Milchsäurekulturen: gut für darm & lebensmittel

Milchsäurekulturen, auch bekannt als Lactobacillales, sind eine faszinierende Gruppe von Bakterien, die eine bedeutende Rolle in unserem Leben spielen. Sie sind nicht nur essentiell für die Herstellung von Lebensmitteln wie Joghurt und Käse, sondern auch für die Gesundheit unseres Darms und unserer Vaginalflora. In diesem Artikel werden wir tiefer in die Welt der Milchsäurekulturen eintauchen und ihre Eigenschaften, ihren Lebensraum, ihre Bedeutung für den Menschen und ihre vielseitige Nutzung erforschen.

Was sind Milchsäurekulturen?

Milchsäurebakterien sind grampositive, obligat anaerobe Bakterien, die Kohlenhydrate zu Milchsäure abbauen. Dieser Prozess wird als Milchsäuregärung bezeichnet. Sie sind in der Regel aerotolerant, d.h. Sie können in Gegenwart von Sauerstoff überleben, obwohl sie ihn nicht für ihren Stoffwechsel benötigen. Milchsäurebakterien kommen in vielen verschiedenen Lebensräumen vor, darunter der Verdauungstrakt von Menschen und Tieren, Milchprodukte und sogar in der Umgebung.

Eigenschaften von Milchsäurebakterien

Milchsäurebakterien sind morphologisch vielfältig. Sie können kokkenförmig (kugelförmig) oder stäbchenförmig sein und in verschiedenen Größen vorkommen. Einige Beispiele für wichtige Gattungen sind:

• Lactobacillus : Typischerweise stäbchenförmig, bekannt für ihre Rolle in der Fermentation von Milchprodukten.
• Streptococcus : Kokkenförmig, einige Arten sind pathogen, andere werden zur Herstellung von Milchprodukten eingesetzt.
• Enterococcus : Kokkenförmig, kommen im Darm vor, einige Arten sind opportunistische Krankheitserreger.
• Leuconostoc : Ovale oder eiförmige Zellen, werden zur Herstellung von Sauerkraut und anderen fermentierten Lebensmitteln verwendet.
• Weissella : Können sowohl ovoide als auch stäbchenförmige Zellen bilden, spielen eine Rolle bei der Fermentation von Lebensmitteln und der Gesundheit des Darms.

Alle Milchsäurebakterien haben einige gemeinsame Merkmale:

• Sie sind grampositiv, d.h. Sie färben sich in der Gram-Färbung blau.
• Sie können keine Endosporen bilden.
• Sie sind chemo-heterotroph, d.h. Sie gewinnen Energie aus der Oxidation organischer Verbindungen.
• Sie sind fakultativ anaerob, d.h. Sie können sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von Sauerstoff wachsen.
• Sie haben einen niedrigen GC-Gehalt in ihrer DNA.

Stoffwechsel von Milchsäurebakterien

Milchsäurebakterien sind für ihre Fähigkeit bekannt, Kohlenhydrate in Milchsäure zu fermentieren. Dieser Prozess kann in zwei Arten unterteilt werden:

Homofermentative Milchsäuregärung

Homofermentative Milchsäurebakterien produzieren als Hauptprodukt der Gärung Milchsäure. Sie besitzen das Enzym Aldolase, das ihnen ermöglicht, Glucose direkt in Pyruvat umzuwandeln. Zu den homofermentativen Arten gehören:

• Enterococcus
• Lactococcus
• Pediococcus
• Streptococcus

Heterofermentative Milchsäuregärung

Heterofermentative Milchsäurebakterien produzieren neben Milchsäure auch andere Nebenprodukte, wie Ethanol, Kohlenstoffdioxid und manchmal Essigsäure. Sie besitzen kein Aldolase-Enzym und nutzen den Pentosephosphatweg, um Kohlenhydrate zu fermentieren. Zu den heterofermentativen Arten gehören:

• Carnobacterium
• Leuconostoc
• Weissella

Die Gattung Lactobacillus ist in Bezug auf ihren Stoffwechsel nicht einheitlich. Einige Arten sind homofermentativ, andere heterofermentativ.

Vorkommen und Ökologie von Milchsäurebakterien

Milchsäurebakterien sind fast überall auf der Erde zu finden. Sie bevorzugen Lebensräume mit geringer Sauerstoffsättigung und einem ausreichenden Angebot an Nährstoffen, wie Kohlenhydraten, Aminosäuren, Vitaminen und anderen Supplinen.

