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第64章 绚丽多姿的小生命(二)

第二篇第二十八章绚丽多姿的小生命(二)

 酵母菌的神通

说起酵母菌这个名称,有些读者也许不太熟悉。可是实际上,很多人几乎天天都享受着

酵母菌的好处。因为我们每天吃的面包或馒头,就是由酵母菌参与制造的;我们常喝的啤

酒、葡萄酒的酿造,也离不开酵母菌的贡献;酒精是医院里不可缺少的消毒剂和许多工业生

产上必需的原料,甘油是做化妆品的必需原料,它们也都是用酵母菌生产的。酵母菌的细胞

里含有丰富的蛋白质和维生素,所以也可以做成营养品添加到食品中,或用作饲养动物的高

级饲料。在战争年代和粮食短缺的时期,用酵母菌做成的代用食品,曾经为人们度过饥荒起

过重要的作用。由此可见,酵母菌和人类的关系是十分密切的。

酵母菌是一类最简单的真核微生物(真菌),也就是说,它的细胞中有结构完整的细胞核。从

生物进化的过程来看,真菌的诞生要比细菌晚10亿年左右,所以它们是微生物王国中最年

轻的家族。它们和细菌、放线菌最根本的区别是,真菌已经有了真正的细胞核。因此人们把

真菌细胞叫做真核细胞。从原核细胞发展到真核细胞,是生物进化史上的一件大事。

酵母细胞除了与细菌细胞一样具有细胞壁、细胞膜、细胞质等最基本的微生物细胞结构

和核糖体等细胞器外,还具有一些真核细胞特有的结构和细胞器,如完整的细胞核、线粒体

、内质网、高尔基体等;大部分酵母细胞中还含有一个或多个液泡;此外,有的菌体还有出

芽痕等。

如果我们用30℃左右的水把从商店里买来的一小包鲜酵母化开,再用它和一块面团,把面团

装在小盆里,放在20℃以上的房间里,4个小时以后,面团便会渐渐膨大,最后会比开始

时大得多。用手抠开里面,你会发现面团里面变成像蜂窝一样,有许多空隙,鼻子能闻到酒

味和酵母菌产生的特殊香味。

酵母菌能够把糖变成酒精,是因为它的细胞里有催化剂,这些存在于生物细胞里的催化

剂在科学上叫做酶。虽然现在知道所有的生物都是靠酶催化的化学反应来生活的,但最早发

现的酶,就是酵母菌的酶。酵母菌中最早发现的酶,是把糖变成酒精的一群酶,当时称为酒

化酶。由于这种酶的作用,使糖分解成酒精和二氧化碳,这就是利用酵母菌酿酒和发面包的

原理。使面团产生许多空隙的就是二氧化碳。用酵母菌发面,不仅能缩短发面的时间,还能

改善面包或馒头的物理性能,使它们吃起来又松软又有香味,而且不容易掉下面包屑。

人类利用酵母菌的历史已有几千年了。值得一提的是,早在我国宋代的酿酒著作中,

中国人已经明确记载了从发酵旺盛的酿酒缸内液体表面撇取酵母菌(当然不是纯粹的酵母菌)

的方法,并把它们称为“酵”,风干以后制成的“干酵”可以长期保存。这种制造干酵母的

原始方法说明,早在800年前,中国人已经意识到酒精发酵是由“酵”,即某种能生长的物

质引起的。这种推断直到19世纪巴斯德才证明是酵母菌。明代末年出版的词书中记载有“以

酒母起面曰发酵”,“发酵,浮起者是也”等解释。这说明至少在那时,一些细心观察自然

现象和注意比较的学者,已经认识到发面和酿酒有某种相同的因素在起作用。当时在欧洲虽

然已经发现了酵母菌,但在200年后才知道酵母菌的作用。今天我们把这类微生物称为酵母

菌,正是以此为根据的。

 蘑菇也是微生物吗

古代的人认为灵芝是使人长生不老、起死回生的神药,说它是长在蓬莱仙岛上的仙草,在我

国2 000年前的第一部药书《神农本草经》中也有灵芝的记载。其实,灵芝(图2-16)不过是

一种普通的大型真菌,形状似蘑菇,有菌盖、菌柄,一般生长在枯树朽木上,有黄、红、紫

等颜色,大的菌盖可达30厘米。已知像这样的大型真菌就超过了10 000种。这些个体硕大的

蘑菇也是微生物家族中的成员吗?

