第三卷 微生物家族(2)(1 / 3)

後來,巴斯德又創造了一整套發酵滅菌、無菌操作、擴大培養微生物的方法。他還發現,不同種類的微生物引起了不同形式的發酵,變成不同的產物。微生物都以糖為""食"",酵母菌會產酒精,耐高滲酵母會產甘油,黑曲黴會產檸檬酸,梭狀芽孢杆菌會產丙酮丁醇,棒狀杆菌會產賴氨酸、味精等等。許多微生物生成發酵工業的""工藝師""聽。

酵母菌是一種真菌,廣泛分布在自然界,一般生長在含糖汁較多的地方或蔬菜、瓜果的表麵。它們最喜歡""吃""糖,種類很多,人們常用的有麵包酵母、酒精酵母、葡萄酒酵母、啤酒酵母、白酒酵母、飼料酵母等。它們在顯微下麵,呈圓球形、卵形或橢圓形。個兒都很小,1000個酵母排列成行,也隻有1厘米長。

多才多世的酵母

小小的酵母菌,既會釀酒、製麵包,還會加工蛋白質、脂肪、飼料、珍貴藥物、多種維生素......真是個多才多藝的小小""化學家""。

酵母菌的菌體裏含有一半以上的蛋白質,有種產朊圓酵母,含蛋白質達60%,還含有維生素B1、B2、煙酸、泛酸、葉酸和13種氨基酸。

肉類、乳類、蛋類和大豆裏含有豐富的蛋白質,是人類生活必需的食物。飼養家禽、家畜也需要一定量蛋白質飼料。在一般飼料裏,大多缺少足夠的蛋白質;青飼料中則纖維素含量較多,有些禽畜不能直接吸收利用。這就使優質飼料供不應求了。

同體積的酵母菌中,蛋白質的含量比雞蛋和大豆的還要豐富。人們讓酵母菌來生產更多的蛋白質。

20世紀60年代初,美國開始建立了石油酵母蛋白工廠,以石油為原料,在石油酵母菌幫助下,生產出大量石油酵母蛋白。這樣既可得到低凝點的優質油品,又可以回收一定量的高質蛋白。石油酵母蛋白用做家禽、家畜的蛋白質補充飼料,每噸可以增產0.5噸豬肉或1.5雞肉。

從石油中製取蛋白質,還不如用甲醇生產便宜。用甲醇生產的酵母蛋白,是動物很好的補充食物,營養價值像魚粉、豆粉那樣豐富。而甲醇卻可以從木材、煤炭中大量製取。

玉米、甘蔗、馬鈴薯和麥類是酵母發酵的好原料,工廠排放的造紙廢液、木屑水解液以及農作物下腳(玉米芯、麥秸等)的水解液,也可以用做酵母飼料的原料。這樣,不僅可以""變廢為寶"",而且還可以減少廢液汙染,保護自然環境。

把飼料酵母菌接種到飼料中去,通過酵母菌的發酵作用,可使蛋白質大大增加,糖化酶、脂肪酶、礦物質、激素和各種維生素也相應增多。酵母菌還有一種""怪脾氣"":在缺氧的情況下,能將絕大多數的糖發酵生成酒精和二氧化碳,剩餘的少量糖分被酵母利用來合成自己的細胞的物質。在大量通進氧氣以後,氧氣會阻止酵母細胞的發酵能力,相反的會加速酵母大量繁殖。法國幹酷製品廠用一種原是廢物的乳清,製取出大量酵母,作為飼料銷售。

酵母飼料的原料來源很廣,而酵母生長繁殖又快,無疑的,它已經成為畜牧業的理想飼料了。用酵母飼料來飼養家禽家畜,能促使它們快速生長。酵母飼料含蛋白質豐富,每100千克幹酵母所含的蛋白質,相當於500千克大米、217千克大豆、250千克豬肉、277千克牛肉的含量。如果說,重500千克的一頭牛,每天長肉0.5千克,而酵母菌在同樣的時間內,可使蛋白質重量增長幾百倍。在1公頃土地上,一年出產的大麥可收到蛋白質300千克;如果用酵母菌來生產相同數量的蛋白質,隻需在25平方米的發酵桶內用半天時間就成了。

酵母菌還有其他用途。古代醫書中的""醪藥"",就是酵母。藥物中的酵母片是脫水的酵母。食母生也是以酵母為主要成分的。從酵母菌體可以提煉出三磷酸腺苷、輔酶A、輔酶I、細胞色素C和穀胱甘肽等物質。

