嗜熱脂肪芽孢桿菌（芽孢桿菌屬 stearothermophilus）屬嗜熱性需氧芽孢桿菌，但兼有厭氧的特性，細(xì)菌繁殖體G蘭氏染色陽性呈紫色，細(xì)菌芽孢孔雀石綠著色。嗜熱脂肪芽孢桿菌比較容易識別且對人體沒有危害性，一般作為空間消毒的指示生物。
由中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會2015年發(fā)布的《濕熱滅菌用生物指示劑》（GB 18281.3-2015）于2017年01月01日正式實(shí)施，正式將嗜熱脂肪芽孢桿菌（Bacillus stearothermophilus）改稱為嗜熱脂肪地芽孢桿菌（Geobacillus stearothermophilus）。
主要特性
嗜熱脂肪地芽孢桿菌營養(yǎng)細(xì)胞呈長桿狀、圓端，多數(shù)為單個(gè)、少數(shù)成對或鏈狀排列，細(xì)胞寬0．6～1.μm、長 2. 0 ～3.5μm，細(xì)胞壁為革蘭陽性結(jié)構(gòu)，但染色可在陽性和陰性之間變化。芽孢呈橢圓或柱狀、端生或次端生，孢囊膨脹或不膨脹，無伴孢晶體形成。最佳生長溫度為56～60℃，最高生長溫度為65～75℃，最低生長溫度為30～ 45℃，需氧或兼性厭氧，利用葡萄糖產(chǎn)酸不產(chǎn)氣。現(xiàn)中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(CICC)收藏菌株為嗜熱脂肪地芽孢桿菌編號為CICC 10267株，即ATCC 7953株，其在營養(yǎng)瓊脂上56℃培養(yǎng)24h的菌落形態(tài)呈淺黃色，表面粗糙濕潤，邊緣不整齊；該菌株在Cook等產(chǎn)孢培養(yǎng)基上56℃培養(yǎng)24h，取菌苔涂片經(jīng)芽孢染色法染色后，1000倍光學(xué)顯微鏡下觀察到多數(shù)仍為染成紅色的繁殖體與部分已經(jīng)形成染成藍(lán)色的芽孢形態(tài)；在產(chǎn)孢培養(yǎng)基上56℃培養(yǎng)5d，鏡下觀察到90%以上為已經(jīng)形成染成藍(lán)色的芽孢，只有少數(shù)是染成紅色的繁殖體。
演變歷程
1917年Smith等人在實(shí)驗(yàn)室分離出嗜熱脂肪地芽孢桿菌，1920年Donk將其歸類于芽孢桿菌屬(芽孢桿菌屬)，并命名為嗜熱脂肪芽孢桿菌(Bacillus stearothermophilus)。傳統(tǒng)分類上對于芽孢桿菌屬的分類標(biāo)準(zhǔn)較為寬松，導(dǎo)致該屬細(xì)菌在生理、基因等方面存在很大差異。近年來隨著生物分類學(xué)研究的不斷深入，脫氧核糖核酸 G+ Cmol%、16S rDNA序列分析、核酸雜交等分類技術(shù)的不斷發(fā)展，芽孢桿菌屬細(xì)菌的分類也得到更改與修正。1949年，Gordon和Smith對收集到的216株細(xì)菌進(jìn)行分類研究，其中160株被歸類于兩個(gè)嗜熱菌種：嗜熱脂肪芽孢桿菌和凝結(jié)芽孢桿菌(B．coagulans)，他們認(rèn)為這兩個(gè)菌種各自代表了一組需氧、嗜熱、形成芽孢的細(xì)菌。
1991年Ash等對51種芽孢桿菌屬菌種的16S rDNA完整序列進(jìn)行了分析，根據(jù)分析結(jié)果將它們分成5個(gè)不同的系統(tǒng)發(fā)育類群，并認(rèn)為這5個(gè)類群明顯代表著不同的菌屬；同時(shí)提出芽孢桿菌屬菌種在遺傳方面相當(dāng)混亂，需對其進(jìn)行大量的生物分類學(xué)修正。Ash等的研究成果標(biāo)志著對芽孢桿菌屬進(jìn)行重新分類的開始，此后從1992年至1999年陸續(xù)從芽孢桿菌屬中獨(dú)立出8個(gè)新屬。
