Молочнокислые стрептококки: полезные свойства и характеристики основных представителей, виды и классификация

О пользе кисломолочных продуктов людям известно давно. Научное обоснование и выделение бактерий, которые ответственны за их образование, принадлежит русскому микробиологу Илье Мечникову. Группа молочнокислых бактерий (лактобациллы и молочнокислые стрептококки) – это микроорганизмы, которые организовывают процессы сбраживания углеводов с образованием молочной кислоты. Сегодня их способности широко используются в пищевой промышленности, в сельском хозяйстве и даже в образовании газа. О пользе и вреде молочнокислых стрептококков и лактобацилл, об их строении и микробиологии поговорим ниже.

Бактериальная кооперация

С самых давних времен молочнокислые стрептококки и лактобациллы помогали людям в приготовлении полезной пищи. Кроме того, многие из них входят в состав нормальной микрофлоры нашего организма. Но этим не исчерпывается польза молочнокислых стрептококков и всех бактерий, которые обеспечивают процессы брожения.

Молочные стрептококки и палочки довольно крупные, хорошо окрашиваются и легко обнаруживаются.

Lactobacillus plantarum – молочнокислая гетероферментная палочка - отвечает за сквашивание капусты и огурцов. Кроме того, она в норме присутствует в микрофлоре слюны.

Молочной кислотой обрабатывают сырокопченые колбасы. При этом они не теряют своих вкусовых качеств, безопасны для человека и долгое время не портятся.

Не только в пищевой промышленности

В кожевенной промышленности также используются молочнокислые стрептококки и палочки, а в сельском хозяйстве они помогают в приготовлении кормов для животных (силоса).

Об использовании лактобактерий в фармацевтике знают все. Биологические добавки и препараты с живыми культурами этих организмов применяются при самых различных заболеваниях. Сегодня молочнокислые бактерии называют надеждой мировой медицины. Вполне вероятно, что в ближайшие десятилетия именно благодаря им человечество сможет победить многие серьезные болезни.

Термофильные молочнокислые стрептококки широко используются при переработке органических веществ, в процессе которой образуется газ метан. При этом он довольно чистый и пригоден для отопления различных помещений.

Разновидности лактобактерий

При всем своем многообразии эти микроорганизмы делятся на две группы:

• Гомоферментативные – главным продуктом их жизнедеятельности является молочная кислота (до 90 %), а также этиловый спирт, фумаровая и янтарная кислоты, диоксид углерода.
• Гетероферментативные – продуктами жизнедеятельности являются уксусная и молочная кислота, этиловый спирт и диоксид углерода.

Дружные семейства

Все молочнокислые бактерии - это представители семейства Lactobacillaceae (лактобациллы) и семейства Streptococcaceae (лактококки или молочнокислые стрептококки). Наиболее распространенными представителями, которые обнаруживаются в кислом молоке, являются:

• Lactobacillus acidophilus – ацидофильная палочка, которая используется не только в пищевой промышленности, но и в производстве лекарственных препаратов. Высокая ее жизнестойкость позволяет образовывать колонии в кишечнике человека, а ее способность вырабатывать естественные антибиотики создает неблагоприятную среду для жизнедеятельности патогенных микроорганизмов.
• Lactobacillus bulgaricus – болгарская палочка. Вырабатывает кроме молочной кислоты еще и витамины, аминокислоты и полисахариды. Болгарская палочка и молочнокислые стрептококки – основа качества йогуртов. Эти бактерии стабилизируют микрофлору кишечника, способствуют нормальной работе желудка и поджелудочной железы, оказывают благоприятное воздействие на иммунную систему.
• Lactobacillus casei – эти лактобациллы входят в состав нормальной микрофлоры ротовой полости, кишечника и половых органов. Они вытесняют из среды Helicobacter pylori – патогенную палочку, которая ответственна за возникновение язв желудочно-кишечного тракта и гастрита.
• Молочнокислые стрептококки – термофильные и мезофильные. Ниже о них расскажем подробнее.
• Acetobacter aceti – уксуснокислые бактерии, которые в процессе жизнедеятельности образуют никотиновую кислоту, витамины В₆ и В₁₂.

