Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Вид бактерии
Species of bacterium
Fructilactobacillus sanfranciscensis – это гетероферментирующий вид молочнокислых бактерий, который благодаря выработке преимущественно молочной и уксусной кислот способствует формированию характерного вкуса хлеба на закваске. Он назван в честь Сан-Франциско, где впервые был обнаружен в закваске, хотя доминирует в заквасках типа I по всему миру. Фактически, F. sanfranciscensis используется в хлебопечении на закваске на протяжении тысяч лет и ежегодно применяется в производстве 3 миллионов тонн хлебобулочных изделий на закваске. Для коммерческого использования конкретные штаммы F. sanfranciscensis выращиваются на специальных средах, лиофилизируются (сушатся вымораживанием) и поставляются в пекарни по всему миру.
Fructilactobacillus sanfranciscensis is a heterofermentative species of lactic acid bacteria which, through the production mainly of lactic and acetic acids, helps give sourdough bread its characteristic taste. It is named after San Francisco, where sourdough was found to contain the variety, though it is dominant in Type I sourdoughs globally. In fact, F. sanfranciscensis has been used in sourdough breads for thousands of years, and is used in 3 million tons of sourdough goods yearly. For commercial use, specific strains of F sanfranciscensis are grown on defined media, freeze dried, and shipped to bakeries worldwide.
Обзор
Фруктилактобацилла sanfranciscensis была впервые выделена в 1971 году Клайном и Сугихарой. Как молочнокислые бактерии, штаммы грамположительны, тонкие, палочковидной формы, не образуют спор и неподвижны. Они также являются облигатными гетероферментаторами, то есть способны преобразовывать гексозные сахара не только в молочную кислоту, но и в этанол, CO2 и/или уксусную кислоту. Эта гетероферментативная способность играет ключевую роль в формировании уникального вкуса хлеба на закваске. Закваска для хлеба на закваске состоит из смеси дрожжей и лактобацилл в соотношении примерно 1:100. Чаще всего это дрожжи Kasachstania humilis (ранее известные как Candida humilis или C. milleri). Эти дрожжи не способны метаболизировать мальтозу, содержащуюся в тесте, в то время как Fructilactobacillus нуждается в мальтозе. Таким образом, они не конкурируют за субстрат: лактобациллы используют мальтозу, а дрожжи – другие сахара, включая глюкозу, образующуюся при деятельности F. sanfranciscensis.
Fructilactobacillus sanfranciscensis was first known to be isolated in 1971 by Kline and Sugihara. As lactic acid bacteria, the strains are Gram positive, slender, rod shaped, nonsporulating, and non motile. They are also obligately heterofermentative, meaning that they can convert hexose sugars into not just lactic acid, but also ethanol, CO2, and/or acetic acid. This heterofermentative ability is key for this species’ role in creating the unique flavor of sourdough bread. Sourdough starters are leavened by a mixture of yeast and lactobacilli in a ratio of about 1:100. The yeast is most commonly Kasachstania humilis (formerly Candida humilis or C. milleri). This yeast cannot metabolize the maltose found in the dough, while the Fructilactobacillus requires maltose. They therefore act without conflict for substrate, with lactobacilli utilizing maltose and the yeast utilizing the other sugars, including the glucose produced by the F. sanfranciscensis.
Условия роста
Внешние условия, такие как кислотность и температура, влияют на скорость роста F. sanfranciscensis. Температура 33 °C (91 °F) обеспечивает максимальную скорость роста, в то время как температура выше 41 °C (105 °F) полностью подавляет рост бактерий. Что касается pH, большинство штаммов способны переносить уровни до 3,6, но оптимальный диапазон для роста немного выше (около 4–5), поскольку это также оптимальный pH для некоторых ключевых белков, участвующих в этом процессе – например, белки, участвующие в транспорте мальтозы, функционируют оптимально при pH 5,2–5,6.
External conditions such as acidity and temperature affect the growth rates of F. sanfranciscensis. A temperature of 33 °C (91 °F) leads to maximum growth rates, whereas temperatures over 41 °C (105 °F) completely inhibit the bacteria growth. And in terms of pH, most strains can tolerate levels as low as 3.6, but the optimal range for growth is slightly higher (around 4 5) as it is also the optimum pH for some of the key proteins involved—for example, those involved in maltose transport function optimally at 5.2 5.6.
Геном
Геном штаммов Fructilactobacillus sanfranciscensis часто бывает довольно мал — на самом деле, считается, что он является самым маленьким среди всех лактобацилл. Предполагается, что многие гены в составе F. sanfranciscensis (которые также встречаются у других гетероферментативных лактобацилл) были утрачены или удалены в результате мутаций. Однако, несмотря на потерю генов и меньший общий размер генома, геномы F. sanfranciscensis относительно плотно содержат опероны рибосомальной РНК (рРНК), что способствует более быстрому росту и синтезу белка. Кроме того, меньший размер генома позволяет экономить значительное количество метаболической энергии. В целом, длина генома может варьироваться в зависимости от штамма: у одних может быть больше плазмид, у других — немного более длинные кольцевые хромосомы и так далее. Но большинство штаммов характеризуется именно таким небольшим геномом с высокой плотностью оперонов рРНК, что обеспечивает относительно высокие скорости роста.
The genomes of Fructilactobacillus sanfranciscensis strains are often quite small—in fact, they are suggested to be the smallest of all the lactobacilli. It is even thought that many genes within F. sanfranciscensis (that are also present in other heterofermentative lactobacilli) were lost or deleted via mutation. However, despite this loss of genes and overall smaller genome size, the F. sanfranciscensis genomes are relatively dense in ribosomal RNA (rRNA) operons, which contributes to more rapid growth and protein production. Additionally, the smaller genome allows for a significant amount of metabolic energy to be conserved. Overall, the genome length can vary from strain to strain; some can have more plasmids than others, some have slightly longer circular chromosomes, etc. But most strains share this characteristically small genome with a high density of rRNA operons, which allow for relatively fast growth rates.