Karakteristik bakteri termofilik, habitat, makanan

Itu Bakteri termofilik Mereka adalah mereka yang memiliki kemampuan untuk berkembang di lingkungan dengan suhu lebih besar dari 50 ° C. Habitat mikroorganisme ini adalah tempat yang sangat bermusuhan, seperti cerobong hidrotermal, daerah vulkanik, mata air panas dan gurun, antara lain. Menurut kisaran suhu yang mereka dukung, mikroorganisme ini diklasifikasikan sebagai termofil ekstrem dan hipertermofilik.

Termofil dikembangkan dalam kisaran suhu antara 50 dan 68 ° C, menjadi suhu pertumbuhan optimalnya lebih dari 60 ° C. Termofil ekstrem tumbuh dalam kisaran antara 35 hingga 70 ° C, dengan suhu 65 ° C yang optimal, dan hipertermofil hidup dalam interval suhu antara 60 dan 115 ° C, dengan pertumbuhan optimal pada ≥80 ° C.

Gambar di sebelah kiri: lingkungan tempat bakteri termofilik hidup. Gambar Kanan: Representasi Figuratif Bakteri Termofilik. Sumber: gambar kiri pxher, gambar kanan pixabay

Sebagai contoh bakteri termofilik pada umumnya, berikut ini dapat disebutkan: geobAcillus stearotermophilus, Deferribacter desulfuricans, Marinithhermus Hydrothermalis, Dan Thermus aquaticus, diantara yang lain.

Mikroorganisme ini memiliki karakteristik struktural khusus yang memberi mereka kemampuan untuk menahan suhu tinggi. Faktanya, morfologi mereka sangat berbeda sehingga mereka tidak dapat berkembang pada suhu kecil.

[TOC]

Karakteristik

Bakteri termofilik memiliki serangkaian karakteristik yang membuatnya beradaptasi dengan lingkungan dengan suhu yang sangat tinggi.

Di satu sisi, membran sel bakteri ini memiliki jumlah lipid jenuh rantai panjang yang tinggi. Ini memungkinkan mereka untuk mengatasi suhu tinggi dan mempertahankan permeabilitas dan fleksibilitas yang memadai, mengelola untuk bertukar zat dengan lingkungan tanpa menghancurkan.

Di sisi lain, meskipun diketahui bahwa protein biasanya didenaturasi dalam suhu tinggi, protein yang ada dalam bakteri termofilik memiliki ikatan tipe kovalen yang berinteraksi secara hidrofobik. Fitur ini memberikan stabilitas pada jenis bakteri ini.

Demikian juga, enzim yang diproduksi oleh bakteri termofilik adalah protein termostabil, karena mereka dapat menjalankan fungsinya di lingkungan yang bermusuhan di mana bakteri ini berkembang, tanpa kehilangan konfigurasi mereka.

Sehubungan dengan kurva pertumbuhannya, bakteri termofilik memiliki tingkat reproduksi yang tinggi, tetapi memiliki setengah kehidupan yang lebih pendek daripada jenis mikroorganisme lainnya.

Kegunaan bakteri termofilik di industri ini

Saat ini, berbagai jenis industri menggunakan enzim asal bakteri untuk melakukan proses yang berbeda. Beberapa dari mereka berasal dari bakteri termofilik.

Dapat melayani Anda: Porphyromonas gingivalis: karakteristik, morfologi, siklus hidup

Di antara enzim yang paling sering diisolasi dari bakteri termofilik dengan aplikasi yang mungkin di tingkat industri adalah a-amilase, xylainase, polimerase, cattleseas, dan serin-proteas, semua enzim termosya, semua termostable termost.

Enzim ini istimewa karena mereka dapat bertindak pada suhu tinggi, di mana enzim serupa lainnya yang dibuat oleh bakteri mesofilik akan didenaturasi.

Oleh karena itu, mereka ideal untuk proses yang membutuhkan suhu atau proses yang tinggi di mana penting untuk meminimalkan proliferasi bakteri mesofilik.

Contoh

Sebagai contoh penggunaan enzim bakteri termofilik dalam industri ini, penggunaan DNA polimerase (Taq polimerase) dapat disebutkan, dalam teknik reaksi rantai polimerase (PCR).

Teknik ini mendenaturasi DNA pada suhu tinggi, tanpa risiko enzim Taq polimerase rusak. Taq polimerase pertama yang digunakan diisolasi dari spesies Thermus aquaticus.

Di sisi lain, bakteri termofilik dapat digunakan untuk meminimalkan kerusakan yang disebabkan oleh polusi lingkungan.

