Propionibacterium freudenreichii — это грамположительная , неподвижная бактерия, которая играет важную роль в создании сыра Эмменталь и, в некоторой степени, сыра Ярлсберг , Лердаммера и Маасдама . Ее концентрация в сырах швейцарского типа выше, чем в любых других сырах. Propionibacterium обычно встречаются в молоке и молочных продуктах, хотя их также извлекали из почвы. P. freudenreichii имеет кольцевую хромосому длиной около 2,5 Мб. При производстве сыра Эмменталь P. freudenreichii ферментирует лактат с образованием ацетата , пропионата и углекислого газа.
(3 C 3 H 6 O 3 → 2 C 2 H 5 CO 2 + C 2 H 3 O 2 + CO 2 ). [2]
Продукты этой ферментации способствуют ореховому и сладкому вкусу сыра, а побочный продукт углекислого газа отвечает за образование отверстий или « глазков » в сыре. Сыроделы контролируют размер отверстий, изменяя кислотность, температуру и время выдержки смеси. По оценкам, в одном грамме Эмменталя содержится один миллиард живых клеток P. freudenreichii . В отличие от большинства молочнокислых бактерий , эта бактерия в основном расщепляет липиды, образуя свободные жирные кислоты. Недавние исследования были сосредоточены на возможных преимуществах, получаемых от потребления P. freudenreichii , которые, как считается, очищают желудочно-кишечный тракт. [3] Также было высказано предположение, что P. freudenreichii , возможно, снижает заболеваемость раком толстой кишки . [4] [5] Эти мутуалистические отношения необычны для пропионибактерий , которые в значительной степени являются комменсальными .
Производительность и рост P. freudenreichii в значительной степени зависят от присутствия Lactobacillus helveticus , которая обеспечивает незаменимые аминокислоты. Распад L. helvecticus высвобождает множество аминокислот и пептидов . В то время как было обнаружено, что P. freudenreichii растет даже в отсутствие L. helvecticus , некоторые штаммы бактерий лизируются в отсутствие глутамина , лизина или тирозина . [6] Было высказано предположение, что автолиз P. freudenreichii дополнительно способствует вкусу сыра Эмменталь. Условия, приводящие к автолизу этой бактерии, недостаточно известны. [7]
Propionibacterium freudenreichii был впервые обнаружен и изолирован в начале 20-го века Эдуардом фон Фройденрайхом и Сигурдом Орла-Йенсеном. Они обнаружили бактерию, изучая ферментацию пропионовой кислоты в сыре Эмменталь. Ее род назван в честь пропионовой кислоты, которую производит эта бактерия. Вид freudenreichii назван в честь фон Фройденрайха. [8]
Сами клетки чаще всего принимают форму плеоморфных (способных принимать различные формы) палочек (0,2–1,5 микрометра *, 1–5 микрометров), но они также могут быть кокковидными, двураздельными, разветвленными или нитевидными. Длина клетки может достигать 20 микрометров. [9] При выращивании на твердых средах образующиеся колонии могут выглядеть гладкими, выпуклыми или шероховатыми. При выращивании на жидких средах можно наблюдать колонии, кажущиеся зернистыми и различающиеся по размеру. Колонии могут довольно сильно различаться по цвету: они были замечены как красные, розовые, оранжевые, желтые, серые и белые. P. freudenreichii является грамположительной и неподвижной. [10] Одной из отличительных особенностей этой бактерии является то, что она производит большое количество пропионовой и уксусной кислот. Он может ферментировать сахара и полигидроксиспирты, а также лактат при условии, что поблизости есть бактерии, которые производят его путем собственной ферментативной деятельности (это известно как вторичное брожение). Он также может производить изовалериановую, муравьиную, янтарную или молочную кислоты, а также углекислый газ (хотя все они секретируются в меньших количествах, чем другие вещества, которые он производит). [10] Некоторые штаммы бактериальных клеток имеют поверхностные белки: они действуют как закваска для созревания сыра. В зависимости от штамма могут присутствовать различные клеточные придатки, у некоторых штаммов были обнаружены пили. [11]
Значение ДНК-кодирования P. freudenreichii составляет 2 321 778 п.н. (87,64% генома). Сам геном имеет круглую форму. Его геном имеет одну завершенную хромосому без плазмид. Геном имеет размер 2 649 166 нуклеотидов. Содержание G/C в геноме составляет 67,34%. [12]
Propionibacterium freudenreichii, пожалуй, наиболее известен своим использованием в производстве сыров, особенно швейцарского сыра. [ необходима цитата ]
Одной из областей интриги, окружающих эту бактерию, было ее потенциальное использование в качестве пробиотика . P. freudenreichii производит бифидогенетическое соединение, которое помогает стимулировать рост бифидобактерий . [13] На молекулярном уровне недавние исследования показали, что поверхностные белки P. freudenreichii прилипают к клеткам кишечника человека. Это связывание поверхностных белков позволяет затем выполнять определенные функции, такие как модуляция высвобождения цитокинов клетками кишечника человека. [14]