معرفی دو زیرگونه باکتری های لاکتوکوکوس لاکتیس ، استارترکالچرها تعدادی عملکرد خاص را در محصولات لبنی تخمیری انجام می دهند که شامل متابولیسم لاکتوز برای تولید اسید لاکتیک، تولید ترکیبات طعم دهنده و تخریب پروتئین های شیر به ویژه در طول رسیدگی پنیر می باشد.

باکتری های اسیدلاکتیک متعلق به جنس های لاکتوباسیلوس، استرپتوکوکوس و به خصوص لاکتوکوکوس در این زمینه بیشترین استفاده را دارند. لاکتوکوکوس لاکتیس، عضوی از گروه باکتری های مزوفیل، یکی از مهمترین میکروارگانیسم های موجود در صنایع لبنی برای تخمیر پنیر محسوب می شود.

منشا لاکتوکوکوس لاکتیس:

لاکتوکوکوس لاکتیس از محیط های مختلفی جداسازی شده است که نقش اصلی آن شروع تخمیر با استفاده از کربوهیدرات های موجود برای تولید اسید لاکتیک است. گونه های وحشی (wild type) مربوط به گیاهان و حیوانات، قادر به تخمیر طیف وسیعی از مونو، دی و تری ساکاریدها هستند. اعضای گونه لاکتوکوکوس همچنین توانایی تخمیر لاکتوز را به دست آورده اند که به سرعت در حال تبدیل شدن به متخصصان سازگار با محیط شیر هستند.
- سویه هایی با فنوتیپ لاکتیس، تنوع ژنتیکی بالایی را نشان می دهند و از منابع مختلفی، معمولا مواد گیاهی تازه یا تخمیری یا شیر و محصولات لبنی جدا شده اند.
- فنوتیپ کرموریس فقط در محصولات لبنی یافت می شوند و تلاش برای جداسازی کشت های مشابه از منابع محیطی موفقیت آمیز نبوده است. سویه ‌های فنوتیپ کرموریس به هم نزدیک هستند و احتمالاً منشأ مشترکی دارند. شواهد قابل توجهی از مطالعات مقایسه ای و تجربی وجود دارد که نشان می دهد گونه های مشتق شده از لبنیات از گونه های گیاهی تکامل یافته اند.
- زیرگونه دی استیل لاکتیس که سیترات مثبت شناخته می شود و قادر است سیترات (که در شیر ۲/۰٪ یافت می شود) را به دی اکسید کربن و ترکیبات طعم دهنده دی استیل تجزیه کند. هر دو این ها از نظر فناوری، ترکیبات مهمی هستند.

مشخصات موفولوژی:

از نظر مورفولوژی سلولی، لاکتوکوک ها دارای سلول های کروی یا بیضی شکل هستند و به صورت منفرد یا زنجیره ای ایجاد می شوند. این باکتری ها همچنین، گرم مثبت، کاتالاز منفی، اختیاری بی هوازی، غیرمتحرک و غیراسپورساز هستند. دمای بهینه رشد لاکتوکوکوس لاکتیس ها ۳۰ درجه سانتی گراد می باشد.

طبقه بندی:

در حال حاضر طبقه بندی لاکتوکوکوس ها بر اساس فنوتیپ با دو زیرگونه (لاکتیس و کرموریس) و یک بیوار (دی استیل لاکتیس) است. بر اساس توالی ژن، تخمین زده می شود که این دو گونه حدود ۱۷ میلیون سال پیش از هم جدا شده باشند. فنوتیپ های لاکتیس و کرموریس بر اساس استفاده از آرژنین، مالتوز، دمای بهینه رشد، و تحمل نمک متمایز می شوند در حالی که سویه های دی استیل لاکتیس علاوه بر آن توانایی متابولیسم سیترات را نیز دارند. دی استیل لاکتیس یک زیرگونه شناخته شده سیترات مثبت است و قادر است سیترات (که در شیر تقریباً به میزان ۰.۲٪ یافت می شود) را به دی اکسید کربن و ترکیبات طعم دهنده، دی استیل، کاتابولیزه کند.
فنوتیپ های لاکتیس دارای توانایی تولید آمونیاک از آرژنین، تخمیر مالتوز،  تحمل دماهای بالا (C۴۰°)، و تحمل سطوح بالای نمک (۳٪) هستند. درواقع لاکتوکوکوس لاکتیس-لاکتیس حاوی یک آرژنین دهیدرولاز است که امکان آزادسازی آمونیاک از آرژنین را فراهم می کند.

