枯草芽孢桿菌斯氏亞種(Bacillus subtilis subsp. spizizenii)是“枯草家族”里的輕騎兵,菌體纖細(xì),卻藏著一套“攻防兼?zhèn)洹钡奈⑸?toolkit。1930 年代被 Spizizen 從沙漠塵土中分離,因而得名。它更擅在 35–45 ℃、低濕度的熱旱邊際快速萌發(fā),芽孢外壁含特殊吡啶二羧酸鈣層,可耐 90 ℃熱水 20 min、紫外 5000 μW·s/cm2 仍存活,為制劑長途運(yùn)輸省下冷鏈成本。復(fù)蘇后,斯氏亞種先分泌高活性 surfactin、fengycin 與 bacillomycin D,三脂肽協(xié)同擊穿病原菌膜,對番茄青枯、辣椒疫霉、小麥紋枯的抑菌帶寬達(dá) 28–32 mm;同時(shí)釋放揮發(fā)性 2,3-丁二醇,啟動(dòng)植物 ISR 信號(hào),使葉片過氧化物酶活性提高 1.8 倍,達(dá)到“未病先防”。田間試驗(yàn)中,每畝用 100 g 斯氏亞種可濕粉拌種,玉米出苗率提升 12%,后期紋枯病指降 46%,產(chǎn)量增 8.3%;若與滴灌同施,可使連作草莓根際尖孢鐮刀菌數(shù)量下降 70%,果實(shí)可溶性糖提高 1.2 度,貨架期延長 3 天。更妙的是,它能合成耐堿 α-淀粉酶與β-葡聚糖酶,在 pH 9.5、溫度 50 ℃ 條件下仍保持 80% 酶活,用于青貯飼料可提前 2 天完成乳酸發(fā)酵,降低干物質(zhì)損耗 3%。目前,工廠采用糖蜜—豆粕深部好氧發(fā)酵,48 h 芽孢量可達(dá) 5×101? CFU/mL,噴霧干燥后存活率 > 95%,制成黑衣粉劑,保質(zhì)期 24 個(gè)月。擬諾卡氏菌屬的微生物在多種環(huán)境中分布廣,尤其是在土壤環(huán)境,尤其是天然高鹽堿土樣生境中較為常見 。熒光鏈霉菌
譎詐明串珠菌(Leuconostoc fallax)是明串珠菌屬中“貌善心狠”的。菌落乳白、表面光滑,細(xì)胞球形成對,發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣,看似溫順,卻能在泡菜前期迅速增殖,借“糖衣”胞外多糖包裹自己,欺騙宿主免疫系統(tǒng),故得“譎詐”之名?;蚪M分析揭示,它攜帶一套罕見的寡肽轉(zhuǎn)運(yùn)與組氨酸激酶雙組分系統(tǒng),可感知滲透壓與酸度變化,一旦環(huán)境pH降至4.0以下,便啟動(dòng)“式”產(chǎn)酸爆發(fā),短時(shí)間內(nèi)釋放大量乳酸與乙酸,排擠同壇的乳酸菌盟友,獨(dú)占發(fā)酵主導(dǎo)權(quán)。更“狡黠”的是,該菌能分泌一種細(xì)菌素Fallaxin,對李斯特菌、金黃色葡萄球菌等革蘭氏陽性食源性致病菌具有窄譜殺傷,卻對自身及泡菜關(guān)鍵菌株無害,借此在微生態(tài)博弈中“借刀殺人”。然而,其高活性胞外多糖合成酶在低溫(4℃)仍持續(xù)表達(dá),導(dǎo)致泡菜后熟期口感發(fā)黏,被食品工程師視為“品質(zhì)陷阱”。研究嘗試通過CRISPR敲除其負(fù)調(diào)控基因rex,使譎詐明串珠菌在pH 3.8即自動(dòng)休眠,既保留抑菌特長,又避免過度產(chǎn)黏,為精細(xì)控制傳統(tǒng)發(fā)酵蔬菜的微生態(tài)提供了一把“基因開關(guān)”。海洋鹽單胞菌這些功能對于理解和改善全球溫室氣體排放具有重要意義,也為制定環(huán)境保護(hù)策略提供了科學(xué)依據(jù)。