2001年，Nazina等對芽孢桿菌屬的嗜熱菌組群進(jìn)行了生理特性對比研究，在此基礎(chǔ)上，又對其進(jìn)行脂肪酸分析、 脫氧核糖核酸－DNA雜交、16S rDNA序列分析等一系列分類學(xué)研究。研究認(rèn)為它們是一組系統(tǒng)發(fā)育相近、生理和形態(tài)相似的細(xì)菌，可以組成新的菌屬，并就此提出了一個(gè)新的菌屬名稱：地芽孢桿菌屬(Geobacillus)。Nazina等將包括嗜熱脂肪芽孢桿菌在內(nèi)的6種菌從芽孢桿菌屬分離出來，與最近發(fā)現(xiàn)的新種一起歸類為地芽孢桿菌屬，該屬已得到國際上的公認(rèn)。地芽孢桿菌屬中現(xiàn)已確切描述并命名的共有21個(gè)種及亞種，模式種為嗜熱脂肪地芽孢桿菌，模式菌株為 DSM 22T(=ATCC 12980 T)。
權(quán)威菌種保藏機(jī)構(gòu)如ATCC和DSMZ，以及國際權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)和藥典等，已經(jīng)將芽孢桿菌屬 stearothermophilus更名為Geobacillus stearothermophilus，國內(nèi)仍稱為嗜熱脂肪芽孢桿菌(Bacillus stearothermophilus)。
鑒定方法
對于嗜熱脂肪地芽孢桿菌的鑒定，傳統(tǒng)分類中根據(jù)形態(tài)特征、生理生化特性、生態(tài)特性等指標(biāo)進(jìn)行鑒定的方法耗時(shí)耗力，因此基于分子生物學(xué)的鑒定方法不斷發(fā)展。2005年，DanielR．Zeigler報(bào)道了利用recN基因序列相似性分析鑒定地芽孢桿菌屬菌種的研究。研究表明，對于屬、種及亞種水平的分類，recN基因序列分析的鑒定分辨率接近甚至比16S rDNA序列分析更高，但突變飽和度限制了recN基因序列對更高層次分類的應(yīng)用，然而recN基因序列分析對地芽孢桿菌屬菌株種的鑒定具有重要作用。2007年，Nomeda Kuisiene等報(bào)道了利用AluI限制性內(nèi)切16S rDNA擴(kuò)增片段來鑒定嗜熱脂肪地芽孢桿菌的方法。使用限制酶AluI將16SrDNA酶切，嗜熱脂肪地芽孢桿菌的16S rDNA酶切電泳圖將呈現(xiàn)出特殊條帶:162bp條帶的出現(xiàn)和76bp與86bp條帶的缺失。同年，Nomeda Kuisiene等又報(bào)道，以16S－23SrDNA內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)序列為靶基因設(shè)計(jì)特異性引物GEOBAC，以其PCR產(chǎn)物來鑒定地芽孢桿菌屬菌種。這些快速而準(zhǔn)確的鑒定方法為嗜熱脂肪地芽孢桿菌及地芽孢桿菌屬其它菌種的研究與應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
應(yīng)用
生物指示劑標(biāo)準(zhǔn)菌
