Lactobacillus delbrueckii: caractéristiques, taxonomie, morphologie, applications

Lactobacillus delbrueckii est un bacille à Gram positif, en forme de bacille allongé et à extrémités arrondies. Il est catalase négatif, homofermentatif et ne présente pas de flagellum. Il appartient à un groupe d'espèces qui porte son nom comme espèce type. Il est divisé en six sous-espèces.

Certaines de ces sous-espèces sont considérées comme des probiotiques et utilisées dans l'industrie alimentaire. Son utilisation principale est la fermentation de produits laitiers et la production de fromage et de yaourt.

Caractéristiques

Lactobacillus delbrueckii est Gram positif et catalase négatif. Il est homofermentatif et produit exclusivement de l’acide D-lactique. Toutes les souches fermentent le glucose, le fructose, le mannose et le lactose.

La fermentation du saccharose et de la N-acétylglucosamine est plus variable, en fonction de la sous-espèce et de la souche. Il peut pousser à des températures supérieures à 45 ° C, mais il ne se développe pas à 15 ° C ou moins.

Taxonomie

Selon la taxonomie formelle, Lactobacillus delbrueckii appartient au phylum Firmicutes, à la classe des Bacilli, à l'ordre des Lactobacillales et à la famille des Lactobacillaceae.

De plus, il appartient au groupe fonctionnel (sans validité taxonomique) des bactéries de l'acide lactique (LAB). Les BAL sont nommés pour produire de l'acide lactique lors de la fermentation des sucres.

Le groupe Lactobacillus delbrueckii est actuellement composé de 27 espèces, L. delbrueckii étant l’espèce type, non seulement du groupe, mais également du genre. Cette bactérie a été nommée en hommage à Max Delbrück, biophysicien allemand.

Lactobacillus delbrueckii comprend six sous-espèces: L. delbrueckii subsp delbrueckii, L. delbrueckii subsp lactis, L. delbrueckii subsp bulgaricus, L. delbrueckii subsp sunkii, L. delbrueckii subsp jakobsenii et L. delbrueckii subsp indicus .

Les six sous-espèces montrent un degré élevé de relation ADN-ADN mais peuvent être différenciées sur la base de différents traits phénotypiques et génotypiques.

Morphologie

Toutes les souches de cette bactérie ont la forme d'une canne allongée. Sa taille varie de 0, 5 à 0, 8 µm de large et de 2, 0 à 9, 0 µm de long. Leur croissance peut être individuellement, par paires ou par de courtes chaînes.

Ils ne présentent pas le fléau, c'est pourquoi ils ne sont pas mobiles. Les six sous-espèces se distinguent par leur capacité à fermenter différents sucres. Par exemple, L. delbrueckii subsp bulgaricus, L. delbrueckii subsp indicus et L. delbrueckii subsp lactis, isolés pour la première fois dans des produits laitiers, sont tous positifs au lactose.

Par contre, L. delbrueckii subsp delbrueckii et L. delbrueckii subsp sunkii, qui ont été isolés à partir de produits non laitiers, sont négatifs au lactose. Cela indique une fermentation glucidique associée aux différentes niches occupées par ces sous-espèces.

La sous-espèce de Lactobacillus delbrueekii peut être différenciée par des variations phénotypiques. Par exemple, Lactobacillus delbrueekii subsp bulgarieus fermente peu de glucides, à savoir le glucose, le lactose, le fructose, le mannose et parfois le galactose. Il est thermophile et sa température de croissance peut atteindre 48 ou 50 ° C. Son rapport Guanine-Cytosine est compris entre 49 et 51%.

Lactobacillus delbrueekii subsp jakobsenii, d'autre part, fait fermenter plusieurs polysaccharides, parmi lesquels l'arabinose, l'érythritol, le cellobiose, le fructose, le glucose, le lactose, le lactulose, le lixose, le maltose, le mannitol, le mannose, le mannose, le mannose, le glucose, le glucose et le sébum et raffinose. La croissance se produit entre 40 et 50 ° C, selon le milieu de culture. Il a un ratio Guanine-Cytosine de 50, 2%.

