微生物如何应对高温的调控
原创 发布时间:2022-07-27 浏览次数: 2576 来源:

核心提示:微生物为了适应高温的环境,分别从群体层面和个体层面进行调控,以适应高温环境。其主要通过富集具有耐热性状的微生物调控代谢途径等,以持续发酵与生长。微生物通过群落聚集及相互依赖的群落模式对环境扰动表现出良好的抵抗力。


  微生物为了适应高温的环境,分别从群体层面和个体层面进行调控,以适应高温环境。其主要通过富集具有耐热性状的微生物调控代谢途径等,以持续发酵与生长。微生物通过群落聚集及相互依赖的群落模式对环境扰动表现出良好的抵抗力。

  由于环境压力,物种适应性差的微生物的生态位也会被竞争力更强的微生物所占领,进而使整个微生物群落结构变化。固态发酵体系中利用外源或内源微生物通过内在的相互作用等形式可以有效强化高温发酵。因此对于人为控制的复合菌固态发酵,就需要从菌株和工艺两方面进行考虑控制。

  在固态发酵中,微生物作为生物膜吸附在发酵基质颗粒表面上生长是典型现象,膜下的微观生态系统中微生物和谐共存,协同完成生物化学反应。不同类型的生物膜(浮游生物膜、水合生物膜和干表面生物膜)对温度的敏感性不同,干燥表面生物膜的耐热性更强。无论在体外还是清国酱食物模型中,附着于表面完整生物膜中的蜡样芽孢杆菌孢子的耐热性要强于浮游孢子,表明了生物膜为孢子提供额外保护以抵御热胁迫。

  生物膜是细菌或真菌在各种不利环境条件(如高酸、高温、高盐等)下发展成被胞外聚合物质包裹的细胞群落的一种常见策略。基质包括胞外多糖和蛋白质,细胞膜的形成主要包括:粘附,积累,成熟,分散4个阶段。细胞膜的形成能够帮助微生物抵抗各种不利的外界环境。

  对于细胞个体而言,大量的研究已表明微生物生长的上限温度与微生物生物分子的热稳定性紧密相关。例如,细胞膜上含有高饱和度的脂肪酸可以形成强疏水作用,使细胞膜保持稳定性,基因组DNA的高GC含量,热稳定的催化酶,以及特殊的应激保护物质如甘露醇、长链的脂肪酸等。总之微生物能够在高温环境下生存在于他们有能够在高温下继续发挥作用的各种酶、细胞结构。

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