三磷酸腺苷(ATP)是一切生物肌體的能量""倉庫""。生物在活動時,都需要消耗能量,所需能量就得靠這個""倉庫""來供應。一個中等體力活動的人,每天需要的能量為2100千卡。人們每天都要消耗大量的ATP,每天也在合成大量的ATP。對於健康的人來說,收支保持著平衡。人體裏缺少了ATP,就會得病,神經衰弱,食欲不振,疲乏無力。如果注射了一些ATP,就能很快恢複健康。此外,ATP還可用做輔助藥物,治療心肌梗塞、慢性肝炎、高血壓、神經衰弱等症。

ATP是怎樣製造出來的呢?首先,在酵母懸浮液裏加入食鹽或堿,使酵母細胞內的核酸釋放出來。再由磷酸二酶將核酸分解成4種單核甙酸,並從中分離出其中一種產物--磷酸腺苷(AMP)。再把酵母加進AMP、葡萄糖、無機磷鹽等的混合液中,放在37℃的環境中,讓酵母發酵,葡萄糖被變成酒精和二氧化碳,同時放出大量的氧化能,這種氧化能轉變為化學能,AMP就合成高能的ATP了。

黴菌的功過

在日常生活中,常常會遇到這樣的事:穿過的衣服、鞋帽,用過的皮包、漿糊,吃剩下的饅頭、糕點,放置的水果、醬製品等等,經過一段時間以後,上麵就會長出一點點、一簇簇絨毛般的東西,還散發出一陣陣難聞的黴味。特別是在黃梅天,這種長黴的現象,更是常見。

東西發黴,禍首是黴菌。黴菌屬於真菌,常見的有根黴、毛黴、曲黴和青黴等等。

黴的利用在我國有很久的曆史了。周代,有一種專職的官員,專門從黃色曲黴中取得一種黃色的液體,來染製皇後穿的黃色袍服--黃衣。古人不僅早就知道用黴來製醬,還懂得用豆腐和漿糊上的黴來治療傷口出血和瘡癰等疾病,這種黴能起消炎和愈合傷口的作用。

自從顯微鏡發明以後,人們對黴菌了解得更汪楚了。黴菌形成的菌落,開始的時候顏色很淡,隨著菌絲不斷擴展蔓延,顏色就逐漸加深,常見的有黑、綠、白、灰、棕和土黃等色。它們的形狀,有的像絨毯,有的像棉絮、蜘蛛網,菌絲寬幾毫米,肉眼往往也能看得見。菌絲是單細胞的或者多細胞的分支,上麵還能產生出孢子來進行繁殖。

黴菌對於人類有功有過。有些黴菌會引起衣服、食物和物品的黴爛,使人和動植物得病。比如,小麥赤黴、稻惡苗赤黴會引起小麥、水稻病害,黑根黴引起甘薯得軟腐病,青黴引起柑桔得青黴病等等。

時間放久了的桔子,桔子皮上往往爛了一塊,周圍有綠色的一圈,上麵豎立著許許多多綠絨毛。剝開桔皮,發現裏麵的桔瓣也腐敗了。嚐一下味道,帶有苦味。這是青黴在作怪。它分解吸收桔子裏的營養,供自己發育的需要,排出廢物,腐蝕整個桔子,使桔子從外表一層爛到了裏麵。人們吃了這種腐敗的桔子以後,帶苦味的毒素就會在消化道裏引起不同程度的腸炎或胃炎。

發黴的花生和玉米上,往往寄生著一種黃曲黴菌,其中有些菌株會產生一種帶熒光和黃曲黴毒素。人、畜吃了發黴的花生、玉米以後,常會引起肝癌。這種毒素要在280℃~300℃才會被破壞,一般的煮或烽,是達不到這個溫度的,因此地黴的花生和玉米一定不能吃。

鮮美的豆腐乳離不開黴菌。那是把豆腐切成小塊,接種上毛黴菌而製成的。它不僅不會對人體有害,還因為豆腐中的蛋白質被黴菌分解成了氨基酸和其他有機酸等營養成分,吃起來很可口。

曲黴中的米曲黴、醬油曲黴在發酵工業中有重要作用。它可以釀製醬和醬油,還可用來生產澱粉酶、蛋白酶和磷酸二脂酶等等。

黴菌除了進行食品加工以外,還可以生產工業的原料,比如檸檬酸、甲烯琥珀酸等等;製造各種抗菌素,比如青黴素、灰黃黴素等等,更得靠它幫忙。

現在,人們發現黴菌中的蝗菌能治蝗蟲;武氏中草菌能消滅鬆毛蟲;白僵菌更是殺蟲的能手,能撲滅玉米螟、茶毒蛾、鬆毛蟲、黃地老虎和蘋果食心蟲等3000多種害蟲。人們用人工培養的白僵菌,製成菌粉,噴灑到農作物上,害蟲吃了以後就會害上白僵病而死去。如果蠶寶寶吃了白僵菌粉,也會患白僵病,對養蠶業就會有嚴重危害,因此使用菌粉時要特別注意。

