Milchsäurebakterien

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 1. September 2026

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Die Milchsäurebakterien, oft auch Lactobacillales, Laktobazillen oder Sauermilchbakterien genannt, umfassen eine Ordnung von grampositiven, immer anaeroben, aber meistens aerotoleranten Bakterien. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie Zucker in Milchsäure umwandeln (Milchsäuregärung): Sie lassen die Milch sauer werden.

Was sind Milchsäurebakterien?

Milchsäurebakterien weisen zahlreiche verschiedene Arten und Unterarten auf. Einige dieser Arten sind dabei nicht nützlich, sondern stellen Krankheitserreger dar.
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Milchsäurebakterien beschreiben eine große Übergruppe von verschiedenen Bakterienarten, die unter anderem im menschlichen Körper vorkommen. Grundlegend ähneln sich diese verschiedenen Arten von Milchsäurebakterien aber kaum. Der Name Laktobazillen bezeichnet im engeren Sinn übrigens nur die Gattung Lactobacillus; umgangssprachlich wird er häufig für die gesamte Gruppe verwendet.

Die einzige Ähnlichkeit besteht meistens darin, dass diese Zucker in Milchsäure umwandeln und zur Energiegewinnung auf Kohlenhydrate zurückgreifen. Während homofermentative Bakterien allerdings nur Milchsäure (Laktat) produzieren, stellen heterofermentative Bakterien neben dieser auch andere Endprodukte wie etwa Ethanol und Kohlendioxid her.

Von anderen Bakterien, die unter anderem ebenfalls Milchsäure produzieren, unterscheiden sich Laktobazillen dadurch, dass sie auf den Stoffwechsel bezogen nur zur Gärung in der Lage sind. Die führen sie aber auch dann durch, wenn Sauerstoff hinzukommt.

Bedeutung & Funktion

Milchsäurebakterien haben die Fähigkeit zur Synthese vieler notwendiger Stoffe, wie etwa Aminosäuren, Porphyrine und Cytochrome, durch ihre Spezialisierung auf das Wachstum in Milch und ähnlichen Stoffen verloren.

Dadurch können sie Wasserstoffperoxid nicht spalten. Milchsäurebakterien finden sich unter anderem im Darm und in Schleimhäuten von Säugetieren, wie beispielsweise beim Menschen.

Ebenso finden sich Milchsäurebakterien aber auch in einigen lebenden oder sich zersetzenden Pflanzen. Trotzdem gehören Milchsäurebakterien zu den wichtigsten Vertretern der menschlichen Darm- und der Vaginalflora.

Verschiedene Unterarten (Stämme) und Arten der Milchsäurebakterien werden zudem zur Konservierung von Lebensmitteln, etwa Joghurt, Käse, Sauermilch, Kefir und Sauerkraut sowie zur Hautpflege und zur Kariesprophylaxe eingesetzt. Milchsäurebakterien werden außerdem recht häufig als Probiotikum verwendet, die das Immunsystem stärken und die Verdauung positiv ankurbeln, beeinflussen und so regulieren sollen.

So lässt sich mit Probiotika zum Beispiel in die Darm-, Mund- aber auch Vaginalflora eingreifen. Das kann zur Wiederherstellung einer gestörten, aber auch zur Verbesserung und Optimierung einer gesunden Flora angedacht sein.

Biologische Eigenschaften

Milchsäurebakterien (Lactobacillales) sind eine Ordnung grampositiver Bakterien, die in der Lage sind, Zucker in Milchsäure umzuwandeln. Sie gehören zur Domäne Bacteria, zum Phylum Bacillota (bis 2021 Firmicutes) und sind Teil der Klasse Bacilli. Zu den bekanntesten Gattungen zählen Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus und Leuconostoc. Die früher sehr umfangreiche Gattung Lactobacillus wurde 2020 in 25 eigenständige Gattungen aufgeteilt, weshalb zahlreiche bekannte Arten heute unter anderen Gattungsnamen geführt werden.