擬圓孢線黑粉菌(Filobasidium globisporum)隸屬擔(dān)子菌門、線黑粉目,是一類以凍干粉形式保存、生物危害四類的非模式菌,卻在低溫酶學(xué)與綠色技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)巨大潛力。一、分類與培養(yǎng)特性菌株為乳白色、濕潤的酵母狀菌落,更適培養(yǎng)溫度20℃,可在4–10℃長期冷藏存活2–25年;YPM培養(yǎng)基(甘露醇20g/L、酵母提取物、蛋白胨)即可滿足生長,液體培養(yǎng)需避免長時(shí)間靜置以保持活性。二、低溫酶工廠在20℃條件下,該菌分泌高活性纖維素酶、β-葡萄糖苷酶和木質(zhì)素降解酶,10℃時(shí)仍保留70%以上酶活,適合冷鏈廢棄物處理、低溫洗滌和紙漿漂白,可節(jié)省蒸汽能耗約20%。三、代謝產(chǎn)物多樣發(fā)酵液中可檢測抗生物質(zhì)、色素及胞外多糖,對革蘭氏陽性細(xì)菌具有明顯抑制圈;其胞外多糖乳化力強(qiáng),已作為天然增稠劑用于食品與化妝品小樣試制。四、環(huán)境修復(fù)潛力菌絲體對苯酚、重金屬Cd2?、Pb2?表現(xiàn)出吸附-降解雙重作用,5d內(nèi)可將50mg/L苯酚降至5mg/L以下,吸附鉛量達(dá)45mg/g,為低溫含酚廢水、重金屬污染水體提供生物修復(fù)候選。五、科研與安全作為四類危害微生物,操作只需BSL-1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室;凍干粉復(fù)蘇快、ITS序列清晰,是研究擔(dān)子菌低溫酶調(diào)控、孢子長期保存及冷鏈機(jī)制的理想模式菌。
檸檬色明串珠菌(Leuconostoc citreum)是明串珠菌屬的一種革蘭氏陽性、兼性厭氧的球形乳酸菌,廣存在于泡菜、奶酪、黑麥蜜露等天然發(fā)酵環(huán)境中。該菌在MRS培養(yǎng)基上形成白色、濕潤、圓形小菌落,細(xì)胞呈卵圓形或球形,常以珠狀連接排列,不產(chǎn)芽孢,無運(yùn)動(dòng)性。檸檬色明串珠菌具有較強(qiáng)的糖類發(fā)酵能力,可利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麥芽糖等產(chǎn)酸產(chǎn)氣,發(fā)酵過程中生成乳酸、乙酸及雙乙酰等風(fēng)味物質(zhì),是泡菜和奶酪發(fā)酵中的重要功能菌之一。其代謝產(chǎn)物不僅能降低環(huán)境pH值,抑制有害菌生長,還能賦予發(fā)酵食品特有的香氣和口感,常用于泡菜釀造和干酪輔發(fā)酵劑的開發(fā)。此外,檸檬色明串珠菌對萬古霉素天然耐藥,但在免疫正常人群中致病性較低,主要沾染低下者,偶可引起呼吸道沾染等機(jī)會(huì)性沾染,臨床報(bào)道較少,上需根據(jù)藥敏結(jié)果選用氨基糖苷類或四環(huán)素類藥物。綜上所述,檸檬色明串珠菌作為一種具有工業(yè)應(yīng)用潛力的乳酸菌,在食品發(fā)酵領(lǐng)域展現(xiàn)出良好前景,但在應(yīng)用過程中仍需關(guān)注其耐藥性和安全性評(píng)估。其芽孢可抗紫外、耐干燥,貨架期長達(dá)24個(gè)月,為商品化奠定基礎(chǔ)。

