Thermophile Bakterieneigenschaften, Lebensraum, Lebensmittel

Der Thermophile Bakterien Sie sind diejenigen, die sich in Umgebungen mit Temperaturen von mehr als 50 ° C entwickeln können. Die Lebensräume dieser Mikroorganismen sind sehr feindliche Orte wie hydrothermale Schornsteine, Vulkanflächen, heiße Quellen und Wüsten unter anderem. Nach dem Temperaturbereich, den sie unterstützen, werden diese Mikroorganismen als extreme und hyperthermophile Thermophile klassifiziert.

Die Thermophile werden in einem Temperaturbereich zwischen 50 und 68 ° C entwickelt, was ihre optimale Wachstumstemperatur von mehr als 60 ° C ist. Extreme Thermophile wachsen in einem Bereich zwischen 35 und 70 ° C mit einer optimalen Temperatur von 65 ° C und Hyperthermophilen leben in einem Temperaturintervall zwischen 60 und 115 ° C mit einem optimalen Wachstum bei ≥ 80 ° C.

Bild links: Umgebung, in der thermophile Bakterien leben. Rechtsbild: figurative Darstellung thermophiler Bakterien. Quelle: PXHER LINKS -Bild, rechtes Bild Pixabay

Als Beispiele für thermophile Bakterien im Allgemeinen können Folgendes erwähnt werden: GeoBAcillus Stearotermophilus, Deferribacter Desulfuricans, Marinithhermus Hydrothermalis, Und Thermous aquaticus, unter anderen.

Diese Mikroorganismen haben spezielle strukturelle Merkmale, die ihnen die Möglichkeit bieten, hohe Temperaturen standzuhalten. Tatsächlich ist ihre Morphologie so unterschiedlich, dass sie sich bei geringfügigen Temperaturen nicht entwickeln können.

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Eigenschaften

Thermophile Bakterien haben eine Reihe von Eigenschaften, die sie an Umgebungen mit sehr hohen Temperaturen angepasst werden.

Einerseits hat die Zellmembran dieser Bakterien eine hohe Anzahl langkettiger gesättigter Lipide. Dies ermöglicht es ihnen, mit hohen Temperaturen umzugehen und angemessene Durchlässigkeit und Flexibilität aufrechtzuerhalten, wobei sie Substanzen mit der Umwelt austauschen können, ohne zu zerstören.

Andererseits haben Proteine, die in thermophilen Bakterien vorhanden sind. Diese Funktion bietet dieser Art von Bakterien Stabilität.

Ebenso sind die von thermophilen Bakterien produzierten Enzyme thermostabile Proteine, da sie ihre Funktionen in den feindlichen Umgebungen ausüben können, in denen sich diese Bakterien entwickeln, ohne ihre Konfiguration zu verlieren.

In Bezug auf ihre Wachstumskurve haben thermophile Bakterien eine hohe Fortpflanzungsrate, aber eine kürzere halbe Lebensdauer als andere Arten von Mikroorganismen.

Nützlichkeit thermophiler Bakterien in der Branche

Heute verwenden verschiedene Arten von Branchen Enzyme bakterieller Herkunft, um unterschiedliche Prozesse durchzuführen. Einige von ihnen kommen aus thermophilen Bakterien.

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Unter den am häufigsten isolierten Enzymen der thermophilen Bakterien mit möglichen Anwendungen auf industrieller Ebene sind A-Amylasen, Xylainase, Polymerase, Retleas und Serin-Proteas, alle thermosyischen Enzyme, alle thermostabil.

Diese Enzyme sind besonders, weil sie in der Lage sind, bei hohen Temperaturen zu wirken, bei denen andere ähnliche Enzyme, die von mesophilen Bakterien hergestellt wurden.

Daher sind sie ideal für Prozesse, die hohe Temperaturen oder Prozesse erfordern, bei denen es wichtig ist, die Proliferation mesophiler Bakterien zu minimieren.

Beispiele

Als Beispiel für die Verwendung thermophiler Bakterienenzyme in der Branche kann die Verwendung von DNA -Polymerase (Taq -Polymerase) in der Polymerase -Kettenreaktionstechnik (PCR) erwähnt werden.

Diese Technik beendet DNA bei hohen Temperaturen, ohne das Risiko, dass die Enzym -Taq -Polymerase beschädigt ist. Die erste verwendete Taq -Polymerase wurde von der Spezies isoliert Thermous aquaticus.

Andererseits kann thermophile Bakterien verwendet werden, um Schäden zu minimieren, die durch Umweltverschmutzung verursacht werden.

Zum Beispiel haben bestimmte Untersuchungen gezeigt, dass einige thermophile Bakterien Verbindungen eliminieren können, die für die Umwelt toxisch sind. Dies ist der Fall von Polychlorobiphenyl (unter anderem in Kunststoffen und Kältemitteln, die in Kunststoffen und Kältemitteln vorhanden sind).

Dies ist möglich, weil bestimmte thermophile Bakterien Elemente wie Biphenyl, 4-Chlorobiphenyl und Benzoesäure als Kohlenstoffquelle verwenden können. Daher beeinträchtigen sie die Polychlorobiphenyle und beseitigen sie aus der Umwelt.

Andererseits sind diese Bakterien hervorragend, um Elemente wie Stickstoff und Schwefel am Boden zu recyceln. Aus diesem Grund können sie verwendet werden, um das Land auf natürliche Weise zu düngen, ohne dass künstliche Düngemittel (Chemikalien) erforderlich sind.

Ebenso schlagen einige Forscher die Verwendung thermophiler Bakterien vor, um Substanzen zu erhalten, die alternative Energie wie Biogas, Biodiesel und Bioethanol durch die Hydrolyse von agroindustriellen Abfällen erzeugen und Bioremediationsprozesse bevorzugen.

