乳酸乳球菌 Lactococcus Lactis 的重要性

乳酸乳球菌 Lactococcus Lactis 的分類地位

Lactococcus lactis 是屬於乳酸球菌屬(Lactococcus),分為四個亞種,為L. lactis subsp.cremoris、L. lactis subsp.lactis、L. lactis subsp.hordniae 和 L. lactis subsp.diacetylactis。最初發現這株菌的時候,是沒有乳酸球菌這個屬的,所以當時這株菌是被歸類在鏈球菌屬裡面。後來因為分類方法的進步和改進,並經過科學家更深入的研究,認為這株菌跟鏈球菌屬裡面的菌,在細胞壁的構造、脂肪酸的組成和16S rRNA的序列上有所不同,認為有必要將這株菌從鏈球菌屬分離出來,放在一個全新的菌屬──乳酸球菌屬裡面。其實鏈球菌屬和乳酸球菌屬最大的不同是,乳酸球菌屬裡的菌都不會造成任何疾病,而鏈球菌屬裡面的則大部份為致病菌。這也是這株菌會從鏈球菌屬裡面分離出來的另一個原因。因為他不具有致病性。 

乳酸乳球菌 Lactococcus Lactis 的自然棲息地

L. lactis 最主要的棲息地是在植物體上面,例如:牧草。也常見於一般的農作物上,像是玉米、白菜、萵苣、豌豆、黃瓜、馬鈴薯等等。其次另一個重要的棲息地是酪農製品,像是起司、生乳。 

乳酸乳球菌 Lactococcus Lactis 的大小型態

L. lactis 為革蘭氏陽性的球菌,大小約0.5至1.5μm。這株菌不會形成內胞子,不具有鞭毛所以也不會移動。在型態上,會以成對或短鏈的形式出現,不會向鏈球菌屬一樣形成很長的一串。

乳酸乳球菌 Lactococcus Lactis 的應用

L. lactis 被美國食品藥物管理局和世界衛生組織認定為GRAS(General recongnized as safe ),是相當安全的食品微生物。所以常被用在食品工業裡面。在食品工業裡面的應用又主要分為兩個主要的部份,發酵產業及食品保存。先介紹發酵產業。首先這株菌可以把乳糖發酵成乳酸,這是屬於醣類的代謝,通常在碳源充足的情況下,是會形成homolactic fermentation,就是以乳酸為主要最終產物。若在乳製品裡面加一些乳糖去發酵的話,產生的乳酸可以去抑制其他會造成乳製品的腐敗的菌,間接達到保存的功效。再來這株菌也可以用來發酵起司,這是屬於蛋白質的代謝。L. lactis 細胞壁的上有特殊的運輸蛋白,會把起司的裡面特定蛋白運到菌體裡面,而菌體裡面具有一些蛋白脢可以把蛋白質分解成短肽鏈或是胺基酸。而在起司成熟的後期,L. lactis因為過度生長會死亡而破裂掉,這時就會釋放出這些短肽鏈、胺基酸以及蛋白脢。蛋白脢會繼續分解起司,而這些胺基酸和短肽鏈就會造成起司不同的風味。再來介紹食品保存。L. lactis 某些strain會分泌細菌素(bacteriocin)。細菌素是微生物分泌的一種物質,可以抑制或殺死親源關係相近的微生物。前面提到過,L. lactis 為一種相當安全的食用微生物,所以它所分泌的細菌素可以說是對人類沒有傷害的。

乳酸乳球菌 Lactococcus Lactis 的細菌素 Nisin

Nisin是一種天然的食品防腐劑和抗菌劑。它可殺死或抑制革蘭氏陽性菌。例如:乳酸桿菌、肉毒桿菌、李斯特菌等等,特別是對於會產生內胞子的細菌有很強的抑制作用。由於它的高安全性,nisin被世界多國廣泛的使用在食品工業裡面像是罐頭產業、醃肉工業、醬菜工業等等當作防腐劑。因為它的利用價值相當高,因此多國科學家正在研究它的機制。

乳酸乳球菌 Lactococcus Lactis 的細菌素 Lactococcin

另一個lactococcin也同樣是食品抗菌劑,但是其可殺死、抑制菌的範圍則比較小,它只能抑制殺死乳酸菌,因此利用的價值沒有nisin那麼高。