Bakteriocyny - stanowią dużą, heterogenną grupę substancji chemicznych, o budowie białkowej, zdolnych do bakteriostatycznego lub bakteriobójczego działania w stosunku do licznych gatunków bakterii. Jednym z ich głównych producentów są szczepy należące do gatunku Lactobacillus acidophilus, syntetyzujące bakteriocyny o dość szerokim spektrum aktywności, hamujące między innymi bakterie chorobotwórcze z gatunków Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Pseudomonas aeruginosa czy Mycobacterium spp.
Bakteriocyny:
syntezowane są najczęściej pod kontrolą genetyczną genów zlokalizowanych na plazmidach, które jednocześnie niosą genetyczne determinanty oporności producenta na działanie obecnej w środowisku bakteriocyny;
różnią się masą cząsteczkową, wrażliwością na działanie enzymów proteolitycznych, termostabilnością oraz zakresem aktywności (bakteriocyny o wąskim i szerokim spektrum aktywności) i sposobem działania na drobnoustroje; Na podstawie tych kryteriów dokonuje się podziału bakteriocyn;
wykazują tendencję do zbijania się w agregaty oraz łączenia się z innymi cząsteczkami obecnymi w płynach hodowlanych.
Na jakość i ilość wytwarzanych bakteriocyn wpływa skład i konsystencja podłoża oraz warunki hodowli ( temperatura, pH, napowietrzanie, wiek hodowli).
Aktywność bakteriocyn zależy od temperatury, pH, ciśnienia osmotycznego, obecności proteaz, czy substancji hydrofobowych w pożywce.
Mechanizm działania bakteriocyn:
bakteriocyna przenika przez ścianę wrażliwych komórek;
oddziałuje z błoną cytoplazmatyczną;
tworzy hydrofilowe kanały w błonie;
następuje utrata potencjału błonowego;
zahamowanie procesów energetycznych zachodzących w strefie błony cytoplazmatycznej;
inaktywacja komórki i jej śmierć.
Bakteriocyny mają zastosowanie w przemyśle:
spożywczym;
Nizyna, wykryta w roku 1920, wykorzystywana jest do konserwacji żywności w ponad 50 krajach. Obecnie podejmuje się próby wykorzystania tej bakteriocyny w leczeniu owrzodzeń układu pokarmowego wywołanych przez Helicobacter pylori.
piekarniczym;
mleczarskim;
weterynaryjnym.
L-antybiotyki stanowią jedną z dwóch głównych klas bakteriocyn, wytwarzanych przez bakterie gramdodatnie (należące do rodzajów Lactobacillus, Staphylococcus, Lactococcus, Bacillus, Enterococcus). Są to peptydy, których cząsteczka zawiera aminokwas tioeterowy lantioninę, a czasem również 3-metylolantioninę (np. nizyna, subtylina, epidermina).
Do najlepiej poznanego zwiazku z tej grupy nalezy:
NIZYNA jest, jak dotąd jedyną bakteriocyną produkowaną na skalę przemysłową, która może być stosowana w żywności i łączona z innymi biokonserwantami. Nie można jej otrzymać syntetycznie, dlatego do tego celu wykorzystuje się bakterie Lactococcus lactis
Niszczy bakterie gram(+) (Clostridium, Bacillus,Lactococcus,Lactobacillus) przez tworzenie porów w błonie cytoplazmatycznej;
Nie ma wpływu na bakterie gram(-), drożdże i pleśnie, ponieważ ich dodatkowa błona zewnętrzna jest nieprzepuszczalna dla nizyny;
Jest nietoksyczna dla organizmów wyższych;
Jest powszechnie stosowana w przemyśle spożywczym jako:
naturalny konserwat (E234)- do konserwowania produktów żywnościowych, tj. mleka spożywczego, napojów mlecznych, serów, produktów mięsnych i rybnych. Jej dodatek do produktów mięsnych, serów topionych, jak i do mleka przy produkcji serów, zapobiega rozwojowi bakterii masłowych, a tym samym wzdymaniu;
Obecnie podejmuje się próby wykorzystania tej bakteriocyny w leczeniu owrzodzeń układu pokarmowego wywołanych przez Helicobacter pylori.