LACTOBACILLUS: CIRI, MORFOLOGI, MANFAAT - BIOLOGI - 2025

Lactobacillus adalah genus bakteri yang terdiri dari sejumlah spesies menguntungkan yang diminati oleh industri. Kata Lactobacillus berasal dari "lactis" yang artinya susu, dan "bacillus" yang artinya basil kecil.

Genus diklasifikasikan berdasarkan karakteristik fenotipik dari jenis fermentasi yang dilakukan. Dasar fisiologis dari klasifikasi ini adalah adanya enzim fruktosa 1 & 6 difosfat aldolase dan fosfoketolase, yang merupakan kunci dalam metabolisme homo atau hetero fermentatif dari heksosa dan pentosa masing-masing.

Sifat fermentasi dan produk metaboliknya menjadikan bakteri dari genus Lactobacillus di antara organisme pertama yang digunakan oleh manusia untuk produksi makanan.

Mereka juga digunakan untuk pengawetannya, dengan menghambat invasi mikroorganisme lain yang menyebabkan penyakit yang ditularkan melalui makanan.

Genus Lactobacillus telah menjadi elemen penting untuk nutrisi modern dan teknologi industri baru, karena minat pada efek menguntungkan dan sifat fungsionalnya.

karakteristik

Basilus ini umumnya nonmotil, tetapi beberapa spesies motil karena flagela peritrichous. Mereka Gram positif, namun, jika ada bakteri mati, warnanya merah, memberikan citra Gram variabel dengan adanya pewarnaan Gram.

Mereka tidak bersporulasi dan beberapa strain memiliki badan bipolar yang mungkin mengandung polifosfat.

Lactobacillus homofermentatif memiliki butiran internal yang terlihat dari pewarnaan Gram atau pewarnaan biru metilen.

Untuk diagnosis dan identifikasi spesies, metode yang paling berguna adalah Polymerase Chain Reaction (PCR).

Dinding sel dan ultrastruktur

Dinding sel dari genus Lactobacillus, diamati di bawah mikroskop elektron, biasanya Gram positif, mengandung peptidoglikan (murein) dari jenis Lysine-D-Asparagine dari berbagai kemotipe.

Dinding ini juga mengandung polisakarida yang terkait dengan peptidoglikan melalui ikatan fosfodiester, tetapi hanya memiliki asam teikoat yang terkait dengannya pada beberapa spesies.

Ini juga mengandung mesosom besar yang menjadi ciri genus ini.

Karakteristik biokimia

Sebagian besar tidak memiliki aktivitas proteolitik atau lipolitik pada media yang mengandung protein atau lemak.

Namun, beberapa strain mungkin menunjukkan sedikit aktivitas proteolitik karena protease dan peptidase yang terikat atau dilepaskan oleh dinding sel, serta aktivitas lipolitik yang lemah karena aksi lipase intraseluler.

Mereka biasanya tidak mereduksi nitrat, tetapi spesies tertentu melakukannya ketika pH di atas 6,0.

Lactobacilli tidak mencairkan gelatin, juga tidak mencerna kasein. Mereka juga tidak menghasilkan indol atau hidrogen sulfida (H ₂ S), tetapi sebagian besar menghasilkan nitrogen terlarut dalam jumlah kecil.

Mereka adalah katalase negatif, meskipun beberapa strain menghasilkan enzim pseudocatalase yang memecah hidrogen peroksida.

Mereka adalah sitokrom negatif, karena tidak adanya porfirin dan menghadirkan reaksi benzidin negatif.

Mereka tumbuh dengan baik dalam media cair, di mana mereka mengendap dengan cepat setelah pertumbuhan berhenti, menimbulkan sedimen lunak, butiran atau kental, tanpa pembentukan biofilm.

Lactobacillus tidak menghasilkan bau yang khas saat ditanam di media umum, namun berkontribusi untuk mengubah rasa makanan yang difermentasi, menghasilkan senyawa volatil seperti diasetil dan turunannya, dan bahkan hidrogen sulfida (H ₂ S) dan amina dalam keju.

