正文 第11章 人類對微生物的利用(2 / 3)

7.采油向導——烴氧化菌

石油是工業的“血液”。但尋找和開采石油卻不容易,因為石油深深地埋藏在地下。那麼,怎樣才能找到它呢?原來,微生物王國中的烴氧化菌居然可以成為石油勘探隊員的向導。

我們知道,石油是由名叫“烴”的各種碳氫有機化合物組成的。石油雖然被深埋在地下,但總有一些烴會透過岩層縫隙跑到地層淺處。而烴氧化菌有個怪癖,生性喜歡吃烴,過著以烴為“食”的生活,它們專門聚集在含烴的土壤中。雖然偷偷溜到地表層來的烴很少,但對烴氧化菌來說,很少量的烴足以維持生命並繁殖後代了。因此,勘探隊員如果在某地區的土壤裏發現大量的烴氧化菌,那麼說明那裏很可能有石油。於是,配合其他找礦手段,就可以確定石油礦藏的分布範圍了。因此烴氧化菌無形中就成了采油向導。

另外,烴氧化菌還可以為人類除弊興利,淨化汙水,保護環境。工業廢水中常常含有能汙染環境的有毒烴,人們利用烴氧化菌的食性,在廢水池中“放養”少量烴氧化菌,它們邊“吃”邊繁殖,最後,有毒烴被吃光了,廢水也就變成了有用的水。因此,烴氧化菌本身又是優質飼料。

8.吃蠟冠軍——石油酵母

在石油化工公司的煉油廠中,寄宿了一批愛“吃蠟”的食客,它們就是被稱為“石油酵母”的解脂假絲酵母和熱帶假絲酵母。

煉油廠為什麼要供養這批食客呢?原來,蠟的含量多少與石油產品的質量有很大關係。在高空飛翔的飛機,如果使用含蠟量高的汽油,那麼高空的低溫會使蠟凝固起來,堵塞機內各條輸油管,使飛機發生嚴重事故,因此,石油產品需要經過脫蠟處理。工業上有多種脫蠟的方法,但是消耗材料和能源多,設備複雜。於是,煉油廠的工程師從微生物實驗中請來了這批專愛吃蠟的食客——石油酵母。在要脫蠟的石油產品中,石油酵母大吃特吃,如魚得水,把石蠟一掃而光,同時自己也迅速繁殖起來。這樣,人們既得到了高級航空汽油和柴油,又獲得了大量的石油酵母,可以說是一本萬利。

完成了脫蠟任務的石油酵母,個個含有豐富的維生素和蛋白質,白白胖胖,可以製成無毒高蛋白的精飼料,用於喂養家禽和家畜。據說加喂一噸石油酵母飼料,可多生產700千克豬肉。科學家預測,石油酵母將來還可以作為色香俱全的人類食物!

9.水底氣源——甲烷菌

在泥濘的沼澤或水草茂密的池塘裏,生活著無數專愛“吹”氣泡的小生命,這就是甲烷菌。

甲烷菌是地球上最古老的生命體。在地球誕生初期,死寂而缺氧的環境造就了首批性情隨和的“生靈”——甲烷菌,它們不需要氧氣便能呼吸,僅靠現成簡單的碳酸鹽、甲酸鹽等物質便可以維持生命,它們具有生命實體——細胞,並開始自然繁殖。這就是生物的鼻祖——甲烷菌。時至今日,地球幾經滄桑,甲烷菌仍保持著厭氧本色,本性難移。當然,現代甲烷菌的“食物”來源更加廣泛,雜草、樹葉、秸稈,食堂裏的殘羹剩飯,動物糞尿,乃至垃圾等等都是甲烷菌的美味佳肴。沼澤和水草茂密的池塘底部極為缺氧,甲烷菌會躲在這裏“飽餐”一頓之後,便舒心地呼出一口氣來,這便是沼氣泡。

沼氣泡中充滿沼氣。沼氣的主要成分是甲烷,另外還有氫氣、二氧化碳、一氧化碳等。它是廉價的能源,清潔又方便,可用於點燈做飯;還是一種理想的氣體燃料,可以代替汽油、柴油。