酒和風俗

我國釀酒已有4000多年曆史了。古書《酒浩》中說:""酒之所興,肇自上皇成於帝女,一曰杜康,有飯不盡,委之空桑,鬱積成味久蓄氣芳,本出來此,不由奇方。""

杜康是何許人?相傳,在今河南省汝陽城北25千米處,古代有一個村莊,村裏有個叫杜康的人,會造美酒。酒味芳馨甘美,皇帝喝了,心曠神怡,就封杜康為""酒仙"",並給村莊賜名為""杜康仙莊""。

西周時,專門設置了掌握釀造的官職。

前些年,在發掘出戰國時代中山王的墓葬時,發現了當年的許多酒壺,還發現了封存完好的兩壺陪葬美酒。其中一個扁形壺裏,裝有6千克多青翠透明的酒;另一隻圓形壺裏,裝著3千克黛綠色的酒,很像山西名酒竹葉青。這兩壺酒距今已有2000多年了,可以說是世界上現存最古老的酒。啟封後,它仍然香氣撲鼻,醇美芬芳。經化驗分析,證明是用酒曲釀造的曲酒,裏麵含乙醇、糖類、脂肪等物質。

古往今來,世界各人民幾乎都同酒結下了不解之緣。

曹操曾對杜康酒發出讚賞:""何以解憂,唯有杜康。""

唐代詩人李白更是酷愛杯中物,歡快時開懷暢飲,憂傷時借酒澆愁。""蘭陵美酒鬱金香,玉碗盛來琥珀光。但使主人能醉客,不知何處是他鄉。""

杜甫生活清貧,卻喜歡喝酒:""每日江頭盡醉回。""

酒還同文學作品相關。《三國演義》中的""關羽溫酒斬華雄"",《水滸》中的""武鬆醉打蔣門神""等,曆來膾炙人口。我國各民族的傳統節日裏,都少不了酒,酒增添了歡樂氣氛。農曆元旦,有飲屠蘇酒的風俗,祝賀添歲;端午節飲雄黃酒,用來解毒驅蟲;中秋佳節飲桂花酒,闔家慶團圓;重陽節飲重陽酒,傳說可避禍;除夕宵喝酒,守歲燃爆竹除邪。

酒都含有乙醇,大致可分為兩大類:高度酒和低度酒。高度酒一般稱為白酒,乙醇含量較高;低度酒如啤酒、葡萄酒、黃酒,乙醇含量較低。

白酒是怎樣製造的呢?先是發酵成含有酒精成分的原料,經過蒸餾而得到水、乙醇以及可揮發的醇、醛、酸、酯等物質的互溶液體。在酒窯裏,發酵白酒的微生物除了酵母菌外,還有細菌、乳酸菌、已酸菌等等。由於各家酒廠采用的酒藥、酒窖中的微生物不同,因此發酵蒸餾出來的酒,風味各有不同,較典型的有:清香型,如山西汾酒,特點是無色透明,清香純正,諸味協調,醇甜柔和,餘味爽靜;濃香型,如四川瀘州大曲,特點是無色透明,醇香濃鬱,綿甜甘冽,香味協調,尾靜餘長;醬香型,如貴州茅台酒,特點是清亮透明,入口噴香,幽雅細膩,酒體醇厚,味長回甜;米香型,如廣西桂林三花酒,特點是密香清雅,入口柔綿,落口爽冽,回味怡暢。

在酒中浸泡藥材,可製成補酒、藥酒,如參茸補酒、蛤蚧補酒、十全補酒、虎骨木瓜酒、三蛇酒等等。

飲酒過多對健康無益,特別是酗酒和長期濫飲,會引起酒精中毒,損傷消化器官、心髒和肝髒。猛飲過量的烈性酒,還會誤事,甚至導致突然死亡。

我國嚴禁用工業酒精來配酒出售。這是因為工業酒精中常含甲醇,甲醇有毒,飲後會使人眼睛失明,飲用多時會使人死亡。

葡萄美酒

葡萄原產西非和北非。從埃及出土的古代壁畫和雕刻中,可知那裏種植物葡萄和釀造葡萄酒,至少有5000年的曆史了。3000多年前,希臘人也用葡萄來釀酒,作為日常飼料。古希臘人死後火化,骨殖要用葡萄酒或橄欖油洗過,才裝進甕裏,然後埋葬。古代的阿拉伯盛產葡萄和葡萄美酒,我國種植物葡萄也有2000多年曆史了。

古代地理書《冊海經》裏記述了猴子喜愛喝酒的趣事:果樹漫山遍野,果子吃不完,常落到地麵凹處,果子裏的汁液溢了來,經過空氣中的酵母菌作用,糖發酵成酒精,變為天然的""果子酒"",猴子最早嚐到了美酒滋味。後來,人們偶爾喝了這種味美的酒,終於學會了釀酒。