Nutrisi dan kondisi pertumbuhan

Lactobacilli membutuhkan karbohidrat sebagai sumber karbon dan energi. Juga asam amino, vitamin dan nukleotida.

Media kultur lactobacilli sebaiknya mengandung karbohidrat yang dapat difermentasi, pepton, ekstrak daging, dan ekstrak ragi.

Lebih baik lagi jika mereka dilengkapi dengan jus tomat, mangan, asetat dan ester asam oleat, terutama Tween 80, karena ini merangsang dan bahkan penting bagi banyak spesies.

Spesies dari Genus Lactobacillus tumbuh baik pada media yang sedikit asam, dengan pH awal 6,4-4,5 dan perkembangan optimum antara 5,5 dan 6,2. dan menurun tajam pada media netral atau sedikit basa.

Lactobacillus mampu menurunkan pH substrat di bawah 4 melalui pembentukan asam laktat.

Dengan cara ini, mereka menghindari atau setidaknya sangat mengurangi pertumbuhan hampir semua mikroorganisme pesaing lainnya, kecuali bakteri asam laktat lain dan ragi.

Kebutuhan oksigen

Kebanyakan strain Lactobacillus pada dasarnya bersifat aerotolerant; pertumbuhan optimalnya dicapai dalam kondisi mikroaerofilik atau anaerobik.

Diketahui bahwa peningkatan konsentrasi CO ₂ (sekitar 5% atau hingga 10%) dapat merangsang pertumbuhan, terutama pada permukaan media.

Suhu pertumbuhan

Sebagian besar laktobasilus bersifat mesofilik (30-40 ° C), dengan batas atas 40ºC. Meskipun kisaran suhu untuk pertumbuhannya antara 2 dan 53 ° C, beberapa tumbuh di bawah 15ºC atau 5ºC dan ada strain yang tumbuh pada suhu rendah, mendekati titik beku (misalnya, yang hidup di daging dan ikan beku ).

Di sisi lain, ada laktobasilus "termofilik", yang dapat memiliki batas suhu atas 55ºC dan tidak tumbuh di bawah 15ºC.

Metabolisme

Mikroorganisme ini kekurangan sistem sitokrom untuk melakukan fosforilasi oksidatif dan mereka tidak memiliki superoksida dismutase atau katalase.

Anggota genus ini mengubah glukosa dan aldehida heksosa serupa menjadi asam laktat dengan homofermentasi atau menjadi asam laktat dan produk akhir tambahan lainnya seperti asam asetat, etanol, karbon dioksida, asam format, dan asam suksinat melalui heterofermentasi.

Kepekaan terhadap antibiotik dan obat-obatan

Lactobacilli sensitif terhadap kebanyakan antibiotik yang aktif melawan bakteri Gram-positif. Sensitivitas laktobasilus usus terhadap antibiotik yang digunakan sebagai aditif makanan telah dapat dipelajari.

Habitat

Lactobacilli dapat ditemukan pada produk susu, keju, biji-bijian, daging atau produk ikan, sumber air, limbah, bir, anggur, jus buah dan buah, kubis dan sayuran fermentasi lainnya seperti: silase, adonan asam dan pulp.

Mereka juga merupakan bagian dari flora normal mulut, saluran pencernaan, dan vagina dari banyak hewan yang suhunya stabil, termasuk manusia.

Mereka juga dapat ditemukan di habitat sekunder seperti pupuk organik.

Taksonomi

Domain: Bakteri

Divisi: Firmicutes

Kelas: Bacilli

Agar: Lactobacillales

Keluarga: Lactobacillaceae

Genus: Lactobacillus.

Morfologi

Karakteristik mikroskopis

Panjang basil sekitar 2 - 6 μ. Mereka terkadang terlihat dengan ujung membulat. Distribusinya di ruang angkasa dapat diisolasi atau di rantai pendek. Beberapa membentuk pagar kayu.

