호 열성 박테리아 : 특성, 서식지, 음식 - 생물학 - 2026

호 열성 박테리아는 50보다 기온이 더있는 환경에서 성장할 수있는 능력을 가지고 것들이다 ° C. 이 미생물의 서식지는 열수 통풍구, 화산 지역, 온천 및 사막과 같이 매우 적대적인 장소입니다. 그들이 지원하는 온도 범위에 따라 이러한 미생물은 호 열성, 극한 열성 및 고 열성으로 분류됩니다.

Thermophil은 50 ~ 68 ° C의 온도 범위에서 번성하며 최적 성장 온도는 60 ° C 이상입니다. 극한 호 열성 동물은 35 ~ 70 ° C의 범위에서 최적의 온도는 65 ° C이고, 고 열성 호열 체는 60 ~ 115 ° C의 온도 범위에서 섭씨 80 ° C 이상에서 최적으로 성장합니다.

왼쪽 이미지 : 호 열성 박테리아가 사는 환경. 오른쪽 이미지 : 호 열성 박테리아의 비 유적 표현. 출처 : 왼쪽 이미지 이미지, 오른쪽 이미지 pixabay

일반적으로 호 열성 박테리아의 예로는 Geob acillus stearotermophilus, Deferribacter desulfuricans, Marinithermus hydrothermalis, Thermus aquaticus 등이 있습니다.

이 미생물은 고온을 견딜 수있는 특수한 구조적 특성을 가지고 있습니다. 사실, 그들의 형태는 너무 다르기 때문에 더 낮은 온도에서 발달 할 수 없습니다.

형질

호 열성 박테리아는 고온 환경에 적응하는 일련의 특성을 가지고 있습니다.

한편으로,이 박테리아의 세포막에는 다량의 장쇄 포화 지질이 있습니다. 이를 통해 고온에 대처하고 적절한 투과성과 유연성을 유지하여 스스로 파괴하지 않고 환경과 물질을 교환 할 수 있습니다.

반면에 단백질은 일반적으로 고온에서 변성되는 것으로 알려져 있지만 호 열성 박테리아에 존재하는 단백질은 소수성으로 상호 작용하는 공유 형 결합을 가지고 있습니다. 이 특성은 이러한 유형의 박테리아에 안정성을 제공합니다.

마찬가지로, 호 열성 박테리아에 의해 생성 된 효소는 구성을 잃지 않고 이러한 박테리아가 발생하는 적대적인 환경에서 기능을 발휘할 수 있기 때문에 내열성 단백질입니다.

성장 곡선과 관련하여 호 열성 박테리아는 번식률이 높지만 다른 종류의 미생물보다 반감기가 짧습니다.

산업에서 호 열성 박테리아의 유용성

오늘날 다양한 유형의 산업에서 박테리아 기원의 효소를 사용하여 다양한 프로세스를 수행합니다. 그들 중 일부는 호 열성 박테리아에서 나옵니다.

산업 응용이 가능한 고온 성 박테리아에서 가장 빈번하게 분리되는 효소 중에는 α-amylases, xylanases, DNA polymerase, catalases 및 serine protease가 있으며 모두 내열성입니다.

이 효소는 중온 성 박테리아에 의해 만들어진 다른 유사한 효소가 변성되는 고온에서 작용할 수 있기 때문에 특별합니다.

따라서 고온이 필요한 공정이나 중온 성 박테리아의 증식을 최소화해야하는 공정에 이상적입니다.

예

산업에서 호 열성 박테리아의 효소를 사용하는 예로서 중합 효소 연쇄 반응 (PCR) 기술에서 DNA 중합 효소 (taq 중합 효소)의 사용을 언급 할 수 있습니다.

이 기술은 taq 중합 효소가 손상 될 위험없이 고온에서 DNA를 변성시킵니다. 사용 된 첫 번째 taq 중합 효소는 Thermus aquaticus 종에서 분리되었습니다.

반면에 호 열성 박테리아는 환경 오염으로 인한 피해를 최소화하는 데 사용할 수 있습니다.

예를 들어, 연구에 따르면 일부 고온 성 박테리아는 환경에 독성이있는 화합물을 제거 할 수 있습니다. 폴리 클로 로비 페닐 (다른 화합물 중에서도 플라스틱 및 냉매에 존재하는 오염 물질)의 경우가 이에 해당합니다.

이것은 특정 고온 성 박테리아가 비 페닐, 4- 클로 로비 페닐 및 벤조산과 같은 원소를 탄소원으로 사용할 수 있다는 사실 덕분에 가능합니다. 따라서 그들은 폴리 염화 비 페닐을 분해하여 환경에서 제거합니다.

반면,이 박테리아는 토양에서 질소와 황과 같은 요소를 재활용하는 데 탁월합니다. 이로 인해 인공 (화학) 비료 없이도 자연 비료를주는 데 사용할 수 있습니다.

마찬가지로, 일부 연구자들은 농업 산업 폐기물의 가수 분해를 통해 바이오 가스, 바이오 디젤 및 바이오 에탄올과 같은 대체 에너지를 생성하는 물질을 얻기 위해 호 열성 박테리아를 사용하여 생물학적 정화 공정을 선호한다고 제안합니다.