Misalnya, investigasi tertentu telah mengungkapkan bahwa beberapa bakteri termofilik dapat menghilangkan senyawa yang beracun bagi lingkungan. Begitulah kasus polychlorobiphenyl (zat polutan hadir dalam plastik dan refrigeran, di antara senyawa lainnya).

Ini dimungkinkan karena bakteri termofilik tertentu dapat menggunakan elemen seperti biphenyl, 4-chlorobiphenyl dan asam benzoat sebagai sumber karbon. Oleh karena itu, mereka menurunkan polychlorobiphenyls, menghilangkannya dari lingkungan.

Di sisi lain, bakteri ini sangat baik untuk elemen daur ulang seperti nitrogen dan sulfur di tanah. Karena ini, mereka dapat digunakan untuk menyuburkan tanah secara alami tanpa perlu pupuk buatan (bahan kimia).

Demikian juga, beberapa peneliti mengusulkan penggunaan bakteri termofilik untuk mendapatkan zat yang menghasilkan energi alternatif seperti biogas, biodiesel dan bioetanol melalui hidrolisis limbah agroindustri, mendukung proses bioremediasi bioremediasi.

Habitat

Habitat bakteri termofilik dibentuk oleh darat atau tempat laut yang ditandai dengan suhu tinggi. Faktor -faktor lain yang menyertai suhu adalah pH medium, konsentrasi garam dan senyawa kimia (organik dan anorganik) yang mungkin ada.

Tergantung pada karakteristik spesifik lingkungan, jenis bakteri termofilik tertentu atau lainnya akan berkembang di dalamnya.

Di antara habitat yang paling umum untuk jenis bakteri ini, berikut ini dapat disebutkan: cerobong hidrotermal, area vulkanik, mata air panas, dan gurun.

Dapat melayani Anda: Chrysophyta

Makanan

Biasanya bakteri termofilik membutuhkan tanaman kompleks untuk tumbuh. Di antara nutrisi yang mungkin dibutuhkan adalah sebagai berikut: ekstrak ragi, triptone, asam casamino, glutamat, prolin, serin, selobiosa, trehalosa, sukrosa, asetat dan piruvat.

Agar yang digunakan untuk isolasi beberapa bakteri termofilik adalah agar Luria-Ber-Tani. Ini mengandung kasein terhidrolisis, ekstrak ragi, NaCl, agar, dan air suling dengan pH disesuaikan menjadi 7.0 ± 0.2.

Bakteri termofilik sebagai polutan makanan olahan

Kebanyakan bakteri termofilik adalah saprofit dan tidak menghasilkan penyakit pada manusia. Namun, dalam pembuatan makanan mungkin ada faktor yang mendukung proliferasi mikroorganisme termofilik, yang bisa berbahaya.

Untuk memberi contoh, dalam pembuatan pasteurisasi produk susu digunakan sebagai metode dekontaminasi makanan. Metode ini seharusnya menjamin kualitas kesehatan; Namun, itu tidak sempurna karena bakteri termofilik sporulasi dapat bertahan dari proses ini.

Ini karena, meskipun sel vegetatif bakteri sebagian besar sporulasi tidak tahan termor, spora.

Ada bakteri sporulasi yang mewakili bahaya nyata bagi konsumsi manusia. Misalnya, spora spesies berikut: Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Themoanaerobacterium xylanolyticum, Geobacillus  Stearothhermophilus. 

Produk kalengan rendah -akiditas biasanya diserang oleh bakteri termofilik spora anaerob seperti Geobacillus Stearothhermophilus. Bakteri ini memfermentasi karbohidrat dan menghasilkan rasa asam yang tidak menyenangkan karena produksi asam lemak rantai pendek.

Demikian juga, kalengan beraksid tinggi dapat terkontaminasi Clostridium thermosaccharolyticum. Mikroorganisme ini sangat mengoceh dan menghasilkan konombamasi kaleng untuk produksi gas tinggi.

Untuk bagian ini, Desulfotomaculum nigrificans Itu juga menyerang makanan kaleng. Meskipun kaleng tidak menunjukkan tanda -tanda perubahan, ketika mengungkap kaleng asam yang kuat dapat dirasakan dan makanan yang dihitamkan diamati. Warna hitam adalah karena bakteri menghasilkan asam sulfhidrat, yang pada gilirannya bereaksi dengan zat besi wadah yang membentuk senyawa warna ini.

