cibum team
Τα βακτήρια προπιονικού οξέος (PAB) είναι ένας όρος ομπρέλα για μια ομάδα βακτηρίων με την ικανότητα να παράγουν προπιονικό οξύ. Στο παρελθόν, λόγω αυτού του κοινού χαρακτηριστικού και άλλων φαινοτυπικών ομοιοτήτων, τα γενετικά ετερογενή βακτήρια θεωρούνταν ως ένα μόνο γένος, το Propionibacterium. Τα μέλη αυτού του γένους κυμαίνονταν από τα «γαλακτοκομικά προπιονικά βακτήρια», τα οποία είναι ευρέως γνωστά για τον ρόλο τους στον σχηματισμό των «ματιών» και της γεύσης στην παραγωγή τυριού (πχ emmental), έως τα «δερματικά προπιονικά βακτήρια», τα οποία σχετίζονται κυρίως με το ανθρώπινο δέρμα.
Το 2016, η εισαγωγή δύο νέων γενών βασισμένων σε γονότυπα δεδομένα διευκόλυνε τον σαφή διαχωρισμό αυτών του ανθρώπινου δέρματος (Cutibacterium spp) από το PAB γαλακτοκομικών προϊόντων (Propionibacterium spp, Acidipropionibacterium spp). Υπό το φως αυτών των ταξινομικών αλλαγών, αλλά με ιδιαίτερη έμφαση στα PAB γαλακτοκομικών προϊόντων, μελετήσαμε την δημοσίευση – ανασκόπηση που περιγράφει την τρέχουσα κατάσταση της γνώσης σχετικά με τις μεταβολικές οδούς και άλλα χαρακτηριστικά, όπως η αντοχή στα αντιβιοτικά και οι λοιμογόνοι παράγοντες των PAB. Επιπλέον, επανεξετάζονται οι μέθοδοι καλλιέργειας, ανίχνευσης και αρίθμησης, ενσωματώνοντας την τρέχουσα ταξινόμηση καθώς και τις δυνατότητες για συνήθεις εφαρμογές.
- ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Η πρώτη καταγραφή και ”εμφάνιση” βακτηρίων προπιονικού οξέος (PAB) μπορεί να χρονολογηθεί το 1878, όταν ο Fitz διεξήγαγε το έργο του στη βιοχημεία του προπιονικού οξέος και τα PAB. Μετά από αυτή τη μελέτη, αυτή η βακτηριακή ομάδα αγνοήθηκε μέχρι περίπου 25 χρόνια αργότερα, όταν ο von Freudenreich και ο Orla-Jensen διερεύνησαν τη ζύμωση προπιονικού οξέος. Αυτοί οι συγγραφείς ήταν επίσης οι πρώτοι που απομόνωσαν τις καθαρές καλλιέργειες από το τυρί emmental. Σε αυτό το σημείο, το μεγαλύτερο μέρος της έρευνας αφορούσε τις επιπτώσεις του γαλακτοκομικού PAB στην παραγωγή τυριού και το ζήτημα της ταξινόμησης (Hettinga & Reinbold, 1972b). Ο Virtanen έστρεψε την προσοχή του περισσότερο στην κατανόηση των χημικών μηχανισμών της ζύμωσης προπιονικού οξέος και το 1928, ο Van Niel αναγνώρισε οκτώ είδη μετά από ανασκόπηση παλαιότερων έργων και εκπόνηση των δικών του ερευνών (Hettinga & Reinbold, 1972b; Stackebrandt et al., 2006). Ωστόσο, η μεγαλύτερη συμβολή στη διερεύνηση των ζυμωτικών ικανοτήτων του PAB έγινε από τους Wood και Werkman, και ακόμη και σήμερα, η μεταβολική οδός της μείωσης του πυροσταφυλικού στο προπιονικό αναφέρεται ως κύκλος Wood -Werkman. Έκτοτε, πολλές νέες γνώσεις σχετικά με το PAB, αλλά και για μεμονωμένα είδη, ήρθαν στο φως, και τα γένη καθώς και τα είδη αναδιαρθρώθηκαν και επαναταξινομήθηκαν σε πολλές περιπτώσεις. Η τελευταία ανακατάταξη, πάνω στην οποία βασίζεται η σημερινή ταξινόμηση, έγινε το 2016.
