Za pomocą pleśni i drożdży
Z rozległego królestwa Grzybów, liczącego ponad 100 tysięcy gatunków, najbardziej niezwykłe są pleśnie i drożdże. Potencjał i zakres ich wykorzystania przez ludzi jest niezwykle szeroki. Ale oprócz tych, którzy są pożyteczni, zdolni służyć dobru, jest wśród nich wielu, których szkoda dotyka różne sfery egzystencji.
Za pomocą pleśni i drożdży
Historia badań
Wynalezienie mikroskopu umożliwiło ludziom badanie małych żywych organizmów. Za odkrywcę mikroświata uważa się Holendra Anthony'ego van Leeuwenhoeka, chociaż pierwszy mikroskop zaprojektował G. Galileo. A. Levenguk jako pierwszy opisał rodzaje i formy mikroorganizmów. Stopniowo to badanie zaowocowało całą nauką, która bada ich strukturę, siedlisko, warunki wzrostu i rozmnażania, zwaną mikrobiologią. Za twórcę mikrobiologii uważa się francuskiego naukowca L. Pasteura, który odkrył zdolność mikroorganizmów nie tylko do przetwarzania pozostałości martwych związków organicznych, ale także do oczyszczania wody i gleby. Udowodnił również, że organizmy grzybowe i drożdżowe są zdolne do pełnienia funkcji korzystnych dla człowieka i wyrządzania szkód.
Wraz z rozwojem mikrobiologii rosyjscy naukowcy dokonali wielu ważnych odkryć: L.S. Tsenkovsky, I.I. Mechnikov, N.F. Gamaleya, D.I. Ivanovsky i inni. Z ich pomocą po raz pierwszy położono podwaliny pod doktrynę antybiotyków i pojawiła się nauka badająca wirusy - wirusologię.
Obecnie wiele czasu i wysiłku poświęca się badaniu pleśni, drożdży, ich wykorzystania i wpływu, otwierając nowe możliwości ich wykorzystania w wielu sektorach gospodarki narodowej.
ogólna charakterystyka
Grzyby to smaczne i zdrowe dary natury, występują w lasach i na łąkach, mają duże owocniki. Ale nauka zna nie mniej przydatnych i bardziej różnorodnych znalezionych przedstawicieli tego królestwa - pleśniowe formy grzybów.
Pojawili się około 200 milionów lat temu.
Niektóre odmiany są grzybniami, składającymi się z formacji nitkowatych (jedno lub wielokomórkowych) - strzępek.
Inne - do drożdży (okrągłe komórki) rozmnażają się przez pączkowanie.
I ostatni gatunek - makromycetes - to w naszym rozumieniu grzyby tradycyjne.
Grzyby pleśniowe
Pleśnie to mikroskopijne grzyby, których nie widać gołym okiem.
Ich nazwa zwyczajowa to mikromycety - grupa grzybów należących do niższych i częściowo wyższych. Ze względu na rodzaj pożywienia są saprotrofami. Ich główną cechą jest zdolność do przetwarzania pozostałości organizmów żywych, zamieniając je w związki organiczne i nieorganiczne. Ale można wśród nich również znaleźć pasożyty, takie jak prostata penicylowa, osiadająca na powierzchni jabłek i powodująca miękką brązową zgniliznę.
Dystrybucja w przyrodzie jest prawie wszechobecna. Trudno przecenić ich znaczenie w cyklu materii i energii w biosferze. Nie są wybredni, jeśli chodzi o warunki życia: najważniejsze dla nich jest ciepło, wysoka wilgotność i pożywka. Ich kolonie są zdolne do infekowania substancji organicznych i nieorganicznych, tworząc charakterystyczne osady.
Irina Selyutina (biolog):
Charakterystyczną cechą pleśni jest tworzenie się pleśni na składnikach odżywczych. Może przypominać pajęczynę, być puszysty lub zakurzony i mieć różnorodne kolory. Nazwa grzyba jest często związana z kolorem płytki nazębnej: szara pleśń, zielona pleśń, czarna pleśń itp. Kształt i kolor formy są cechami systematycznymi. Uważa się, że jednym z warunków koniecznych do powstania pleśni jest wystarczająca wilgotność podłoża odżywczego i wysoka wilgotność względna otaczającego powietrza. Większość pleśni to saprofity, ale są wśród nich również opcjonalne pasożyty roślin, zwierząt i ludzi. Charakteryzują się bardzo szeroką gamą enzymów, dzięki czemu mogą żyć na różnorodnych składnikach odżywczych.