現在,開發利用新能源已成為世界性的緊迫問題,世界上大多數國家都在為燃料不足而發愁。而小小微生物卻在解決能源危機的問題上作出了自己的貢獻,為人類分憂。在國外,已有許多工廠使用沼氣作為燃料來開動機器。我國也有不少地區特別是農村興建了沼氣池,人工培養微生物製取沼氣。據估計,每立方米沼氣池生產大約6000千卡左右的熱量,可供一個馬力的內燃機工作24小時;供一盞相當於60~100瓦電燈亮度的沼氣燈照明5~6小時。還可以建成沼氣發電站把生物能變成電能。

幾乎所有的有機物都可以用作沼氣發酵的原料,可以說,甲烷菌的食料非常廣泛。沼氣池則為甲烷菌提供了一個缺氧的環境。在這裏,甲烷菌可以愉快地勞動,源源不斷地產生沼氣。一個年產2萬噸酒精的工廠,如將全部酒精廢液生產沼氣,每年可得沼氣1100萬立方米,相當於9000噸煤。而且,被甲烷菌“吞嚼”過的殘渣,肥效比一般農家肥還高,是莊稼的上等肥料。

10.滅蟲勇士——蘇雲金杆菌

有一大批滅蟲勇士生活在微生物王國中。千百年來,它們悄悄地幫助人類消滅害蟲,保護莊稼。然而,直到近百年來,它們的功績才逐漸被人們發現。

1911年,德國人貝爾奈在蘇雲金這個地方的一家麵粉廠裏,發現有一種寄生在昆蟲體內的細菌,有很強的殺蟲力。於是,人們稱這種細菌為蘇雲金杆菌。

蘇雲金杆菌矮矮胖胖,長得像根棍棒,身高不到5‰毫米。當它長到一定階段,身體一端會形成一個卵圓形的芽孢,這芽孢可以用來繁殖後代;另一端便產生一個菱形或近似正方形的結晶體,因為它與芽孢相伴而生,有很強的毒性,我們叫它伴孢晶體。當害蟲咬嚼莊稼時,同時把蘇雲金杆菌吃進肚子,在害蟲的肚子裏大顯威風,就像孫悟空鑽進鐵扇公主的肚子裏去一樣。它的伴孢晶體含有的內毒素可以破壞害蟲的消化道,引起食欲減退、行動遲緩、嘔吐、腹瀉;而芽孢能通過破損的消化道進入血液,在血液中大量繁殖而造成敗血症,最終使害蟲喪命。

蘇雲金杆菌的發現,為人們利用微生物消滅植物病蟲害提供了美好的前景。現在,人們已經用發酵罐大規模地生產蘇雲金杆菌,經過過濾、幹燥等過程製成粉劑或可濕劑、液劑,噴灑到莊稼上,對棉鈴蟲、菜青蟲、鬆毛蟲、毒蛾,以及玉米螟、三化螟、高粱螟等100多種害蟲有不同的致病和毒殺作用。

11.美味佳肴——食用真菌

在家庭餐桌上,我們經常可以吃到味美可口的食用菌如蘑菇、香菇等,這都是微生物對人類的奉獻。

我國人民很早就懂得食用菌的栽培,早在兩三千年前,就已把菇菌作為珍貴的食用菌了。食用菌類一般都是高等真菌的子實體,在我國發現的不下350多種中,常見的有蘑菇、草菇、香菇、平菇、鳳尾菇、黑木耳、金針菇、鬆口蘑、竹蓀、牛肝菌、羊肚菌等多種。這些食用菌味道鮮美,含有豐富的蛋白質、糖、脂肪、維生素、礦物質等營養成分,營養極為豐富。而且某些食用菌能抑製腫瘤的發生和發展,對動植物病毒性疾病有免疫或抑製作用,並能溶解一定量的膽固醇,所以被人們稱為“保健食品”。

以前,山林、草地、田野是這些食用真菌的野生地。在潮濕的林地上,隨便揀起一塊潮濕的朽木或幾片腐葉,不用放大鏡也能看見許多絲狀物,這常常就是它們的菌絲體。發育良好的菌絲,能鑽進木材、落葉的組織裏,吸取養料。在蘑菇、香菇等的菌絲體上,會長出子實體,像一把漂亮的“小傘”。子實體上麵是平整的,而下麵密生著許多叫菌褶的薄膜,長著能繁殖後代的擔子或擔孢子,能隨風飛散,到它們喜歡的地方去“安家”。現在,人們已經掌握了它們的生長發育習性,可以采用人工栽培的方法,大量地生產了。

