微波炉无法消灭的嗜热微生物：意想不到的益处揭秘！
发布时间：2024-08-26 浏览次数：50
微波炉已经成为现代厨房不可或缺的一部分，它通过电磁波加热食物，导致水分子振动并产生热量。这种热量可以杀死一些细菌、病毒和寄生虫。然而一项最新研究发现，微波炉中存在多种微生物，以变形菌门、厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门为主，这表明，并不是所有微生物都能被微波辐射、高温和干燥所消灭，其中一些“顽固者”具备高耐受性。
嗜热微生物：极端环境中的生存者
极端环境一直是细菌生存研究的热点。这些环境可以是极端的物理环境，如温度、压力和辐射；也可以是极端的地球化学环境，如干燥、盐度、pH值和氧化还原电位。能够在极端环境中生存的微生物被称为“极端微生物”，其中嗜热微生物由于其具有耐干燥、辐射、压力和pH值以及高温的能力而被广泛研究。
嗜热微生物的分类
嗜热微生物分为三类：1. 中度嗜热——在45℃的温度下存活：2. 极端嗜热——能在70℃至80℃之间生存：3. 超嗜热微生物——在80℃生长的微生物。尤为引人注目的是，在海底地热区域，科学家们发现了焦核属细菌，其耐受最低温度可达82℃，最适生长温度为105℃，而其最高生长温度甚至可达110℃。这些超级嗜热菌几乎全都是在温度介于80-115℃的极端环境中分离出来的。
嗜热微生物的应用
嗜热菌在现代生物技术中具有出巨大的应用潜力。因为它们可以作为酶和其他生物材料的巨大来源，在人类和兽医的生物技术和医学中都有应用。例如用于淀粉水解的α-淀粉酶，用于纸张漂白的木聚糖酶，以及用于食品加工、烘焙、酿造和洗衣洗涤剂的蛋白酶都在嗜热菌中被发现。织物加工也可以受益于极端微生物酶：一种热稳定和碱稳定的蛋白酶被用来改善羊毛的性能和提高染料的渗透性。
一直被广泛应用的PCR技术中的DNA聚合酶（Taq酶）最初是在美国黄石国家公园的热泉中发现的细菌T. thermophilus中分离到的，该细菌能够在极端条件下生存，因此其产生的Taq酶具有很高的热稳定性。此外，嗜热微生物的相关酶在食品、化学和制药工业均有广泛应用（图1）。通过了解这些顽强的微生物，我们不仅看到了生命的韧性，也洞悉了它们在科技和工业中的潜力。
图1 嗜热微生物应用[2]
面临挑战
嗜热菌在实验室和工业环境中如何大规模稳定培养极端微生物是一个挑战，许多研究正在改进培养嗜热和超嗜热物种的方法。同时将来自嗜热菌、超嗜热菌和嗜冷菌的基因在中温宿主（如大肠杆菌）中表达，利用宿主细胞蛋白的热沉淀纯化嗜热菌等方案来解决。为了建立使嗜极微生物茁壮成长的条件，研究人员研究了连续发酵生物过程和各种培养基。然而能够承受极端微生物培养所需的极端温度、pH和盐度的材料制成的生物反应器的生产是一项重大挑战。
参考文献：
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来源：微生物安全与健康网
链接：https://www.mbiosh.com/information/list/28332