过去,人们习惯把蘑菇类大型真菌当作低等植物。随着近代 生物科学的发展,人们对

生物进化的认识也逐渐明朗,分子生物 学推动动物和植物的两界说逐渐演变成现代的五界

、六界说。近 代科学家以大量研究证明,真菌属于真核多细胞生物,它的营养 方式既不

同于植物的光合作用,更不同于动物的摄食或猎食,而 是属于分解、吸收营养类型?。真

菌没有叶绿体,不能像植物那样 进行光合营养,也没有根、茎、叶、花的组织分化,它只

靠人眼 难辨的菌丝分解动植物残体,吸收碳、氮等营养物质。因此,绝 大部分生物学家

倾向于认为:动物,植物、真菌同处于生物发展到 最高阶段的三大分支。

蘑菇虽然个体肥大,但它们的生活方式与一般的真菌没有什么 差异。就拿我们喜欢食

用的香菇来说吧,它同灵芝一样,也是生长 在枯树朽木上的木生担子真菌。每当春末夏初

或金秋时节,香菇成 熟的子实体,也就是我们看到长在树上的香菇,菌盖放开,把它的

“种子”——孢子弹射出去,随风飘扬,又落在其他树木上。在春 秋适宜的温度和湿度下

,孢子萌发出单核菌丝。单核菌丝是“四极性”的,两对基因型不同的单核菌结合成双核菌

丝。双核菌丝的生命力很强,生长很快,大量密集成肉眼可见的子实体原基,再分化形成菇

蕾。一场及时雨的沐浴,使菇蕾很快分化成菌盖、菌柄,于是又形成无数新的子实体,也就

是第二代蘑菇出现在我们面前。蘑菇又喷射孢子,重复完成又一代生活周期。

自然界上万种蘑菇中有1 000多种是可食用的,因富含谷氨酸和鸟苷酸等,味道鲜美,

而且其营养组成有别于动植物的营养组成。它们不含淀粉,脂肪含量也很少,富含蛋白质

,蛋白质中的氨基酸配比平衡,可与动物蛋白质相媲美而优于植物蛋白;蘑菇中富含维生素

和微量元素,这一点与动物不同,又与植物相仿。所以,蘑菇的营养丰富,被称为“保健食

品”是当之无愧的。

 功过难评的霉菌

在日常生活中,你常常会碰到这样的事:吃剩下的馒头、糕点,穿过的衣服、 鞋帽,用

过的皮具,甚至买回来还没有吃的桔子、苹果等,放上一段时间以后,它们上面就会长

出一点点、一堆堆、一簇簇肉眼可见的绒毛状、絮状或蛛网状的菌落,还散发出一阵阵难

闻的霉味。特别是在温暖、潮湿的梅雨天,这种长霉的现象就更常见了。

那么霉是什么东西呢?

霉菌是多细胞的真核微生物,是真菌中的一个大家族。在馒头上看到的带颜色的毛是

霉菌身体的一部分,叫做菌丝。菌丝长老变黑以后,把它放在显微镜下观察,很像一根透

明胶管,不过它的直径一般只有几微米。许多菌丝纠结在一起,就叫菌丝体。在 显微镜

下,混在菌丝体中还有许多圆形或椭圆形的细胞,这就是 它们进行繁殖的结构——孢子,

它们有点像植物的种子,不过数 量特别多,特别小。

应该说,霉菌对于人类有功也有过。的确,有些霉菌会引起衣服、食物等物品的霉烂,

使人和动植物得病。比如,小麦赤霉、水稻恶苗赤霉会引起小麦、水稻病害,毛霉引起养鳌

场最怕的白斑病,黑根霉引起甘薯得软腐病,青霉引起柑橘得青霉病,等等。买来的橘子,

时间放长了,往往会看到橘子皮烂了一块,周围有绿色的一圈,上面竖立着许许多多绿绒毛

,这是青霉在作怪。人们吃了这种腐烂的橘子以后,带苦味的毒素就会在消化道里引起不同

程度的肠炎或胃炎。发霉的花生米、玉米面、棉籽饼上往往寄生一种黄曲霉菌,它会产生一

种黄曲霉毒素,人、畜吃了后会引起肝癌等疾病。

但是如果我们能很好地利用霉菌,它也能给我们带来意想不到的好处。霉的利用在我国有很

久的历史了。周代,有种专职的官员,专门从黄曲霉中取得一种黄色的液体,来染制皇后

穿的黄色袍服。古人不仅早就知道用霉来制酱,还懂得用豆腐和浆糊上的霉来治疗伤口出血

和疮痈等疾病,能起消炎和愈合伤口的作用。

霉菌的一个重要应用领域是食品加工。豆腐乳为什么那么好吃呢?原来,它是用豆腐切

成小块,接种了鲁氏毛霉而制成的。豆腐上接种鲁氏毛霉,这不仅不会产生对人体有害的物

质,它还会把豆腐中的蛋白质分解成氨基酸和其他有机酸等营养成分,吃起来就显得鲜美可

口了。四川的豆豉则是用另一种毛霉——总状毛霉制造的。根霉能把淀粉转化为糖,是我国

、朝鲜、东南亚一带所应用的酒曲子或曲药中的主要糖化菌。根霉中的米根霉、华根霉等许

多种根霉与酵母配合制成小曲,用于生产小曲米酒、黄酒和民间的甜酒。米曲霉等曲霉一直

是我国民间用以酿酒、制醋曲、制酱和酱油的主要菌种。红曲霉用于制取红曲,至今仍为优

良的天然食品着色剂,如红色豆腐乳就是典型产品。

此外,霉菌还是发酵工业、医药工业的重要菌种。利用根霉和曲霉可以生产L-乳酸、柠檬酸

、葡萄糖酸、富马酸、曲酸、衣康酸等多种有机酸;利用各种霉菌还可以生产淀粉酶、蛋白

酶、纤维素酶、果胶酶等多种酶制剂;有些霉菌还可以制造抗生素,比如灰黄霉素等。人类

历史上第一个大量生产的抗生素——青霉素就是由青霉产生的。这个伟大的发明,在第二次

世界大战中,曾经挽救了无数濒临死亡的士兵的生命。

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