不可思议的微生物奇迹:Lactiplantibacillus plantarum如何在肠道内展现超强耐酸性?

Lactiplantibacillus plantarum(之前名为Lactobacillus arabinosus与Lactobacillus plantarum)是乳酸菌属中的一个广泛存在的成员,常见于许多发酵食品和厌氧植物物质中。此细菌最早是从唾液中分离出来的。根据其能够暂时在植物、昆虫肠道以及脊椎动物的肠道中生存的特性,它被指定为游牧生物。 L. plantarum属于革兰氏阳性、杆状细菌,形状呈杆状,长度约为3到8微米,直径为0.9到1.2微米,通常单独、成对或成短链存在。

L. plantarum拥有乳酸菌中最大的基因组之一,并且是一种非常灵活且多才多艺的物种。据估计,它的生长范围包括pH值3.4至8.8。它能在12°C到40°C的温度范围内繁殖。在4°C的冷藏条件下,L. plantarum的存活数量保持较高,而在室温下(约25°C)则显示出显著减少。

代谢过程

Lactiplantibacillus plantarum属于兼性厌氧性革兰氏阳性细菌,即使在15°C时仍能生长,但在45°C下则无法繁殖。它会产生乳酸的两种异构体。许多乳酸菌,包括L. plantarum,具有特殊之处,即它们能够呼吸氧气,并在生长介质中若存在血红素和甲萘醌时会表现出色素细胞。如果缺少这两者,氧气则会被NADH过氧化酶消耗,这一过程中会生成过氧化氢,最终产生水。在这一过程中,过氧化氢被假定为一种武器,用来排除竞争细菌的食物来源。

基因组结构

L. plantarum WCFS1的基因组测序揭示了更多分子细节。该染色体包含3,308,274个碱基对,GC含量为44.45%,平均蛋白质数量为3063。根据威根根中心的实验,L. plantarum WCFS1的rRNA数量为15,tRNA数量为70。

产品应用

青贮

Lactiplantibacillus plantarum是青贮接种剂中最常见的细菌。在青贮的厌氧条件下,这些生物迅速主导微生物群体,并在48小时内开始产生乳酸和醋酸,进一步减少竞争者的数量。在这些条件下,L. plantarum高产异源蛋白的菌株被认为具有高度竞争力,这使得它可以被用作有效的生物预处理剂。

食品产品

Lactiplantibacillus plantarum常见于乳制品、肉类等多种蔬菜发酵产品,包括酸菜、腌黄瓜、腌橄榄、韩式泡菜、奈及利亚Ogi、酵母面包等。这种细菌在食品中的高含量也使其成为开发益生菌的理想候选者。根据2008年Juana Frias等人的研究,L. plantarum被应用于减少豆类粉的过敏反应性,结果显示与其他微生物相比,L. plantarum发酵的豆类粉显示出96-99%的IgE免疫反应性减少。

治疗应用

由于L. plantarum的丰富性、人体来源的特性及易于生长,这种细菌已被测试其健康效益,并被认定为益生菌。 L. plantarum具有显著的抗氧化活性,并有助于维持肠道通透性。它能够抑制肠道内产气细菌的生长,对于某些患有肠易激综合症的病人可能有益,并有助于创造微生物平衡,稳定消化酶模式。

抗微生物性质

L. plantarum能够产生抗微生物物质,这帮助它在人体肠道内生存。这些抗微生物物质对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌表现出显著的效果。

针对艾滋病相关疾病的活动

在初始HIV感染的情况下,肠道被发现是免疫活动的主要中心。肠道免疫系统的Paneth细胞通过产生白介素1β(IL-1β)来攻击HIV,这会造成广泛的组织损伤,表现为严重的腹泻。肠道内部的破坏使真菌病原体入侵,例如隐球菌,从而导致艾滋病相关疾病的发生。研究显示,L. plantarum能够减少(摧毁)IL-1β,从而解决炎症,并在数小时内加速肠道的修复。

结语

Lactiplantibacillus plantarum在微生物界中无疑是一种独特且神奇的存在,其强大的耐酸性和多种应用使其成为研究的热点。作为潜在的益生菌,它的生活历程也提醒我们,肠道健康在整体健康中的重要性。我们是否能更深入了解这些微生物,并充分利用它们的潜力呢?

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