嗜热细菌：特征，栖息地，食物 - 生物学 - 2025

的嗜热细菌是那些在环境温度下具有更大的增长超过50的能力℃。这些微生物的栖息地非常不利，例如热液喷口，火山区，温泉和沙漠等。根据它们支持的温度范围，这些微生物可分为嗜热菌，极端嗜热菌和嗜热菌。

嗜热菌在50至68°C的温度范围内壮成长，其最佳生长温度超过60°C。极端嗜热菌在35至70°C的范围内生长，最适温度为65°C，而超嗜热菌的生存温度在60至115°C的范围内，最适生长温度在≥80°C。

左图：嗜热细菌生存的环境。右图：嗜热细菌的形象化表示。来源：左图pxhere，右图图像

通常，作为嗜热细菌的例子，可以提及以下：嗜热芽孢杆菌，脱硫去铁杆菌，水热马里尼瑟菌和水生栖热菌等。

这些微生物具有特殊的结构特征，使其具有承受高温的能力。实际上，它们的形态如此不同，以至于它们无法在较低温度下发育。

特点

嗜热细菌具有一系列特性，使其适应高温环境。

一方面，这些细菌的细胞膜具有大量的长链饱和脂质。这使它们能够应对高温并保持足够的渗透性和柔韧性，能够在不破坏自身的情况下与环境交换物质。

另一方面，尽管已知蛋白质通常在高温下变性，但是嗜热细菌中存在的蛋白质具有以疏水方式相互作用的共价键。该特性为这种细菌提供了稳定性。

同样，嗜热细菌产生的酶是热稳定的蛋白质，因为它们可以在细菌繁殖的不利环境中发挥其功能，而不会失去其构型。

关于它们的生长曲线，嗜热细菌具有较高的繁殖率，但半衰期比其他种类的微生物短。

嗜热细菌在工业中的用途

如今，不同类型的行业使用细菌来源的酶来执行不同的过程。其中一些来自嗜热细菌。

从嗜热细菌中最常分离出的，可能在工业上应用的酶是α-淀粉酶，木聚糖酶，DNA聚合酶，过氧化氢酶和丝氨酸蛋白酶，它们都是热稳定的。

这些酶之所以特别，是因为它们能够在高温下起作用，而中温细菌产生的其他类似酶会变性。

因此，它们非常适合需要高温的过程或对于必须最小化嗜温细菌繁殖的过程。

例子

作为在工业中使用嗜热细菌的酶的一个例子，我们可以提到在聚合酶链反应（PCR）技术中使用DNA聚合酶（taq聚合酶）。

该技术可在高温下使DNA变性，而不会破坏taq聚合酶。所用的第一种taq聚合酶是从Thermus aquaticus物种中分离出来的。

另一方面，嗜热细菌可用于使环境污染造成的损害最小化。

例如，研究表明，某些嗜热细菌可以消除对环境有毒的化合物。聚氯联苯（除其他化合物外，还存在于塑料和制冷剂中的一种污染物质）就是这种情况。

由于某些嗜热细菌可以使用诸如联苯，4-氯联苯和苯甲酸等元素作为碳源，因此这是可能的。因此，它们会降解多氯联苯，将其从环境中消除。

另一方面，这些细菌在回收土壤中的氮和硫等元素方面表现出色。因此，它们可用于自然施肥，而无需人工（化学）肥料。

同样，一些研究人员提出利用嗜热细菌来获得可通过农业工业废物的水解产生替代能源的物质，例如沼气，生物柴油和生物乙醇，这有利于生物修复过程。

栖息地

嗜热细菌的栖息地由具有高温特征的陆地或海洋环境组成。与温度相关的其他因素是介质的pH值，盐的浓度以及可能存在的化合物（有机和无机）。

根据介质的特定特性，将在其中形成某种类型的嗜热细菌或另一种。

在这种细菌的最常见栖息地中，可以提到以下内容：热液喷口，火山区，温泉和沙漠。

喂食

嗜热细菌通常需要复杂的培养基才能生长。它们可能需要的营养物质包括：酵母提取物，胰蛋白,、酪蛋白氨基酸，谷氨酸盐，脯氨酸，丝氨酸，纤维二糖，海藻糖，蔗糖，乙酸盐和丙酮酸。