Lebensraum

Der Lebensraum thermophiler Bakterien besteht aus Land- oder Meerestellen, die durch ihre hohen Temperaturen gekennzeichnet sind. Andere Faktoren, die die Temperatur begleiten.

Abhängig von den spezifischen Eigenschaften der Umwelt entwickeln sich eine bestimmte Art von thermophilen Bakterien oder anderen darin.

Unter den häufigsten Lebensräumen für diese Art von Bakterien kann Folgendes erwähnt werden: hydrothermale Schornsteine, Vulkanflächen, heiße Federn und Wüsten.

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Fütterung

Normalerweise erfordern thermophile Bakterien komplexe Pflanzen, um zu wachsen. Unter den Nährstoffen, die möglicherweise erforderlich sind, sind folgende: Hefeextrakt, Tripton, Casaminosäuren, Glutamat, Prolin, Serin, Cellobiosa, Trehalose, Saccharose, Acetat und Pyruvat.

Ein Agar für die Isolierung einiger thermophiler Bakterien ist der Luria-Ber-Tani-Agar. Es enthält kaseinhydrolysed, Hefeextrakt, NaCl, Agar und destilliertes Wasser mit einem pH -Einstell an 7.0 ± 0.2.

Thermophile Bakterien als verarbeitete Lebensmittelschadstoffe

Die meisten thermophilen Bakterien sind Saprophyten und produzieren beim Menschen keine Krankheiten. In der Lebensmittelherstellung kann es jedoch Faktoren geben, die die Proliferation thermophiler Mikroorganismen bevorzugen, die schädlich sein können.

Um ein Beispiel zu geben, wird bei der Herstellung von Milchprodukten eine Pasteurisierung als Verfahren zur Dekontamination von Lebensmitteln verwendet. Diese Methode soll die Gesundheitsqualität garantieren. Es ist jedoch nicht unfehlbar, da sporulierte thermophile Bakterien diesen Prozess überleben können.

Dies liegt daran.

Es gibt sporulierte Bakterien, die eine echte Gefahr für den menschlichen Verbrauch darstellen. Zum Beispiel die Sporen der folgenden Arten: Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Clostridium perlingens, Themoanaerobacterium xylanolyticum, Geobacillus  Stearothhermophilus. 

Produkte mit niedriger Acidität werden normalerweise von anaeroben thermophilen Bakterien wie die angegriffen Geobacillus Stearothhermophilus. Dieses Bakterium fermentiert Kohlenhydrate und erzeugt aufgrund der Produktion von Kettenfettsäuren einen unangenehmen sauren Geschmack.

Ebenso kann mit hoher Asselität konsumiert werden Clostridium thermosaccharolyticum. Dieser Mikroorganismus ist sehr vorschnell und erzeugt die Zusammenführung der Dose für eine hohe Gasproduktion.

Für seinen Teil, Desulfotomaculum Nigrificans Es greift auch Konserven an. Obwohl die Can kein Anzeichen einer Veränderung zeigt, kann beim Aufdecken der Dose ein starker Geruch von Säure wahrgenommen werden und es wird ein geschwärztes Nahrung beobachtet. Die schwarze Farbe liegt daran, dass die Bakterien Sulfhydsäure erzeugen.

Endlich, Bacillus cereus und Clostridium perfringens produzieren Lebensmittelvergiftung und Clostridium botulinum Trennt ein leistungsstarkes Neurotoxin in der Nahrung, die beim Verzehr den Tod verursacht.

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Beispiele für thermophile Bakterien

Rhodothermus Obamensis

Meeresbakterien, Gramm negativ.

Genre Cádicellulosiruptor

Anaerobe Bakterien, positiv, extrem, gesporuliertes Gramm.

Thermomicrobium -Klasse

Sie sind aerobe hyperthermophile Bakterien, Heterotrophen mit variabler Gramm.

Rhodothermus Marinus

Gramnegative, aerobe, extreme und halophile thermophile Bazillus. Die Produktion von thermostabilen Enzymen wurde untersucht, insbesondere zur Hydrolysierung von Polysacchariden und zur DNA -Synthese, beide für die Branche von Interesse.

Deferribacter Desulfuricans

Anaerobe Bakterien, extremes Thermophilus, Heterotroph, Schwefelreduktion, Nitrat und Arsenat.

Marinithhermus Hydrothermalis

Gramm negative Bazillen oder Filamente, extremer Thermophilus, strenge aerobe heterotrophe.

ThemodesulfoBacterium hydrogeniphilum

Meeresspezies, Hyperthermophil, anaerobe, gramnegativ.

Thermous aquaticus

Gramnegative, hyperthermophile, heterotrophe und aerobe Bakterien. Synthetisiert ein thermostbares Enzym, das in der PCR.

Calical Sulfurivirga

Extremes Thermophilus, mikroaerophiler Quimiolithrophil, Thiosulfatoxidationsmittel.

Geobacillus Stearothhermophilus Bevor gerufen Bacillus Stearotermophilus

Gram -positive Bazillen, Sporulierte, extremes Thermophilus. Seine Sporen werden in mikrobiologischen Labors als biologische Kontrolle verwendet, um die ordnungsgemäße Funktion des Autoklaven zu bewerten.

Geschlecht Nautilia 

Die Spezies dieser Gattung zeichnen sich dadurch gekennzeichnet, dass sie gramnegativ sind, hyperthermophil.

Vergleichstabelle zwischen den relevantesten Arten

Quelle: Vorbereitet vom Autor MSC. Marielsa Gil.

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