Lactobacillus: qué es, características, morfología, beneficios
¿Qué es el Lactobacillus?
Lactobacillus es un género de bacteria constituido por una serie de especies benéficas de interés particular en la industria. La palabra Lactobacillus proviene de “lactis”, que significa leche, y “bacillus”, que significa pequeños bacilos.
Sus propiedades fermentativas y sus productos metabólicos hacen que las bacterias del género Lactobacillus estén entre los primeros organismos usados por el ser humano para la producción de alimentos.
También son utilizados para la preservación de estos, al inhibir la invasión de otros microorganismos que sí causan enfermedades de origen alimentario.
El género Lactobacillus se ha convertido en un elemento esencial para la alimentación moderna y las nuevas tecnologías industriales, debido al interés en sus efectos benéficos y propiedades funcionales.
Son los responsables de la producción de yogur, queso y otros alimentos fermentados.
Características del Lactobacillus
– Estos bacilos por lo general son no mótiles, pero algunas especies tienen motilidad por presentar flagelos perítricos. Son Gram positivos, pero si hay bacterias muertas estas se tiñen de rojo, dando una imagen de Gram variable ante la tinción de Gram.
– No esporulan y algunas cepas presentan cuerpos bipolares que probablemente contengan polifosfato.
– Los lactobacilos homofermentativos presentan gránulos internos revelados por tinción de Gram o por tinción con azul de metileno. Para el diagnóstico e identificación de la especie, el método más útil es la reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
– La pared celular del género Lactobacillus, observada al microscopio electrónico, es típicamente Gram positiva, contiene peptidoglicanos (mureínas) del tipo Lisina-D-Asparagina de varios quimiotipos.
– La mayoría no presentan actividad proteolítica ni lipolítica en medios que contienen proteínas o grasas. Sin embargo, algunas cepas pueden presentar ligera actividad proteolítica debido a proteasas y peptidasas ligadas a la pared celular o liberadas por esta, así como una débil actividad lipolítica debido a la acción de lipasas intracelulares.
– Normalmente no reducen los nitratos, pero ciertas especies sí lo hacen cuando el pH está por encima de 6,0.
– Los lactobacilos no licúan la gelatina, ni digieren la caseína. Tampoco producen indol, ni ácido sulfídrico (H2S), pero la mayoría producen pequeñas cantidades de nitrógeno soluble.
– Son catalasa negativos, aunque algunas cepas producen la enzima pseudocatalasa, que descompone el peróxido de hidrógeno.
– Son citocromo negativos, por la ausencia de porfirinas, y presentan una reacción bencidina negativa.
– Crecen bien en medio líquido, en donde precipitan rápidamente después de que el crecimiento cesa, dando lugar a un sedimento suave, granular o viscoso, sin formación de biofilms.
– Son sensibles ante la mayoría de los antibióticos activos contra las bacterias Gram-positivas. Se ha podido estudiar la sensibilidad de los lactobacilos intestinales ante antibióticos empleados como aditivos alimenticios.
Nutrición y condiciones de crecimiento
Los lactobacilos requieren carbohidratos como fuentes de carbono y energía. También aminoácidos, vitaminas y nucleótidos.
Los medios de cultivo de los lactobacilos deben contener carbohidratos fermentables, peptona, extracto de carne y extracto de levadura.
Mejor aún si son suplementados con jugo de tomate, manganeso, acetato y ésteres del ácido oleico, especialmente Tween 80, pues resulta estimulador y hasta esencial para muchas especies.
Las especies del género Lactobacillus crecen bien en medios ligeramente ácidos, con pH inicial de 6.4-4.5 y con uno óptimo de desarrollo entre 5.5 y 6.2. y disminuye notablemente en medios neutros o ligeramente alcalinos.
Los Lactobacillus son capaces de disminuir el pH del sustrato donde se encuentran por debajo de 4 mediante la formación de ácido láctico.
De esta forma evitan o al menos disminuyen considerablemente el crecimiento de casi todos los otros microorganismos competidores, exceptuando el de otras bacterias lácticas y el de las levaduras.
Necesidades de oxígeno
La mayoría de las cepas de Lactobacillus son principalmente aerotolerantes; su crecimiento óptimo se alcanza bajo condiciones microaerofílicas o anaeróbicas.
Se conoce que un incremento de la concentración de CO2 (de aproximadamente 5% o hasta el 10%) puede estimular el crecimiento, sobre todo en la superficie de los medios.