用于分离某些嗜热细菌的琼脂是Luria-Ber-tani琼脂。包含水解酪蛋白，酵母提取物，NaCl，琼脂和蒸馏水，pH调节至7.0±0.2。

嗜热细菌是加工食品的污染物

大多数嗜热细菌是腐生的，不会引起人类疾病。但是，在食品制造中，可能存在有利于嗜热微生物繁殖的因素，这可能是有害的。

举例来说，在乳制品的生产中，巴氏灭菌法被用作食品的去污方法。这种方法应该保证卫生质量。但是，它并不是万无一失的，因为孢子形成的嗜热细菌可以在此过程中存活下来。

这是因为，尽管大多数孢子形成的细菌的营养细胞不耐热，但孢子却耐热。

有散在的细菌代表着人类食用的真正危险。例如，以下物种的孢子：蜡状芽孢杆菌，肉毒梭菌，产气荚膜梭菌，木聚糖解热厌氧杆菌，硬脂热地芽孢杆菌。

低酸罐头食品通常会受到形成孢子的厌氧嗜热细菌（如嗜热脂肪芽孢杆菌）的攻击。这种细菌会发酵碳水化合物，并由于产生短链脂肪酸而产生令人不快的酸味。

同样，高酸的罐头食品也可能被解热梭菌污染。该微生物具有高度的糖酵解作用，并且由于产生大量气体而导致罐头膨胀。

就其本身而言，黑褐藻还攻击罐头食品。尽管罐头没有任何篡改迹象，但打开罐头时，您会闻到强烈的酸性气味，并观察到变黑的食物。黑色是由于细菌产生硫化氢的事实，硫化氢又与容器中的铁反应，形成这种颜色的化合物。

最后，蜡状芽孢杆菌和产气荚膜梭状芽胞杆菌会引起食物中毒，肉毒梭菌会在食物中分泌一种强大的神经毒素，食用这种毒素会导致死亡。

嗜热细菌的例子

奥巴马红景天

海洋细菌，革兰氏阴性，异养，需氧和嗜热芽孢杆菌。

钙化纤维ul灭属

厌氧细菌，革兰氏阳性，极端嗜热，有孢子。

高温微生物等级

它们是异养的有氧高温嗜热细菌，革兰氏变量可变。

海藻

革兰氏阴性，有氧，极端嗜热和嗜盐芽孢杆菌。已经研究了其热稳定酶的产生，特别是用于水解多糖和用于DNA合成，这两者都是工业上感兴趣的。

脱硫弧菌

厌氧细菌，极端嗜热，异养，可还原硫，硝酸盐和砷酸盐。

马里尼瑟姆斯

革兰氏阴性棒或细丝，极端嗜热，严格需氧异养。

嗜氢热硫杆菌

未形成孢子的海洋物种，嗜热，厌氧，革兰氏阴性，化学自养（减少硫酸盐）。

水生栖热菌

革兰氏阴性，嗜热，异养和需氧细菌。它合成一种用于PCR的热稳定酶，称为taq DNA聚合酶。

硫化硫

极端嗜热，微需氧的化学自养型，硫代硫酸盐氧化剂。

地芽孢杆菌

革兰氏阳性，带孢子的极端嗜热棒。它的孢子在微生物实验室中用作生物学对照，以评估高压釜的正常功能。

性别

该属的特征是革兰氏阴性，嗜热性强，尽管它们的生长范围很广，但它们是海洋生物，它们不形成孢子，它们是专性厌氧菌或微嗜氧菌。

最相关物种之间的比较表

来源：由作者Msc编写。Marielsa Gil。

参考文献

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