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カビ（米国、フィリピン）または菌類（英国、カナダ）は、特定の菌類が形成できる構造の 1 つです。カビの粉っぽい色の外観は、菌類の二次代謝産物を含む胞子の形成によるものです。胞子は菌類の分散単位です。[ 1 ] [ 2 ]すべての菌類がカビを形成するわけではありません。キノコや子嚢果を形成する菌類もあれば、単細胞として成長し酵母と呼ばれる菌類もあります。
分類学的に多様な多数の真菌種がカビを形成します。菌糸の成長により、特に食品上で変色や毛羽立った外観が生じます。[ 3 ]これらの管状に分岐した菌糸のネットワークは菌糸体と呼ばれ、単一の生物とみなされます。菌糸は一般的に透明なので、菌糸体は表面に非常に細くふわふわした白い糸のように見えます。隔壁（隔壁）は、菌糸に沿って接続された区画を区切ることがあり、各区画には1つまたは複数の遺伝的に同一の核が含まれています。多くのカビの粉っぽい質感は、菌糸の末端での分化によって形成される無性胞子（分生子）の大量生産によって引き起こされます。これらの胞子の形成様式と形状は、伝統的にカビの分類に使用されます。 [ 4 ]これらの胞子の多くは着色しているため、このライフサイクルの段階では真菌が人間の目にはるかに目立ちます。
カビは特定の分類学的または系統発生学的グループを形成しない微生物ですが、接合菌門と子嚢菌門に見られます。過去には、ほとんどのカビは不完全菌門に分類されていました。[ 5 ]カビは、かつて菌類に分類されていた水カビや粘菌の一般的な名称でした。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
カビは天然素材の生分解を引き起こし、食品の腐敗や財産の損傷につながると望ましくない場合があります。また、カビはバイオテクノロジーや食品科学において、さまざまな色素、食品、飲料、抗生物質、医薬品、酵素の生産において重要な役割を果たしています。[ 9 ]動物や人間の病気の中には、特定のカビによって引き起こされるものがあります。病気は、カビの胞子に対するアレルギー反応、体内での病原性カビの増殖、またはカビによって生成される有毒化合物（マイコトキシン）の摂取または吸入の影響によって発生する可能性があります。[ 1 ]
カビ菌には、腐生菌、中温菌、冷好菌、好熱菌、そしてごく少数のヒトの日和見病原菌など、多様な生活様式を持つ数千種が知られています。[ 10 ]これらはすべて成長に水分を必要とし、一部は水生環境に生息しています。すべての菌類と同様に、カビは光合成ではなく、生息する有機物からエネルギーを得て、従属栄養を利用しています。通常、カビは主に菌糸の先端から加水分解酵素を分泌します。これらの酵素は、デンプン、セルロース、リグニンなどの複雑な生体高分子を、菌糸が吸収できるより単純な物質に分解します。このようにして、カビは有機物の分解において重要な役割を果たし、生態系全体で栄養素のリサイクルを可能にしています。多くのカビは、溶解酵素とともに競合する微生物の成長を阻害するマイコトキシンとシデロフォアも合成します。カビは動物や人間の保存食品にも繁殖し、食品を不味くしたり有毒にしたりするため、食品ロスや病気の主な原因となります。[ 11 ]食品保存 のための多くの戦略（塩漬け、漬物、ジャム、瓶詰め、冷凍、乾燥）は、カビやその他の微生物の増殖を防止または遅らせることを目的としています。
Molds reproduce by producing large numbers of small spores,[10] that may contain a single nucleus or be multinucleate. Mold spores can be asexual (the products of mitosis) or sexual (the products of meiosis); many species can produce both types. Some molds produce small, hydrophobic spores that are adapted for wind dispersal and may remain airborne for long periods; in some the cell walls are darkly pigmented, providing resistance to damage by ultraviolet radiation. Other mold spores have slimy sheaths and are more suited to water dispersal. Mold spores are often spherical or ovoid single cells, but can be multicellular and variously shaped. Spores may cling to clothing or fur; some are able to survive extremes of temperature and pressure.
Although molds can grow on dead organic matter everywhere in nature, their presence is visible to the unaided eye only when they form large colonies. A mold colony does not consist of discrete organisms but is an interconnected network of hyphae called a mycelium. All growth occurs at hyphal tips, with cytoplasm and organelles flowing forwards as the hyphae advance over or through new food sources. Nutrients are absorbed at the hyphal tip. In artificial environments such as buildings, humidity and temperature are often stable enough to foster the growth of mold colonies, which are often visible as a downy or furry coating growing on food or other surfaces.