Struktura większości pleśni, pomimo różnorodności ich gatunków, ma wspólne cechy. Ich grzybnia ma wiele gałęzi bez tworzenia dużych owocników. Ich ciało wegetatywne składa się z dużej liczby cienkich włókien - strzępek, rozprzestrzeniających się na powierzchni lub wewnątrz resztek żywego organizmu. Ponadto może zajmować duże obszary i szybko rosnąć. Są eukariontami, to znaczy ich komórki zawierają w nim jądro i aparat genetyczny, w przeciwieństwie do prokariontów, do których należą bakterie. Ich komórki nie zawierają chlorofilu, co nadaje roślinom zielony kolor i zdolność do przekształcania dwutlenku węgla w składniki odżywcze.
Rozmnażają się w następujący sposób:
- wegetatywnie: przez części grzybni, które rozprzestrzeniając się, zaczynają istnieć w pożywce jako niezależny organizm;
- seksualnie: kiedy dwie komórki płciowe łączą się, tworząc zygotę;
- bezpłciowe: z tworzeniem kilku rodzajów zarodników.
Drożdże
Drożdże do życia potrzebują tlenu
Drożdże należą do grzybów jednokomórkowych, występuje ponad 1500 gatunków przedstawicieli workowców i podstawczaków. Uważane są za jedne z najstarszych organizmów uprawianych przez ludzi. Nie mają grzybni. Kształt komórki jest inny, a rozmiary wahają się od 6 - 12 mikronów do 40 mikronów. Są to przedstawiciele organotroficznych eukariontów, które wykorzystują materię organiczną do odżywiania w celu uzyskania węgla i energii na całe życie.
Różnią się tym, że są bardziej wymagające pod względem żywieniowym niż pleśnie. Do życia tych jednokomórkowych organizmów niezbędny jest tlen, ale w przypadku jego braku otrzymują one energię z alkoholi powstałych podczas procesu fermentacji. W warunkach beztlenowych mogą odżywiać się wyłącznie glukozą, aw warunkach tlenowych z węglowodorów, związków organicznych i aromatycznych, alkoholi i tłuszczów.
Drożdże rozmnażają się przez podział, pączkowanie lub płciowo, a proces ten w optymalnych warunkach zachodzi z dużą szybkością. Podział i pączkowanie odbywa się poprzez formowanie i, w miarę wzrostu, oddzielanie od macierzystej komórki nowej, która urosła do określonego rozmiaru.
Rodzaje pleśni i drożdży
Klasyfikacja pleśni znanych nauce obejmuje ponad 300 odmian. Taksonomia najsłynniejszego z nich ma następujący opis:
- Penicilli: najsłynniejsi wyżsi przedstawiciele rodzaju istniejących pleśni. Występują w różnych miejscach, ich naturalnym środowiskiem jest gleba. Obejmuje gatunki żerujące - saprotrofy i słabe pasożyty. Podział opiera się na cechach strukturalnych konidioforów i zależy od warstwowania pędzli z konidiami. Antybiotyk penicylina jest jednym z ich najbardziej znanych produktów. W 1929 g.Szkocki mikrobiolog A. Fleming jako pierwszy ujawnił działanie przeciwbakteryjne u przedstawiciela rodzaju i wyodrębnił z niego substancję, którą nazwano „penicyliną”. Owocniki około 40 ich gatunków wyglądają jak clestothecia, widoczne bez specjalnych środków optycznych i mają różne kolory. Jego grzybnia jest rozgałęziona i przezroczysta. Rozmnaża się przez zarodniki.