Akhirnya, Bacillus cereus dan Clostridium perfringens menghasilkan keracunan makanan dan Clostridium botulinum memisahkan neurotoksin yang kuat dalam makanan yang ketika dikonsumsi menyebabkan kematian.

Itu bisa melayani Anda: Bacillus clausii

Contoh bakteri termofilik

Rhodothermus obamensis

Bakteri laut, bacillus negatif gram, heterotrof, aerobik dan hipertermofil.

Genre Cádicellulosiruptor

Bakteri anaerob, gram positif, ekstrem, sporulasi.

Kelas Thermomicrobium

Mereka adalah bakteri hipertermofil aerobik, heterotrof, dengan gram variabel.

Rhodothermus marinus

Gram negatif, aerobik, ekstrem dan halofil basil termofilik. Produksi enzim termostable telah dipelajari, terutama untuk menghidrolisis polisakarida dan untuk sintesis DNA, keduanya menarik bagi industri ini.

Deferribacter desulfuricans

Bakteri anaerob, thermophilus ekstrem, heterotrof, peredam sulfur, nitrat dan arsenate.

Marinithhermus Hydrothermalis

Basil atau filamen negatif gram, termofilus ekstrem, heterotrofik aerobik yang ketat.

Themodesulfobacterium hidrogeniphilum

Spesies laut, hipertermofil, anaerob, gram negatif, chemolithotroph (pereduksi sulfat), tidak sporulasi.

Thermus aquaticus

Gram negatif, hipertermofilik, heterotrofik dan bakteri aerobik. Mensintesis enzim termostabil yang digunakan dalam teknik PCR yang disebut taq adn polimerase.

Calicural sulfurivirga

Thermophilus ekstrem, mikroaerofilik quimiolithrophil, oksidan tiosulfat.

Geobacillus Stearothhermophilus Sebelum dipanggil Bacillus stearotermophilus

Gram basil positif, sporulasi, termofilus ekstrem. Sporesnya digunakan di laboratorium mikrobiologi sebagai kontrol biologis untuk mengevaluasi fungsi autoklaf yang tepat.

Jenis kelamin Nautilia 

Spesies genus ini ditandai dengan gram negatif, hipertermofil meskipun kisaran pertumbuhannya luas, kehidupan laut, tidak membentuk spora, wajib anaerob atau mikroaerofilik.

Tabel komparatif antara spesies yang paling relevan

Sumber: Disiapkan oleh Penulis MSC. Marielsa Gil.

Referensi

1. Gallut p. Isolasi dan budidaya mikroorganisme yang terkait dengan ompirah manantial hidrotermal dari Santispac, Bahía Concepción, BCS, Meksiko. Tesis untuk mendapatkan gelar master dalam sains. Pusat Penelitian Biologi. 2016. Tersedia di: Cibnor.Repositori Institusional.
2. Bjornsdottir SH, T Blondal, Hreggvidsson GO, Eggertsson G, Petursdottir S, Hjorleifsdottir S, Thorbjardottir SH, Kristjanson JK. Rhodothermus Marinus: Fisiologi dan Biologi Molekuler. Ekstremofil. 2006; 10 (1): 1-16. Tersedia di: CBI.Nlm.Nih.Pemerintah.
3. Thermus aquaticus." Wikipedia, ensiklopedia gratis. 24 Nov 2018, 10:28 UTC. 9 Mei 2019, 01:55 adalah.Wikipedia.Atau
4. Thwaite J, Atkins H. Basil uji sterilisasi. Dalam mikrobiologi medis (edisi kedelapan belas).
5. Raja t. Keanekaragaman hayati bakteri laut: taksa yang dapat dibudidayakan baru. Tesis untuk memilih judul dokter dalam bioteknologi. Departemen Mikrobiologi dan Ekologi. 2012. Tersedia di: Universitas Valencia.
6. Sako Y, Takai K, Ishida dan, Uchida A, Katayama dan. Rhodothermus obamensis sp. November., untuk garis keturunan modern dari bakteri laut yang sangat termofilik. Int J Syst Bacteriol. seribu sembilan ratus sembilan puluh enam; 46 (4): 1099-104.
7. Sungai m. Neida, Crespo M. Carla f., Terrazas s. Luis e., Alvarez a. Maria t. Isolasi strain anaerob termofilik yang memproduksi sel dan hemiselase yang terlibat dalam produksi bioetanol melalui teknik kultur tradisional dan non -tradisional dan insulasi. Biofarbo. 2007; 15 (1): 43-50. Tersedia di: Majalah Bolivian.org.B