Few molds can begin growing at temperatures of 4 °C (39 °F) or below, so food is typically refrigerated to this temperature. When conditions do not enable growth to take place, molds can remain alive in a dormant state within a large range of temperatures that depends on the species. The many different mold species vary enormously in their tolerance for temperature and humidity extremes. Certain molds can survive harsh conditions such as the snow-covered soils of Antarctica, refrigeration, highly acidic solvents, anti-bacterial soap, and even petroleum products such as jet fuel.[12]:22
Xerophilic molds are able to grow in relatively dry, salty, or sugary environments, where water activity (aw) is less than 0.85; other molds need more moisture.[13]
Common genera of molds include:
麹菌は、アスペルギルス属の一種で、特にアスペルギルス・オリゼ、次いでアスペルギルス・ソジャエが挙げられ、東アジアでは何世紀にもわたって培養されてきました。大豆と小麦の混合物を発酵させて味噌や醤油を作るのに使われます。麹菌は、米、大麦、サツマイモなどのデンプンを糖化と呼ばれるプロセスで分解し、日本酒、焼酎、その他の蒸留酒の製造に使われます。麹菌はかつお節の製造にも使われます。[ 14 ]
紅麹は、米に生育するカビMonascus purpureusの産物で、アジアの食生活、特に中国料理でよく見られます。この酵母には、コレステロール合成を阻害することが知られているモナコリン類と呼ばれる化合物がいくつか含まれています。[ 15 ]ある研究では、魚油や健康的な生活習慣と組み合わせた食事補助食品としての紅麹は、特定の市販のスタチン系薬剤と同じくらい効果的に「悪玉」コレステロールを減らすのに役立つ可能性があることが示されています。[ 16 ]しかしながら、他の研究では、紅麹は信頼性が低く（おそらく標準化されていないため）、肝臓や腎臓に毒性がある可能性さえあることが示されています。[ 17 ]
サラミなどのソーセージの中には、風味を向上させ、熟成中の細菌による腐敗を減らすために、カビのスターター培養物[ 18 ]を組み込んでいるものがある。例えば、ペニシリウム・ナルギオベンセは、乾燥熟成ソーセージの一部（特に南ヨーロッパの伝統的なヨーロッパスタイルの乾燥熟成ソーセージ）に白い粉状のコーティングとして現れることがある。
食品製造に使用されてきたその他の型には以下のようなものがあります。
アレクサンダー・フレミングが抗生物質ペニシリンを偶然発見したのは、当時ペニシリウム・ルブルムと呼ばれていたペニシリウム属のカビ（後にペニシリウム・ルベンスであることが判明）が関係していた。 [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]フレミングはペニシリンの研究を続け、感染症やその他の病気に見られる様々な種類の細菌を阻害できることを示したが、医薬品の製造に十分な量の化合物を生産することはできなかった。[ 22 ]彼の研究は、1931年にこの問題に取り組み始めたオックスフォード大学のクラッターバック、ラヴェル、レイストリックのチームによって拡張された。このチームも純粋な化合物を大量に生産することはできず、精製プロセスによってその有効性が低下し、抗菌特性が失われることを発見した。[ 22 ]
ハワード・フローリー、エルンスト・チェーン、ノーマン・ヒートリー、エドワード・エイブラハムもオックスフォード大学に在籍し、研究を続けた。[ 22 ]彼らは水ではなく有機溶液を用いることで濃縮技術を改良・発展させ、溶液中のペニシリン濃度を測定するための「オックスフォード・ユニット」を開発した。彼らは溶液を精製し、濃度を45～50倍に高めることに成功し、さらに高濃度が可能であることを発見した。実験が行われ、その結果は1941年に発表されたが、生産されたペニシリンの量は、必要な治療量に必ずしも十分ではなかった。[ 22 ]第二次世界大戦中であったため、フローリーは米国政府の関与を求めた。英国と米国の研究チームが協力し、1941年から1944年にかけて、米国農務省とファイザー社によって結晶ペニシリンの工業規模生産が開発された。[ 19 ] [ 23 ]
