락토바킬루스속

3. 대사

락토바실리는 호모발효를 하며, 육탄당은 해당과정에 의해 젖산이 주요 최종 산물로 대사된다. 또는 헤테로발효를 하며, 육탄당은 포스포케토라제 경로에 의해 젖산, CO₂, 아세트산 또는 에탄올이 주요 최종 산물로 대사된다.^[11] 대부분의 락토바실리는 통성혐기성 세균이며, 일부 종은 배양 배지에 헴과 메나퀴논이 존재할 경우 호흡한다.^[11] 락토바실리의 통성혐기성은 망가니즈 의존적이며, (과거 ''락토바실루스 플란타룸'')인 ''Lactiplantibacillus plantarum''에서 연구되고 설명되었다.^[12] 락토바실리는 일반적으로 성장을 위해 철을 필요로 하지 않는다.^[13]

락토바실러스과는 젖산균 (LAB)의 유일한 과로, 호모발효 및 헤테로발효 유기체를 포함한다. ''락토바실러스과''에서 호모발효 또는 헤테로발효 대사는 속의 모든 균주에 의해 공유된다.^[3][11] ''락토바실루스'' 종은 모두 호모발효를 하며, 피루브산 포름산 분해효소를 발현하지 않으며, 대부분의 종은 펜토스를 발효하지 않는다.^[3][11] ''L. crispatus''에서 펜토스 대사는 균주 특이적이며 수평 유전자 전달에 의해 획득된다.^[14]

많은 락토바실러스 속은, 몇몇 종은 당으로부터 젖산만을 생성하는 호모 젖산 발효를 사용하고, 몇몇 종은 당으로부터 알코올 또는 젖산 중 하나를 생성할 수 있는 헤테로 젖산 발효를 사용한다. 락토바실러스 속은 호흡 사슬의 완전한 결여에도 불구하고 산소 내성을 가진다. 이 산소 내성은 망가니즈 의존성이며, 락토바실루스 플란타룸 (''Lactobacillus plantarum'')에서 연구, 설명되었다. 이 속의 많은 종은 증식을 위해 철을 필요로 하지 않으며, 매우 높은 과산화 수소 내성을 가진다.

4. 유전체

락토바킬루스속의 유전체는 크기가 1.2 ~ 4.9 Mb(메가베이스)로 매우 다양하다.^[3] 따라서 단백질을 암호화하는 유전자의 수는 1,267개에서 약 4,758개(''Fructilactobacillus sanfranciscensis''와 ''Lentilactobacillus parakefiri'')에 이른다.^[15][16] 심지어 단일 종 내에서도 상당한 변이가 있을 수 있다. 예를 들어, ''L. crispatus'' 균주의 유전체 크기는 1.83 ~ 2.7 Mb, 또는 1,839 ~ 2,688개의 개방형 리딩 프레임을 갖는다.^[17] ''락토바실루스''는 유전체의 코딩 영역에 불완전하고 다양한 모티프를 가진 풍부한 복합 마이크로새틀라이트를 포함한다.^[18] 또한 많은 락토바실리가 여러 플라스미드를 포함한다. 최근 연구에 따르면 플라스미드는 락토바실리가 주어진 환경에 적응하는 데 필요한 유전자를 암호화한다.^[19]

5. 인간 건강

락토바킬루스속은 인간 건강에 다양한 영향을 미친다.

• 질 건강: 락토바실루스 종은 여성의 질내 세균총에서 중요한 역할을 하며, 젖산을 생성하여 질 내 산성 환경을 유지하고 유해균 증식을 억제한다.^[23][24]
• 병원균과의 상호작용: 락토바실루스는 칸디다 알비칸스를 비롯한 다양한 병원균의 성장을 억제하는 과산화 수소와 항균 물질을 생성한다.^{[25][26][27][29][30]}
• 프로바이오틱스: 락토바실루스는 프로바이오틱스로 사용되어 과민성 대장 증후군, 헬리코박터 파일로리 감염, 위식도 역류 질환 등의 치료에 도움을 줄 수 있다.^[31][32][4] 또한 세균성 질염 예방 및 피부염 감소에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다.^[35][9]
• 구강 건강: 일부 락토바실루스는 충치를 유발할 수 있지만, 특정 락토바실루스는 프로바이오틱스로 작용하여 구강 내 유해균 증식을 억제하고 치아 부패를 예방하는 효과를 보이기도 한다.^[36][37][38]

5. 1. 질 건강

5. 2. 병원균과의 상호작용

5. 3. 프로바이오틱스

5. 4. 구강 건강

6. 식품 생산

락토바실루스속(및 관련 속)의 종은 와인, 요구르트, 치즈, 사우어크라우트, 피클, 맥주, 사이다, 코코아, 케피어 및 기타 발효된 식품뿐만 아니라 동물 사료 및 보카시 토양 개량제 생산을 위한 제어된 발효에 산업에서 스타터 배양으로 사용된다.^[39][40] 락토바실러스속 종은 요구르트, 치즈, 사워도우 발효에서 우세하다.^[39][40]

발효에서 이들의 중요성은 식품 자체의 대사 작용과 다른 잠재적 병원성 미생물의 성장을 억제하는 것 모두에서 비롯된다. 락토바실리의 항균 및 항진균 활성은 이러한 미생물을 억제하는 박테리오신 및 저분자량 화합물의 생산에 의존한다.^[41][42]

사워도우 빵은 밀가루에 자연적으로 존재하는 박테리아를 이용하거나 물과 밀가루 배양액에서 성장하는 효모와 젖산균의 공생 배양체인 "스타터 배양"을 사용하여 자발적으로 만들어진다.^[43] 박테리아는 당을 젖산으로 대사하여 환경의 pH를 낮추고 요구르트, 사우어크라우트 등과 관련된 특징적인 신맛을 생성한다.

많은 전통적인 피클 공정에서 채소는 소금물에 담그고, 내염성 락토바실리가 채소에서 발견되는 천연 당을 섭취한다. 결과적으로 소금과 젖산의 혼합은 곰팡이와 같은 다른 미생물에게는 적대적인 환경이므로 채소는 보존되어 오랫동안 섭취할 수 있다.^[44]

락토바실리, 특히 페디오코키 및 ''L. 브레비스''는 가장 흔한 맥주 부패 미생물 중 일부이다. 그러나 그들은 벨기에 람빅 및 미국 와일드 에일과 같은 사워 맥주 생산에 필수적이며, 맥주에 독특한 신맛을 부여한다.^[45]

과학자 일리아 메치니코프는 LAB, 식품과의 연관성 및 프로바이오틱스로의 가능한 사용에 대한 연구로 1908년에 노벨상을 수상했다.^[46]

6. 1. 김치와 락토바실루스

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