Wichtige Lebensräume von Milchsäurebakterien

• Verdauungstrakt von Menschen und Tieren : Milchsäurebakterien bilden einen wichtigen Bestandteil der Darmflora und tragen zur Verdauung und Immunabwehr bei. Sie kommen auch in der Mundhöhle und der Vagina vor.
• Milch und Milchprodukte : Milchsäurebakterien sind für die Herstellung von Joghurt, Käse, Kefir und anderen Milchprodukten verantwortlich. Sie fermentieren die Lactose in der Milch und produzieren Milchsäure, die den charakteristischen Geschmack und die Konsistenz dieser Produkte verleiht.
• Fermentierte Lebensmittel : Milchsäurebakterien spielen eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Sauerkraut, Kimchi, Sauerteig und anderen fermentierten Lebensmitteln. Sie verleihen diesen Produkten ihren einzigartigen Geschmack und ihre Konsistenz und tragen zur Haltbarkeit bei.
• Pflanzen : Milchsäurebakterien kommen auch in lebenden und sich zersetzenden Pflanzen vor.
• Abwasser : Einige Milchsäurebakterien wurden auch in Abwasser gefunden.
• Marine Umgebungen : Einige Arten bevorzugen ein marines Habitat.

Die Rolle von Milchsäurebakterien in der Ökologie

Milchsäurebakterien spielen eine wichtige Rolle in verschiedenen Ökosystemen. Durch ihre Milchsäuregärung senken sie den pH-Wert in ihrem Lebensraum, was das Wachstum anderer Bakterien, wie Clostridien, Listerien oder Coliforme Bakterien, hemmt. Diese Eigenschaft macht sie zu wichtigen Akteuren bei der Lebensmittelkonservierung und der Erhaltung der Gesundheit von Menschen und Tieren.

Historische Entwicklung der Systematik von Milchsäurebakterien

Die Systematik der Milchsäurebakterien hat sich im Laufe der Zeit deutlich verändert. In den 1960er Jahren wurden sie der Familie der Lactobacteriaceae zugeordnet. In der Approved Lists of Bacterial Names von 1980 wurde diese Familie jedoch nicht mehr aufgeführt, stattdessen wurde die Familie der Lactobacillaceae eingeführt. Später wurde die Ordnung Lactobacillales durch Wolfgang Ludwig, Karl-Heinz Schleifer und William B. Whitman im Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology (Ausgabe von 2009) etabliert.

Aktuelle Systematik der Lactobacillales

Die Ordnung Lactobacillales umfasst derzeit sechs Familien mit insgesamt etwa 40 Gattungen. Einige Beispiele für Familien und ihre wichtigsten Gattungen:

Familie	Gattungen
Aerococcaceae	Aerococcus, Facklamia
Carnobacteriaceae	Alkalibacterium, Carnobacterium, Marinilactibacillus, Trichococcus
Enterococcaceae	Enterococcus, Vagococcus
Lactobacillaceae	Lactobacillus, Pediococcus
Leuconostocaceae	Leuconostoc, Weissella
Streptococcaceae	Lactococcus, Streptococcus

Die Gattung Acetoanaerobium wird zurzeit als incertae sedis (unbestimmte Position) eingestuft.

Wichtige Vertreter der Milchsäurebakterien

Einige wichtige Arten und Unterarten der Milchsäurebakterien sind:

• Lactobacillus acidophilus : Ein wichtiger Bestandteil der menschlichen Darmflora, wird als Probiotikum verwendet.
• Lactobacillus casei : Wird häufig in Joghurt und anderen Milchprodukten verwendet.
• Lactobacillus rhamnosus : Ein weiteres Probiotikum, das zur Unterstützung der Darmgesundheit eingesetzt wird.
• Streptococcus thermophilus : Wird in der Milchindustrie zur Herstellung von Joghurt und Käse verwendet.
• Streptococcus pneumoniae : Ein pathogener Erreger, der Lungenentzündungen verursachen kann.
• Streptococcus mutans : Ein wichtiger Erreger von Zahnkaries.

Bedeutung der Milchsäurebakterien für den Menschen

Milchsäurebakterien spielen eine wichtige Rolle für die menschliche Gesundheit und Ernährung.

Positive Auswirkungen auf die Gesundheit

• Darmgesundheit : Milchsäurebakterien sind ein wichtiger Bestandteil der menschlichen Darmflora. Sie tragen zur Verdauung, zur Produktion von Vitaminen und zur Immunabwehr bei. Einige Arten werden als Probiotika eingesetzt, um die Darmgesundheit zu verbessern.
• Vaginalgesundheit : Milchsäurebakterien sind auch in der Vaginalflora zu finden, wo sie dazu beitragen, ein saures Milieu zu schaffen, das das Wachstum von pathogenen Bakterien verhindert.
• Hautgesundheit : Milchsäurebakterien können in Hautzellen eingeschlossen werden und sie in multipotente Zellen umwandeln. Dies könnte zur Entwicklung neuer Behandlungen für Hauterkrankungen beitragen.

