微生物漫谈

广东药科大学 邹宇华

大千世界，五彩缤纷。提起生物，人们常常想到的是鸟、兽、鱼、虫及树、木、花、草。其实，在自然界中还存在一类低级生物，它们体形微小，构造简单，绝大部分肉眼直接看不见，因而叫做微生物。

微生物的特性

微生物种类繁多，至少在10万种以上。按其结构、组成等差异，可分为病毒、细菌、衣原体、支原体、立克次体、螺旋体、放线菌和真菌等。

大多数微生物是依靠外界已经存在的养料生存的。这些养料主要是糖、脂肪和蛋白质等有机物质。微生物的“胃口”好得惊人，地球上任何坚硬的有机物质，总有几种微生物可以把它们“吃”掉。动物不能吃木头，而有些微生物不仅可以吃掉木头，还能够把它们改造成人和动物能吃的食物。例如，香菇、木耳、银耳就是靠吃木头生长起来的。

微生物是否也要呼吸氧气呢？对大多数微生物来说，离开了氧气是不能活动的，但也有一小部分微生物却喜欢在没有氧气的地方生活。

在静静的池塘底下，有时会有一串串气泡冒到水面上来，这些泡里的气体叫做沼气。沼气可做能源，是一种优质燃料。它是怎样产生的呢？在没有氧气的池塘底下，有许多活动频繁的细菌，其中的甲烷细菌吃掉了有机物质，从而产生了沼气。

微生物的活动也要依赖于一定的温度。就说细菌吧，它们对温度的要求各不相同，可以分为嗜冷菌、嗜温菌和嗜热菌三大类。嗜冷菌、嗜温菌分别适于在5～10℃和15～40℃的环境中生活，而嗜热菌甚至能生活在90℃的高温中。

微生物的生长繁殖还需要合适的酸碱度，这就和我们吃馒头一样，碱小或碱大蒸出的馒头对我们都不适应。大多数微生物的“口味”与我们相近，最满意的酸碱度为中性或弱碱性。

正常情况下，寄生在人类和动物口、鼻、咽部和消化道中的微生物不仅无害，而且有些还具有拮抗某些病原微生物的作用。定居在肠道中的大肠杆菌还能提供人类必需的硫胺素、核黄素、烟酸、维生素B12、维生素K和多种氨基酸等营养物质。

在江河、湖泊、海洋、土壤、空气、矿层等都有微生物的活动，其中以土壤中的微生物为最多。微生物经常沾附在空气中的灰尘上，潜伏在水中或附着于食物表面，或乘在鸟、兽、鱼、虫等生物体上，到处漫游。因此，在我们周围的各个角落，都留下了微生物活动的踪迹。那么，它们有哪些有益活动呢？

植物的“好伙伴”

一年四季，有许多动植物出生和死亡。多少万年以来，地面上死去的大量的动植物，为什么很快就消失了呢？植物年年生长，年年吸走地里的大量养料，这无尽的养料是谁提供的呢？

这都是微生物的功劳。土壤中的微生物能将动植物尸体吃掉，最后变成无机含氮化合物，供植物生长发育所需。而植物又是动物和人类的食物来源，这样的循环无穷无尽。由此可见，没有微生物，植物就不能新陈代谢，动物和人也无法生存。

很多地方的农民，在堆肥和施有机肥料方面有丰富的经验。堆肥和施有机肥的过程，实际上也就是调动微生物大军为植物制造养料的过程。比如，在堆肥时，怎样进行粪、秸秆及其它材料的比例搭配、加多少水、压的松紧程度如何、什么时候翻堆等，都包含着控制微生物活动的道理。

在微生物中有一种与豆科植物共生的菌，叫根瘤菌。它们钻到植物的根里，帮助植物吸收氮肥。在大豆、花生等作物的根部就可以找到由于这种根瘤菌活动而形成的根瘤，有根瘤的豆子的收成，常比没有根瘤的要好。人们根据这个道理制成了根瘤菌肥料，用它拌种，让根瘤菌进入农作物的根里去结瘤，帮助农作物增产增收。我国农业上已经生产和大面积应用的有花生根瘤菌、大豆根瘤菌、豌豆根瘤菌、蚕豆根瘤菌等，增产效果稳定。如使用花生根瘤菌一般增产10%左右。

微生物不仅能供给植物养料，还能为植物消灭某些害虫。在植物的茎叶及其附近的地面，有时会看到一些僵死的害虫，其身体有的变黑变软，有的蒙上了一层白茸茸的毛。这是由于微生物中有些细菌、病毒、真菌等能使害虫得传染病死去。比如杀螟杆菌可随食物进入害虫的体内，大量繁殖并放出毒素，使害虫运动迟缓，食欲减退，肠道穿孔，最后瘫痪而死亡。科研工作者根据这个现象发现，用这些微生物做药剂来杀灭害虫的办法简便、有效，无污染。我国杀虫用的白僵菌制剂、青虫菌制剂、苏芸金杆菌制剂就是用微生物制成的，它们能杀灭松毛虫、菜青虫、玉米螟等害虫。