PS培養(yǎng)基(Peptococcus Broth),又名消化球菌肉湯,是專為厭氧革蘭陽性球菌——消化球菌屬(Peptococcus)及消化鏈球菌(Peptostreptococcus)等嚴(yán)苛厭氧菌設(shè)計(jì)的富營養(yǎng)液體培養(yǎng)基。關(guān)鍵配方含胰酪蛋白胨15 g、酵母粉5 g、葡萄糖5 g、L-半胱氨酸0.5 g、NaCl 5 g,補(bǔ)水至1 L,pH 7.2±0.1。L-半胱氨酸兼具還原與硫源,可瞬間降低氧化還原電位至-200 mV,無需額外預(yù)還原,即開即用;葡萄糖提供可發(fā)酵碳源,使菌體在6 h內(nèi)進(jìn)入對數(shù)期,12 h活菌數(shù)可達(dá)10? CFU/mL,滿足快速擴(kuò)增需求。臨床檢驗(yàn)中,PS培養(yǎng)基常被用于厭氧菌血培養(yǎng)增菌:將5 mL靜脈血直接注入含PS的真空厭氧瓶,35℃靜置培養(yǎng)48 h,若瓶底出現(xiàn)絮狀沉淀、培養(yǎng)液混濁并伴酸臭,即提示可能存在消化球菌或厭氧鏈球菌沾染;結(jié)合MALDI-TOF質(zhì)譜,可在72 h內(nèi)完成種水平鑒定,比傳統(tǒng)厭氧平板法縮短2天。科研領(lǐng)域,PS肉湯亦是研究厭氧菌鐵代謝、短鏈脂肪酸產(chǎn)量的優(yōu)先平臺(tái):只需在基礎(chǔ)液中去除葡萄糖,換用可溶性淀粉或乳酸鈉,即可考察不同碳源對丁酸、己酸合成路徑的影響;若添加0.1 %血紅素,更能啟動(dòng)厭氧呼吸鏈,使細(xì)胞干重提升30%。質(zhì)量控制方面,PS培養(yǎng)基滅菌后應(yīng)呈淺黃色透明,若氧化變粉,需棄用。帶小棒鏈霉菌發(fā)酵工藝:培養(yǎng)基成細(xì)鉆研,溫氧調(diào)控精而全,發(fā)酵條件優(yōu)中選,產(chǎn)物豐收效益添。埃里希青霉
強(qiáng)壯類芽孢桿菌是一種極具潛力的益生菌,廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。熒光鏈霉菌
德氏乳桿菌德氏亞種(Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii)是乳酸菌家族中更早被分離命名的“元老”之一,1901年即進(jìn)入科學(xué)視野。菌體短桿、無芽孢、不運(yùn)動(dòng),專性發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)乳酸,更適生長溫度42~45℃,可在pH 3.5的酸環(huán)境中存活,耐高溫卻畏冷,4℃即停止繁殖?;蚪M只1.8 Mb,代謝途徑精簡,卻擁有完整的乳酸脫氫酶與寡肽轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),使其在蛋白質(zhì)豐富的基質(zhì)中快速產(chǎn)酸,抑制菌。工業(yè)上,它是酸奶、瑞士奶酪與保加利亞傳統(tǒng)發(fā)酵乳的關(guān)鍵菌種,與嗜熱鏈球菌協(xié)同可將牛乳在3小時(shí)內(nèi)酸化至pH 4.2,形成細(xì)膩凝乳與特征性乙醛風(fēng)味;同時(shí)分泌胞外多糖,賦予產(chǎn)品順滑口感并延緩后酸化。近年研究還發(fā)現(xiàn),其表面蛋白SlpA能黏附腸道上皮,誘導(dǎo)IL-10分泌,緩解小鼠結(jié)腸炎;熱滅活菌體亦可通過啟動(dòng)樹突細(xì)胞TLR2信號(hào),增強(qiáng)腸道IgA應(yīng)答,兼具益生與免疫調(diào)節(jié)潛力。隨著合成生物學(xué)興起,德氏乳桿菌德氏亞種被工程化改造為“活藥工廠”,可在腸道內(nèi)持續(xù)釋放胰島素樣肽或白細(xì)胞介素,為糖尿病與炎癥性腸病提供新型微生態(tài)治療方案。熒光鏈霉菌