微波爐無法消滅的嗜熱微生物：意想不到的益處揭秘！
發(fā)布時(shí)間：2024-08-26 瀏覽次數(shù)：480
微波爐已經(jīng)成為現(xiàn)代廚房不可或缺的一部分，它通過電磁波加熱食物，導(dǎo)致水分子振動(dòng)并產(chǎn)生熱量。這種熱量可以殺死一些細(xì)菌、病毒和寄生蟲。然而一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)，微波爐中存在多種微生物，以變形菌門、厚壁菌門、放線菌門和擬桿菌門為主，這表明，并不是所有微生物都能被微波輻射、高溫和干燥所消滅，其中一些“頑固者”具備高耐受性。
嗜熱微生物：極端環(huán)境中的生存者
極端環(huán)境一直是細(xì)菌生存研究的熱點(diǎn)。這些環(huán)境可以是極端的物理環(huán)境，如溫度、壓力和輻射；也可以是極端的地球化學(xué)環(huán)境，如干燥、鹽度、pH值和氧化還原電位。能夠在極端環(huán)境中生存的微生物被稱為“極端微生物”，其中嗜熱微生物由于其具有耐干燥、輻射、壓力和pH值以及高溫的能力而被廣泛研究。
嗜熱微生物的分類
嗜熱微生物分為三類：1. 中度嗜熱——在45℃的溫度下存活：2. 極端嗜熱——能在70℃至80℃之間生存：3. 超嗜熱微生物——在80℃生長(zhǎng)的微生物。尤為引人注目的是，在海底地?zé)釁^(qū)域，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了焦核屬細(xì)菌，其耐受最低溫度可達(dá)82℃，最適生長(zhǎng)溫度為105℃，而其最高生長(zhǎng)溫度甚至可達(dá)110℃。這些超級(jí)嗜熱菌幾乎全都是在溫度介于80-115℃的極端環(huán)境中分離出來的。
嗜熱微生物的應(yīng)用
嗜熱菌在現(xiàn)代生物技術(shù)中具有出巨大的應(yīng)用潛力。因?yàn)樗鼈兛梢宰鳛槊负推渌锊牧系木薮髞碓?，在人類和獸醫(yī)的生物技術(shù)和醫(yī)學(xué)中都有應(yīng)用。例如用于淀粉水解的α-淀粉酶，用于紙張漂白的木聚糖酶，以及用于食品加工、烘焙、釀造和洗衣洗滌劑的蛋白酶都在嗜熱菌中被發(fā)現(xiàn)?？椢锛庸ひ部梢允芤嬗跇O端微生物酶：一種熱穩(wěn)定和堿穩(wěn)定的蛋白酶被用來改善羊毛的性能和提高染料的滲透性。
一直被廣泛應(yīng)用的PCR技術(shù)中的DNA聚合酶（Taq酶）最初是在美國(guó)黃石國(guó)家公園的熱泉中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌T. thermophilus中分離到的，該細(xì)菌能夠在極端條件下生存，因此其產(chǎn)生的Taq酶具有很高的熱穩(wěn)定性。此外，嗜熱微生物的相關(guān)酶在食品、化學(xué)和制藥工業(yè)均有廣泛應(yīng)用（圖1）。通過了解這些頑強(qiáng)的微生物，我們不僅看到了生命的韌性，也洞悉了它們?cè)诳萍己凸I(yè)中的潛力。
圖1 嗜熱微生物應(yīng)用[2]
面臨挑戰(zhàn)
嗜熱菌在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)環(huán)境中如何大規(guī)模穩(wěn)定培養(yǎng)極端微生物是一個(gè)挑戰(zhàn)，許多研究正在改進(jìn)培養(yǎng)嗜熱和超嗜熱物種的方法。同時(shí)將來自嗜熱菌、超嗜熱菌和嗜冷菌的基因在中溫宿主（如大腸桿菌）中表達(dá)，利用宿主細(xì)胞蛋白的熱沉淀純化嗜熱菌等方案來解決。為了建立使嗜極微生物茁壯成長(zhǎng)的條件，研究人員研究了連續(xù)發(fā)酵生物過程和各種培養(yǎng)基。然而能夠承受極端微生物培養(yǎng)所需的極端溫度、pH和鹽度的材料制成的生物反應(yīng)器的生產(chǎn)是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。
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來源：微生物安全與健康網(wǎng)
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