Семейство лактококков

По отношению к оптимальной температуре для жизнедеятельности, молочнокислые стрептококки бывают:

• Теплолюбивые или термофильные – это бактерии, оптимальные температуры для которых 40-42 °С.
• Мезофильные молочнокислые стрептококки наиболее хорошо развиваются при температуре 30-35 °С.

Все они относятся к грамположительным бактериям (окрашиваются по методу Грамма), в культуре образуют короткие или длинные цепочки. Форма клеток молочнокислых стрептококков имеет овальные очертания, без жгутиков. Это неподвижные бактерии, которые не образуют спор или капсул и размножаются преимущественно простым делением. Все они являются факультативно-анаэробными организмами, могут существовать в среде без кислорода.

Мезофильные стрептококки

Это неоднородная группа бактерий, которая состоит из кислотообразователей (Streptococcus lactis, Streptococcus. cremoris) и ароматообразующих кокков (Leuconostoc citrovorum и Leuconostoc dextranicum).

Streptococcus lactis – главный молочный стрептококк. В молоке образует диплококки (парные клетки) или короткие цепочки. Овальные бактерии величиной до 1 микрометра. При внесении культуры в 10 мл молока, при температуре 25-30 °С, свертывание происходит в течении 10-12 часов с образованием ровного и плотного сгустка. Это основной компонент заквасок при приготовлении творога, простокваши и сметаны. Вред молочнокислый срептококк приносит при попадании в пастеризованное молоко, что приводит к снижению его стойкости.

Сливочный стрептококк (Streptococcus. cremoris) чаще образует длинные цепочки в культуре. Именно эта бактерия образует в молоке сгустки сметанообразной консистенции.

Ароматообразующие лактококки придают специфический вкус и аромат кисломолочным продуктам. А при излишнем количестве могут приводить к газообразованию.

Термофильные лактококки

Польза и вред термофильных молочнокислых стрептококков была доказана И. И. Мечниковым. Именно он выделил их в сгустках, которые образуются при сбраживании молока при температуре около 50 °С. И он ввел в продажу первую закваску с содержанием этих микроорганизмов.

Клетки этих бактерий овальные, чуть больше мезофильных кокков, образуют в культуре цепочки различной длины. Именно эти бактерии способны перерабатывать лактозу и эффективно используются при лечении лактазной недостаточности у детей, способствует улучшению переваривания молочных смесей и нормализует микрофлору кишечника.

Термофильные стрептококки реагируют на антибиотики из разряда пенициллинов. Это их свойство используется для определения наличия в молоке антибиотиков.

Эти бактерии используются для лечения и профилактики болезней желудочно-кишечного тракта (энтероколиты, дисбактериозы, диареи), входит в большинство биологически активных добавок. Медицинская косметология использует эти лактококки как один из компонентов маски для восстановления и омоложения кожи.

Что происходит в нашем организме

Попадая в наш кишечник, молочнокислые лактобактерии собираются в колонии и прикрепляются к слизистым оболочкам, создавая условия, которые подавляют жизнедеятельность патогенной микрофлоры. Но их действие временно. Именно поэтому употреблять продукты с их содержанием необходимо регулярно. Только так можно поддержать нужное их количество и продлить их эффективность.

В молоке содержится лактоза, а в кисломолочных продуктах она превращается в молочную кислоту. Последняя активизирует работу желудочно-кишечного тракта, увеличивая выработку желудочного сока, способствует перистальтике кишечника и улучшает метаболизм.

Действие лактобактерий основано на выработке ими ферментов, которые способны ускорять различные процессы. Сегодня врачи могут подобрать специальный состав бактерий в зависимости от того, какой именно процесс в организме необходимо активизировать. Такие препараты называются эубиотики и могут содержать бифидобактерии (жителей нашего кишечника), лактобактерии (корректировщики пищеварительной системы) и колибактерии (безопасные штаммы кишечной палочки).

