微生物学是研究微生物生活活动规律的科学,微生物工程则是指那些利用微生物的特殊功能进行物质生产或物质转换的技术过程。近代的微生物学是随着显微镜的发明而诞生的,而微生物工程早在古代先民模仿自然界发酵现象而进行的发酵食品生产时就已存在,可谓历史悠久,源远流长。
微生物学建立后,人们在这门新科学的指导下开始了许多领域的微生物活动规律的研究,先后又深入扩展了真菌学、细菌学、病毒学、微生物生理学、微生物资源学、发酵微生物学、腐蚀微生物学、工业微生物学等学科分支,特别是工业微生物学,因为它的研究内容包括发酵产品和饮料酿造生产的微生物原理、发酵条件、制备工艺及生化工程等,还包括应用微生物制备一些用其他方法难以获得的化工原料和医药品,例如青霉素之类药品的生产也是工业微生物学努力发展的成果。总之,这些研究直接关系到国计民生,因而备受重视,加上历史长远的微生物工程(那些从事发酵食品生产的劳作)已积累了较多的实践经验,研究起来就有较丰富的资源,因此能获得较快的发展。
通过微生物学,人们开始认识到在地球上,与我们人类相伴的,除了有一个众多动物、植物构成的生物世界之外,还活跃着一个单凭肉眼看不到的微生物世界。这些微生物无孔不入,弥漫在自然界的各个角落。有的与人类交好,帮助人类做工,改变某些物质的属性,为人类所用,例如某些有益霉菌。有的则与人类交恶,侵蚀甚至破坏人的免疫功能而导致患病,例如病毒和某些致病细菌。它们长期与人类共处,但古代的人们却不知晓。即使微生物给人们的生活带来了许多变化,古人也把它归咎于神灵。在这方面,中国先民似乎觉醒得早一点,实践得多一些,经验也多一些。在人类酿造技术的发展中,中国先民不仅利用酵母菌为人们做馒头、发糕之类的发酵食品,还掌握了汇集、培育、驯化霉菌的技巧,用它们酿酒、制醋、做酱。西方的先民也会利用酵母菌制作发酵食品,但是他们认识霉菌、利用霉菌的实践远不如中国人丰富和精深。

酒曲
这种实践活动中所取得的经验资源对于微生物学的发展十分重要。难怪西方的传教士在明清时期来到中国后,觉得中国酒跟他们过去所喝的酒不一样,当看到中国酿酒师傅都使用那种方砖型的法宝(酒曲)时,更感到十分好奇。于是就发生了下面的故事:他们想方设法偷到这种神秘的“砖头”,探索其中的秘密。当他们的学识也无法解秘时,他们又费尽心机,把这些秘宝偷偷地捎回欧洲,请朋友帮忙作出分析检测。首先揭开中国酒曲神秘面纱的是一位法国学者。1892年,法国人卡尔麦特(L.C.A. Calmette1863~1933年)不仅注意到中国酿酒的独特方法,还专门研究了传教士带回的中国酒曲,从中分离出毛霉、米曲霉、根霉等微生物。在法国巴斯德研究所同事的帮助下,他认识到这些过去没酒曲有被注意的霉菌,正是能在发酵中起关键作用的微生物,从而初步揭示了中国酒曲的独特功能。卡尔麦特是第一个认识到中国利用霉菌糖化制酒先进性的科学家。他也是个有商业头脑的科学家,1898年他将自己的这一发现在欧洲申请了应用毛霉于酒精生产的专利,并将这种淀粉霉发酵法在酒精工业中加以运用在推广实践中,他们又开发出几株可用于发酵生产的霉菌,极大地促进了世界酿造业的发展和酿造技术的提高。因为模仿中国酿酒技术的淀粉霉发酵法,一改过去酒精生产的单边发酵为复式发酵,不仅提高了生产效率,同时降低了成本,保证了质量。从此,科学家们进一步认识到霉菌一类微生物的利用大有作为,先后在淀粉质原料酒精发酵技术上开发出米曲霉-黑曲霉-液体曲等技术,并完善了以糖蜜、甜菜糖蜜、甘蔗糖蜜为原料生产酒精的技术。最突出的成就是抗菌素药剂的发明和生产。

英国科学家弗莱明
1928年9月,英国科学家弗莱明(A. Fleming,1881~1955年)在实验中发现,原先涂有大片葡萄球菌黄色液体的器皿上出现了一小片生长着青色的霉菌,在这青色霉菌周围的细菌都被消灭掉,不久这培养皿上的葡萄球菌就被全部消灭掉。弗莱明立即意识到自己已发现了某种了不起的东西,对这种青色霉菌的进一步研究终于使他发明了青霉素。这是第一种抗菌素类的药物,开辟了世界现代医疗革命的新阶段。对于弗莱明来说,青霉素的发现意味着对治疗传染性疾病取得了重大进展,同时也证实了微生物学中抗生现象的利用价值。微生物学和微生物工程在医药革命中所取得的成就,足以说明对霉菌的研究、利用的价值,中国先民在这领域所积累的经验有着不容忽视的先导作用。
来源|《中国传统酿造 酒醋酱》