible d'étudier la sensibilité des lactobacilles intestinaux aux antibiotiques utilisés comme additifs alimentaires.

Habitat

Les lactobacilles peuvent être trouvés dans les produits laitiers, les fromages, les céréales, la viande ou les produits de la pêche, les sources d'eau, les eaux usées, les bières, les vins, les fruits et jus de fruits, le chou et d'autres légumes fermentés tels que: l'ensilage, la pâte aigre et les pulpes.

Ils font également partie de la flore normale de la bouche, du tractus gastro-intestinal et du vagin de nombreux animaux à température stable, y compris l'homme.

Ils peuvent également être trouvés dans des habitats secondaires tels que les engrais organiques.

Taxonomie

Domaine: Bactéries

Division: Firmicutes

Classe: Bacilli

Ordre: Lactobacillales

Famille: Lactobacillacées

Genre: Lactobacillus.

Morphologie

Caractéristiques microscopiques

Les bacilles mesurent environ 2 à 6 μ de long. Ils peuvent parfois être vus avec des extrémités arrondies. Sa distribution dans l'espace peut être isolée ou en chaînes courtes. Certains forment des palissades.

Ils sont Gram positifs lorsqu'ils sont colorés avec la coloration de Gram.

Les lactobacilles ont un peptidoglycane dans leur paroi cellulaire et contiennent également une couche de polymère secondaire (SCWP), qui se compose d'acides teichoïque, lipotéichoïque, lipoglycane, teicuronique.

De nombreuses espèces du genre Lactobacillus ont dans leurs enveloppes une couche supplémentaire de protéines appelée couche S ou couche de surface (couche S &).

Au sein de ce genre se trouvent des espèces telles que L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir, entre autres.

Caractéristiques macroscopiques

Les colonies de Lactobacillus sur milieu solide sont petites (2-5 mm), convexes, lisses, avec des marges entières, opaques et sans pigments.

Certaines souches peuvent être jaunâtres ou rougeâtres. La plupart ont des colonies rugueuses, tandis que d'autres, comme Lactobacillus confusus, ont des colonies visqueuses.

Avantages

Le genre Lactobacillus est bénéfique pour la santé humaine et animale.

Les avantages sont énumérés ci-dessous:

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Par exemple, Lactobacillus GG, semble produire des substances antimicrobiennes actives contre diverses bactéries telles que E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis et Salmonella.

Ces substances sont des composés aromatiques tels que le diacétyle, l'acétaldéhyde, la reutérine, les enzymes bactériolytiques, les bactériocines, entre autres.

• Il prévient et contrôle certaines maladies, comme le cancer du côlon.
• Ils améliorent la qualité de conservation de certains aliments.
• Ils sont utilisés comme point de départ par l'industrie pour obtenir des produits biotechnologiques applicables à la solution des problèmes de santé humaine et animale.
• Ils influencent la biodisponibilité des nutriments en facilitant la dégradation des protéines du lait entier, libérant du calcium et du magnésium en grande quantité.
• Ils sont également impliqués dans la synthèse des vitamines B et des phosphates.

Pathogénicité

La pathogénicité des lactobacilles est rare, bien que récemment certains processus infectieux aient été signalés chez l'homme où ces micro-organismes ont été trouvés impliqués.

Il s'agit notamment des caries dentaires, des maladies vasculaires rhumatismales, des abcès, de la septicémie et de l'endocardite infectieuse, causées par L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum et parfois Lactobacillus salivarius.

Cependant, les bases biochimiques d'une telle pathogénicité sont encore inconnues.

Tableau: Types d'infections causées par diverses espèces du genre Lactobacillus

Références

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