微生物雖然距離我們很近，甚至可以說它就存在於我們體內，但我們當中還是會有人常常感覺微生物很可怕，再加上某些西方科幻電影中對生化世界的展示，更容易讓人產生恐懼的心理了。其實，我們之所以感到恐懼主要是是因為我們還不了解它，了解了自然就不覺得害怕，相反，或許你還會覺得有趣，覺得有的微生物對人類貢獻還是蠻大的呢！那些對人類有益的微生物我們通常稱為有益菌。
1.弗萊明爵士和青黴素
20世紀40年代，亞曆山大·弗萊明爵士發明了青黴素。由於青黴素在抑製傷口感染方麵的特殊療效，它的發明者亞曆山大·弗萊明爵士的名字和故事直到今天，都有人傳唱。
20世紀40年代以前，人類一直未能掌握一種副作用小、能高效治療細菌性感染的藥物。當時如果有人患了肺結核，那麼就意味著此人不久就會離開人世。為了改變這種局麵，科研人員進行了長期探索，然而在這方麵所取得的突破性進展卻源自一個意外發現。由於一次幸運的過失，亞曆山大·弗萊明意外地發現了青黴素。在1928年夏天，弗萊明外出度假，把實驗室裏在培養皿中正生長著細菌這件事給忘了。3周後當他回到實驗室時，注意到一個與空氣意外接觸過的金黃色葡萄球菌培養皿中長出了一團青綠色黴菌。在用顯微鏡觀察這隻培養皿時弗萊明發現，黴菌周圍的葡萄球菌菌落已被溶解。這意味著葡萄球菌可以被黴菌的某種分泌物所抑製。此後的鑒定表明，上述黴菌為點青黴菌，因此弗萊明將它分泌的抑菌物質稱為青黴素。遺憾的是，雖然他發現了青黴素，但是弗萊明一直未能找到提取高純度青黴素的方法，於是他一代代地培養點青黴菌菌株，並於1939年將菌種提供給準備係統研究青黴素的澳大利亞生物化學家錢恩和病理學家弗洛裏（Howard Walter Florey）。
通過一段時間的緊張實驗，弗洛裏、錢恩終於用冷凍幹燥法提取了青黴素晶體。之後，弗洛裏在一種甜瓜上發現了一種黴菌，可供大量提取青黴素。他用玉米粉調製出了相應的培養液，用來培植這種黴菌。弗洛裏和錢恩在1940年用青黴素重新做了實驗。他們給8隻小鼠注射了致死劑量的鏈球菌，然後給其中的4隻用青黴素治療。幾個小時之內，隻有用青黴素治療過的那4隻小鼠還健康地活著。“這真像一個奇跡！”弗洛裏說道。此後一係列臨床實驗證實了青黴素對鏈球菌、白喉杆菌等多種細菌感染的療效。其實，青黴素之所以在不損害人體細胞的情況下，能殺死病菌，原因在於青黴素所含的青黴烷能使病菌細胞壁的合成發生障礙，導致病菌溶解死亡，而人和動物的細胞則沒有細胞壁。但是青黴素也有缺點，就是會使個別人發生過敏反應，所以在應用前必須做皮試。在這些研究成果的推動下，美國製藥企業於1942年開始，對青黴素進行大批量生產。到了1943年，製藥公司已經發現了批量生產青黴素的方法。當時英國和美國正在和納粹德國交戰，而這種新的藥物對控製傷口感染非常有效。到1944年，藥物的供應已經足夠治療第二次世界大戰期間所有參戰的盟軍士兵。
1945年，弗萊明、弗洛裏和錢恩因“發現青黴素及其臨床效用”而共同榮獲了諾貝爾生理學或醫學獎。
2.釀造博士——曲黴
在真菌家族中有一位釀造高手叫曲黴，我們今天吃到的腐乳之所以味道鮮美就全靠它了。
你一定知道，豆腐是製腐乳的原料，由於豆腐中含有的蛋白質不易被水溶解，所以未加工的豆腐淡而無味。但是由於曲黴可以分解出一種能分解蛋白質的酶，把豆腐中豐富的蛋白質分解成各種氨基酸，氨基酸刺激人舌頭上的味蕾，於是人就嚐到了鮮味。