- Aspergillus: wyższe pleśnie tlenowe, które tworzą puszyste, płaskie kolonie. Grzybnia ma przegrody i jest przenoszona przez zarodniki. Wyjątkowo odporny na wpływy środowiska. Preferują podłoża wzbogacone w tlen i węgiel - polisacharydy i cukry proste, infekują również gatunki zawierające skrobię, występujące na chlebie i innych produktach spożywczych. Grzyby Aspergillus różnią się od penicilli tym, że ich owocnikujące włókna na wierzchołkach mają zgrubienia z wyrostkami przypominającymi pręciki, ogólnie przypominającymi „kudłatą głowę”. To z tych wyrostków odłącza się łańcuchy zarodników.
- Mukor: rodzaj niższych pleśni szeroko rozpowszechnionych w glebie, których grzybnia jest jedną dużą rozgałęzioną, wielojądrową komórką bez przegród. Wierzchołek każdego z bezbarwnych sporangioforów, osiągający kilka centymetrów długości, kończy się czarną główką, w której dojrzewają zarodniki. Grzyby te tworzą pleśń na żywności i wyróżniają się zdolnością do wywoływania grzybic (chorób grzybiczych). Mukory są saprotrofami ze względu na rodzaj pożywienia.
- Fusarium: anamorficzny grzyb pleśniowy, reprezentatywny dla workowatych. Jego gatunek powoduje znaczne szkody w gospodarce narodowej, wpływając na rośliny i zwierzęta. Powodują różnorodne choroby zwane łącznie fusarium... Niektóre potrafią rozwijać się w symbiozie z roślinami, żyjąc na ich korzeniach i uwalniając substancje, które mają korzystny wpływ na roślinę.
Grzyby drożdżowe są podzielone na grupy zgodnie ze sposobem rozmnażania i niektórymi innymi cechami. Istnieją niesporogenne lub asporogenne i sporogenne lub sporogenne. Te pierwsze nazywane są często drożdżopodobnymi i wyróżnia się następujące rodzaje:
- Candida: tworzy fałszywą grzybnię i rozmnaża się przez pączkowanie.
- Torulopsis: ma okrągłe i owalne komórki, nie tworzy pseudomycelium i słabo fermentuje węglowodany, często będąc szkodnikami.
- Rodotorula: namnażają się na żywności, tworząc pigmenty - czerwony, żółty, różowy i czarny.
Rodziny różnią się od działu drożdży tworzących zarodniki:
- Saccharomycetes: wyróżniają się zdolnością do fermentacji cukrów
- Schizosaccharomycetes: stosowany w przemyśle fermentacyjnym (przy produkcji alkoholi, alkoholi, octu, drożdży itp.)
- Kod cukru: należą do szkodników tej branży.
Do użytku przez ludzi
Formy są wykorzystywane w wielu obszarach działalności człowieka. Ich rola jest szczególnie ważna w przemyśle spożywczym i medycynie.
Jednak nie zawsze przynoszą korzyści, przynoszą szkody i straty, zmuszając do wydawania dużych pieniędzy, wysiłków na rzecz ich zwalczania i ich destrukcyjnego wpływu.
W przemyśle spożywczym
Drożdże znalazły drogę do gotowania
Pleśń i drożdże są wykorzystywane w przemyśle spożywczym.
Do pieczenia używa się drożdży - nadają one chlebie porowatość, dodatkowe właściwości odżywcze oraz wydłużają okres zachowania świeżości. A dodany do nich enzym amylaza, wydzielany przez pleśń, poprawia jej aromat i smak. Jednocześnie inny enzym - inwertaza - wydłuża okres przydatności do spożycia wyrobów cukierniczych.
Do produkcji alkoholu używa się specjalnego grzyba drożdżowego izolowanego z alg, a do wina - czystych kultur określonego rodzaju drożdży, które nadają mu szczególny smak i aromat.
Do produkcji serów i fermentowanych przetworów mlecznych wykorzystuje się kultury drożdży i niektóre rodzaje pleśni. Wraz z bakteriami w fermentacji mleka do produkcji kefiru biorą udział grzyby.W produkcji serów do ich fermentacji wykorzystuje się grzyby z rodzaju Torula. I ich przedstawiciel z klanu Penicillum, tzw. „Szlachetna pleśń” jest niezbędna do uzyskania odmian „Camembert”, „Roquefort” i „Brie”, nadając im charakterystyczną strukturę (z obecnością niebieskawej pleśni w grubości masy serowej) i niepowtarzalny smak.