서식지

호 열성 박테리아의 서식지는 고온이 특징 인 육상 또는 해양 장소로 구성됩니다. 온도에 수반되는 다른 요인으로는 매체의 pH, 염분의 농도 및 존재할 수있는 화합물 (유기 및 무기)이 있습니다.

배지의 특정 특성에 따라 특정 유형의 호 열성 박테리아 또는 다른 유형이 발생합니다.

이러한 유형의 박테리아에 대한 가장 일반적인 서식지 중에는 열수 분출구, 화산 지역, 온천 및 사막이 언급 될 수 있습니다.

급송

호 열성 박테리아는 일반적으로 성장하기 위해 복잡한 배양 배지가 필요합니다. 필요한 영양소에는 효모 추출물, 트립 톤, 카사 미노산, 글루타메이트, 프롤린, 세린, 셀로 비오스, 트레할로스, 수 크로스, 아세테이트 및 피루 베이트가 있습니다.

일부 고온 성 박테리아의 분리에 사용되는 한천은 Luria-Ber-tani 한천입니다. 가수 분해 카제인, 효모 추출물, NaCl, 한천 및 pH 7.0 ± 0.2로 조정 된 증류수를 포함합니다.

가공 식품의 오염 물질 인 고온 성 박테리아

대부분의 호 열성 박테리아는 부영 양성이며 인간에게 질병을 일으키지 않습니다. 그러나 식품 제조에는 해로울 수있는 호 열성 미생물의 증식에 유리한 요인이있을 수 있습니다.

예를 들어, 유제품 제조에서 저온 살균은 식품의 오염 제거 방법으로 사용됩니다. 이 방법은 위생 품질을 보장합니다. 그러나 포자 화 된 호 열성 박테리아는이 과정에서 살아남을 수 있기 때문에 절대 안전한 것은 아닙니다.

대부분의 포자 화 된 박테리아의 영양 세포는 내열성이 없지만 포자는 그렇기 때문입니다.

인간 소비에 대한 실제 위험을 나타내는 포자 화 된 박테리아가 있습니다. 예를 들어, Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Thermoanaerobacterium xylanolyticum, Geobacillus stearothermophilus 종의 포자.

저 산성 통조림 제품은 일반적으로 Geobacillus stearothermophilus와 같은 포자를 형성하는 혐기성 호 열성 박테리아의 공격을받습니다. 이 박테리아는 탄수화물을 발효시키고 단쇄 지방산의 생성으로 인해 불쾌한 신맛을냅니다.

마찬가지로, 산성이 높은 통조림 식품은 Clostridium thermosaccharolyticum으로 오염 될 수 있습니다. 이 미생물은 당 분해성이 높고 높은 가스 생산으로 인해 캔이 부풀어 오릅니다.

Desulfotomaculum nigrificans는 통조림 식품도 공격합니다. 캔에 훼손의 흔적이 보이지는 않지만 캔을 뜯 으면 강한 산성 냄새가 나고 검게 변한 음식이 관찰됩니다. 검은 색은 박테리아가 황화수소를 생산하고, 이는 차례로 용기의 철과 반응하여이 색의 화합물을 형성하기 때문입니다.

마지막으로 Bacillus cereus와 Clostridium perfringens는 식중독을 일으키고 Clostridium botulinum은 음식을 섭취하면 사망을 유발하는 강력한 신경독을 분비합니다.

호 열성 박테리아의 예

Rhodothermus obamensis

해양 박테리아, 그람 음성, 종속 영양, 호기성 및 고 열성 간균.

Caldicellulosiruptor 속

혐기성 박테리아, 그람 양성, 극도의 고온 성, 포자 형성.

Thermomicrobium 등급

호기성 고 열성 박테리아, 종속 영양성, 가변 그램.

Rhodothermus marinus

그람 음성, 호기성, 극도의 고온 성 및 호 염성 간균. 열 안정성 효소의 생산, 특히 다당류 가수 분해 및 DNA 합성에 대해 연구되어 왔으며,이 두 가지 모두 업계의 관심을 끌었습니다.

Deferribacter desulfuricans

혐기성 박테리아, 극도의 고온 성, 종속 영양성, 황, 질산염 및 비산 염 감소.

마리니 테 무스

그람 음성 막대 또는 필라멘트, 극도의 고온 성, 엄격한 호기성 종속 영양성.

Thermodesulfobacterium hydrogeniphilum

해양 종, 고 열성, 혐기성, 그람 음성, 화학 분해 영양소 (황산염 감소), 포자 화되지 않음.

Thermus aquaticus

그람 음성, 고 열성, 종속 영양성 및 호기성 박테리아. PCR에 사용되는 taq DNA 중합 효소라는 열 안정성 효소를 합성합니다.

Sulfurivirga caldicuralii

극도의 호 열성, 미 호기성 화학 분해 효소 독립 영양성, 티오 황산염 산화제.

Geobacillus

그람 양성, 포자 형, 극한 고온 성 막대. 그 포자는 미생물학 실험실에서 오토 클레이브의 적절한 기능을 평가하기위한 생물학적 대조군으로 사용됩니다.

성별

이 속의 종은 그람 음성, 고온 친 화성, 성장 범위가 넓지 만 해양 생물의 포자를 형성하지 않으며 절대 혐기성 미생물 또는 마이크로 호기성입니다.

가장 관련성이 높은 종 간의 비교표

출처 : 저자 Msc 작성. Marielsa Gil.

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