嗜熱脂肪地芽孢桿菌(ATCC 7953)所產(chǎn)芽孢無致病性、無熱原、無毒，且對壓力蒸汽的抵抗力在大多數(shù)微生物中最強(qiáng)，因此被歐洲藥典、美國藥典、日本藥典等作為熱力滅菌生物指示劑的標(biāo)準(zhǔn)菌株收錄。我國衛(wèi)生部也將該菌株作為壓力蒸汽滅菌效果評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)檢測菌株列入《消毒與滅菌效果的評價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)》(GB15981－1995)和《消毒技術(shù)規(guī)范》(2002版);同時(shí)，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局也將其作為濕熱滅菌用生物指示物列入《醫(yī)療保健產(chǎn)品滅菌生物指示物》(GB 18281.3－2000)標(biāo)準(zhǔn)中。嗜熱脂肪地芽孢桿菌(ATCC 7953)用于制備生物指示劑最重要的技術(shù)指標(biāo)就是對一定滅菌因子有確定的抗力。2002年版《消毒技術(shù)規(guī)范》中明確規(guī)定嗜熱脂肪地芽孢桿菌(ATCC 7953)芽孢滅菌生物指示劑在121℃±0.5℃條件下的抗力指標(biāo)：存活時(shí)間≥3.9min，殺滅時(shí)間≤19min，D值為1.3min－1.9min。然而同一菌株培養(yǎng)出的芽孢，其抗力也可能不同，此與培養(yǎng)方法和營養(yǎng)成分有關(guān)。Beaman等對該菌株粗糙型和光滑型芽孢100℃條件下的D值進(jìn)行了測定，分別為124min和579min，因此制備生物指示劑必須嚴(yán)格確定菌株與菌落形態(tài)。此外，培養(yǎng)基成分不但對芽孢生成率有顯著影響，對芽孢的熱抗力也有明顯作用，如芽孢形成培養(yǎng)基中鈣離子濃度增加，可使芽孢的熱抗力增加。芽孢的形成溫度對芽孢的熱抗力也有一定影響，Cook等的研究表明，在50℃、55℃、60℃條件下形成的芽孢，培養(yǎng)溫度越高抗熱能力越強(qiáng)。綜上所述，生物指示劑的熱抗力受多種因素影響，故對其制備條件應(yīng)予嚴(yán)格控制；同時(shí)對生物指示劑產(chǎn)品，必須使用符合標(biāo)準(zhǔn)的抗力檢測器對其抗力性能進(jìn)行嚴(yán)格測試。
鮮乳中抗生素殘留檢驗(yàn)
長期以來，抗生素在奶牛飼養(yǎng)業(yè)中應(yīng)用廣泛，如為預(yù)防或治療疾病，常在飼料中添加含有一定比例抗生素的飼料添加劑，這對于長期飲用牛奶的消費(fèi)者來說無疑是等于長期服用小劑量的抗生素，因此必須嚴(yán)格控制抗生素最高殘留限量。國標(biāo)CB/T4789.27－2008中規(guī)定了兩種檢測鮮乳中抗生素殘留的方法－?嗜熱鏈球菌抑制法和嗜熱脂肪芽孢桿菌抑制法。嗜熱脂肪芽孢桿菌抑制法中所用菌種為嗜熱脂肪芽孢桿菌卡利德變種(Bacillus stearothermophilusvar．calidol-actis)，該菌種在國際權(quán)威的保藏機(jī)構(gòu)DSMZ中已更名為嗜熱脂肪地芽孢桿菌。該菌種對芐青霉素等抗生素非常敏感，生長速度快，此外其還有一個(gè)重要特性是最佳生長溫度范圍較高，僅有少數(shù)微生物可在該溫度范圍內(nèi)生長，因此雜菌影響結(jié)果的可能性很小。
耐熱性
罐頭食品經(jīng)過加熱處理后一般殘留的細(xì)菌為嗜熱菌及其芽孢。嗜熱脂肪芽孢桿菌是一種兼性厭氧菌，嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢是耐熱性最強(qiáng)的芽孢之一，通常作為驗(yàn)證濕熱滅菌程序的生物指示劑，同時(shí)也是造成罐頭食品腐敗變質(zhì)的主要微生物之一。芽孢的耐熱性除了與芽孢種類有關(guān)，還與所處的環(huán)境如酸堿度，水分活度，無機(jī)鹽濃度等有著緊密的關(guān)系。
參考資料 >