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微生物的本领

更新时间:2010-03-17 15:18:07

发酵工程的主角是微生物。

微生物是一种通称,它包括了所有形体微小、结构简单的低等生物。从不具有细胞结构的病毒,单细胞的立克次氏体、细菌、放线菌,到结构略为复杂一点的酵母菌、霉菌,以及单细胞藻类(它们是植物)和原生动物(它们是动物)等,都可以归入微生物。与发酵工程有关的,主要是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌。

一提到微生物,有些人就会皱起眉头,感到憎恶。因为他们想到是微生物带来了人类的疾病,带来了植物的病害和食物的变质。其实,这种感情是不太公正的。对人类而言,大多数微生物有益无害,会造成损害的微生物只是少数。就总体来说,微生物肯定是功大于过,而且是功远远大于过。近年来迅速崛起的发酵工程,更是为许多微生物彻底改变了形象。因为在发酵工程里,正是这些微生物在忙忙碌碌,工作不息,甚至不惜粉身碎骨,才使得 五光十色的产品能一一面世。从“乐百氏奶”等乳酸菌饮料,到比黄金还贵的干扰素等药品,都是微生物对人类的无私奉献。

微生物在发酵工程里充当着生产者的角色,这与它的特性是分不开的。微生物的特性可以用三句话来概括,那就是:孙悟空式的生存本领,猪八戒式的好胃口,首屈一指的超生游击队。下面我们分别来介绍一下。

一、孙悟空式的生存本领

孙悟空在神话里是个怎么也折腾不死的英雄。微生物的生存本领有点像孙悟空。对周围环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件,微生物有极大的适应能力。拿温度来说,有些微生物在80~90℃的环境中仍能繁衍不息,另一些微生物则能在-30℃的环境中过得逍遥自在,甚至在-250℃的低温下仍不会死去,只是进入“冬眠”状态而已。拿压强来说,在10千米深的海底,压强高达1.18×108帕,但有一种嗜压菌照样很活跃,而人在那儿会被压成一张纸。拿渗透压来说,举世闻名的死海里,湖水含盐量高达25%,可是仍有许多细菌生活着。正因为微生物有那么强盛的生命力,所以地球上到处都有它们的踪迹。

就像孙悟空会七十二变,微生物的强盛生命力还表现在善于变化上。外界环境的改变,或是内部的某个因素,都可能使某种微生物一下子变得面目全非,而且以后就以新的面目繁殖后代,遗传下去。这种变化往往使它更能适应环境,或者更适应人类的某种需要。微生物的这个特性在发酵工程里得到了很好的利用。

二、猪八戒式的好胃口

猪八戒是个馋鬼。微生物吃起东西来,那风卷残云的气势活像猪八戒。和高等动物相比,微生物的消化能力要强上数万倍。在发酵罐里,一克酒精 酵母一天能吃下数千克糖类,把它们分解成酒精;在人体里成千上万地盘踞着的大肠杆菌,如果能彻底满足它们的话,一个小时里能吃掉比自己重2000倍的糖。

可不要以为这些小东西都像小孩子一样贪吃糖,微生物几乎什么都能吃。石油、塑料、纤维素、金属氧化物,都在微生物的食谱里;连形形色色的工业垃圾,残留在土壤里的农药 dDT,甚至那剧毒的砒霜,也是某些微生物竞相吞吃的美味。这一点大概连贪吃的猪八戒也自愧弗如。

三、首屈一指的超生游击队

微生物的繁殖速度简直令人咋舌。大多数微生物是以“分”来计算繁殖周期的。也就是说,每隔数十分钟,一个微生物就会变成两个;再过一个周期,两个就会变成4个。只要条件合适,微生物的数量就会不停地成倍成倍地增长。大肠杆菌的繁殖周期大约是12~17分钟,就算是20分钟吧,一个大肠杆菌一天就能繁殖72代。有人算过,如果这72代都活下来,数目是 4722366482869645213696个。按每10亿个大肠杆菌重1毫克计算,这些大肠杆菌大约重4722吨。照这样推算下去,要不了两天,繁殖出来的大肠杆菌重量就会超过地球。

这样一说可能你会担心,明天早上醒来时地球上已经积了厚厚一层细菌,人类要没有立足之地了。请放心吧,这种事是不会发生的,因为许多条件在约束着微生物的繁殖。在现实生活中,微生物数量不会无限制地增长,而总是保持在相对稳定的水平上。但是,那种惊人的繁殖能力,微生物是确实具备的。如果人们在其个局部环境里能充分满足微生物所需的条件,这种繁殖能力就会得到充分的发挥。

微生物的特性还可以举出一些,但是,最突出的,与发酵工程关系最密切的,就数这三条了。

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