Lactobacillus sakei

Lactobacillus casei

Systematyka
Domena	bakterie
Typ	Firmicutes
Klasa	Bacilli
Rząd	Lactobacillales
Rodzina	Lactobacillaceae
Rodzaj	Lactobacillus
Gatunek	Lactobacillus sakei
Nazwa systematyczna
Lactobacillus sakei

Lactobacillus sakei – Gram-dodatnie, nieruchliwe pałeczki, fakultatywnie heterofermentatywne, względnie beztlenowe, powszechnie zasiedlające mięso, ryby oraz rośliny. Izoluje się je również z kiszonek, produktów mięsnych pakowanych próżniowo oraz jelit.

Bakteria ta jest cenna w technologii mięsa gdyż posiada właściwości, które pozwalają na jego lepszą konserwację i przechowywanie. Jest powszechnie stosowana w procesach wytwarzania kiełbas fermentowanych w Europie podczas gdy w Stanach Zjednoczonych najczęściej stosowany jest Pediococcus pentosaceus.(5)

Nazwa Lactobacillus sakei pochodzi od sake – alkoholu w którym ten szczep po raz pierwszy opisano, aczkolwiek nie bierze on udziału w procesie jej produkcji a jest jedynie zanieczyszczeniem. (5)

Opis i znaczenie

Zsekwencjonowanie genomu Lactococcus sakei było istotnym krokiem do zrozumienia dobrego przystosowania tych bakterii do bytowania w mięsie. Zespół badaczy z INRA (Institut National de La Recherche Agronomique) określił budowę genomu co pozwoliło stwierdzić, iż wysoka wydajność fermentacji i konserwacji produktów wynika z ich zdolności do przeżycia nawet w niesprzyjających warunkach (niski poziom tlenu, niskie temperatury, stężenie chlorku sodu do 9%), syntetyzowania substancji toksycznych i hamujących wzrost innych mikroorganizmów (kwas mlekowy, bakteriocyny), a także optymalnego wykorzystania substancji odżywczych dostępnych w mięsie.(5)

Budowa genomu

Cały genom Lactococcus sakei szczepu 23K jest kolistym chromosomem zbudowanym z 1.884.661 par zasad. Zawiera 1.883 geny kodujące białka, 7 klastrów genów rRNA i zawartość G+C 41,25%. Znaleziono również 12 kompletnych sekwencji insercyjnych (IS) zlokalizowanych głównie w naprzeciwległych regionach bogatych w A+T.(1)

Metabolizm

Mimo że surowe mięso zapewnia Lactobacillus sakei substancje odżywcze niezbędne do wzrostu to zawiera ograniczoną ilość węglowodanów. Spośród niewielu cukrów występujących w mięsie i surowych rybach Lactobacillus sakei jest w stanie przetwarzać glukozę i rybozę występujące w największych ilościach. W związku z tym jego system fosfotransferaz (PTS) odpowiedzialny za przyswajanie cukrów jest wyspecjalizowany pod kątem bytowania w mięsie. Ponieważ zasoby cukrów w mięsie szybko się wyczerpują bakterie te również są w stanie katabolizować nukleozydy takie jak inozyna i adenozyna by wykorzystać je jako źródła energii. Posiadają też transportery ABC dla substancji chroniących przed wysokim ciśnieniem osmotycznym i niskimi temperaturami.(7)

Ekologia

Lactobacillus sakei oddziałuje na inne bakterie obecne w produktach mięsnych dzięki rybosomalnej syntezie antydrobnoustrojowych peptydów zwanych bakteriocynami. Stwierdzono, iż optimum syntezy bakteriocyn występuje w temperaturze suboptymalnej dla wzrostu samych drobnoustrojów.(6)

Badania wykazały, iż w warunkach chłodniczych szczep Lactobacillus sakei wytwarzający bakteriocyny hamował wzrost bakterii Listeria monocytogenes w filetach pstrąga tęczowego pakowanych próżniowo podczas gdy szczep nie wytwarzający bekteriocyn nie miał wpływu na ich wzrost.(4)

Zastosowanie w Biotechnologii

Szczepy Lactobacillus sakei wytwarzające bakteriocyny zwane sakacynami hamują wzrost niektórych patogenów i bakterii gnilnych bytujących w mięsie i produktach rybnych. Dzięki tej zdolności są powszechnie stosowane jako składnik kultur starterowych w procesie fermentacji mięsa.