Mereka adalah Gram positif jika diwarnai dengan pewarnaan Gram.

Lactobacillus memiliki peptidoglikan di dinding selnya dan juga mengandung lapisan polimer sekunder (SCWP), yang terdiri dari asam teikoik, lipoteikoik, lipoglikan, teikuronat.

Banyak spesies dari genus Lactobacillus memiliki lapisan protein tambahan dalam pembungkusnya yang disebut lapisan S atau lapisan permukaan (S & lapisan).

Dalam genus ini adalah spesies seperti L. acidophilus, L. brevis, L. crispatus, L. gasseari, L. helveticus, L. kefir.

Karakteristik makroskopis

Koloni Lactobacillus pada media padat berukuran kecil (2-5 mm), cembung, licin, dengan seluruh tepi, buram dan tanpa pigmen.

Beberapa strain mungkin kekuningan atau kemerahan. Sebagian besar memiliki koloni kasar, sementara yang lain, seperti Lactobacillus confusus, memiliki koloni berlendir.

Manfaat

Genus Lactobacillus bermanfaat bagi kesehatan, baik manusia maupun hewan.

Manfaatnya tercantum di bawah ini:

Menstabilkan flora usus dengan meningkatkan ketahanan terhadap infeksi di situs ini

Misalnya, Lactobacillus GG, ternyata menghasilkan zat antimikroba yang aktif melawan berbagai bakteri seperti E. coli, Streptococcus, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis, dan Salmonella.

Zat-zat ini adalah senyawa aromatik seperti diacetyl, acetaldehyde, reuterin, enzyme bakteriolitik, bakteriosin, dan lain-lain.

• Ini mencegah dan mengendalikan beberapa penyakit, seperti kanker usus besar.
• Mereka meningkatkan kualitas pengawetan makanan tertentu.
• Mereka digunakan sebagai titik awal oleh industri untuk mendapatkan produk bioteknologi yang dapat diterapkan untuk memecahkan masalah kesehatan manusia dan hewan.
• Mereka mempengaruhi ketersediaan hayati nutrisi dengan memfasilitasi pemecahan protein susu utuh, melepaskan kalsium dan magnesium dalam jumlah besar.
• Mereka juga terlibat dalam sintesis vitamin B dan fosfat.

Patogenisitas

Patogenisitas laktobasilus jarang terjadi, meskipun baru-baru ini beberapa proses infeksi telah dilaporkan pada manusia di mana mikroorganisme ini ditemukan terlibat.

Ini termasuk karies gigi, penyakit pembuluh darah rematik, abses, septikemia, dan endokarditis infektif, yang disebabkan oleh L. casei subsp. rhamnosus, L. acidophilus, L. plantarum dan kadang-kadang Lactobacillus salivarius.

Namun, dasar biokimia dari patogenisitas tersebut masih belum diketahui.

Tabel: Jenis infeksi yang disebabkan oleh berbagai spesies dari Genus Lactobacillus

Referensi

1. Kale-Pradhan PB, Jassal HK, Wilhelm SM. Peran Lactobacillus dalam pencegahan diare terkait antibiotik: meta-analisis. Farmakoterapi. 2010; 30 (2): 119-26.
2. Reid G. Dasar Ilmiah untuk Strain Probiotik Lactobacillus. Mikrobiologi Terapan dan Lingkungan. 1999; 65 (9): 3763-3766.
3. Harty DW, Oakey HJ, Patrikakis M, Hume EB, Knox KW. Potensi patogenik Lactobacilli. I nt J Food Microbiol. 1994; 24 (1-2): 179-89.
4. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Diagnosis Mikrobiologis. (Edisi ke-5). Argentina, Editorial Panamericana SA
5. Ellie Goldstein, Tyrrell K, Citron D. Lactobacillus Spesies: Kompleksitas Taksonomi dan Kerentanan Kontroversial Penyakit Infeksi Klinis, 2015; 60 (2): 98–107