曲黴屬於多細胞黴菌，它的菌絲有隔膜。它的菌落帶有各種顏色，如黃曲黴、紅曲黴、黑曲黴等曲黴菌，就是由菌落的顏色而命名的。由於曲黴具有能分解蛋白質等複雜有機物的絕招，從古至今，在釀造業和食品加工方麵，它們可以說是大顯身手。早在2000年以前，我國人民已懂得依靠曲黴來製醬，另外，我國特有的調味品豆豉，以及民間釀酒造醋，也是曲黴分解黃豆的傑作。現代工業則利用曲黴生產各種酶製劑、有機酸，以及農業上的糖化飼料。
3.發酵神手——酵母菌
鬆軟可口的饅頭、香噴噴的大麵包是靠酵母菌的幫助才烤製出來的。假如你消化不良或是食欲不振，醫生會給你開一些酵母片，讓酵母菌幫你把胃裏不容易消化的東西統統打掃幹淨。
酵母菌是微生物王國裏的大個子，它們有的長得像檸檬，還有的呈現球形或卵形。絕大多數酵母菌的無性繁殖是以出芽方式進行的，樣子很像盆栽仙人掌的出芽生長。
酵母菌本領非凡，它能使麵粉中遊離的糖類發酵，產生二氧化碳氣體，在蒸煮過程中，二氧化碳受熱膨脹，於是饅頭變得鬆軟，所以酵母菌被稱為發酵之母。它可以把果汁或麥芽汁中的糖類（葡萄糖）在缺氧的情況下，分解成酒精和二氧化碳，使糖變成酒。
酵母菌的菌體中含有一半以上的蛋白質，渾身是“寶”。有人證明，每100千克幹酵母所含的蛋白質，相當於500千克大米、217千克大豆或250千克豬肉的蛋白質含量。德國科學家在第一次世界大戰期間，研究開發食用酵母，它的樣子很像牛肉或豬肉，被稱為“人造肉”。第二次世界大戰爆發後，德國再次生產食用酵母，隨後，英美和北歐很多國家群起仿效，也開始生產。這種新食品的開發和利用，被認為是第二次世界大戰中繼發明原子能和青黴素之後的第三個偉大成果。酵母菌還含有多種礦物質、維生素和核酸等。家禽、家畜吃了用酵母菌發酵的飼料，不但抗病力和成活率都有了很大的提高，而且肉也長得快。
酵母菌在自然界中分布很廣，但它們既怕過冷又怕過熱，所以市場上出售的鮮酵母一般都要保存在10℃～20℃之間。
4.製醋高手——醋酸梭菌
醋是家家必備的調味品。有些菜加醋後，風味更加好，還能增進食欲，幫助消化；燒魚時放一點醋，可以除去腥味。鎮江的香醋、山西的陳醋，都是馳名中外的調味佳品。
1856年，在法國立耳城的製酒作坊裏，發生了一怪現象，就是淡酒在空氣中自然變成醋了，這一現象引起了一場曆史性的大爭論。當時，有的科學家認為，這是由於酒吸收了空氣中的氧氣而發生的化學變化。而法國微生物學家、化學家巴斯德，卻令人信服地證明酒變化醋是由於製醋巧手——醋酸梭菌的緣故。
原來，一般製醋有三個過程。第一步，曲黴先把大米、小米或高粱等澱粉類原料變成葡萄糖。第二步由酵母菌把糖類變成酒精。如果生產到這一步，人們就可以喝上美酒了。但是，由酒為醋，還需要第三步，這就要醋酸梭菌來完成了。醋酸梭菌是一種好氣性細菌，它們可以從空氣中落到低濃度的酒桶裏，在空氣流通和保持一定溫度的條件下，迅速生長繁殖，進行呼吸，使酒精氧化，就這樣它們一麵“喝酒”，一麵把酒精變成了味香色美的醋酸。
醋酸梭菌有個很大的特點，就是對酒精不能進行徹底地氧化，往往隻氧化到生成有機酸的階段，所以有機酸便積累起來。人們利用它的這個特點，不僅用來生產醋酸，而且還廣泛用於葡萄糖酸、丙酸、丁酸的生產。
醋酸梭菌可以用來生產澱粉酶和果膠酶，還能將山梨中含有的山梨醇轉化成山梨糖，這是自然界少有的，然而它卻是合成維生素C的主要原料。