Badania

Przeprowadzono szereg badań bakterii Lactobacillus sakei mających na celu ustalenie optymalnych warunków środowiskowych, możliwości w fermentowaniu mięsa oraz mechanizmów adaptacyjnych. Lactobacillus sakei jest w stanie rosnąć zarówno w warunkach aerobowych (tlenowych) jak i anaerobowych (beztlenowych). Na tej podstawie przeprowadzono badania ekspresji genów w warunkach beztlenowych wykorzystując dwukierunkową elektroforezę. Stwierdzono anaerobową regulację transkrypcji peptydazy kodowanej przez gen pepR co stanowi pierwszy opisany przypadek wśród bakterii kwasu mlekowego. Taki typ regulacji został opisany jedynie dla peptydazy Salmonella enterica serovar Typhimurium.(2)

Inne badanie wykazało, iż cztery geny Lactobacillus sakei są zaangażowane w czasie fermentacji surowych kiełbas. Są to ctsR, asnA2, LSA1065 i LSA1194. Dezaktywacja regulatora genu szoku cieplnego ctsR zwiększała wzrost podczas gdy wyłączenie genów asnA2, LSA1065 i LSA1194 powodowało osłabienie wydajności w porównaniu ze szczepem dzikim.(3)

Zobacz też

• Lactobacillus
• Lactobacillus acidophilus
• Lactobacillus casei

Bibliografia

• Chaillou, Stéphane. “The Complete Genome Sequence of the Meat-borne Lactic Acid Bacterium Lactobacillus sakei 23K.” Nature Biotechnology 23. 2005, 1527-1533. <http://www.nature.com/nbt/journal/v23/n12/full/nbt1160.html>
• Champomier-Vergès, Marie-Christine. “The pepR Gene of Lactobacillus sakei is Positively Regulated by Anaerobiosis at the Transcriptional Level.” Applied and Environmental Microbiology. Aug 2002, p. 3873-3877 Vol 68, No. 8. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=124041
• Hüfner, Eric. “Identification of Lactobacillus sakei Genes Induced during Meat Fermentation and their Role in Survival and Growth.” Applied and Environmental Microbiology. April 2007, p. 2522-2531 Vol 72, No. 8. <http://aem.asm.org/cgi/content/abstract/73/8/2522>
• Husar, Sukriya Aras. “Effect of Lactobacillus sakei Lb706 on Behavior of Listeria monocytogenes in Vacuum-Packed Rainbow Trout Fillets.” Turk J. Vet Anim Sci. May 2004. <https://web.archive.org/web/20100524192007/http://journals.tubitak.gov.tr/veterinary/issues/vet-05-29-4/vet-29-4-15-0405-26.pdf>
• INRA Press Service. “Lactobacillus sakei: a Bacterium Beneficial to Meat Storage.” INRA. October 2005. http://www.international.inra.fr/research/some_examples/lactobacillus_sakei
• Moretro, T. “Production of sakacin P by Lactobacillus sakei in a completely defined medium.” Journal of Applied Microbiology. November 1999, Volume 88, pg. 536-545. <https://dx.doi.org/10.1046/j.1365-2672.2000.00994.x>
• Stentz, Regis. “Adaptation of Lactobacillus sakei to meat: a new regulatory mechanism of ribose utilization?” INRA, 2001. <http://www.lelait-journal.org/index.php?option=article&access=doi&doi=10.1051/lait:2001117>