コレステロールを下げるスタチン系薬剤のいくつか（例えば、アスペルギルス・テリウス由来のロバスタチンなど）はカビから作られている。[ 24 ]
移植臓器の拒絶反応を抑制するために使用される免疫抑制剤シクロスポリンは、トリポクラジウム・インフラタムというカビから抽出される。
カビはどこにでも存在し、カビの胞子は家庭や職場のほこりの一般的な成分ですが、カビの胞子が大量に存在すると、アレルギー反応や呼吸器系の問題を引き起こす可能性があり、人間の健康に害を及ぼす可能性があります。[ 25 ]
カビの中には、人間や動物に深刻な健康リスクをもたらす可能性のあるマイコトキシンを生成するものもあります。高濃度のマイコトキシンに曝露すると神経系の問題を引き起こし、場合によっては死に至ることもあるという研究もあります。[ 26 ]長期間の曝露、例えば毎日の家庭での曝露は特に有害である可能性があります。カビの健康への影響に関する研究は決定的な結論には至っていません。[ 27 ] 「有毒カビ」という用語は、スタキボトリス・チャルタラムなどのマイコトキシンを生成するカビを指し、すべてのカビを指すわけではありません。[ 28 ]
カビは、貯蔵食品に特定のカビ種が増殖した後に摂取された場合、人間や動物の健康に危険をもたらすこともあります。一部の種は、アフラトキシン、オクラトキシン、フモニシン、トリコテセン、シトリニン、パツリンなど、総称してマイコトキシンと呼ばれる毒性二次代謝産物を生成します。これらの毒性は、他の生物に対して毒性を発揮する場合、人間の利益のために利用されることがあります。たとえば、ペニシリンはグラム陽性細菌（クロストリジウム属など）、特定のスピロヘータ、および特定の真菌の増殖に悪影響を及ぼします。[ 29 ]
建物内でのカビの発生は、一般的に、木材などの多孔質の建築材料に菌類がコロニーを形成することによって起こります。[ 30 ]多くの建築製品には、紙で覆われた乾式壁、木製キャビネット、断熱材など、紙、木材製品、または無垢材の部材が一般的に使用されています。屋内のカビのコロニー形成は、樹木の花粉に似た微細な空気中の繁殖胞子が建物の居住者によって吸入されるため、さまざまな健康問題を引き起こす可能性があります。屋外の状況と比較して屋内の空気中の胞子の量が多い場合は、屋内のカビの発生を強く示唆しています。[ 31 ]空気中の胞子数の測定は、既知の流量の特殊なポンプを既知の時間作動させる空気サンプルによって行われます。バックグラウンドレベルを考慮するために、影響を受けたエリア、コントロールエリア、および屋外から空気サンプルを採取する必要があります。
空気サンプラーポンプは空気を吸い込み、微細な浮遊粒子を培養培地に沈着させます。培地は実験室で培養され、真菌の属と種は顕微鏡による目視観察によって決定されます。実験室の結果では、サンプル間の比較のために胞子数によって真菌の増殖も定量化されます。ポンプの作動時間が記録され、ポンプの流量を掛けると、得られた特定の空気量が得られます。実際に分析される空気量は少量ですが、一般的な実験室のレポートでは、胞子数データを外挿して、1立方メートルの空気中に存在する胞子を推定します。[ 32 ]
カビの胞子は特定の環境に引き寄せられ、そこで成長しやすくなります。これらの胞子は通常、特定の条件が満たされた場合にのみ本格的な発生に発展します。[ 33 ]建物内のカビの問題を軽減するためにさまざまな対策を講じることができますが、最も重要なのは、カビの成長を促進する可能性のある湿度レベルを下げることです。[ 28 ]空気ろ過は、特に高性能粒子状空気（HEPA）フィルターを使用すると、発芽可能な胞子の数を減らします。適切に機能するエアコンユニットも、室内の相対湿度を下げます。[ 34 ]米国環境保護庁（EPA）は現在、カビの成長を抑制するために、相対湿度を60%未満、理想的には30%から50%の間に維持することを推奨しています。[ 35 ]
カビ除去の第一歩は、湿気の原因を取り除くことです。影響を受けた材料の除去も除去に必要となる場合がありますが、材料が容易に交換可能で、耐力構造の一部でない場合は、除去が必要です。壁の隠れた空洞や、キャビネットの蹴込みスペースなどの密閉された空間の専門的な乾燥が必要になる場合があります。除去後の水分含有量とカビの増殖の確認は、除去を成功させるために必要です。多くの請負業者は除去後の確認を自ら行いますが、所有者は独立した確認を受けることでメリットを得られる場合があります。放置すると、カビは建物に深刻な外観上および構造上の損傷を与える可能性があります。[ 36 ]
さまざまなアーティストが、さまざまな芸術的手法でカビを使用しています。たとえば、ダニエレ・デル・ネロは、家やオフィスビルの縮尺模型を作り、そこにカビを生やすことで、不気味で自然に侵食されたような外観を作り出しています。 [ 37 ]ステイシー・レヴィは、カビの拡大画像をガラスにサンドブラストし、作った隙間にカビを生やすことで、マクロミクロの肖像画を作り出しています。[ 38 ]サム・テイラー＝ジョンソンは、古典的な配置の静物画が徐々に朽ちていく様子を捉えたタイムラプス映画を数多く制作しています。[ 39 ]
ロバスタチン（メビノリンとも呼ばれる）は、アスペルギルス・テリウスによって産生される。