枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）是一種能形成內生孢子的革蘭氏陽性菌，在環境壓力下可轉化為休眠態的芽孢以增強生存能力。這種芽孢之所以能在高溫、酸堿、紫外線等條件下存活，關鍵在于其獨特的多層保護性結構，尤其是孢子壁的化學組成。
孢子壁的主要成分與結構特點
枯草芽孢桿菌的孢子壁由多層結構構成，每層在保護孢子方面發揮特定作用：
結構層次 | 主要成分 | 功能與特點 |
外壁（Exosporium） | 蛋白質、糖蛋白 | 最外層屏障，提供物理防護和抗酶解能力 |
芽孢衣（Spore coat） | 多層蛋白質（含交聯蛋白） | 高度不溶性，抵抗化學物質、酶和微生物攻擊 |
皮層（Cortex） | 特殊肽聚糖（低交聯度） | 維持低含水量，增強耐熱性和休眠穩定性 |
核心壁（Core wall） | 正常肽聚糖 | 萌發后發育為細胞壁的基礎 |
核心（Core） | 吡啶二羧酸鈣（Ca-DPA）、小酸溶性蛋白（SASPs）、DNA | Ca-DPA穩定DNA并降低核心水活性，是耐熱關鍵 |
吡啶二羧酸鈣（Ca-DPA）：占芽孢干重的10%以上，能螯合鈣離子，顯著提高對濕熱和紫外線的抵抗力。
高含量肽聚糖與特殊蛋白：芽孢衣中的蛋白質高度交聯，形成致密網狀結構，有效阻擋外界有害物質侵入。
低含水量核心：由于皮層的滲透壓作用，核心水分極低（約30%），極大減緩代謝反應，延長存活時間。
這些成分共同構成了一個“生物裝甲"，使枯草芽孢桿菌在120°C下仍可存活20分鐘，并耐受強酸、強堿和消毒劑。
建議
了解孢子壁的成分有助于優化其在農業、飼料和生物防治中的應用：
在制劑加工中利用其耐高溫特性，適合制粒或干燥處理；
儲存時避免長時間暴露于高濕度環境，以防提前萌發失活；
應用于腸道益生菌產品時，因其能耐胃酸膽汁，可實現高效定殖。
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