海底“古菌”中提取超级“催化剂” 有巨大经济价值

顾汉现

海底“古菌”中提取超级“催化剂” 有巨大经济价值


日期: 2009-05-20  


        在海底四千米滚烫的热液口，一些极端的微生物仍然能够生存，在它们身上，隐藏着生命进化的秘密，拥有着意想不到的巨大的生物经济价值。南京农业大学食品科技学院和江苏省海洋生物技术重点建设实验室淮海工学院的专家看中了这一点，他们利用来自“海底烟囱”这个奇妙世界里寻找到的超嗜热的古菌，提取出了耐极端高温的超级催化剂———耐热酸性α-淀粉酶。专家们告诉记者，它将会对食品、发酵、纺织、造纸和制药等诸多行业有益。



　　禁区里的“古老精灵”



　　超过100℃的温度，被视为生命禁区，然而在海底世界林立的“海底烟囱”周围，水温高达三四百摄氏度，海葵、贝类围绕着它们生存着。在热液口附近高温、高压、无光、有毒的环境下，仍有奇特的微生物生命存在。



　　南京农业大学食品科技学院的陆兆新教授告诉记者，几年前，该学院的王淑军从国外带来了一株分离“海底烟囱”热液口的奇特菌种HJ21，DNA分析的结果，它属于一种超级嗜热的菌种，能耐80℃至110℃的高温环境，而且它还是一种古菌，可能在地球生成的初期就已经存在。



　　由于它们具有特殊的基因结构、特殊的生命过程及产物，并对人类解决一些重大的问题如生命起源及演化等有很大的帮助，它们身上还蕴藏着重要的经济价值和研究意义。



　　实验室制造“海底世界”



　　看中了来自海底烟囱这株超嗜热古菌的“极端耐热性”，专家们想利用它提取出超级的“生物酶”，以作为工业催化剂。



　　陆兆新教授告诉记者，专家在实验室里一次次地调整培养液的生存环境，尽量模拟海底烟囱的无氧、高压、超级高温以及丰富的海洋营养环境，专家在培养基中先经过高压灭菌后，再加入硫和无菌的麦芽糖液，并在自制仪器上抽真空充氮气，反复几次，并加入另外的一些营养物质，在高温加热到近88℃时培养这种古菌，经过两年多的实验过程，专家们终于在实验室制造的“海底热液”环境下培养成功这种超嗜热的古菌。



　　提取超级催化剂



　　利用实验室里培养出来的超嗜热古菌，几经试验，专家们终于从中提取了α-淀粉酶。



　　陆兆新说，它可以广泛地应用在食品、发酵、纺织、造纸和制药等诸多行业。专家解释说，工业发酵生产中，由于普通的微生物生产的菌株不耐高温，所以需用冷却过程来降低发酵过程中产生的热量。而利用超嗜热古菌来提取的淀粉酶来发酵，则可以避免不必要的资源和效率浪费。



　　如果应用于食品加工业，利用海底烟囱附近的超嗜热古菌提取出来的淀粉酶可以在100℃以上的“生命禁区”发挥活性，而此时其余的微生物都无法生存，这可以保证食品不受其他微生物的污染。



　　专家告诉记者，目前，许多极端微生物体内的一些酶类已得到广泛的应用，据了解，用嗜碱微生物生产的洗衣粉用酶，每年市场营业额高达6亿美元。