【DEN研究中心】“稻草变糖”？解密微生物和酶的神奇力量

本期看点：

微生物是活的单细胞生物，如真菌和细菌。

微生物是酶最有效的生产者。

对人类来说，有益微生物有助于消化，

有助于防止有害微生物的入侵。

微生物被用来为工业生产酶。

农作物保护、可持续农业、废水处理和环保清洁解决方案，都是微生物的工作。

1.微生物被发现，微生物学的诞生

大约32亿年前，微生物就悄然出现在地球上了。

若是论资历，在生命世界当数微生物为最老。

但是在漫长的进化史长河中，微生物因其身小体微，一直“藏在深闺人未识”。

直到300多年前，当荷兰科学家列文虎克制造出世界上第一台显微镜时，微生物才在生物界找到自己的一席之地。而它成为人类的研究对象，则是19世纪60年代以后的事——著名生物学家巴斯德创立了微生物学。

2.“一体两面”的微生物，善恶皆有

微生物是人类的好朋友，它们帮助我们消解食物，调节各种生理功能。

人类所需要的食物、用品、保健都商不开微生物的支持和帮助。可是光这样认识还不全面。某些微生物又是人类最凶恶的敌人。

14世纪中期流行在欧洲的黑死病，造成了四分之一人口的死亡，严重破坏了社会的结构，给人类带来灾难。微生物为善也好，为恶也好，都与它体内的各种酶分不开。

3. 微生物+酶共发力，“杂物”变成糖

草和小麦秸秆(干草)是牛的主要食物，但它们的蛋白质含量并不高。不客气地说，这些食物真的毫无营养。因为植物光合作用收集的能量大部分都转换成“糖”储存在纤维素中。

纤维素是植物细胞壁的主要成分，是一种细长的糖分子（大分子）。蕴含能量的物质想要为人体供能就需要进入人体细胞中参与细胞代谢，然而“庞然大物”并无法从“细小”的细胞膜通道中进入细胞，但有些微生物可以分泌纤维素酶将纤维素拆分成一份份小分子糖（葡萄糖）。

一个纤维素分子大约含几百个到15000个葡萄糖分子。

牛不吃草，而是以细菌为食。

它的胃里生活着数万亿微生物，它们不断疯狂地生长、分裂、繁殖，最终死亡。这些细菌才是真的“吃草”为生，它们分解纤维素，并通过其中蕴含的大量能量，以及牛体内氮循环中的尿素、氨气等物质合成氨基酸，这些氨基酸反过来被牛吸收，组成牛奶与肌肉所需的蛋白，孕育出庞大的牛体。

这个过程和酿啤酒非常相似，都是通过将植物物质置于黑暗、潮湿、厌氧(缺氧)的环境中，其最终目标是培养微生物，获取微生物蛋白以及微生物代谢产物。