高等真菌中的許多菌類可以作為藥用。例如有補中、固腎、補肺、益脾、止血作用的靈芝,滋陰、補腎、強精、潤肺、補血提神的銀耳,滋補、退熱、利尿、消腫、助消化的茯苓。還有對消化道腫瘤有較好療效,又可治消化不良、神經衰弱等慢性疾病的猴頭,可以做止血外敷藥的馬勃等等。

琳琅滿目、奇妙誘人的真菌大家族中,蘊藏著豐富的資源,等待科學家去開發和利用。

12.新穎食品——單細胞蛋白

20世紀80~90年代,一種引人注目的新食品出現在中國的市場上。它們的樣子很像雞、魚或豬肉,但卻不是農家耕種收獲的五穀雜糧,也不是飼養的畜禽製品,而是用微生物生產的微生物蛋白製成的,有人稱它為“人造肉”。

我們知道,一切有生命的地方都有蛋白質,蛋白質是生命活動的基礎,微生物當然也不例外。不過,到目前為止,能夠擔當生產微生物蛋白的菌種還不多,主要是一些不會引起疾病的細菌、酵母和微型藻類。因為它們的結構非常簡單,一個個體就是一個細胞,所以這樣的蛋白又叫單細胞蛋白。

在生產單細胞蛋白的工廠裏,有一些大小不等的發酵罐,這是人們為微生物安排的最適宜的居住環境。這些罐裏存放著適合不同種類微生物“胃口”的食料,保證它們在這裏能吃飽喝足,迅速繁殖。當發酵罐裏的微生物繁殖到足夠數量時,便可收集起來加工利用了。

單細胞蛋白的營養價值很高,它的蛋白質含量可高達40%~80%,遠遠超過一般的動植物食品。而且單細胞蛋白質裏有幾種在一般糧食裏缺少的氨基酸,它們的氨基酸種類比較齊全,糧食裏缺少的氨基酸在單細胞蛋白裏大量存在。另外,單細胞蛋白還含有多種維生素,這也是一般食物比不上的。現在人們用它加上相應的調味品做成雞、魚、豬肉的代用品,不僅外形相象,而且味道鮮美,營養也不亞於天然的魚肉製品;用它摻和在餅幹、飼料、奶製品中,則能提高這些傳統食品的營養價值。在畜禽的飼料中,隻要添加3%~10%的單細胞蛋白便能大大提高飼料的營養價值和利用率,用來養雞能多產蛋;用來喂豬可增加瘦肉率;用來飼養奶牛還可以提高產奶量。在井岡黴素、肌苷、抗菌素等發酵工業生產中,它又可代替糧食原料。由此可見,單細胞蛋白用途廣泛,前程遠大。

目前,糧食和飼料不足的情況日益嚴重,因為世界人口不斷地增長。麵對這一嚴峻的現實,開發利用單細胞蛋白已成為許多國家增產糧食的新途徑。如果以蛋白質含量計算,1千克單細胞蛋白相當於1~1.5千克的大豆。建立一座5~100噸發酵罐的工廠,可以年產5000噸單細胞蛋白,相當於5萬畝耕地上種植大豆的產量。

相信嗎?在現代科學技術培育下,也許用不了多久,用單細胞蛋白製成的飯菜,就會出現在你家的餐桌上了。單細胞蛋白的生產正在向人們展示美好的前景。

13.綠色能源——乙醇

我們通常說的酒精就是乙醇。純乙醇很容易燃燒,它的沸點是78.5℃。在世界麵臨能源危機的今天,開發利用乙醇作為動力燃料,正受到人們越來越多的關注。有的國家把乙醇摻進汽油裏混合使用,效率甚至比單用汽油還高,這種油稱為醇汽油。產糖量居世界第一的巴西,完全用乙醇發動汽車,目前,這些使用乙醇作燃料動力的汽車,已經在聖保羅的大街上奔馳了。