Les applications

Seules deux des sous-espèces de L. delbrueckii ont une pertinence commerciale, L. delbruckii subsp. bulgaricus et L. delbrueckii subsp. lactis

Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus

Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus a été isolé pour la première fois du lait bulgare. Cette sous-espèce est utilisée, en combinaison avec Streptococcus thermophilus, pour la production commerciale de yogourt. Il est également utilisé dans la production de fromages suisses et italiens.

Le rôle principal de S. thermophilus et L. delbruckii subsp. Bulgaricus, dans la fabrication du yogourt, doit acidifier le lait en produisant une grande quantité d'acide lactique à partir du lactose.

L'acide lactique, en plus de l'acidification du lait, contribue à aromatiser le yaourt. Le goût typique du yaourt est dû non seulement à l’acide lactique, mais également à divers composés carbonylés, tels que l’acétaldéhyde, l’acétone et le diacétyle, produits par les bactéries.

Lactobacillus delbruckii subsp. bulgaricus présente une activité probiotique. Son apport en yaourt aide à prévenir les maladies de la cavité buccale.

Les mécanismes proposés pour l'activité probiotique de ce bacille incluent: 1) l'antagonisme avec les agents pathogènes par compétition pour les sites de liaison et / ou l'inhibition des voies de signalisation intracellulaires; 2) stimulation du système immunitaire muqueux et augmentation de la défense de l'hôte contre les bactéries pathogènes et les antigènes étrangers.

Certaines souches de ce lactobacille sont capables de produire des exopolysaccharides (EPS). Parmi les effets physiologiques des EPS, figurent l'amélioration et la régulation de la réponse immunitaire et la diminution du cholestérol.

Lactobacillus delbruckii subsp. lactis

L. delbrueckii subsp. lactis a été initialement isolé à partir d'une source de lait. L’utilisation de cette sous-espèce est principalement destinée à la production commerciale de fromage mozzarella.

Des études récentes ont montré un potentiel élevé pour une souche de Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii (AS13B) pour l'aquaculture. Cette souche a été appliquée dans le régime alimentaire de larves de bars ( Dicentrarchus labrax, L.) en culture.

Son application améliore la santé du poisson et augmente sa survie, permettant d'augmenter sa production. La bactérie a été fournie avec Brachionus plicatilis et / ou Artemia salina en tant que porteurs.

Il a également été montré qu'il stimule le système immunitaire intestinal des larves et réduit la transcription des gènes proinflammatoires clés. Son application à d'autres cultures et sa rentabilité n'ont pas encore été évaluées.

Parmi les sous-espèces restantes de l'espèce, L. delbrueckii subsp. indicus a été isolé pour la première fois en 2005 d’un produit laitier en Inde. Lactobacillus delbrueckii subsp. sunkii en 2012, de produits à base de légumes; Lactobacillus delbrueckii subsp. Jakobsenii, quant à lui, a été isolé d'une boisson alcoolisée fermentée en 2015.

Applications potentielles

La découverte relativement récente de ces dernières sous-espèces peut être l'une des principales raisons pour lesquelles elles n'ont actuellement aucune pertinence commerciale. Le séquençage de chaque génome aidera probablement à déterminer les propriétés qui pourraient avoir une pertinence commerciale future.

Cela pourrait également aider à expliquer leurs mécanismes d'adaptation à des environnements complexes. Ce dernier pourrait être utilisé pour améliorer les qualités des espèces commerciales connues, en particulier dans les zones de résistance aux phages, d’adaptation aux conditions de stress environnemental. Ou pour améliorer la production d'exopolysaccharides et produire les composés d'arôme souhaités.

Pathogenèse

Les différentes espèces de Lactobacillus sont généralement considérées comme non pathogènes. Cependant, des infections des voies urinaires (UTI) causées par des bactéries de ce genre, notamment Lactobacillus delbrueckii, ont été signalées ces dernières années.

Les principales victimes de ces infections sont les femmes âgées. Étant donné que ces espèces ne réduisent pas les nitrates en nitrites, les infections urinaires qu’elles provoquent ne sont généralement pas détectées dans les bandelettes réactives pour le dépistage. Ils ont également été associés à une bactériémie et à une pyélonéphrite.