Morphologisch sind Milchsäurebakterien typischerweise stäbchenförmig oder kokkenförmig, und sie treten meist in Paaren oder Ketten auf. Sie sind nicht sporenbildend, aerotolerant anaerob und können sowohl in sauerstoffarmen als auch in sauerstoffreichen Umgebungen wachsen, gedeihen aber meist am besten bei vermindertem Sauerstoffgehalt.

Das Wachstum von Milchsäurebakterien erfolgt optimal bei Temperaturen zwischen 30 und 40 °C und einem pH-Wert von etwa 5,5 bis 6,5. Sie bevorzugen kohlenhydratreiche Umgebungen, da sie für die Milchsäureproduktion auf Zucker angewiesen sind. Ihr Genom ist relativ klein und enthält oft Gene, die an die Fermentation von Zucker angepasst sind. Viele Milchsäurebakterien besitzen Plasmide, die zusätzliche Gene für die Anpassung an spezifische Umgebungen oder für den Austausch von genetischem Material enthalten.

Genetisch sind sie besonders durch ihre Fähigkeit zur horizontalen Genübertragung bemerkenswert, was ihnen ermöglicht, sich schnell an veränderte Umweltbedingungen anzupassen. Diese Eigenschaft macht sie zu wichtigen Organismen in der industriellen Fermentation und der probiotischen Forschung.

Vorkommen & Verbreitung

Milchsäurebakterien kommen weit verbreitet in der Natur vor und spielen eine wichtige Rolle in verschiedenen ökologischen Nischen. Sie sind natürlicherweise in der Umwelt zu finden, insbesondere in kohlenhydratreichen Umgebungen wie fermentierenden Pflanzenmaterialien, auf Obst und Gemüse sowie in Milchprodukten. Diese Bakterien sind entscheidend für die Fermentation und tragen zur Konservierung von Lebensmitteln bei, indem sie durch die Produktion von Milchsäure den pH-Wert senken und dadurch das Wachstum pathogener Mikroorganismen hemmen.

Im menschlichen und tierischen Körper sind Milchsäurebakterien ein wesentlicher Bestandteil der Darmflora, insbesondere im Dünndarm und Dickdarm. Hier tragen sie zur Verdauung bei, fördern die Gesundheit des Darms und schützen vor pathogenen Bakterien. Sie kommen auch in anderen Schleimhäuten wie der Mundhöhle und der Vagina vor, wo sie ebenfalls eine schützende Rolle spielen.

Die Übertragung von Milchsäurebakterien erfolgt häufig durch Nahrung, vor allem durch den Verzehr von fermentierten Lebensmitteln wie Joghurt, Sauerkraut oder Käse. Sie können auch über direkten Kontakt mit kontaminierten Oberflächen oder durch die Umwelt verbreitet werden.

In Ökosystemen sind Milchsäurebakterien wichtige Akteure in der Fermentation von organischem Material, insbesondere in anaeroben Umgebungen. Sie tragen zur Nährstoffverwertung bei und sind von zentraler Bedeutung in der Silageproduktion für die Landwirtschaft. Ihre Fähigkeit, Milchsäure zu produzieren, macht sie zu Schlüsselorganismen in der Nahrungskette und im mikrobiellen Kreislauf von Kohlenhydraten.

Krankheiten

Milchsäurebakterien weisen zahlreiche verschiedene Arten und Unterarten auf. Einige dieser Arten sind dabei nicht nützlich, sondern stellen Krankheitserreger dar. Diese können, je nach Art, Störungen der Körperflora verursachen.

Meistens ist hier die Vaginal- und Darmflora betroffen, die aus dem Gleichgewicht gerät, wenn die schützenden Milchsäurebakterien zurückgedrängt werden. Symptome können im Vaginalbereich Trockenheit, Entzündungen, Pilzinfektionen und Verdauungsprobleme im Darmbereich sein. Letzteres bezieht sich natürlich darauf, dass die Darmflora betroffen wird.

