Clasificarea bacteriilor din genul Lactobacillus, mecanismele de actiune ale acestora asupra carnii si efectul asupra produsului finit

Clasificarea bacteriilor din genul Lactobacillus, mecanismele de actiune ale acestora asupra carnii si efectul asupra produsului finit

Genul Lactobacillus face parte din familia Lactobacillaceae, din care unele specii sunt utilizate pentru acidifierea si maturarea unor produse alimentare, iar altele sunt intalnite ca agenti contaminanti in unele alimente. In cadrul acestui gen sunt descrise peste 44 specii si biovariante. Majoritatea sunt specii mezofile, temperatura optima de dezvoltare fiind de 45C (L. plantarum). Sunt insa specii care cresc la temperaturi mai mici de 10C (L. bavaricus, L. sake). Alte specii sunt termofile, avand temperatura optima de crestere de 52C (L. casei, L. helveticus). Speciile din genul Lactobacillus se dezvolta bine in medii usor acide cu pH-ul cuprins intre 4,5 si 6,5. Cresterea este stopata la pH de 3,6.(3)

Speciile bacteriene incluse in genul Lactobacillus se pot caracteriza din punct de vedere a morfologiei celulei bacteriene, ca fiind sub forma de bastonase de lungime si grosime variabila sau de cocobacili scurti, asezate obisnuit in lanturi in faza de inmultire logaritmica, imobile, asporogene, Gram pozitive, putand deveni Gram negative pe masura inaintarii in varsta si cresterii aciditatii mediului in care se afla. Lactobacilii sunt bacterii anaerobe sau facultativ anaerobe, putandu-se dezvolta greu in conditii aerobe sau chiar deloc, sunt catalaza negative. Au metabolism fermentativ chiar cand se dezvolta in prezenta oxigenului.(17) Dezvoltarea pe suprafata mediilor solide impune de regula, anaerobioza si prezenta a 5-10% dioxid de carbon. Sunt zaharofermentative, prin fermentarea glucozei scade pH-ul mediului cu una sau mai multe unitati. Cel putin jumatate din produsii rezultati din fermentarea glucozei consta in acid lactic care nu este fermentat mai departe. Ceilalti produsi rezultati pot fi acetatul, formiatul, succinatul, dioxidul de carbon sau etanolul. Nu produc acizi grasi volatili cu mai mult de doi atomi de carbon, nu reduc nitratii, nu lichefiaza gelatina, nu digera cazeina, dar unele tulpini produc cantitati mici de azot solubil. Lactobacilii nu produc indol sau hidrogen sulfurat, sunt acidofili, putin proteolitici si putin lipolitici.(1)

Mediile uzuale, in conditii de laborator nu reprezinta suportul de dezvoltare pentru lactobacili. Acestia sunt incapabili de a-si sintetiza substantele necesare. Astfel, pentru dezvoltarea lor au nevoie de un complex nutritiv cu aminoacizi, peptide, derivati ai acidului nucleic, vitamine, saruri, acizi grasi sau esteri ai acizilor grasi si carbohidrati fermentabili. Nevoile nutritive pot diferi dupa specie. In practica, lactobacilii se cultiva pe lapte tratat termic (20-30 minute la 90-100C, tratament prin care se distrug o parte din lacteninele prezente in lapte care au o activitate inhibitoare asupra lactobacililor si se produc unele simplificari proteice prin care se elibereaza peptide si unii aminoacizi necesari dezvoltarii lor). Se dezvolta optim in medii cu pH 5,5-5,8, dar si la pH≤5,0. In mediile cu reactie initiala alcalina sau neutra au o faza lag prelungita sau dezvoltarea lor este oprita complet.(20)

Genul Lactobacillus a fost impartit de Orla Jensen in trei grupe care isi pastreaza utilitatea practica pentru industrie:

grupa Thermobacterium cuprinde lactobacilii homofermentativi termofili, care nu fermenteaza nici pentozele, nici gluconatul: L. lactis, L. helveticus, L. bulgaricus, L. acidophilus, L. delbruckii;

grupa Streptobacterium cuprinde lactobacili homofermentativi mezofili si specii facultativ heterofermentative, care fermenteaza pentozele si gluconatul, neincluse in maiele, dar frecvent intalnite in branzeturi, salamuri crude, ca urmare a contaminarii acestora in timpul prepararii: L. fermentii, L. buchneri, L. brevis, L. viridescens.