Jakość mięsa i produktów rybnych poprawia enzym proteinaza pochodzenia grzybowego. Z surowego i twardego mięsa lub ryb złej jakości daje produkt delikatny i miękki, poprawiający również jego smak. Dodany do masła grzyb drożdżowy z rodzaju Torulopsis nie pozwala na zaatakowanie go przez inne rodzaje pleśni, które znacznie pogarszają jego smak i skracają okres przydatności do spożycia. A aspergillus, którego konidia wyglądają jak czarna pleśń, wytwarza kwas cytrynowy.
W rolnictwie i innych gałęziach przemysłu
W rolnictwie szeroko stosuje się również pleśnie i substancje z nich pochodzące. Uzyskana z nich Trichodermina skutecznie hamuje rozwój drobnoustrojów chorobotwórczych infekujących rośliny. Do walki z nimi wykorzystuje się niektóre rodzaje pleśni, które są niebezpieczne dla szkodników owadzich. Niektóre grzyby z rodzaju Fusarium pobudzają wzrost roślin i zwiększają ich produktywność.
Jednak wśród nich jest również wiele pasożytów odpowiedzialnych za psucie się i skracanie okresu przydatności do spożycia produktów, wydzielając toksyny w trakcie swojej żywotnej aktywności. Mogą nawet doprowadzić do samozapłonu produktów łatwopalnych - siana, słomy, roślin pastewnych. Do ich zwalczania używa się pestycydów.
Zastosowanie medyczne
Pleśnie są szeroko stosowane przez ludzi do celów leczniczych. Pomoc ich przedstawiciela, penicillum, jest nieoceniona w tworzeniu antybiotyku penicyliny, której pojawienie się pomogło uratować zdrowie milionów ludzi. Obecnie jedną z najpopularniejszych i najbardziej skutecznych ich grup są cefalosporyny. Rozwój mikrobiologii umożliwił prowadzenie badań, w których poprzez traktowanie pleśni mutagenami chemicznymi uzyskiwano ich nowe formy - ancomycetes, produkując penicylinę, streptomycynę oraz produkując w dużych ilościach inne antybiotyki.
Równie ważnymi lekami pochodzącymi z pleśni są statyny stosowane w celu obniżenia poziomu cholesterolu i leczenia miażdżycy.
Nie mniej ważne jest stosowanie drożdży w medycynie. W postaci suszu służą do pozyskiwania leków i suplementów diety, w postaci płynnej stosowane są w leczeniu alergii i odbudowie mikroflory przewodu pokarmowego.
Grzyby chorobotwórcze i środki zwalczania
W niektórych przypadkach temperatura i wilgotność w naszych domach sprzyjają rozmnażaniu się i życiu pleśni.
Osoba często ma reakcję alergiczną na grzyby pleśniowe. Efektem czarnej pleśni w domu jest uwalnianie toksyn. Dostają się do dróg oddechowych, zagrażając zdrowiu i wywołując różne powikłania. Aby zniszczyć czarną pleśń, dezynfekcję przeprowadza się za pomocą środków niszczących szkodliwe szczepy i środków zwalczających wilgoć.
Niebezpieczne jest również zatrucie spleśniałą żywnością. Najgroźniejszym z nich jest żółty grzyb Aspergillus, który rośnie na różnych podłożach pokarmowych - roślinach strączkowych i oleistych, kakao, kawie, suszonych rybach, dżemie.
Nawet przy zaawansowanej technologicznie produkcji materiałów polimerowych ważnym zadaniem jest ochrona ich przed biologicznym uszkodzeniem przez patogenne pleśnie. Określenie parametrów odporności polimerów na takie środki pomaga zapobiegać ich degradacji i zwiększać żywotność.
Wniosek
Informacje o rozwoju nauki mikrobiologii i ujawnianych przez nią faktach są na bieżąco aktualizowane. Zadaniem człowieka jest kierowanie właściwościami pleśni we właściwym kierunku.