نقش لاکتوکوکوس لاکتیس در محصولات لبنی

افزودن لاکتوکوکوس به شیر برای تهیه پنیر اهداف متفاوتی دارد. به طور کلی لاکتوکوک ها میزان اسید محیط را کاهش می -دهند تا به مقدار نهایی pH یعنی ۴.۸-۴.۴ برسند. پس از کاهش pH، لاکتوکوکوس ها عموما فعالیت کمی دارند. این باکتری علاوه بر تبدیل لاکتوز به اسیدلاکتیک، مسئول خواصی مانند طعم و بافت است که توسط متابولیت های فرار، فعالیت پروتئولیتیک و تولید اگزوپلی ساکارید تعیین می شود.

بسیاری از خواصی که اجازه رشد سریع در شیر را می دهند مانند استفاده از لاکتوز، پروتئولیز، انتقال پپتید و همچنین بسیاری از صفات مهم صنعتی مانند مقاومت به باکتریوفاژ، تولید باکتریوسین و تولید اگزوپلی ساکارید، اغلب در پلاسمید باکتری ها قرار دارد.
توسعه طعم در تخمیرهای لبنی، از یک سری فرآیندهای شیمیایی ناشی می شود که در آن استارترکالچرها آنزیم های مربوطه را فراهم می کنند. سلول های لاکتوکوکوس شامل بسیاری از آنزیم های پروتئولیتیک است که می توانند کازئین ها و پپتیدها را هیدرولیز کنند. سیستم پروتئولیتیک موجود در سویه های L.lactis در صنایع لبنی از یک پروتئیناز خارج سلولی متصل به پپتیدوگلیکان تشکیل شده است که پروتئین های شیر را به الیگو، تری و دی پپتید می شکافد. سپس از طریق سیستم های انتقال پپتید وارد سلول شده و توسط پپتیدازهای اختصاصی به اسیدهای آمینه تجزیه می شوند.

این باکتری ها دارای آنزیم هایی هستند که در تخریب اسیدهای آمینه نقش دارند. ترانس آمینازها، اسیدهای آمینه را به a-cetoacid تبدیل می کنند که پس از آن می توانند به آلدهیدها، الکل ها، هیدروکسی اسیدها و همه ترکیبات معطر یا پیش سازهای معطر تبدیل شوند. به ویژه تبدیل متیونین، اسیدهای آمینه آروماتیک و شاخه دار که پیش سازهای اصلی ترکیبات معطر فرار هستند، بسیار مهم است.

به طور سنتی زیرگونه کرموریس به عنوان بهترین تولیدکننده های طعم در پنیر در نظر گرفته شده است در حالی که زیرگونه لاکتیس به دلیل ایجاد طعم های نامتعارف (تلخ، مالت، میوه ای) مورد توجه قرار می گیرد. گزارش شده است در برخی از موارد، سویه های لاکتیس، مسئول ایجاد طعم میوه ای در پنیر چدار و در نتیجه تولید استر هستند. با این حال تکنیک های بهتری برای شناسایی تعداد زیادی از زیرگونه های لاکتیس برای ارائه طعم های خوب شناسایی شده که به دلیل تولید اسیدلاکتیک سریع تر و بازدهی بهتر در آماده سازی کشت تغلیظ پرمیت، به طور مرتب در استارترهای تجاری، معمولا با سویه های کرموریس ترکیب می شوند. لاکتوکوکوس کرموریس قابلیت آنزیمی را نیز از خود نشان داده و برای مقابله با تولید ترکیبات تلخ توسط زیرگونه لاکتیس استفاده می شود.
اگرچه هر دو زیرگونه به عنوان استارترکالچر توسط صنایع لبنی استفاده می شوند، اما سویه های تعریف شده با کرموریس برای تولید پنیر چدار به دلیل خواص مطلوب آن ها مربوط به تولید اسید، توسعه طعم، و مقاومت در برابر باکتریوفاژها ترجیح داده می شوند.