从有毒真菌到酱油巨星

大约 9000 年前,大约在人类首次驯化玉米和猪的时候,中国的一些人已经开始驯化真菌。 霉菌就是这样一种真菌 米曲霉后来成为烹饪巨星。通过发酵大豆或大米等原料, 米曲霉 酵母菌帮助我们生产出酱油、清酒和其他几种亚洲传统食品。酵母菌通过分解蛋白质和淀粉,让其他微生物完成发酵,从而生产出酱油、清酒和其他几种亚洲传统食品。 但 米曲霉 并不总是那么好相处。野生霉菌会产生强效毒素,毒害消费者,导致肝脏和其他器官发生癌症。此外,它还是一种破坏性的农业害虫,每年给花生和玉米等农作物造成数百万美元的损失。 约翰·吉本斯 / 范德堡大学 食品发酵菌米曲霉(左)被认为是黄曲霉(右)的驯化版本,黄曲霉产生的黄曲霉毒素会污染农作物、毒害人类并导致癌症。这里展示的两个菌落从外观上看有很大不同,但这两种霉菌的形态差异很大,很难区分。 到底发生了什么变化?研究正在逐步揭示这种真菌是如何从一种危险的有毒霉菌转变为一种在人造环境中茁壮成长的优质食品生物技术工具的。随着科学家们研究 米曲霉, 他们正在更多地了解微生物驯化的过程——这在很多方面仍然是个谜。 “我们所知道的几乎一切都来自植物和动物,”马萨诸塞大学阿默斯特分校的微生物基因组学家约翰·吉本斯 (John Gibbons) 在谈到驯化时说道。“你可以看到狗和狼、玉米和大刍草之间的差异,但你无法真正看到微生物之间的差异……因为其中大部分是新陈代谢的变化。” 消化大师 米曲霉 属于一个更大的真菌家族,被称为蓝霉菌和绿霉菌。该家族中约 40% 的物种属于该属 曲霉之所以这样命名,是因为其孢子产生结构的细长茎和蓬松尖端类似于圣水洒水器,一些基督教教派使用圣水洒水器。该属有几种 知名成员包括生产有用化学物质(如药物或发酵食品)的有益工业物种,以及 米曲霉 做。 被称为曲霉菌, 米曲霉 是一位蒸煮高手。在酱油生产的第一阶段, 米曲霉 霉菌处理发酵剂成分,通常是大豆和小麦;在清酒生产中,霉菌处理大米。霉菌的消化酶——蛋白酶和淀粉酶——将蛋白质和淀粉分解成更简单的分子,这些分子随后会被酵母发酵。波士顿附近塔夫茨大学的微生物学家本杰明·沃尔夫说,霉菌“闻起来像蘑菇和葡萄柚的美妙混合物,还有一点酸味”。 其他 曲霉 物种是威胁——其中包括, 黄曲霉海德先生 米曲霉 杰基尔博士。 黄曲霉 使 被称为黄曲霉毒素的强效毒素 黄曲霉毒素在人体摄入后,会被肝脏代谢成破坏 DNA 的化合物,并干扰细胞功能。它会感染各种农作物,包括玉米、小麦、木薯、辣椒、花生、大米、芝麻、葵花籽等。无论是在收获前还是收获后,在农作物储存或运输时,它都会污染植物。这些毒素甚至会污染食用受污染饲料的动物的奶。尽管采取了各种控制措施,但偶尔发生的黄曲霉毒素爆发仍会毒害和杀死世界各地的人和宠物。 科学家们早就认识到危险的 黄曲霉 和 食品发酵罐 米曲霉 它们是非常近的亲属——它们的颜色和质地可能完全相同,也可能看起来截然不同,因此很难区分。早期对它们的 DNA 的研究报告了它们惊人的相似性,1998 […]