耐冷菌微生物最適生長溫度實驗圖像顯微鏡
耐冷菌/嗜冷菌耐冷性的本質
許多年以前人們就認識到耐冷菌在溫度超過30~35℃時通常不生長。
首先對這種生長限制的機理進行研究的是Edwards和Rettger[1“,他們指
出細菌的最高生長溫度可能與呼吸酶的最低破壞溫度密切相關。這一結論
已經被許多研究實驗結果所證實。許多耐冷菌的呼吸酶在耐冷菌的最大生
長溫度時會失活。因此,耐冷菌酶的熱敏性至少是限制這些微生物在低溫
下生長的因素之一。
當將一些耐冷菌的生長溫度升至高于他們的最高生長溫度時,細胞會
發生死亡,同時伴隨著胞內組分的外泄。外泄的組分包括蛋白質、DNA、RN
A、游離氨基酸和磷脂。磷脂可能來源于細胞質膜。盡管細胞組分被釋放出
來的原因還沒有完全弄清楚,但細胞膜的破裂應該是其中原因之一。以上
這些變化都是在酶失活后發生的。
不論引起耐冷菌在超過其最高生長溫度后死亡的真正機理是什么,在
這種相對較低的溫度下被殺死已經被作為判斷這種類型細菌的特性之一。
這對于那些最適生長溫度在20℃或以下的菌種更為適用。總結最近40年來
的分離培養和研究耐冷菌的報道可以發現,所有耐冷菌均能夠在0℃生長,
它們的最適生長溫度是1 5℃或20~25℃,且最高生長溫度20~35℃。耐冷
微生物包括革蘭氏陰性桿菌、革蘭氏陽性好氧及厭氧桿菌、孢子形成菌和
非孢子形成菌、革蘭氏陽性球菌、弧菌和酵母。比如費氏弧菌(Vibrio fis
heri(?nat'i刪s))的最適生長溫度為1 5℃,在此溫度下的世代時間為80.
7 min。對于幾乎所有的耐冷菌來說,其最高生長溫度一般只比最適生長溫
度高5~10℃。
令人驚訝的是,生奶中發現的許多耐冷菌的蛋白酶具有耐熱穩性。生
奶中假單胞菌和孢子形成菌都有此性質。典型的牛奶耐冷一假單胞菌能
產
生一種分子質量在40~50 kDa的對熱穩定的金屬蛋白酶