Lactococcus Lactis, auch bekannt als L. Lactis, ist ein grampositives, unbewegliches, nicht sporenbildendes Bakterium, das häufig in Milchprodukten wie Milch und Käse vorkommt. Es gehört zur Gattung Lactococcus, die zur Familie der Streptococcaceae gehört. L. lactis wird in der Lebensmittelindustrie häufig zur Herstellung verschiedener Milchprodukte verwendet und ist daher ein wirtschaftlich wichtiges Bakterium. In den letzten Jahren hat es aufgrund seiner Fähigkeit zur Herstellung nützlicher Verbindungen und seines Potenzials als Abgabesystem für therapeutische Wirkstoffe auch im Bereich der Biotechnologie an Aufmerksamkeit gewonnen.
Lactococcus Lactis wurde erstmals 1873 vom französischen Chemiker Joseph Lister isoliert und beschrieben und zunächst als Streptococcus Lactis klassifiziert. Später, im Jahr 1917, wurde das Bakterium vom dänischen Mikrobiologen Einar Chr. in Lactococcus lactis umklassifiziert. Hansen basiert auf seinen einzigartigen Eigenschaften. Dieses Bakterium wird wie folgt klassifiziert:
| Königreich | Bakterien |
|---|---|
| Stamm | Firmicutes |
| Klasse | Bazillen |
| Befehl | Lactobacillales |
| Familie | Streptococcaceae |
| Gattung | Laktokokken |
| Spezies | Lactococcus lactis |
Lactococcus Lactis hat zwei Unterarten: L. Lactis Subsp. Lactis und L. Lactis Subsp. Cremoris. Diese Unterarten lassen sich anhand ihrer Fähigkeit unterscheiden, Laktose zu fermentieren und Milchsäure zu produzieren. L. lactis subsp. cremoris wird häufig bei der Käseherstellung verwendet, während L. lactis subsp. Lactis wird zur Herstellung fermentierter Milchprodukte verwendet.
Lactococcus lactis ist ein kleines, kugelförmiges Bakterium mit einem Durchmesser von 0,5–1,5 μm. Es ist unbeweglich und bildet keine Sporen. Die Zellwand von L. lactis besteht aus Peptidoglycan, was ihr eine grampositive Färbeeigenschaft verleiht. Es enthält außerdem Teichonsäuren, die für seine Fähigkeit verantwortlich sind, an Oberflächen zu haften und Biofilme zu bilden. Die Zellmembran von L. lactis besteht aus einer Phospholipid-Doppelschicht und enthält verschiedene Transportproteine, wie zum Beispiel Laktosepermease, die für den Transport von Nährstoffen in die Zelle verantwortlich sind.
Lactococcus lactis ist ein fakultativ anaerober Mensch, das heißt, er kann sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Bedingungen überleben. Es nutzt hauptsächlich Glukose als Energiequelle und erzeugt durch Fermentation Milchsäure als Nebenprodukt. Dieser Vorgang wird Homofermentation genannt. L. lactis kann auch andere Zucker wie Laktose, Galaktose und Fruktose metabolisieren und verschiedene Metaboliten wie Acetoin, Diacetyl und Ethanol produzieren. Diese Metaboliten tragen zum Geschmack und Aroma fermentierter Milchprodukte bei.
Lactococcus lactis spielt in der Lebensmittelindustrie, insbesondere bei der Herstellung von Milchprodukten, eine entscheidende Rolle. Es wird der Milch zugesetzt, um den Fermentationsprozess einzuleiten, der zur Herstellung verschiedener Milchprodukte wie Käse, Joghurt und Buttermilch führt. L. lactis ist für die Umwandlung von Laktose, dem Hauptzucker der Milch, in Milchsäure verantwortlich, die den pH-Wert senkt und ein saures Milieu schafft, das das Wachstum schädlicher Bakterien hemmt. Dieser Prozess trägt auch zum charakteristischen würzigen Geschmack fermentierter Milchprodukte bei. Darüber hinaus verbessern die von L. lactis während der Fermentation produzierten Metaboliten den Geschmack, die Textur und den Nährwert dieser Produkte.
Abgesehen von seiner Rolle in der Lebensmittelindustrie hat Lactococcus lactis aufgrund seiner Fähigkeit, verschiedene Verbindungen mit potenziellem Gesundheitsnutzen herzustellen, auch im Bereich der Biotechnologie Aufmerksamkeit erregt. Dazu gehören antimikrobielle Peptide, Bakteriozine und Exopolysaccharide. L. lactis wurde auch genetisch verändert, um therapeutische Proteine wie Insulin und Wachstumshormone zu produzieren, was es zu einem vielversprechenden Kandidaten für die Verwendung als Abgabesystem für diese Wirkstoffe macht. Darüber hinaus ist es aufgrund seiner Fähigkeit, im Magen-Darm-Trakt zu überleben, ein potenzielles Probiotikum, das dem Verbraucher zahlreiche gesundheitliche Vorteile bietet.
Die vollständige Genomsequenz von Lactococcus lactis wurde erstmals 2001 veröffentlicht und es wurde festgestellt, dass sie aus einem einzelnen kreisförmigen Chromosom mit 2.530.000 Basenpaaren besteht. Dieses Genom enthält etwa 2.500 Gene, darunter auch diejenigen, die für seine Stoffwechselfähigkeiten und seine Stressreaktion verantwortlich sind. L. lactis lässt sich auch genetisch manipulieren, was ihn zu einem wesentlichen Modellorganismus für die Untersuchung verschiedener genetischer Prozesse wie der Genexpression und -regulation macht.
Lactococcus lactis ist ein vielseitiges Bakterium, das sich an verschiedene Umweltbedingungen anpassen kann. Es kommt häufig in Milchprodukten vor, kann aber auch in anderen Lebensräumen überleben, beispielsweise im Boden, in Pflanzen und im Magen-Darm-Trakt von Tieren. L. lactis hat Mechanismen entwickelt, um in unterschiedlichen Umgebungen zu überleben, beispielsweise seine Fähigkeit, verschiedene Zucker als Energiequellen zu nutzen und hohe Säure- und Salzwerte zu tolerieren. Diese Anpassungsfähigkeit macht es zu einem unverzichtbaren Bakterium sowohl in der Milchindustrie als auch zu seinem potenziellen Einsatz in der Biotechnologie.
Obwohl Lactococcus lactis allgemein als sicher gilt, haben einige Stämme nachweislich probiotische Eigenschaften und bieten gesundheitliche Vorteile für den Menschen. Dazu gehört seine Fähigkeit, die Laktoseverdauung zu verbessern, den Cholesterinspiegel zu senken und das Immunsystem zu stärken. L. lactis wurde auch auf sein Potenzial zur Vorbeugung und Behandlung verschiedener Magen-Darm-Erkrankungen wie entzündlichen Darmerkrankungen und Clostridium-difficile-Infektionen untersucht.
Lactococcus lactis ist ein vielseitiges Bakterium mit vielen wichtigen Rollen in der Lebensmittelindustrie, Biotechnologie und der menschlichen Gesundheit. Seine Fähigkeit, nützliche Verbindungen zu produzieren, sich an unterschiedliche Umgebungen anzupassen und seine Unbedenklichkeit für den menschlichen Verzehr machen es zu einem wertvollen Organismus für verschiedene Anwendungen. Weitere Forschungen zu L. lactis und seinen genetischen Prozessen werden unser Verständnis dieses Bakteriums und seiner möglichen Verwendungsmöglichkeiten in der Zukunft weiter erweitern.