Negative Auswirkungen auf die Gesundheit

Einige Arten von Milchsäurebakterien können pathogen sein und Krankheiten verursachen. Zu den wichtigsten pathogenen Arten gehören:

• Streptococcus pneumoniae : Verursacht Lungenentzündungen, Mittelohrentzündungen und andere Infektionen.
• Streptococcus mutans : Verursacht Zahnkaries.
• Enterococcus faecalis : Kann Harnwegsinfektionen, Endokarditis und andere Infektionen verursachen.

Industrielle Nutzung

Milchsäurebakterien werden in verschiedenen Industrien eingesetzt, darunter:

• Lebensmittelindustrie : Milchsäurebakterien werden zur Herstellung von Joghurt, Käse, Kefir, Sauerkraut, Kimchi, Sauerteig und anderen fermentierten Lebensmitteln verwendet. Sie tragen zur Haltbarkeit, zum Geschmack und zur Konsistenz dieser Produkte bei.
• Kosmetikindustrie : Milchsäurebakterien werden in Kosmetikprodukten verwendet, um die Haut zu pflegen und zu schützen.
• Pharmaindustrie : Milchsäurebakterien werden als Probiotika eingesetzt, um die Darmgesundheit zu verbessern und das Immunsystem zu stärken.

Bedeutung von Milchsäurebakterien in der Milch

Milchsäurebakterien spielen eine wichtige Rolle in der Milchindustrie. Sie sind ein Indikator für die Qualität von Rohmilch. Die Milch-Güteverordnung in der EU teilt die Milch in Güteklassen ein, basierend auf der Anzahl der Keime pro Milliliter. In warmer Umgebung fermentieren Milchsäurebakterien die Lactose in der Milch und produzieren Milchsäure, was zur Verdickung der Milch führt. Daher ist es wichtig, Milch sofort nach dem Melken zu kühlen, um das Wachstum von Milchsäurebakterien zu hemmen.

Zu Milchsäurekulturen

Wo bekomme ich Milchsäurebakterien her?

Milchsäurebakterien sind in vielen verschiedenen Lebensmitteln enthalten, darunter Joghurt, Kefir, Sauerkraut, Kimchi und Sauerteig. Sie können auch als Probiotika in Form von Kapseln oder Tabletten erworben werden.

Welche Milchsäurekultur ist die beste?

Es gibt viele verschiedene Arten von Milchsäurebakterien, und jede hat ihre eigenen spezifischen Eigenschaften und Vorteile. Einige der am besten untersuchten Arten sind Lactobacillus acidophilus und Lactobacillus rhamnosus. Es gibt keine beste Milchsäurekultur, da die beste Wahl von den individuellen Bedürfnissen und Zielen abhängt.

Sind Milchsäurebakterien sicher?

Die meisten Milchsäurebakterien sind sicher für den menschlichen Verzehr. Einige Arten können jedoch pathogen sein und Krankheiten verursachen. Es ist wichtig, sich bei der Auswahl von Probiotika oder Lebensmitteln mit Milchsäurekulturen über die Inhaltsstoffe und die Herkunft der Bakterien zu informieren.

Können Milchsäurebakterien helfen, Gewicht zu verlieren?

Es gibt einige Studien, die darauf hindeuten, dass Milchsäurebakterien eine positive Rolle bei der Gewichtsabnahme spielen können. Sie können die Verdauung verbessern, den Appetit regulieren und die Aufnahme von Kalorien reduzieren. Weitere Forschung ist jedoch erforderlich, um diese Behauptungen zu bestätigen.

Können Milchsäurebakterien bei der Behandlung von Allergien helfen?

Einige Studien deuten darauf hin, dass Milchsäurebakterien bei der Behandlung von Allergien helfen können. Sie können das Immunsystem modulieren und die Entzündung reduzieren. Weitere Forschung ist jedoch erforderlich, um diese Behauptungen zu bestätigen.

Schlussfolgerung

Milchsäurekulturen sind eine vielfältige und wichtige Gruppe von Bakterien, die eine bedeutende Rolle in unserem Leben spielen. Sie sind essenziell für die Herstellung von Lebensmitteln, tragen zur Gesundheit unseres Darms und unserer Vaginalflora bei und werden in verschiedenen Industrien eingesetzt. Durch ein besseres Verständnis von Milchsäurekulturen können wir ihre Vorteile für unsere Gesundheit und Ernährung nutzen und ihre Bedeutung für die Ökologie schätzen.

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