Temperatura de crecimiento
La mayor parte de los lactobacilos son mesófilos (30-40° C), con un límite superior de 40º C. Aunque su rango de temperaturas para el crecimiento oscila entre 2 y 53° C, algunos crecen por debajo de 15º C o 5º C, y hay cepas que crecen a temperaturas bajas, cercanas al punto de congelación (por ejemplo, los que habitan en carnes y pescados congelados).
Por otra parte, están los lactobacilos “termófilos”, que pueden tener un límite superior de temperatura de 55º C y no crecen por debajo de 15º C.
Hábitat
Los lactobacilos pueden encontrarse en productos lácteos, quesos, granos, productos cárnicos o de pescado, fuentes de agua, aguas cloacales, cervezas, vinos, frutas y jugos de frutas, col y otros vegetales fermentados como ensilajes, masas agrias y pulpas.
También forman parte de la flora normal de la boca, el tracto gastrointestinal y la vagina de muchos animales de temperatura estable, incluyendo al humano.
También pueden encontrarse en hábitats secundarios, como los fertilizantes de origen orgánico.
Taxonomía
- Dominio: Bacteria
- División: Firmicutes
- Clase: Bacilli
- Orden: Lactobacillales
- Familia: Lactobacillaceae
- Género: Lactobacillus.
Morfología
Los bacilos miden aproximadamente de 2-6 μ de largo. En ocasiones pueden verse con extremos redondeados. Su distribución en el espacio puede ser de forma aislada o en cadenas cortas. Algunas forman empalizadas.
Son Gram positivas cuando se colorean con la tinción de Gram.
Los Lactobacillus poseen peptidoglicano en su pared celular y además contienen una capa de polímeros secundaria (SCWP), que consiste en ácidos teicoicos, lipoteicoicos, lipoglicanos y ácidos teicurónicos.
Muchas especies del género Lactobacillus poseen en sus envolturas una capa adicional de proteínas llamada capa S o surface layer (S&layer).
Dentro de este género se encuentran especies como L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. bulgaricus, entre otros.
Por otra parte, las colonias de Lactobacillus en medios sólidos son pequeñas (2-5 mm), convexas, suaves, con márgenes enteros, opacas y sin pigmentos.
Algunas cepas pueden presentar coloración amarillenta o rojiza. La mayoría presentan colonias rugosas, mientras que otras, como Lactobacillus confusus, presentan colonias viscosas.
Beneficios
El género Lactobacillus es beneficioso para la salud, tanto humana como animal. Los beneficios se enumeran a continuación:
Estabiliza la flora intestinal incrementando una resistencia a las infecciones
Por ejemplo, Lactobacillus GG, parece producir sustancias antimicrobianas que son activas en contra de diversas bacterias como E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile,Bacteroides fragilis y Salmonella.
Estas sustancias son compuestos aromáticos como diacetilo, acetaldehído, reuterina, enzimas bacteriolíticas, bacteriocinas, entre otros.
Como probióticos
Los Lactobacillus son utilizados para producir alimentos y suplementos probióticos, que influyen en la buena salud del sistema inmune y gástrico, sobre todo.
Como ya mencionamos, gracias a los lactobacilos, el yogur y el queso se producen industrialmente, así como otros alimentos fermentados (todo tipo de hortalizas, por ejemplo, coles, zanahoria, cebolla, coliflor, brócoli, etc.).
Además, permite que las personas intolerantes a la lactosa puedan obtener los beneficios de la leche al tomar yogur, puesto que el lactobacilo vuelve la leche digerible.
Otros beneficios
- Previene y controla algunas enfermedades, como el cáncer de colon.
- Mejora la calidad de conservación de ciertos alimentos.
- Es usado como punto de partida por la industria para la obtención de productos biotecnológicos aplicables a la solución de problemas de la salud tanto humana como animal.
- Influye en la biodisponibilidad de nutrientes al facilitar un rompimiento de las proteínas de la leche entera, liberando calcio y magnesio en grandes cantidades.
- Además está involucrado en la síntesis de vitaminas del complejo B y fosfatos.
Patogenicidad
La patogenicidad de los lactobacilos es rara, aunque últimamente se han informado algunos procesos infecciosos en humanos donde estos microorganismos se han encontrado involucrados.
Entre ellas se tienen caries dental, enfermedad vascular reumática, abscesos, septicemia y endocarditis infecciosa, provocados por L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum y ocasionalmente Lactobacillus salivarius.
Sin embargo, las bases bioquímicas de tal patogenicidad aún se desconocen.
Referencias
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- Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Pathogenic potential of Lactobacilli. Int J Food Microbiol. (1994); 24(1-2):179-89.
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- Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus Species: Taxonomic Complexity and Controversial Susceptibilities Clinical Infectious Diseases (2015); 60 (2):98–107