Übrigens kann es auch zu einem Ungleichgewicht kommen, wenn die natürliche Darmflora in zu großer Menge in die geschwächte Vaginalflora gelangt. Begünstigt wird das dadurch, dass bei der Reinigung nach dem Toilettengang Darmbakterien in Richtung Scheide verschleppt werden. Die Scheidenflora kann aber auch durch eine nicht ordnungsgemäße Hygiene (zu häufig, aber auch zu selten) oder falsche Nutzung von Tampons aus dem Gleichgewicht geraten.

Milchsäurebakterien kommen jedoch auch in weiteren Unterarten daher, die je nach Ort ihres Auftretens und nach Art, weitere Störungen auslösen können und so Risiken darstellen. Der sogenannte Streptococcus pneumoniae ist ein Erreger, welcher der Gruppe der Milchsäurebakterien angehört, der Lungenentzündung verursachen kann. Der Streptococcus mutans ist hingegen an der Entstehung von Karies beteiligt. Dieser entsteht oft beim Verzehr von zuckerhaltigen Speisen in der Mundflora, wenn direkt im Mundraum und nach dem Verzehr Milchsäure gebildet wird.

Die dabei gebildete Säure greift den Zahnschmelz an und frisst sich, wenn sie nicht daran gehindert wird, auch durch die darunterliegende Zahnsubstanz. Eine weitere Krankheit, die man mit Milchsäurebakterien in Verbindung bringen kann – aber nicht muss – ist eine Laktoseintoleranz. Denn von einer solchen spricht man, wenn der über die Nahrung zugeführte Milchzucker nicht ordnungsgemäß verarbeitet wird. Ursache dafür ist ein Mangel des Enzyms Laktase im Dünndarm, nicht die Milchsäurebakterien selbst. Eine Laktoseintoleranz kann übrigens symptomlos bleiben, aber auch Beschwerden wie Störungen im Magen-Darm-Trakt zur Folge haben.

Behandlungsmöglichkeiten

Eine Infektion mit Milchsäurebakterien, obwohl selten und meist bei immungeschwächten Personen, kann ernsthafte Gesundheitsprobleme verursachen. Standardtherapien beinhalten den Einsatz von Antibiotika wie Penicillin oder Ampicillin, die in der Regel wirksam gegen Milchsäurebakterien sind. Gegen Vancomycin sind viele Laktobazillen dagegen von Natur aus unempfindlich, sodass dieses Antibiotikum bei ihnen nicht in Betracht kommt. Bei Infektionen, die durch diese Bakterien verursacht werden, wie Endokarditis oder Bakteriämie, wird oft eine Kombinationstherapie mit einem Aminoglykosid empfohlen, um die Wirksamkeit zu erhöhen.

Herausforderungen entstehen jedoch bei der Behandlung resistenter Stämme, die gegen herkömmliche Antibiotika unempfindlich sind. Diese Resistenzen können durch genetische Anpassungen wie die Übertragung von Resistenzgenen auf Plasmiden entstehen. In solchen Fällen kann die Behandlung schwierig sein und erfordert oft die Verwendung von Reserveantibiotika oder eine individualisierte Therapie basierend auf Antibiogrammen, die die Empfindlichkeit der Bakterien gegenüber verschiedenen Antibiotika testen.

Bakteriophagen sind Viren, die Bakterien infizieren und abtöten können, ohne menschliche Zellen zu schädigen. Weitere Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung von synthetischen antimikrobiellen Wirkstoffen oder die Modulation des Immunsystems, um die Bekämpfung der Infektion zu unterstützen. Auch Probiotika, die gesunde Bakterien enthalten, werden untersucht, um das Gleichgewicht der Mikroflora wiederherzustellen und die Ausbreitung schädlicher Milchsäurebakterien zu verhindern.

