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第17章 绚丽多姿的霉菌

微生物世界中色彩最艳丽的是霉菌,人们最早认识和利用的微生物也是霉菌。2000年前我国古代用于制酱的曲霉,制作腐乳和豆豉的毛霉,以及日常制作甜酒的根霉,都是霉菌。人们最早发现和应用的抗生素——青霉素,就是由霉菌中的青霉产生的。霉菌很容易在含糖的东西上生长,大家都有过这样的经历,比如面包和水果,没放两天就长绿毛,夏天炎热潮湿,连家具上也毛绒绒一片,霉味冲天,更不用说农民粮仓中的粮食了,有资料表明,全世界由于霉变而白白浪费的谷物约占总量的2%,这是多么大的损失呀!

那么就让我们看看霉菌到底是什么吧?霉菌属于真核微生物,是丝状真菌的统称,由分枝或不分枝的菌丝组成。大多数霉菌菌丝中含有隔膜,把菌丝分隔成多个单核细胞,隔膜中有小孔连接相邻的细胞,这种菌丝叫有隔菌丝;另一些霉菌菌丝中没有隔膜,整个菌丝表现为连续的多核单细胞,这种菌丝叫无隔菌丝。

菌丝的生长是通过末端伸长而进行的,菌丝生长,相互缠绕形成绒毛状、絮状或蜘蛛网状菌落,比细菌和放线菌菌落大几十倍。

霉菌是怎么传宗接代的呢?它的高招是产生孢子。夏天酱油表面常常长出—层白毛,这是一种叫白地霉的霉菌,它的菌丝产生横隔膜,并在横隔膜处断裂而形成一串像糖葫芦一样的孢子,叫节孢子;用来制作美味的豆豉和腐乳的毛霉,当发育到—定阶段时,顶端的细胞膨大形成—个囊状结构,叫孢囊,内部产生许多孢子,我们称它为孢囊孢子;引起谷物和花生发霉的曲霉,则是将菌丝顶端膨大形成球形的顶囊,顶囊的表面长出许多辐射状的小梗,小梗的顶端长出成串的孢子,我们称它为分生孢子。所有这些孢子都会在合适的条件下萌发而形成新的霉菌,使它们繁衍不息。由于这些孢子的形成过程中没有发生两性细胞的结合,所以属于无性繁殖,这些孢子统称为无性孢子。

经过两个性细胞的结合而产生新个体的过程为有性繁殖。经过细胞质和细胞核的融合,减数分裂形成有性孢子。霉菌的有性繁殖不及无性繁殖那么经常与普遍,往往在自然条件下发生,在一般培养基上不常出现。其繁殖方式因菌种不同也有不同,有的霉菌两条异性菌丝就可以直接结合,有的则由菌丝分化形成特殊的性器官,并形成有性孢子。

让我们看一看真菌的孢子的特点,它们具有小、轻、干、多以及形态色泽各异、休眠期长和抗异性强等特点,这有助于它们在自然界随处散播。孢子的这些特点有利于接种、扩大培养、菌种选育及保藏等工作,但易造成污染、霉变和传播动植物的真菌病害。

谈到这里,细心的朋友可能会想起前面我们曾经谈到细菌的芽孢,它们跟真菌的孢子有什么不同吗?真让你问着了,尽管它们都有休眠期长、抗逆性强等特点,但却是两类不同性质的结构。首先,真菌的孢子是真菌的重要繁殖方式,而细菌的芽孢是抗性结构;其次,真菌的一条菌丝或一个细胞可以产生多个孢子,而一个细菌细胞只能产生一个芽孢;真菌的孢子可在细胞内或细胞外产生,而细菌的芽孢只能在细胞内产生;细菌芽孢抗热性远远强于真菌的孢子;真菌的孢子形态色泽多样,相比之下,细菌芽孢形态极为简单。

霉菌能产生多种毒素,而其中毒素最强的当属黄曲霉菌产生的黄曲霉毒素,黄曲霉毒素可以致癌,而产黄曲霉毒素的温床则是发霉的花生和谷物!有些毒素尚未发现是否致癌,但曾多次酿成严重事件,如日本的黄变米中毒,英国的火鸡X病等,所有这些都在提醒我们在利用霉菌时,一定要透彻了解其方方面面,以免引狼入室!

霉菌家族非常庞大,我们在这里为大家介绍几种与人类关系密切相关而又常见的霉菌。毛霉可以产蛋白酶、淀粉酶等,可用于制作美味的豆腐乳和豆豉,是有名的调味大师;根霉的淀粉酶活力非常强,工业生产上的糖化作用就是由它来完成的;青霉能产生青霉素,这是人类发现和利用的第一个抗生素,现在它仍在兢兢业业地为我们服务;白僵菌是著名的昆虫病原真菌,可以产生毒素和抗生素,因为昆虫幼虫感染此菌会遍体生白毛,僵硬而死,因而得名白僵菌,它已成为真菌中治虫效果最好的农药之一;曲霉可以产生多种酶制剂及抗生素,还能生产柠檬酸等多种有机酸,在工业上用途极为广泛。