畜牧业的好帮手

牛、羊以吃草为主，而草中含有比例很大的纤维素，牛羊不能直接吸收、利用。但是，单纯吃草的牛羊却长得又肥又壮，这是什么原因呢？原来，它们得到了微生物的帮助。

就说牛吧，吃草时犹如囫囵吞枣，仓促地把大量草料吞入瘤胃。瘤胃不分泌消化液，但里面却有大量的微生物，能够帮助牛把食物中的纤维素分解成牛可以消化吸收的营养物质。这些物质逆行蠕动到口腔，经过牙齿细嚼并掺和唾液，成为半液态状，再与微生物一起进入牛的皱胃，不仅营养物质，就连微生物本身也成为含有蛋白质的养料，被牛消化吸收了。

现在普遍应用的青贮饲料，就是利用喜欢氧气的细菌和不喜欢氧气的细菌通力合作制成的。青贮的意思是把新收割的、含水量在70%左右饲料如青草、野菜或含淀粉、糖较多的玉米秆立即送往贮窖。接着把窖口密封起来。这样，窖内喜欢氧气的细菌首先活动繁殖，分解掉一部分青贮物的组织，并耗尽窖内的氧气。这时青贮物体上附生的不喜欢氧气的各类乳酸细菌便活跃起来。它们产生乳酸和醋酸，使青贮物逐渐酸化，最后抑制住腐败菌的繁殖，使青贮饲料不仅具有长期保持新鲜多汁的特点，而且变得柔软，富有酸味和香味，家畜喜欢吃，营养价值也高。

在畜牧业中利用微生物的有益活动是大有可为的。现在，人们可利用微生物的活动，把粗饲料加工成精饲料。方法是让微生物先“吃掉”一些粗饲料中的物质。使其转变成微生物自身物质，由于这些微生物自身物质含有大量蛋白质和其他养料，这样这些粗饲料就变成了精饲料。家畜家禽肠道内也存在某些微生物，这些微生物不但不致病，而且还能做些“有益”的工作，如抑制有害微生物的生长繁殖，合成体内需要的一些维生素等。

此外，家畜家禽也会像人一样患病不适，如出现发冷、发烧等症状，用某些微生物的代谢产物制成抗生素，可以有效地控制一些家畜家禽病。

工业的“尖兵”

现代工业发展的速度很快，新工艺、新行业不断涌现，而微生物的“才能”随着工业的发展日益受到人们的重视并得到充分发挥。

我们都见过天上的飞机，乘过地上的汽车，也知道它们的运行需要依靠石油提供能源。可是莽莽的原野哪儿能找到石油呢？用微生物勘探石油就是一种办法。有些微生物，如假单胞菌、分枝叶菌等常常分布在沾有石油的地方，生活在油田、炼油厂附近的土壤中。根据这些微生物在地表的有无及数量的多少，或收集地表面的气体用于培养这些微生物，看其能否生长，从而推测地下是否有石油，石油含量有多少。

石油开采出来后，并不能直接用于飞机或汽车，需要经过一定的加工处理才能使用，这个过程也可以靠微生物的帮助来完成。比如石油中含有石蜡，遇寒冷时易于凝固(大约在零下10℃即凝固)。为了降低石油的凝固点，必须把其中的蜡去掉，称为脱蜡。人们利用假丝酵母，就可以把石油中的蜡吃掉，使凝固点降到零下50℃左右。又如石油里含有硫磺，对机器、设备等具有腐蚀作用，硫磺燃烧时产生二氧化硫气体，造成大气污染。目前可用微生物的发酵作用，脱除石油中的硫。

我国不少地方盛产各种各样的麻。麻收割后，先要请微生物帮助把粘在纤维素上的果胶去掉，才能进一步加工制成衣料。有些布匹在印染以前，也要请微生物来做清洁工作，把布匹上的浆去掉，使其着色更为鲜艳。

逢年过节，亲朋好友相聚，免不了痛饮几杯，这美酒的酿造也需有微生物——真菌的帮助。在发酵工业中，求助微生物进行生产的东西很多，如酒精、柠檬酸、葡萄糖酸、淀粉酶、蛋白酶等。

对于医药工业，微生物更是离不了的“宠儿”。青霉素、红霉素、四环素、土霉素、链霉素、先锋霉素等，几乎所有的抗生素都是微生物的代谢产物。利用微生物还能制造维生素、辅酶、ATP等药物。

靠细菌冶金可不是纸上谈兵，一种利用某些微生物及其代谢产物的氧化作用，来溶解矿石中有用金属的冶炼新工艺，已被世界上许多国家所采用。

由此看来，食品、纺织、石油、化工、冶金、医药等很多部门都把微生物视为自己的“尖兵”。而这些“尖兵”出色的工作为社会增添了巨大财富。

日常生活的“贤内助”

蘑菇是人们喜爱的一种食物，但很少有人会想到，它就是一种特殊的、体形很大的微生物。有不少种野生蘑菇含有大量的营养成分，对身体很有益处。而有些野生蘑菇如毒红菌、蛤蟆菌等，虽然外观很美，但对人体却有很大的危害。因此，对一些不知名的蘑菇，不可随便食用，以免食后中毒。

