乳酸菌はどのような菌なのか?

乳酸発酵の文化譜を読みました。酵母と乳酸菌と麹は日本人の生活にとって馴染みがある存在です。漬け物もヨーグルトも乳酸発酵。発酵させている時は乳酸菌の存在を身近に感じますが、普段どんなところに(ひそかに?)棲んでいるのかなど、ほとんど知りません。

これから記事を書き続けていくと、乳酸菌のことを書くことがとても多くなるような気がしています。この記事では、私が乳酸菌のことをもっと知っておくために、まず乳酸菌はどんな菌なのか書いておきたいと思います。

乳酸菌の性質

乳酸菌とは、炭水化物(ブドウ糖、乳糖、ショ糖など)を発酵し、そこからエネルギーを得て生育する細菌のことです。

一般的な性質は次のようにまとめられています。

乳酸菌の一般的性質
グラム染色 陽性
細胞形態 桿菌または球菌
カタラーゼ 陰性
酸素要求性 無、または極微量要求(通性嫌気性)
運動性
内生胞子
ブドウ糖代謝 50%以上乳酸に転換
栄養 従属栄養

グラム染色

細菌を分類する基準に、グラム染色があります。染色によって紫色に染まるものをグラム陽性、紫色に染まらず赤く見えるものをグラム陰性といいます。染まるか染まらないかの違いは細胞壁の構造の違いによって決まります。

一般にグラム染色陰性の細菌は病原性が高く、グラム陽性菌は相対的にそれほど危険ではない。乳酸菌は、グラム陽性菌でした。

乳酸菌の種類-桿菌と球菌

桿菌(かんきん)というのは桿(さお)のように細長い細菌のことです。球菌は、その通り丸い菌です。フリー画像があると載せられるのですが、残念ながら見つかりませんでした。

乳酸菌は8属ありました。

ラクトバチルス属 桿菌 乳製品製造に古くから使われている
ストレプトコッカス属 球菌 ホモ発酵。サーモフィルス菌が有名
ラクトコッカス属 球菌 発酵乳やチーズ
ロイコノストック属 球菌 ヘテロ型乳酸菌。発酵バター、チーズ
エンテロコッカス属 球菌 フェーカリス菌は人や動物の糞の中に生息。耐熱性
ペディオコッカス属 球菌 ピクルス、ザワークラウトなど発酵野菜
ビフィドバクテリウム属 桿菌 ビフィズス菌。形は多様で偏性嫌気性。乳酸に転換率低い

カタラーゼ

カタラーゼは、過酸化水素水を酸素と水に変える反応を触媒する酵素のことです。過酸化水素水とは、オキシドールのこと。

今はあまり使わないのか見かけませんが、私が小学生の頃は殺菌といえば、オキシドールでした。グラウンドで転んですり傷をつくると、まずオキシドールで殺菌、次に赤チンという順番です。

過酸化水素水が酸素と水になるのは、

2 H2O2 → O2 + 2 H2O

という反応です。

カタラーゼを持っている細菌(陽性)は、生きていくために酸素が必要なので過酸化水素水を分解し、酸素を取り出します。つまり、カタラーゼについて陰性なら、生きていくために酸素が必要ないということ。乳酸菌は、嫌気性の細菌だということを意味します。

嫌気性菌の中には酸素が少しでもあると生育が不可能になる絶対嫌気性菌と、酸素が存在していても生存できる通性嫌気性菌があり、乳酸菌は、通性嫌気性菌です。適応力がありますね。

運動性

運動性とは、べん毛によって能動的に細菌が動けるかどうかです。

内生胞子

細胞内に胞子が形成される場合、それを内生胞子と呼びます。

たとえば、納豆菌は高温の環境では細胞内に胞子を作るのでとても強いのです。100℃程度では死にません。それで納豆を仕込むときは蒸した熱々の大豆に納豆菌を振りかけます。

乳酸菌にはこのような性質はありません。

ブドウ糖の代謝

乳酸菌の発酵は、ホモ乳酸発酵とヘテロ乳酸発酵に分けられる。ホモ発酵は、ブドウ糖からほぼ100%乳酸が生成されます。一方、ヘテロ発酵の方は、乳酸とエタノール(アルコールです)と二酸化炭素が生成されます。

乳酸菌の仲間として分類されるビフィズス菌は、ブドウ糖から乳酸と酢酸(お酢の酸味)を生成します。

栄養

従属栄養は、生育に必要な炭素を得るために有機物を利用することをいいます。その反対は独立栄養。簡単にいうと光合成をして自分で有機物をつくります。従属栄養は、えさが必要だと思っていただければ間違いないです。

乳酸菌はどこにいるのか?

乳酸発酵は、酸素のない嫌気的条件下で糖を分解してエネルギーを獲得し、乳酸を生成することです。つまり、乳酸菌はまだ大気中に酸素がなかった少なくとも20億年前頃には出現していたと考えられています。

しかし、乳酸菌は酸素があっても平気で増殖できる性質をもっています。また、環境温度も乳酸菌の種類によって10℃から50℃くらいまで生育できるので適応力があります。

また湿度にも寛容なので生存条件はかなり広いといえます。

ただ、乳酸菌の栄養要求はかなり複雑で、光合成をする植物のように糖やアンモニウム円や無機塩類だけの栄養物では育ちません。ビタミン、アミノ酸、核酸を与えないと育ちません。

そのため、土壌や水中をあまり好みません。

乳酸菌は、わたしたちが生活する環境に生息し、ヨーグルト漬け物を始めとした食品など食生活に関わりを持っています。人や動物の口腔から消化管、乳製品、醸造物、パン種、サイレージ(飼料作物をサイロで発酵させたもの)などに広く分布しています。

乳酸菌はわたしたちの身近なところに棲んでいて、わたしたちが生活できる環境ならどこにでもいる(存在する)ということみたいです。

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