Komagataeibacter xylinus – NBRC 15237

Komagataeibacter xylinus

Komagataeibacter xylinus là loài vi khuẩn được biết đến nhiều nhất với khả năng sản xuất cellulose, đặc biệt là cellulose vi khuẩn.

Lịch sử và phân loại

Komagataeibacter xylinus được mô tả lần đầu tiên vào năm 1886 bởi Adrian John Brown, người đã xác định được vi khuẩn trong khi nghiên cứu quá trình lên men.

Brown đặt tên cho loài này là Bacterium xylinum. Kể từ đó nó được biết đến với nhiều tên khác, chủ yếu là Acetobacter xylinum và Gluconacetobacter xylinus.

*** Xem thêm: chủng vi sinh vật chuẩn thuộc nhóm Acetobacter

Chủng được đặt tên hiện tại sau khi thành lập chi mới Komagataeibacter vào năm 2012. Đây là loài điển hình của chi.

Hệ gen và sự trao đổi chất

K. xylinus là thành viên của vi khuẩn axit axetic, một nhóm vi khuẩn hiếu khí gram âm tạo ra axit axetic trong quá trình lên men.

K. xylinus là loài không bình thường trong nhóm về khả năng sản xuất cellulose.

Cellulose vi khuẩn (đôi khi còn được gọi là nanocellulose) tham gia vào quá trình hình thành màng sinh học. Về mặt hóa học nó giống hệt với cellulose thực vật nhưng có cấu trúc và tính chất vật lý riêng biệt.

Hệ gen của chủng K. xylinus thiếu cellulose đã được giải trình tự vào năm 2011, và tiếp theo là bộ gen của các chủng sản xuất cellulose vào năm 2014 và 2018.

Chủng sản xuất cellulose đầu tiên có bộ gen bao gồm một cặp nhiễm sắc thể 3,4 megabase và năm plasmid, trong đó một plasmid là “megaplasmid” gồm các cặp khoảng 330 kilobase.

Các gen chính liên quan đến sản xuất cellulose xuất hiện trong operon bốn gen bcsABCD, mã hóa cho bốn tiểu đơn vị của enzyme tổng hợp cellulose. Tất cả bốn gen đều cần thiết để sản xuất cellulose hiệu quả trong cơ thể, mặc dù BcsA và BscB đều đủ trong ống nghiệm. Một số gen khác trong bộ gen của K. xylinus cũng tham gia vào quá trình sản xuất và điều hòa cellulose, bao gồm cả enzyme cellulase.

Ứng dụng của Komagataeibacter xylinus

K. xylinus đã được sử dụng từ lâu như một sinh vật mẫu cho nghiên cứu sản xuất cellulose ở thực vật. Nó cũng được nghiên cứu theo cách riêng của mình để khám phá quá trình sản xuất màng sinh học của vi khuẩn, sự giao tiếp giữa tế bào và các chủ đề quan tâm khác.

Sản xuất cellulose vi khuẩn dùng trong công nghiệp là chủ đề được nghiên cứu sâu rộng nhưng bị hạn chế bởi năng suất và khả năng mở rộng.

Acetobacter xylinus được tìm thấy là vi sinh vật chính trong nuôi cấy Kombucha.

K. xylinus cũng được sử dụng theo truyền thống ở Philippines để sản xuất các món tráng miệng nata de piña và nata de coco giống như thạch, lần lượt được làm từ nước ép dứa và nước dừa.

Tại Việt Nam, nhiều đơn vị đã ứng dụng chủng giống chuẩn Komagataeibacter xylinus trong sản xuất thạch dừa, một loại thực phẩm giải khát mới được làm từ nước dừa.

Thạch dừa thực chất là sinh khối của tế bào vi khuẩn Komagataeibacter xylinus với thành phần chủ yếu là cellulose.

Thạch dừa có đặc điểm trắng, trong như thạch Agar, hơi dai, có bản chất hóa học là polysaccharide nên không có giá trị dinh dưỡng cao, nhưng lại có đặc tính kích thích nhu động ruột, hỗ trợ quá trình trao đổi chất và bài tiết. Các nghiên cứu cho thấy thạch dừa có nhiều lợi ích cho những người mắc chứng béo phì.

TOP 100++ Chủng vi sinh ứng dụng trong Chế biến thực phẩm và Đồ uống