微生物中能够直接作为人类食物的种类并不多，但微生物帮助人类制造食物的本领却很大。做馒头时，先要掺些面肥使面发起来，而面团发起就可以胀大。这是由于面团里的微生物活动时，产生了很多碳酸气，这些气体在面团里越聚越多，这样就使面团胀大起来。蒸馒头时，由于加热，碳酸气随之猛烈膨胀，最后从馒头里跑了出来，留下大大小小的空洞，使馒头吃起来松软可口。

泡菜也是由微生物的帮助做成的。方法是先将蔬菜洗净晾干，再装入盛盐水的坛中（盐水含盐量3%～5%），密闭菜坛，在厌氧条件下，杜绝各种需氧性细菌和霉菌的繁殖，从而保证乳酸细菌能顺利地进行乳酸发酵。随着蔬菜体内营养成分的外渗，植物体表面附生的乳酸菌大量繁殖，积累的乳酸愈来愈多。这样，不仅限制微生物对蔬菜的破坏，延长食物的保存时间，而且可使泡菜味道更鲜美。

醪酒也是人们喜食的。酿造醪酒时，要用甜酒药与温饭拌匀，稍压实，在30～32℃环境中发酵几天才可制成，而甜酒药中就含有微生物。在寒冷的早晨，喝碗这样的醪酒不仅爽口驱寒，而且富有营养，真是一种享受。

“红茶菌”热曾吸引了不少人，当时有许多人纷纷品尝制作，而制作过程中同样少不了微生物的帮助。找一块菌膜，放入缸内，加上白糖和茶叶，倒入适量水。几天后，由于细菌的分解作用，使液体变酸变香，成为人们可口的饮料。

在炒菜或烧汤时放些味精，吃起来味道鲜美。你可知道，过去生产1吨味精需要30吨小麦呢！现在用微生物发酵法代替过去使用的盐酸水解法，生产1吨味精只需3吨薯粉，既降低了成本，又节约了大量的粮食，真可谓一举两得。

此外，还有很多食品如醋、酱、酱油、豆腐乳、臭豆腐等，在酿制过程中，醋酸细菌、曲霉、毛霉、根霉等都发挥了“贤内助”的作用。

向有害微生物开战

虽然大多数微生物能为人类从事有益的活动，但也有一小撮“害群之马”，它们到处进行破坏活动，对人类构成了很大威胁。有一类能导致人类或动植物生病的微生物，叫做病原微生物，传染病就是由它们引起的。由于开始人们不了解传染病的根源，又找不到有效的预防办法，因此就迷信地认为这是“鬼神”在害人。近一百多年来，由于科学和技术的进步，人们不仅知道了很多病如伤寒、白喉、乙型脑炎、艾滋病、脊髓灰质炎、某些先天性畸形等就是由病原微生物所引起，而且还掌握了一些病原微生物的生活习性和控制它们的办法。

传染病可通过空气、食物、水、土壤、昆虫、日常生活接触等多种途径传染他人。因此，彻底治愈病人，尽量避免与病人接触，认真做好消毒工作，大力开展爱国卫生运动，积极捕杀各种害虫，不喝生水，不吃不干净的食物，疾病流行时尽量少去公共场所，可大大减少传染病的传播机会。

人类在同病原微生物作斗争的过程中，还发现病原微生物具有一种特征，这就是把它们用科学方法处理后，其毒性便大大降低了。把这种降低了毒性的病原微生物适量地注射到人体内，非但不会致病，还能获得对某种传染病的抵抗力。即使是再次接触到这种传染病的病人，也不会发病。有些致病的细菌，只提取它们的毒素，经加工处理后，注射到人体内，也同样可以达到上述目的。在医学上，把这类能使人增强对某种传染病的抵抗力的东西叫疫苗，这是人们利用有害微生物制服有害微生物的巧妙方法。目前对儿童接种的乙肝疫苗、麻疹疫苗、脊髓灰质炎疫苗、卡介苗、百白破联合制剂等就是疫苗的具体应用。

针对有些微生物对食品、衣物及建筑物的破坏作用，我们可以采用干燥、通风、加热、冷藏和药物杀灭等一系列方法来加以控制。例如，夏天的剩饭剩菜容易坏，原因是空气、口腔里的多种微生物落入了饭菜里。如果把剩饭剩菜再烧开，不打开锅盖，这样由于在烧开时杀死了饭菜里的绝大多数微生物，减弱了它们的破坏活动能力，可使饭菜保存的时间更长一些。

对于病原微生物给家畜、家禽及鱼类造成的危害，可用药物进行预防治疗或注射预防针，以防止疾病的流行。

为了清除微生物对农作物的危害，人们已经研究出很多方法，如选用抗病强的品种、用药剂拌种、实行轮作、药剂防治等，都是防止病害的有效方法。

总之，人类已经掌握了许多种控制有害微生物活动的有效方法，只要我们更好地认识微生物的活动规律，就能更广泛地利用微生物的有益活动和控制它们的有害活动，并进一步把它们的有害活动变成有益活动，使微生物更好地为人类健康服务。