2 ΤΑΞΟΝΟΜΙΑ
Τα PAB ανήκουν στο φάσμα των Actinobacteria με υψηλή περιεκτικότητα σε GC περίπου 57-70% του γονιδιώματός τους. Η οικογένεια των Propionibacteriaceae περιέχει 25 γένη. Μεταξύ αυτών, τρία αναγνωρίζονται ως PAB: Acidipropionibacterium spp, Cutibacterium spp και Propionibacterium spp. Οι Scholz και Kilian πρότειναν επίσης ένα τέταρτο γένος, το Pseudopropionibacterium, με δύο εκπροσώπους, αλλά παρά τη δημοσίευση του άρθρου, το όνομα δεν θεωρείται έγκυρο και τα δύο είδη αποδίδονται επί του παρόντος στο γένος Arachnia, δηλαδή, Arachnia propionica και Arachnia rubra. Πριν από την τρέχουσα έγκυρη ταξινόμηση του PAB σε τρία γένη το 2016, όλα τα PAB … ανήκαν στο γένος Propionibacterium (Scholz & Kilian, 2016). Καθώς τα πρώτα προπιονικά βακτήρια απομονώθηκαν από το τυρί και το περιβάλλον των γαλακτοκομικών και βοοειδών, η ονομασία «βακτήρια γαλακτοκομικού προπιονικού οξέος» εξελίχθηκε. Σήμερα, ορισμένα μέλη των γενών Propionibacterium και Acidipropionibacterium αναφέρονται ως “κλασικά” ή “γαλακτοκομικά” PAB, παρόλο που δεν βρίσκονται όλα τα μέλη στο γαλακτοκομικό περιβάλλον. Το γένος Cutibacterium θεωρούνταν από καιρό ως Corynebacterium, μέχρι που το 1946 αποδείχθηκε ότι το προπιονικό οξύ είναι ένα σημαντικό τελικό προϊόν του μεταβολισμού του, το οποίο οδήγησε στην κατανομή του ως Propionibacterium. Στη συνέχεια, τα μέλη αυτού του γένους αναφέρονταν συχνά ως «δερματικά προπιοβακτηρίδια» λόγω της σύνδεσής τους με το ανθρώπινο δέρμα.
Όσον αφορά τον μεταβολισμό σακχάρων, οι ικανότητες εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από το στέλεχος, αλλά όλα τα PAB μπορούν να ζυμώσουν μια ποικιλία ουσιών, συμπεριλαμβανομένων των υδατανθράκων, των πολυολών και των οργανικών οξέων. Τα περισσότερα PAB είναι σε θέση να χρησιμοποιήσουν σάκχαρα όπως λακτόζη, γαλακτόζη ή d-γλυκόζη, αλλά και αλκοόλες όπως η γλυκερόλη. Όσον αφορά τις απαιτήσεις σε άζωτο, το P. freudenreichii είναι πρωτότροφο για όλα τα αμινοξέα και τα νουκλεοτίδια, ενώ όσον αφορά τις βιταμίνες, ορισμένα στελέχη PAB απαιτούν μόνο παντοθενικό άλας και βιοτίνη, ενώ άλλα χρειάζονται επιπλέον θειαμίνη και π-αμινοβενζοϊκό οξύ (Falentin et al., 2010a). Ο Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology αναφέρει ότι περισσότερο από το 90% των στελεχών P. freudenreichii είναι ικανά για αραβινόζη, ερυθριτόλη, εσκουλίνη, φρουκτόζη, γαλακτόζη, γλυκόζη, γλυκερίνη και αποικοδόμηση μαννόζης. Επιπλέον, οι Patrick & McDowell (2012) ανέφεραν ότι μεταξύ 40% και 90% του P. freudenreichii ήταν σε θέση να αποικοδομήσουν την αδονιτόλη, την ινοσιτόλη και τη ριβόζη, ενώ το 10-40% θα μπορούσε να υποβαθμίσει τη λακτόζη και τη μελιβιόζη. Οι Loux et al. (2015) αποκάλυψε ότι ο αριθμός των σακχάρων που χρησιμοποιήθηκαν από τα διαφορετικά στελέχη του P. freudenreichii στη μελέτη τους κυμάνθηκε από 10 έως 15. Επιπλέον, κάθε στέλεχος εμφάνισε ένα μοναδικό προφίλ ζύμωσης. Τα ποσοστά που δίνονται από το Bergey’s Manual για τη χρήση σακχάρων από τα διάφορα στελέχη δεν μπορούν να επιβεβαιωθούν, καθώς, για παράδειγμα, όλα τα στελέχη που δοκιμάστηκαν ήταν ικανά να ζυμώσουν ριβόζη. Παρόμοια εικόνα μπορεί να παρατηρηθεί για τον καταβολισμό της λακτόζης. Ωστόσο, τα περισσότερα στελέχη προέρχονται από το τυρί και το περιβάλλον τυριού και ως εκ τούτου μπορούν νε έχουν υποστεί εξημέρωση. Ανακύπτει το ερώτημα, εάν αυτή η αλλαγή μπορεί να θεωρηθεί ως εξέλιξη με την πάροδο του χρόνου ή αντ ‘αυτού λόγω διαφορετικής επιλογής στελέχους, σημειώνοντας ότι σε δημοσιεύματα από τα τέλη της δεκαετίας του 1990, ο P. freudenreichii εξακολουθούσε να θεωρείται ακατάλληλος για ζύμωση λακτόζης (Piveteau, 1999).
Διαβάστε όλο το άρθο ΕΔΩ
Πηγή: Onlinelibrary
Ακολουθήστε το Cibum 