Probiotika: Milchsäurebakterien und Darmgesundheit

Milchsäurebakterien spielen eine zentrale Rolle in der menschlichen Darmgesundheit und werden häufig als Probiotika eingesetzt, um das Gleichgewicht der Darmflora zu unterstützen. Probiotika sind lebende Mikroorganismen, die, wenn sie in ausreichenden Mengen verabreicht werden, einen gesundheitlichen Nutzen für den Wirt bieten. Zu den häufigsten probiotischen Milchsäurebakterien gehören verschiedene Arten von Lactobacillus und Bifidobacterium. Bifidobakterien zählen allerdings nur im weiteren Sinn zu den Milchsäurebakterien; systematisch gehören sie einer anderen Ordnung an.

Der menschliche Darm ist Heimat einer komplexen Gemeinschaft von Mikroorganismen, die als Mikrobiota bekannt ist. Diese Bakterien sind entscheidend für die Verdauung von Nahrung, die Synthese von Vitaminen, die Modulation des Immunsystems und den Schutz vor pathogenen Mikroben. Ein Ungleichgewicht in der Darmflora, oft als Dysbiose bezeichnet, kann zu einer Vielzahl von Gesundheitsproblemen führen, darunter Verdauungsstörungen, Entzündungskrankheiten, Allergien und sogar psychische Erkrankungen.

Milchsäurebakterien als Probiotika tragen zur Wiederherstellung und Aufrechterhaltung einer gesunden Darmflora bei. Sie wirken, indem sie den pH-Wert im Darm senken, was das Wachstum schädlicher Bakterien hemmt, und durch die Produktion von antimikrobiellen Substanzen wie Bakteriozinen. Darüber hinaus fördern sie die Produktion von Schleim und stärken die Darmbarriere, wodurch das Eindringen von Krankheitserregern verhindert wird.

Probiotische Milchsäurebakterien sind auch dafür bekannt, das Immunsystem zu modulieren. Sie stimulieren die Aktivität von Makrophagen, die Produktion von Immunglobulinen und die Ausschüttung von Zytokinen, die entzündliche Reaktionen regulieren. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Prävention und Behandlung von entzündlichen Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa, bei denen das Immunsystem eine fehlgeleitete Entzündungsreaktion gegen das eigene Darmgewebe auslöst.

Ein weiterer wichtiger gesundheitlicher Nutzen von Milchsäurebakterien ist ihre Rolle bei der Vorbeugung und Behandlung von Durchfallerkrankungen. Besonders bei antibiotikaassoziiertem Durchfall und infektiösem Durchfall, der durch pathogene Bakterien wie Clostridium difficile verursacht wird, haben sich Probiotika als effektiv erwiesen. Dieser Erreger wird seit 2016 als Clostridioides difficile geführt. Sie helfen, das mikrobielle Gleichgewicht wiederherzustellen, indem sie das Wachstum von pathogenen Keimen hemmen und die normale Darmflora unterstützen.

Probiotika mit Milchsäurebakterien werden auch zunehmend in der Prävention und Behandlung von allergischen Erkrankungen untersucht. Es wird angenommen, dass sie die Immunantwort auf Allergene modulieren und die Toleranz gegenüber potenziell allergenen Substanzen erhöhen können. Studien haben gezeigt, dass die Einnahme von Probiotika während der Schwangerschaft und frühen Kindheit das Risiko für die Entwicklung von Ekzemen bei Kindern reduzieren kann.

Darüber hinaus gibt es Hinweise darauf, dass Milchsäurebakterien eine positive Wirkung auf die psychische Gesundheit haben können, ein Konzept, das als „Darm-Hirn-Achse“ bekannt ist. Probiotika können die Produktion von Neurotransmittern wie Serotonin beeinflussen und helfen, Symptome von Angst und Depression zu lindern. Die Befunde dazu stammen bislang überwiegend aus Tierversuchen und kleinen Studien; ein belastbarer Wirksamkeitsnachweis am Menschen steht noch aus. Dies unterstreicht die enge Verbindung zwischen Darmgesundheit und allgemeinem Wohlbefinden.

