书城科普读物丰富的微观世界——微生物
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第14章 了解细菌的庐山真面目(2)

真菌带来的危害

真菌毒素是真菌在食品或饲料里生长所产生的代谢产物,对人类和动物都有害。真菌毒素造成中毒的最早记载是11世纪欧洲的麦角中毒,这种中毒的临床症状曾在中世纪的圣像画中描述过。由于麦角菌的菌核中会形成有毒的生物碱,所以这种疾病至今仍称为麦角中毒。急性麦角中毒的症状是产生幻觉和肌肉痉挛,进而发展为四肢动脉的持续性变窄而发生坏死。

造成较大社会影响的真菌毒素中毒事件有1913年俄罗斯东西伯利亚的食物中毒造成的白细胞缺乏病,1952年美国佐治亚州发生的动物急性致死性肝炎,我国20世纪50年代发生的马和牛的霉玉米中毒和甘薯黑斑病中毒、长江流域的赤霉病中毒、华南的霉甘蔗中毒等。真菌及其毒素与癌症的发生有密切的关系,癌症的高发地区与食物中带染真菌和存在真菌毒素有关。

黄变米,即失去原有的颜色表面呈黄色的大米,主要由黄绿青霉、岛青霉、橘青霉等霉菌的侵染造成。黄绿青霉可产生神经毒素,急性中毒症状表现为神经麻痹、呼吸麻痹、抽搐,慢性中毒症状表现为溶血性贫血。岛青毒产生的黄天精和环氯素能引起肝内出血、肝坏死和肝癌。橘青霉产生的橘青霉素能毒害肾脏。有一些出血综合征也是由真菌毒素引起。如拟分枝镰刀菌和梨孢镰刀菌产生的T2毒素,其急性中毒症状为全身痉挛,心力衰竭死亡;亚急性或慢性中毒常表现为胃炎,恶心,口腔、鼻腔、咽部、消化道出血,白细胞极度减少,淋巴细胞异常增大,血凝时间延长等。葡萄状穗霉菌产生的毒素会引起皮肤类和白血病症状,初期症状是流涎,鄂下淋巴肿大,眼、口腔黏膜,口唇充血,继而黏膜龟裂。开始白细胞增多,继之血小板白细胞减少,血凝时间长,许多组织呈坏死性病变,从而造成患者死亡。

著名的“十万火鸡事件”

1960年在英格兰东南部的农庄中,人们突然发现他们饲养的火鸡一个个食欲缺乏,走起路来如同一个醉汉东倒西歪。过了两天,这些火鸡全都耷拉着脑袋,不能取食,不到一周的时间便都陆续死去。这种不明的“瘟神”迅速扩展到其他地方,农民们眼睁睁地看着自己饲养的火鸡一只一只地死掉,却无可奈何而伤心至极。短短两三个月的光景,便死掉了约十万只火鸡——这就是历史上有名的“十万火鸡事件”。

当时,由于人们对这种疾病原因不明,故叫做“火鸡X病”。与此同时,在非洲的乌干达也发现了类似的小鸭死亡事件,根据各种疑迹,科学家开始了追捕“凶犯”的调查与分析。

开始,科学家检查了当地农民施用的农药,结果排除了农药致死火鸡的可能性。随后,他们又对各种致病微生物作了大量的检测分析,认为它们也不可能引起如此大规模的火鸡死亡。最后通过仔细调查,他们终于在伦敦的一家碾米厂找到了疑点,认为“凶犯”与碾米厂所供应的饲料有关,其主要毒性则在饲料里的长生粉中。科学家用这些长生粉对小鸡和小鸭做试验,结果发现它们都呈现出典型的“火鸡X病”症状。由此证明,这种长生粉具有微强的毒性。至此,“凶犯”的来龙去脉已被查明,但真正的“凶犯”又是谁呢?

在随后的两年时间里,科学家集中对这些长生粉作了分析研究,通过各种高科技手段,最后确认这个“凶犯”便是黄曲素,其致火鸡于死地的有毒物质便是这种霉菌所排泄出来的黄曲霉毒素。这类毒素的毒性之烈,简直让人难以相信。取1克这类毒素中毒性最强的物质,便能毒死成千上万只小鸭!这个超级杀手黄曲素不仅可以成批成批地杀死动物,而且对我们人类的安全也直接构成威胁。1974年10月,在印度西部的农村里,曾发生过一起黄曲霉毒素中毒事件,涉及二百多个村庄,共397人生病,其中死亡106人。

真菌在地球上存在了多长时间至今还不清楚,对真菌的起源也没有确切的结论。真菌的有些特点和植物相似,然而在某些方面又和动物相似。近年来,根据营养方式的比较研究,真菌不是植物也不是动物,而是一个独立的生物类群——真菌界。

发霉的真菌——霉菌

霉菌是丝状真菌的俗称,意思是“发霉的真菌”,它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体,但又不像蘑菇那样产生大型的子实体。构成霉菌体的基本单位称为菌丝,呈长管状,宽度为2~10微米,可不断自前端生长并分枝。在固体上生长时,部分菌丝深入物体吸收养料,被称为基质菌丝或营养菌丝;而向空中伸展的称气生菌丝,可进一步发育为繁殖菌丝,产生孢子。菌丝体通常呈现出白色、褐色、灰色或鲜艳的颜色(菌落为白色毛状的是毛霉,绿色的为青霉,黄色的为黄曲霉)。霉菌繁殖的速度非常迅速,经常会造成食品、用具等形成大量霉腐而变质。不过霉菌中也有很多有益种类被广泛应用了。霉菌是人类实践活动中最早认识和利用的一类微生物。