醋酸梭菌雖然本領非凡，是製醋巧手，但因為它們常常跑到酒桶裏搞惡作劇，把一桶美酒搞得酸溜溜的，因此釀酒師傅可不歡迎它們。所以，釀酒師傅總是把酒桶蓋得嚴嚴實實的，不讓醋酸梭菌混入酒桶，即使有少量溜進桶裏的醋酸梭菌也會因喘不過氣來被悶死。最後，釀酒師傅還要給酒桶加溫，這樣，殘存的醋酸梭菌和其他“搗亂”的微生物會一一被消滅掉，這時，釀酒師傅就放心地等著出美酒了。
5.腸道衛士——乳酸菌
乳酸菌具有腸道保健和健康提升功能，受到醫學界的一致肯定，近幾年在消費性市場中也吹起一股乳酸菌相關商品的流行風。從飲料類的優酪乳，零嘴類的優格、乳酸糖果與巧克力，到各種標榜含有乳酸菌的保健食品，無一不聲稱有益健康、保健腸道與提升免疫力。而國人也從大眾媒體中懵懂得知，乳酸菌有A菌、B菌之分，但對這些媒體廣告中所訴求的乳酸菌菌種的各種保健功效，恐怕仍是一知半解。
事實上，乳酸菌要能真正發揮腸道保健功效，必須有一定的條件，就是乳酸菌必須能通過胃酸與膽堿的作用區域，不受強酸及強堿的影響，保留它的活性並安全抵達腸道，才能發揮廣告中所說的腸道保健功效。目前衛生署公告衡量腸道保健食品的標準，乃是以B菌，即比菲德氏菌存活在腸道中的數量為標準。腸道內的比菲德氏菌含量越高，代表其腸道保健效果越佳；反之，腸道內比菲德氏菌的消失或減少，即是人體不健康的表示。
一般食品中添加的A菌——嗜酸性乳酸杆菌，或B菌——比菲德氏菌等乳酸菌，生命力較脆弱，雖具有腸道保健功效，但它們很容易在產品加工過程中死亡，且在通過胃酸及膽堿的作用區域時，易受強酸強堿影響，使抵達腸道的活性菌數大量減少，腸道保健功能也因而大打折扣。針對此點，部分食品業人士以腸衣膜包裹乳酸菌以便於它通過胃酸及膽堿的作用區域，但它的膜衣已先行溶解，仍不免在抵達腸道的過程中，造成乳酸菌的死亡。
6.取氮能手——固氮菌
氮是合成蛋白質的主要來源，是植物生長不可缺少的元素之一。固氮菌擅長從空中取氮，它們能把空氣中植物無法吸收的氮氣轉化成氮肥，源源不斷地供植物享用。
在形形色色的固氮菌中，根瘤菌是名聲最大的固氮菌。根瘤菌平常生活在土壤中，以動植物殘體為養料，自由自在地過著腐生生活。根瘤菌與豆科植物是共生關係，因此人們也把根瘤菌叫做共生固氮菌。當土壤中有相應的豆科植物生長時，根瘤菌便迅速地向它的根部靠攏，並從根毛彎曲處進入根部。豆科植物的根部細胞在根瘤菌的刺激下迅速分裂、膨大，形成了大大小小的“瘤子”，為根瘤菌供應豐富的養料，提供理想的活動場所，讓根瘤菌生長繁殖。根瘤菌又會賣力地從空氣中吸收氮氣，為豆科植物提供氮元素，使它們枝繁葉茂，欣欣向榮。根瘤菌生產的氮肥除了可以滿足豆科植物的需要外，還能分出一些來幫助“遠親近鄰”，或者儲存一部分留給“晚輩”，所以我國曆來有種豆肥田的習慣。
還有一些固氮菌，比如圓褐固氮菌，它們並不住在植物體內，也能自己從空氣中吸收氮氣，繁殖後代，死後將遺體“捐贈”給植物，使植物得到大量氮肥。這類固氮菌叫自生固氮菌。
氮氣占空氣總量的5/4，是空氣成分中的主要成分。由於固氮菌可以輕易地切斷束縛氮分子的化學鍵，把氮分子變為能被植物消化、吸收的氮原子。
現在，人類生產氮肥使用的化學方法，既需要非常苛刻的條件如高溫、高壓等，而且還浪費了大量的原料，氮分子的有效利用率很低。固氮菌每年固定的氮肥是全世界生產氮肥總量的幾倍，每年從空氣中約固定1.5億噸氮肥。我國科學家在20世紀70年代仿製出與固氮菌功能相似、能夠固氮的分子。目前，人類已經逐漸掌握了利用固氮菌“巧施氮肥”的本領。