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芽孢--自然界抗性最强的生命体! 

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芽孢的形成

某些细菌由于必需养料耗尽而停止生长时,在细菌细胞内会形成一个球形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体,称为芽孢。1个细菌细胞只形成1个芽孢,有的在细胞一端,有的在细胞中部。由于芽孢是在细胞内形成的,所以也常称之为内生孢子,每一细胞仅形成一个芽孢,所以其没有繁殖功能。

 

在不同细菌中,芽孢所处的位置不同,有的在中部,有的在偏端,有的在顶端。芽孢一般呈圆形、椭圆形、圆柱形。在有些细菌中,芽孢的直径小于菌体直径,这些细菌称坚强芽孢杆菌在逆境环境中芽孢的生成过程。在另一些细菌中,芽孢的直径大于菌体直径,使整个菌体呈梭形或鼓塑形,这些细菌称为梭状芽孢杆菌,为厌氧菌,梭状芽孢杆菌的芽孢位于菌体中间。破伤风杆菌的芽孢位于菌体的一端,使菌体呈鼓槌状。

 

芽孢的结构:

芽孢的结构相当复杂,外层为芽孢壁,芽孢壁厚而致密,分三层:外层是芽孢外壳,为蛋白质性质。中层为皮层,由肽聚糖构成,含大量2,6-吡啶二羧酸。内层为孢子壁,由肽聚糖构成,包围芽孢细胞质和核质。芽孢萌发后孢子壁变为营养细胞的细胞壁。芽孢中的2,6-吡啶二羧酸(dipicolinicacid 简称DPA)含量高,为芽孢干重的5%~15%。吡啶二羧酸以钙盐的形式存在,钙含量高。在营养细胞和不产芽孢的细菌体内未发现2,6-吡啶二羧酸。芽孢形成过程中,2,6-吡啶二羧酸随即合成,芽孢就具有耐热性,芽孢萌发形成营养细胞时,2,6-吡啶二羧酸就消失,耐热性就丧失。

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芽孢的特性:

由于芽孢在结构和化学成分上均有别于营养细胞,所以芽孢也就具有了许多不同于营养细胞的特性。芽孢最主要的特点就是抗性强,芽抱是生物界抗逆性最强的生命体,在抗热、抗化学药物、抗辐射和抗静水压等方面更有优势,一般细菌的营养细胞不能经受70℃以上的高温,但芽抱却有着惊人的耐高温能力.如肉毒梭菌的芽抱在100℃的沸水中要经过5.0一9.5h才被杀死,至120℃时,平均也要10min才杀死。芽抱的休眠能力更是突出,在普通条件下可保持几年至几十年甚至更长时间,有点芽胞甚至可以休眠数百至数千年,最极端的例子是在美国的一块有2500万~4000万年历史的琥珀,至今从其中蜜蜂肠道内还可以分离到有生命的芽胞。芽孢没有明显的代谢作用,只保持潜在的萌发力,一旦环境条件合适,芽孢便可以萌发成营养细胞。

 

芽孢给消毒带来的困扰:

芽孢的上述特性常常给消毒工作带来困扰,最常见的情况之一,就是用加热法保存食品时,芽孢往往会造成保存的失败。这是因为芽孢极耐热,一般加热法不能把它杀死,它萌发成营养细胞后大量繁殖,会导致食品腐败变质。因此需要用高温间歇灭菌法把芽孢杀死,才能使食品长期保存。医疗器械也需经高温、低温等离子体或化学灭菌剂灭菌后才能保证安全。近几年发展起来的辐射灭菌法,其主要杀灭对象也是芽孢。同时,能否消灭一些代表的芽孢也就成了衡量各种消毒手段是否有效的重要指标,如罐头制品的灭菌以杀死肉毒杆菌为、外科手术器械灭菌的标准是能够杀死嗜热脂肪杆菌或枯草芽孢杆菌黑色变种芽孢为标准。

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