微生物世界的巨人家族

霉菌,又称“丝状菌”,属真菌,体呈丝状,丛生,可产生多种形式的孢子。多腐生,种类很多,常见的有根霉、毛霉、曲霉和青霉等。霉菌可用以生产工业原料(如柠檬酸、甲烯琥珀酸等),进行食品加工(如酿造酱油等),制造抗生素(如青霉素、灰黄霉素)和生产农药(如“920”、白僵菌)等。但它也能引起工业原料和产品以及农林产品发霉变质。还有一小部分霉菌可引起人与动植物的病害,如头癣、脚癣及番薯腐烂病等。

霉菌的繁殖

霉菌有着极强的繁殖能力,而且繁殖方式也是多种多样的。虽然霉菌菌丝体上任何一片在适宜条件下都能发展成新个体,但在自然界中,霉菌主要还是依靠产生形形色色的无性或有性孢子进行繁殖。孢子有点像植物的种子,霉菌的孢子具有小、轻、干、多,以及形态色泽各异、休眠期长和抗逆性强等特点,每个个体所产生的孢子数,经常是成千上万的,有时竟达几百亿、几千亿甚至更多。这些特点有助于霉菌在自然界中随处散播和繁殖。对人类的实践来说,孢子的这些特点有利于接种、扩大培养、菌种选育、保藏和鉴定等工作;不利之处则是易于造成污染、霉变和传播动植物的霉菌病害。

霉菌是丝状真菌的俗称,意思是“发霉的真菌”,它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体,但又不像蘑菇那样产生大型的子实体。在潮湿温暖的地方,很多物品上长出一些肉眼可见的绒毛状、絮状或蛛网状的菌落,那就是霉菌。为适应不同的环境条件和更有效地摄取营养满足生长发育的需要,许多霉菌的菌丝可以分化成一些特殊的形态和组织,这种特化的形态称为菌丝变态。

最容易被真菌感染的食物

真菌无处不在。真菌们向来不挑食,我们的食物同样也是它们的食物,这给我们带来了很多的麻烦。

花生

黄曲霉是花生壳上最常见的真菌,所以在霉变的花生上总是能够检测出黄曲霉毒素,而且由花生制成的食品,如花生油或花生酱中也常含有黄曲霉毒素。与花生相似的还有开心果。另外一些坚果,如核桃、榛子或椰仁则受黄曲霉毒素的危害较轻。

烘烤食品(面包)

真菌毒素能通过由霉变的粮食磨成的面粉进入面包,常见的是发霉的面包中产生真菌毒素。面包烘烤之后在晾凉、储存、切割和包装的过程中,由于面包房中的空气内含有大量的真菌,面包容易被污染。在面包上常见的能产生毒素的真菌是黄曲霉(黄曲霉毒素)、赭曲霉(赭曲霉毒素A)、扩张青霉(展青霉素)和杂色曲霉(杂色曲霉素)。在黑麦面包中只发现有黄曲霉生长,但无毒素形成。

水果和果汁

在酸性水果和水果制品中能形成的真菌毒素是展青霉素和由丝衣霉分泌的丝衣霉酸。这些真菌在水果(如苹果、梨、桃、杏、葡萄、菠萝和柠檬等)表面长成棕色斑点。

展青霉素在酸性环境中非常稳定,巴氏消毒时用高达80℃的温度都不会使它失活。如果用腐烂的水果进行加工,果汁内就可能存在展青霉素。另外,丝衣霉属某些菌株的子囊孢子的抵抗力特别强,巴氏消毒时用高达85℃的温度也只能使少量的毒素失活,存活的毒素可能引起果汁变质。在卫生条件欠佳的环境中晾干和储放水果,特别容易被真菌污染。例如干无花果就常含有黄曲霉毒素。

蔬菜

在室温下,真菌在辣椒、西红柿、黄瓜、胡萝卜等蔬菜生长时能产生展青霉素。由于肉眼很容易发现这种霉变现象,消费者不会购买或食用它们,所以由此引起中毒的可能性极小。

果酱类和蜂蜜

在含糖量达到重量的50%~60%且未经处理的蜂蜜和果酱中不会产生真菌毒素。因此,按照传统配方的果酱(果实和糖各占一半)与含糖量低的产品相比,更能抵抗真菌毒素的污染。

奶酪

由于使用了含毒素的牛奶,也可能由于本身的霉变,奶酪也可能带有黄曲霉毒素,因为奶酪是真菌和黄曲霉生长的最理想基质。在肉眼几乎不能观察到真菌生长时,奶酪就可能已经含有毒素,而且其含量可能会威胁到人体的健康。

细菌到哪里都能生存

近日,日本海洋与地球科学技术研究社科学家的一项最新研究显示,在比地球重力大40万倍的超重环境下,多种不同种类的细菌仍然可以存活和繁殖。

无处不在的细菌

细菌是在自然界中分布最广、个体数量最多的有机体,是大自然物质循环的主要参与者。细菌的个体非常小,目前已知最小的细菌只有0.2微米长,因此大多数细菌只能在显微镜下看到。细菌一般是单细胞,细胞结构简单,缺乏细胞核、细胞骨架以及膜状胞器,例如线粒体和叶绿体。原核生物中还有另一类生物称作古细菌,是科学家依据演化关系而另辟的类别。