Для организма они полезны

Современными исследованиями доказано, что употребление этих бактерий детьми значительно снижает риск кариеса зубов и значительно повышает общий иммунный статус организма.

Систематическое употребление кисломолочной продукции оказывает благоприятное воздействие на профилактику онкологических патологий. А ежедневное употребление натуральных йогуртов повышает уровень в крови липопротеидов, что приводит к снижению риска возникновения атеросклероза и патологий сердечно-сосудистой системы.

Однако следует учесть и возможный вред для организма. Кисломолочные продукты противопоказаны при непереносимости живых компонентов и пищевых добавок.

Многообразие продуктов из молока

Современная пищевая промышленность предлагает множество продуктов, приготовление которых происходит при участии молочнокислых бактерий:

• Простокваша – самый простой кисломолочный продукт, который имеет множество вариаций. В ее образовании участвуют болгарская палочка и мезофильные стрептококки.
• Ряженка – при помощи тех же лактобактерий сбраживается топленое молоко с добавлением сливок. Цвет и вкус этому продукту придают меланоиды – окрашенные вещества, которые образуются в результате взаимодействия белков и сахаров в результате самой «вкусной» реакции Майяра (сахароаминная конденсация, или ферментативное побурение).
• Сметана – исконно русский продукт, который получают при сбраживании сливок.
• Творог – это белковая масса, полученная при выдавливании сыворотки. Он содержит важные аминокислоты: лизин, метионин, холин.
• Ацидофильное молоко – пастеризованное молоко, насыщенное мезофильными бактериями. Его широко используют для кормления детей грудного возраста, при отравлениях и заболеваниях желудочно-кишечного тракта.

Самые любимые - йогурт и кефир

Йогурт – самый любимый продукт детей. Для его приготовления требуется закваска с правильными пропорциями различных лактобактерий. Если в йогурты добавляют различные добавки и загустители, тогда для его хранения необходима термизация. Такой продукт имеет срок хранения до месяца, но живых культур бактерий в нем нет.

Кефир – продукт смешанного молочнокислого и спиртового брожения. В его приготовлении принимают участие палочки и кокки, грибки и дрожжи. Все они содержатся в готовом продукте, который незаменим при патологиях желудка и кишечника, расстройствах нервной системы, хронической усталости, инфекционных заболеваниях.

Квас – от ста болезней спас

Кисломолочные бактерии используются и при приготовлении этого старинного русского напитка. При его приготовлении используются дрожжи, которые запускают спиртовое брожение, и молочнокислые бактерии, которые отвечают за брожение. Этот кислый напиток готовят из муки и солода, ржаного хлеба, свеклы, фруктов, ягод. Иногда с добавлением вощины, ароматных трав, меда.

Квашение овощей – это организация спонтанного молочнокислого брожения при ограничении доступа кислорода. Этот же принцип используется и при силосовании кормов для домашних животных, что существенно повышает их питательные свойства.

Приготовление различных сыров и сливочного масла также не обходится без участия лактобактерий. Ведь первый этап приготовления этих продуктов – сбраживание молока.

Две стороны одной медали

Молочнокислые бактерии распространены там, где есть субстрат для их жизнедеятельности – углеводы. Их много в молоке, на поверхности растений, фруктов и овощей, в местах гниения органики, в пищеварительном тракте и на слизистых оболочках животных и людей. Несмотря на все положительные аспекты, которые связаны с их деятельностью, они могут приводить к порче продуктов и даже вреду для здоровья человека.

Некоторые из молочнокислых бактерий могут быть небезопасными для человека. Это касается в основном споробразующих лактобактерий, которые вызывают расстройство работы кишечного тракта. Патогенность штаммов лактобактерий определяется только лабораторными методами.

Пятна на поверхности сыров, горький вкус молока и прогорклый привкус масла – эти все явления также связаны с деятельностью данных микроорганизмов. Уксуснокислые бактерии приводят к прокисанию вина, а кокки, расщепляя белки, приводят к гниению продуктов. Молочнокислые бактерии портят муку и уже готовый хлеб, расщепляя крахмал и делая хлеб липким и неприятно пахнущим.