食品百科全书 - 霉菌

霉菌

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mould    腐生在各种基物上的除细菌以外的丝状及粉状体的微小真菌。

“丝状真菌”的统称,不是分类学上的名词。霉菌菌体均由分枝或不分枝的菌丝(hypha)构成。许多菌丝交织在一起,称为菌丝体(mycelium)。

霉菌在自然界分布极广,土壤、水域、空气、动植物体内外均有它们的踪迹。常在潮湿的气候下大量生长繁殖,长出肉眼可见的丝状、绒状或蛛网状的菌丝体,有较强的陆生(可能因为好氧,在液体中生活不好)。它们同人类的生产、生活关系密切,是人类实践活动中最早认识和利用的一类微生物。

食物、工农业制品的霉变(据统计全世界平均每年由于霉变而不能食(饲)用的谷物约占2%,这是一笔相当惊人的经济损失。

有用物品的生产(如风味食品、酒精、抗生素(青霉素、灰黄霉素)、有机酸(柠檬酸、葡萄糖酸、延胡索酸等)、酶制剂(淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等)、维生素、甾体激素等。在农业上用于饲料发酵、植物生长刺激素(赤霉素)、杀虫农药(白僵菌剂)等)

引起动植物疾病,可引起约3万种植物病害,是植物传染性病害的主要病原微生物,例如,我国在1950年发生的麦锈病和1974年发生的稻瘟病,使小麦和水稻分别减产了60亿公斤;

霉菌可引起多种人及动物的皮肤疾病及其他一些深层病变,如既可侵害皮肤、粘膜,又可侵害肌肉、骨骼、内脏,如可引起肺炎,此外,一些被霉菌感染的食品也可使人得病,如大米、花生中黄曲霉素、黄米毒素等均可引起动物致癌)

腐生型霉菌在自然界物质转化中也有十分重要的作用

菌丝的特化:

1) 菌环:菌丝交织成套状 2) 菌网:菌丝交织成网状

捕虫菌目(Zoopagales)这是在长期的自然进化中形成的特化结构,主要功能是用于吸收营养物质。这些生长在土壤中真菌是捕食者,形成的特异菌丝构成巧妙的网,可以捕捉小型原生动物或无脊椎动物,捕获物死后,菌丝伸入体内吸收营养。

3)附枝:匍匐菌丝、假根(类似树根,吸收营养),功能是固着和吸收营养,例如根霉(Rhizopus)匍匐枝和基质接触处分化出来的根状结构。

4)附着枝:若干寄生真菌由菌丝细胞生出1-2个细胞的短枝,以将菌丝附着于宿主上,这种特殊的结构即附着枝。

5)吸器:一些专性寄生真菌从菌丝上分化出来的旁枝,侵入细胞内分化成指状、球状或丝状,用以吸收细胞内的营养。为吸收菌丝,进入藻类或植物细胞,二者共生。

6)附着胞,许多植物寄生真菌在其芽管或老菌丝顶端发生膨大,并分泌粘性物,借以牢固地粘附在宿主的表面,这一结构就是附着胞,附着胞上再形成纤细的针状感染菌丝,以侵入宿主的角质层而吸取营养。

7)菌核:是一种休眠的菌丝组织。由菌丝密集地交织在一起,其外层教坚硬、色深,内层疏松,大多呈白色。有些寄生性真菌与宿主共同形成假菌核。例如冬虫夏草:

8)子座:菌丝交织成垫状、壳状等,在子座外或内可形成繁殖器官。

霉菌菌落的特点:

由粗而长的分枝状菌丝组成,菌落疏松,呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状,比细菌菌落大几倍到几十倍,有的没有固定大小。各种霉菌,在一定培养基上形成的菌落大小、形状、颜色等相对稳定,所以菌落特征也为分类依据之一。

霉菌的繁殖方式:

1)无性孢子繁殖

不经两性细胞配合,只是营养细胞的分裂或营养菌丝的分化(切割)而形成新个体的过程。

无性孢子有:厚垣孢子、节孢子、分生孢子、孢囊孢子等。

2)有性孢子繁殖

两个性细胞结合产生新个体的过程:

a)质配:两个性细胞结合,细胞质融合,成为双核细胞,每个核均含单倍染色体(n+n)。

b)核配:两个核融合,成为二倍体接合子核,此时核的染色体数是二倍(2n)。

c)减数分裂:具有双倍体的细胞核经过减数分裂,核中的染色体数目又恢复到单倍体状态。

霉菌有性孢子繁殖的特点:

a)不如无性繁殖那么经常与普遍,在自然条件下较多,在一般培养基上不常见。

b)方式因菌种不同而异,有的两条营养菌丝就可以直接结合,有的则由特殊的性细胞(性器官)相互交配,形成有性孢子。

c)核配后一般立即进行减数分裂,因此菌体染色体数目为单倍,双倍体只限于接合子。

d)霉菌的有性繁殖存在同宗配合和异宗配合两种情况。

e)霉菌的有性孢子包括接合孢子、卵孢子、子囊孢子等。

霉菌的生活史:

无性繁殖阶段;菌丝体(营养体)在适宜的条件下产生无性孢子,无性孢子萌发形成新的菌丝体,多次重复。 有性繁殖阶段;在发育后期,在一定条件下,在菌丝体上分化出特殊性器官(细胞),质配、核配、减数分裂后形成单倍体孢子,再萌发形成新的菌丝体。

有一些霉菌,至尽尚未发现其生活史中有有性繁殖阶段,这类真菌称为半知菌。

霉菌孢子的特点:

霉菌具有极强的繁殖能力,可以通过无性繁殖或有性繁殖方式产生大量新个体。虽然其菌丝体上任一部分的菌丝碎片都能进行繁殖,但在正常自然条件下,它们还主要靠形形色色的无性或有性孢子进行繁殖。 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。但与细菌的芽孢却有很大的差别。霉菌孢子形态常有球形、卵形、椭圆形、礼帽形、土星型、肾形、线形、镰刀形等。每个个体所产生的孢子数量,经常是成千上万的,有时竟然达到几百亿、几千亿,甚至更多。孢子的这些特点,都有助于真菌在自然界中随机散播和繁殖。 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。对人类不利之处则是易于造成污染、霉变和易于传播动植物的真菌疾病。

真菌孢子与细菌芽孢的比较

项目            霉菌孢子               细菌芽孢 大小             大                   小

数目        一条菌丝或一个细胞产多个          1个细胞只产1个

形态         形态、色泽多样                形态简单

形成部位      可在细胞内或细胞外形成           只在细胞内形成

细胞核            真核                  原核

功能         最重要的繁殖方式        不是繁殖方式,是抗性构造(休眠方式)

抗热性       不强,在60-70℃下易杀死      极强,一般100℃数十分钟才能杀死

产生菌      绝大多数种类可以产生              少数细菌可产生

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