Lactococcus lactis, ook bekend als L. lactis, is een Gram-positieve, niet-beweeglijke, niet-sporenvormende bacterie die vaak wordt aangetroffen in zuivelproducten zoals melk en kaas. Het is een lid van het geslacht Lactococcus, dat behoort tot de familie Streptococcaceae. L. lactis wordt veel gebruikt in de voedingsmiddelenindustrie voor de productie van diverse zuivelproducten, waardoor het een economisch belangrijke bacterie is. De afgelopen jaren heeft het ook aandacht gekregen op het gebied van de biotechnologie vanwege zijn vermogen om heilzame verbindingen te produceren en zijn potentieel als afgiftesysteem voor therapeutische middelen.
Lactococcus lactis werd voor het eerst geïsoleerd en beschreven door de Franse chemicus Joseph Lister in 1873, en werd aanvankelijk geclassificeerd als Streptococcus lactis. Later, in 1917, werd de bacterie door de Deense microbioloog Einar Chr. opnieuw geclassificeerd als Lactococcus lactis. Hansen gebaseerd op zijn unieke kenmerken. Deze bacterie is als volgt geclassificeerd:
| Koninkrijk | Bacteriën |
|---|---|
| Stam | Firmicutes |
| Klas | Bacilli |
| Volgorde | Lactobacillalen |
| Familie | Streptococcaceae |
| Geslacht | Lactokok |
| Soort | Lactococcus lactis |
Lactococcus lactis heeft twee ondersoorten: L. lactis subsp. lactis en L. lactis subsp. cremoris. Deze ondersoorten kunnen worden onderscheiden op basis van hun vermogen om lactose te fermenteren en melkzuur te produceren. L. lactis subsp. cremoris wordt vaak gebruikt bij de productie van kaas, terwijl L. lactis subsp. lactis wordt gebruikt voor de productie van gefermenteerde melkproducten.
Lactococcus lactis is een kleine, bolvormige bacterie met een diameter van 0,5-1,5 μm. Het is niet beweeglijk en vormt geen sporen. De celwand van L. lactis is samengesteld uit peptidoglycaan, waardoor het een Gram-positieve kleuringseigenschap heeft. Het bevat ook teichoïnezuren, die verantwoordelijk zijn voor het vermogen om zich aan oppervlakken te hechten en biofilms te vormen. Het celmembraan van L. lactis bestaat uit een dubbellaag van fosfolipiden en bevat verschillende transporteiwitten, zoals lactosepermease, die verantwoordelijk zijn voor het transport van voedingsstoffen naar de cel.
Lactococcus lactis is een facultatieve anaerobe, wat betekent dat hij zowel in aerobe als anaerobe omstandigheden kan overleven. Het gebruikt voornamelijk glucose als energiebron en produceert door fermentatie melkzuur als bijproduct. Dit proces staat bekend als homofermentatie. L. lactis kan ook andere suikers metaboliseren, zoals lactose, galactose en fructose, en verschillende metabolieten produceren, zoals acetoïne, diacetyl en ethanol. Deze metabolieten dragen bij aan de smaak en het aroma van gefermenteerde zuivelproducten.
Lactococcus lactis speelt een cruciale rol in de voedingsmiddelenindustrie, vooral bij de productie van zuivelproducten. Het wordt aan melk toegevoegd om het fermentatieproces op gang te brengen, wat resulteert in de productie van verschillende zuivelproducten zoals kaas, yoghurt en karnemelk. L. lactis is verantwoordelijk voor het omzetten van lactose, de primaire suiker in melk, in melkzuur, waardoor de pH daalt en een zure omgeving ontstaat die de groei van schadelijke bacteriën remt. Dit proces draagt ook bij aan de karakteristieke pittige smaak van gefermenteerde zuivelproducten. Bovendien verbeteren de metabolieten die door L. lactis tijdens de fermentatie worden geproduceerd de smaak, textuur en voedingswaarde van deze producten.
Afgezien van zijn rol in de voedingsindustrie heeft Lactococcus lactis aandacht gekregen op het gebied van de biotechnologie vanwege zijn vermogen om verschillende verbindingen te produceren met potentiële gezondheidsvoordelen. Deze omvatten antimicrobiële peptiden, bacteriocines en exopolysachariden. L. lactis is ook genetisch gemodificeerd om therapeutische eiwitten te produceren, zoals insuline en groeihormonen, waardoor het een veelbelovende kandidaat is voor gebruik als toedieningssysteem voor deze middelen. Bovendien maakt het vermogen om te overleven in het maag-darmkanaal het tot een potentieel probioticum, dat de consument talloze gezondheidsvoordelen biedt.
De volledige genoomsequentie van Lactococcus lactis werd voor het eerst gepubliceerd in 2001 en bleek te bestaan uit een enkel circulair chromosoom van 2.530.000 basenparen. Dit genoom bevat ongeveer 2.500 genen, waaronder de genen die verantwoordelijk zijn voor de metabolische capaciteiten en de stressreactie. L. lactis is ook vatbaar voor genetische manipulatie, waardoor het een essentieel modelorganisme is voor het bestuderen van verschillende genetische processen, zoals genexpressie en regulatie.
Lactococcus lactis is een veelzijdige bacterie die zich kan aanpassen aan verschillende omgevingsomstandigheden. Het wordt vaak aangetroffen in zuivelproducten, maar kan ook overleven in andere habitats, zoals de bodem, planten en het maag-darmkanaal van dieren. L. lactis heeft mechanismen ontwikkeld om in verschillende omgevingen te overleven, zoals het vermogen om verschillende suikers als energiebronnen te gebruiken en om hoge niveaus van zuurgraad en zout te tolereren. Dit aanpassingsvermogen maakt het tot een essentiële bacterie in zowel de zuivelindustrie als het potentiële gebruik ervan in de biotechnologie.
Hoewel Lactococcus lactis over het algemeen als veilig wordt beschouwd, is aangetoond dat sommige stammen probiotische eigenschappen bezitten en gezondheidsvoordelen voor de mens bieden. Deze omvatten het vermogen om de vertering van lactose te verbeteren, het cholesterolgehalte te verlagen en het immuunsysteem te versterken. L. lactis is ook onderzocht vanwege zijn potentieel om verschillende gastro-intestinale stoornissen te voorkomen en te behandelen, zoals inflammatoire darmaandoeningen en Clostridium difficile-infectie.
Lactococcus lactis is een veelzijdige bacterie met veel belangrijke rollen in de voedingsindustrie, biotechnologie en de menselijke gezondheid. Het vermogen om nuttige verbindingen te produceren, zich aan verschillende omgevingen aan te passen en de veiligheid voor menselijke consumptie maken het tot een waardevol organisme voor verschillende toepassingen. Verder onderzoek naar L. lactis en zijn genetische processen zal ons begrip van deze bacterie en zijn potentiële toepassingen in de toekomst blijven vergroten.