Zu unterscheiden sind Probiotika von den sogenannten Präbiotika. Während ein Probiotikum lebende Bakterien enthält, handelt es sich bei einem Präbiotikum um unverdauliche Nahrungsbestandteile — meist bestimmte Ballaststoffe —, die den bereits vorhandenen Milchsäurebakterien im Dickdarm als Nahrung dienen und dadurch deren Wachstum fördern sollen. Erzeugnisse, die beides zusammen enthalten, werden als Synbiotika bezeichnet.

Eine praktische Schwierigkeit besteht darin, dass die Kulturen bis zum Verzehr am Leben bleiben müssen. Die Zahl der lebenden Keime nimmt während der Lagerung ab, und zwar umso schneller, je wärmer das Erzeugnis gelagert wird. Angaben auf der Verpackung beziehen sich deshalb üblicherweise auf den Zeitpunkt der Herstellung, nicht auf den des Verzehrs.

Die Milchsäuregärung

Die namengebende Leistung dieser Bakteriengruppe beruht auf einem vergleichsweise einfachen Stoffwechselweg. Zucker wird nicht vollständig zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut, wie es bei der Atmung mit Sauerstoff geschieht, sondern nur bis zur Milchsäure. Der Energiegewinn daraus ist gering; die Bakterien gleichen das aus, indem sie große Mengen Zucker durchsetzen. Für den Menschen ist gerade der unvollständige Abbau von Nutzen, denn er hinterlässt eine Säure, die den Lebensraum für andere Mikroorganismen unbrauchbar macht.

Der eingangs genannte Unterschied zwischen homofermentativen und heterofermentativen Arten geht auf zwei verschiedene Abbauwege zurück. Der homofermentative Weg verläuft über die Glykolyse, jenen Zuckerabbauweg, den auch menschliche Zellen benutzen, und endet nahezu ausschließlich bei der Milchsäure. Der heterofermentative Weg nimmt eine andere Abzweigung und spaltet dabei Kohlendioxid ab. Wer die Bläschenbildung in einem Sauerkrautgefäß beobachtet, sieht das Gas dieses zweiten Weges. Auf ihm entstehen zugleich zahlreiche Aromastoffe, weshalb heterofermentative Arten für den Geschmack gesäuerter Lebensmittel oft wichtiger sind als die homofermentativen, die vor allem für ein rasches Ansäuern sorgen.

Milchsäure kommt zudem in zwei spiegelbildlichen Formen vor, die als L- und D-Milchsäure bezeichnet werden. Welche der beiden ein Bakterium bildet, hängt von der Art ab; der menschliche Körper verwertet die L-Form besser. Bei Lebensmitteln für Säuglinge und Kleinkinder wird deshalb auf Kulturen geachtet, die überwiegend die L-Form erzeugen.

Über die Säure hinaus schützen viele Milchsäurebakterien ihren Lebensraum mit eigens gebildeten Eiweißen, die auf nahe verwandte Bakterien tödlich wirken. Diese Bakteriozine haben es teilweise bis in die Lebensmitteltechnik gebracht: Nisin, ein solches Eiweiß aus Lactococcus lactis, ist als Konservierungsstoff zugelassen. In der Lebensmittelherstellung werden Milchsäurebakterien daher nicht nur als Starterkulturen zugesetzt, die eine Gärung gezielt in Gang bringen, sondern auch als Schutzkulturen, deren eigentliche Aufgabe darin besteht, unerwünschte Keime zu verdrängen.

Quellen

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  ISBN: 9783662613849

• Hof, H., Dörries, R. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie.
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• Madigan, M. T., Bender, K. S., Buckley, D. H., et al.: Brock Mikrobiologie.
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• Fuchs, G. (Hrsg.): Allgemeine Mikrobiologie.
  ISBN: 9783132434776

• Munk, K. (Hrsg.): Mikrobiologie.
  ISBN: 9783131448613

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