grupa Betabacterium cuprinde lactobacili obligat heterofermentativi, care fermenteaza pentozele si gluconatul.(82)

Caracteristicile principale ale bacteriilor din genul Lactobacillus sunt prezenta-te in tabelul urmator:

V: variabil; R: riboflavina; P: piridoxal; F: acid folic; B: vitamina B12; T: timina; . : nedeterminat;

Tabel nr. 6: Caracteristicile bacteriilor din genul Lactobacillus (82)

In general, lactobacilii heterofermentativi si cei facultativi sunt dominanti in microflora carnii si produselor ambalate sub vid. Dintre acestia, speciile L. sake, L. curvatus sunt cele mai raspandite in carne si produse din carne, generand defecte de gust si culoare la preparatele fermentate si uscate si la produsele ambalate sub vid (tabel nr. 7). Persistenta si capacitatea competitiva a lactobacililor fata de alte bacterii lactice din genurile Carnobacterium, Leuconostoc si Weissella in produsele din carne se datoreaza capacitatii acestora de a fermenta glucidele, la temperaturi scazute si valori reduse ale potentialului redox, precum si adaptabilitatii lor la substrat si la conditiile fizico-chimice si biologice asigurate de acesta. Astfel, L. sake si L. curvatus tolereaza concentratii mari de sare si nitriti din preparatele din carne (fermentate, semiconserve). Lactobacilii sunt, in general, mai rezistenti la stresul determinat de mediu, comparativ cu bacterii gram - negative, ei putandu-se dezvolta la valori de temperatura cuprinse intre 5 si 45C, valori de pH intre 3,7 si 7,2 si valori ale a_w de 0.92. Unele tulpini de L. sake pot sa creasca la valori de pH de 8,5. (36, 49)

Tabel nr. 7: Frecventa bacteriilor din genul Lactobacillus; valoarea 0 reprezinta valori<0,2%(33)

Defectele produse de specii din genul Lactobacillus asupra carnii pastrate in conditii de aerobioza, vacuum sau atmosfera modificata se concretizeaza prin modificarea culorii (inverzire prin formare de sulfmioglobina prin activitatea bacteriilor L. sake), mirosului si aromei (aroma de "branza" prin formarea de diacetil si 3-metilbutanol de catre lactobacili homofermentativi, miros de sulf prin formarea de hidrogen sulfurat prin catabolismul aminoacizilor cu sulf) si formare de gaze (dioxid de carbon si hidrogen prin activitatea lactobacililor homo si heterofermentativi).(80)

In cazul produselor derivate din carne, principalele defecte cauzate de activitatea lactobacililor sunt modificarile de culoare (inverzire si aparitia de pete verzi prin oxidarea nitrosohemocromului in choleomioglobina la suprafata), de gust (gust acru prin formare de acizi organici: lactic, acetic), de miros (aroma de "branza" si alte arome nespecifice ca urmare a producerii de acetoina), formare de gaz (eliberare de dioxid de carbon) si formare de mucus (biosinteza de exopoliglucide de catre L. sake si L. carnosum). (7)

Totodata, lactobacilii produc metaboliti cu caracter antimicrobian, cum ar fi acidul lactic ce actioneaza asupra bacteriilor de putrefactie gram- negative si asupra unor fungi, acidul acetic cu actiune asupra bacteriilor de putrefactie, bacteriilor sporulate anaerobe, apa oxigenata cu actiune asupra microorganismelor de alterare si patogene. Deasemenea, aceste bacterii produc metaboliti cu masa moleculara redusa de tipul reuterinei, diacetilului, acizilor grasi care au un spectru antimicrobian larg (bacterii, drojdii, mucegaiuri). Unele bacterii din genul Lactobacillus poseda activitate catalazica non-hem dependenta (L. plantarum, L. mali). Bacteriile lactice din microbiota naturala a carnii si preparatelor din carne si cele adaugate exogen sub forma de culturi starter produc enzimele nitrat si nitrit reductaza (L. pentosaceus, L. plantarum) sau numai nitrit - reductaza (L. brevis, L. sake) implicate in reducerea nitratului si nitritului.(13)

In concluzie, activitatea metabolica a bacteriilor lactice are impact pozitiv prin elaborare de metaboliti cu efect antimicrobian, bioconservativ si impact negativ prin inducerea alterarii cu modificarea caracteristicilor organoleptice si nutritive.