Si tratta di un importante ordine batterico appartenente alla classe degli "Alfa-proteobatteri".
Tra le sue famiglie più importanti vi sono: Acetobacteraceae, Nitrobacteraceae, Rhodospirillaceae e Azospirillaceae.

Acetobacteraceae

Famiglia batterica i cui membri sono dotati delle seguenti caratteristiche (Fig.1):

• Corti bastoncelli;
• Gram negativi (variabili);
• Asporigeni;
• Metabolismo respirativo;
• Mesofili;
• Ossidano l’etanolo in acido acetico, CO₂ e acqua;
• Mobili e immobili;
• G+C % - 56/65;
• Comprende specie come Acetobacter, Gloconacetobacter e Gluconobacter.

In presenza di ossigeno, questi batteri sono in grado di trasformare l’etanolo in acetaldeide (grazie all’enzima alcol deidrogenasi) e poi l’acetaldeide in acido acetico (grazie all’enzima acetaldeide deigrodegenasi; Fig.2).

Dall’azione di questi batteri si ottiene il cosiddetto “aceto”, tuttavia, la denominazione “aceto di vino” è riservata ai prodotti della fermentazione acetica del vino stesso (es. l’aceto balsamico è aceto di mosto, oppure esistono gli aceti di frutta).
Questi prodotti devono avere acidità totale, espressa in acido acetico, non inferiore ai 6 g per 100 ml.

Alcune volte nei vini sono presenti i solfiti che hanno il compito di inibire lo sviluppo dei batteri acetici che renderebbero il vino acetoso.
Per ottenere l’aceto, al contrario, si parte da una “madre acetica” posta in un bottiglione contenente vino fresco. La bottiglia va sigillata con del cotone e poi mantenuta in una stanza calda. I batteri della madre in presenza di etanolo producono (secondo la reazione vista prima) acido acetico con conseguente formazione dell’aceto di vino.
Al di là del metodo artigianale, esistono alcuni metodi industriali (Fig.3) per la produzione dell’aceto:

1. Fermentatore in acciaio: al suo interno vi sono i batteri, l’etanolo e l’ossigeno, quanto basta perché l’etanolo venga ossidato in acido acetico con produzione di un aceto non particolarmente buono dal punto di vista organolettico, ma ottimo in termini produttivi.
   
2. Acetatore: il recipiente viene riempito con vino, etanolo e trucioli di legno che fungono da supporto per i batteri e da aromatizzanti.
   Viene immessa aria e il tutto viene rimescolato per favorire l’ossidazione dell’etanolo. Si ottiene un aceto di media qualità.
   
3. Metodo Orleans: il barile usato a ¾ dell’altezza presenta dei fori per l’entrata dell’aria. Dentro vi sono vino e batteri che inducono l’ossidazione dell’etanolo per ottenere un aceto di ottima qualità ma di bassa resa.

Nitrobacteraceae

All'interno di questa famiglia sono presenti batteri dalle seguenti caratteristiche (Fig.4):

• Corti bastoncelli Gram negativi;
• Chemiolitotrofi obbligati;
• Usano il CO₂ come fonte di carbonio;
• Ossidano nitrati e nitriti per soddisfare le loro esigenze energetiche (batteri nitrificanti);
• Aerobi stretti;
• Mesofili e neutrofili.

I batteri nitrito-ossidanti (Nitrobacter, Nitrospira, Nitrospina e Nitrococcus) ottengono energia tramite la reazione:

NO^-2 + 1/2O₂ --> NO^-3

Rhodospirillaceae

All'interno di questa famiglia batterica vi è un genere di particolare interesse noto come "Magnetospirillum magnetotacticum".

Magnetospirillum magnetotacticum

Questa peculiare specie batterica è dotata delle seguenti caratteristiche (Fig.5):

• Spirillo Gram negativo;
• Elicoidale e mobile con flagelli polari;
• Denitrificante;
• Magnetotattico;
• Micro-aerofilo (isolato spesso nei sedimenti dei laghi).

È un batterio magnetotattico (Fig.6) la cui mobilità segue una tassia negativa verso l’ossigeno.
Al suo interno presenta dei pacchetti membranosi di cristalli di magnetite detti “magnetosomi”.
Quest’ultimi hanno morfologia cubo-ottaedrica e dimensioni di 40-50 nm.
Sono disposti a catena lungo l’asse del batterio e gli conferiscono abilità di navigazione magnetica.
I magnetosomi consentono ai batteri di orientarsi lungo le linee del campo magnetico alla ricerca di ambienti più favorevoli: i batteri dell’emisfero boreale cercheranno il nord, mentre quelli dell’emisfero australe il sud. I batteri magnetotattici si spostano lungo le linee del campo magnetico come fa una teleferica rispetto al suo filo.

Azospirillaceae

All'interno di questa famiglia batterica vi è un genere di grande importanza noto come "Azospirillum".

Azospirillum

All'interno di questo genere vi sono batteri dalle seguenti caratteristiche:

• Gram negativi;
• Azotofissatori a vita libera;
• Chemiotassi positiva per zuccheri, aminoacidi e acidi organici;
• Pattern eterogeneo di flagelli;
• Usati come bio-fertilizzanti o PGPB (Plant Growth Promoting Bacteria; Fig. 7).

Aumentano la produttività della pianta favorendo un aumento della biomassa grazie a meccanismi come: fissazione dell’azoto, produzione di ormoni (auxine), cambiamenti nella morfologia radicale con aumento della superficie di assorbimento.

L’attacco alla radice di Azospirillum è un processo bifasico (Fig.8):

1. Assorbimento: il batterio si avvicina e si lega debolmente e in modo reversibile alle radici tramite i flagelli;
   
2. Ancoraggio: si formano aggregati batterici legati strettamente alla radice. Tutto ciò è mediato dalla sintesi di polisaccaridi extracellulari e da lectine espresse dalla radice.

Azospirillum converte l'azoto molecolare in ammonio in condizioni microaerofile e a bassi livelli di azoto disponibile attraverso il complesso della nitrogenasi.
Quindi, il batterio per vivere ha bisogno dell'ossigeno che però "infastidisce" la nitrogenasi.
Per risolvere il problema, quest'ultimo ha sviluppato un alto tasso metabolico che permette di consumare rapidamente l'ossigeno, prima che questo possa interferire con l'attività della nitrogenasi.
Il suo particolare metabolismo dell'azoto, inoltre, lo rende un perfetto biofertilizzante: i più noti e commercializzati sul mercato sono Azospirillum lipoferum e Azospirillum brasilense.

Fonti

Testo

• Appunti personali corso "Microbiologia Generale", UniUPO DISIT;
• DOI:10.1111/J.1574-6976.2000.TB00552.X;
• Magnetosomes: Nanoscale Magnetic Iron Minerals in Bacteria.

Tassonomia

• Taxonomy Broswer, NCBI.

Immagini

Immagine di copertina: Research Gate.

• Figura 1: sciencephoto;
• Figura 2: Lamanna Antonino;
• Figura 3: UniPd;
• Figura 4: Sciencephoto;
• Figura 5: Research Gate;
• Figura 6: iGEM;
• Figura 7: AgriFarm;
• Figura 8: semanticscholar.