какое строение имеют дрожжи
Какое строение имеют дрожжи
§ 1. Дрожжи
В основе одной из главных стадий виноделия (брожение виноградного сусла) лежит процесс спиртового брожения, осуществляемый живыми клетками дрожжей. В процессе брожения сахар, содержащийся в соке, сбраживается дрожжами, в результате чего образуется спирт и углекислый газ.
Спиртовое брожение было известно человечеству с древности и на протяжении тысячелетий применялось для получения алкогольных напитков. Однако сущность этого процесса стала известна сравнительно недавно. Только в XV-XVI вв. появляются работы, в которых затрагиваются вопросы о связи между осадком, образующимся во время брожения, и продуктом, получающимся в результате брожения. Но так как осадок нельзя было рассмотреть простым глазом, то невозможно было и объяснить состав и сущность осадков в бродящих жидкостях. Только изобретение микроскопа голландцем Антонием Левенгуком в конце XVIII в. позволило проникнуть в новый, неизвестный человеку мир.
В 1866 г. Пастер в работе «Исследование вина» доказал, что вина портятся в результате процессов, вызываемых микроорганизмами. Для борьбы с «болезнями» вин он предложил прогревать их до 55-60°С после того, как вино разлито в бутылки. Этот прием получил название «пастеризация».
В конце 70-х гг. прошлого столетия Ганзен разработал метод выделения чистых культур дрожжей из одной клетки. С такими культурами он вел исследования по систематике грибов, изучил их виды, расы, изменчивые формы.
Однако еще довольно долго считали, что дрожжи не самостоятельная группа организмов, а лишь форма развития грибов на определенной стадии. Только к концу XIX в. было признано, что дрожжи представляют собой самостоятельную группу организмов, хотя они и родственны грибам. Ввиду их способности сбраживать сахара они получили ботаническое название сахарных грибов (сахаромицес).
Дрожжевые организмы в настоящее время, подразделяются на две большие группы: настоящие, истинные дрожжи (спорообразующие) и дрожжеподобные организмы (не образующие спор). Те и другие организмы широко распространены в природе. Они встречаются в почве виноградников, на зеленых и опавших листьях, в почках и соцветиях виноградной лозы.
В районах предприятий бродильной промышленности и, в частности винодельческих заводов, территория, помещения и аппаратура содержат массу дрожжей. Здесь дрожжи сохраняются живыми в течение всего года и служат пищей для личинок и взрослой уксусной мушки, муравьев, пчел, ос и других насекомых, посещающих плоды, поэтому дрожжи почти всегда можно найти на винограде, яблоках, грушах. В период дробления и прессования винограда дрожжи попадают в сок и быстро в нем размножаются.
Качество изготовляемого вина зависит от качества перерабатываемого винограда и технологии виноделия. Оба эти показателя тесно связаны с микроорганизмами, которые находятся на поверхности винограда и, попав в сусло, продолжают развиваться. Причем преобладающее большинство составляют сорняки брожения (дикие дрожжи, бактерии и плесневые грибы); истинных винных дрожжей, которые ведут главный процесс брожения виноградного сусла, гораздо меньше.
Таким образом, спонтанное (самопроизвольное) брожение виноградного сусла, протекающее в результате случайного сочетания различных дрожжей, не может обеспечить получение вина высокого качества. Поэтому для получения полностью выброженных здоровых виноматериалов необходимо соблюдать рациональный режим брожения в первичном виноделии, основанном на использовании чистых культур отселекционированных дрожжей, а также принимать меры для защиты вин от вторичной инфекции при их обработке и выдержке.
Формы, размер и строение клеток дрожжей
Клетки дрожжей состоят из оболочки, цитоплазмы (протоплазмы) и ядра (рис. 1). В протоплазме с ее органоидами (вакуолями, хондриосомами, микросомами) и включениями (волютином, жиром, гликогеном и другими запасными питательными веществами) протекают важнейшие ферментативные процессы.
Протоплазматическое вещество каждой дрожжевой клетки окружено прозрачной проницаемой оболочкой, которая в основном и определяет форму клетки. Через оболочку в клетку проникают питательные вещества. У молодых клеток оболочка очень тонкая, но с возрастом она утолщается.
Видимая зернистость определяется появлением жировых липоидных и других гранулярных образований.
Ядро играет важную роль в размножении клеток. При микроскопировании его не видно, и обнаруживается оно, лишь в результате специальной окраски.
Размножение клеток
Дрожжи размножаются почкованием или делением (вегетативное размножение), а также путем образования аскоспор (половое размножение).
Рис. 2. Сахаромицес вини (по В. И. Кудрявцеву)
Дрожжи могут размножаться и путем поперечного деления. Материнская клетка растет, удлиняется, посредине нее возникает перегородка, которая делит клетку на две равные дочерние. Так размножаются делящиеся дрожжи семейства Шизосахаромицетацеа (рис. 3).
Рис. 3. Шизосахаромицес Помбе (по В. И. Кудрявцеву)
Почкованием и делением размножаются дрожжи семейства Сахаромикодацеа. Образующийся вначале на материнской клетке почковидный вырост с широким основанием отделяется потом поперечной перегородкой (рис. 4).
Рис. 4. Сахаромикодес Людвигии (по В. И. Кудрявцеву)
Стадии развития дрожжей
Размножение характеризуется наличием большого количества почкующихся клеток с однородной плазмой и тонкой оболочкой (рис. 5, а).
Во время брожения дрожжи в основном находятся в виде отдельных клеток. Клетки имеют зернистую протоплазму, мелкие вакуоли и большой запас питательных веществ; при обильном углеводном питании они накапливают гликоген.
Голодание клеток наступает после сбраживания всего сахара в сусле. Клетки становятся сравнительно мельче, и протоплазма приобретает зернистый вид.
Покоящиеся клетки (рис. 5, г) наблюдаются при долгом пребывании дрожжей в осадке вина с доступом кислорода воздуха. В этих условиях клетки остаются жизнеспособными главным образом за счет органических кислот.
Стадия спорообразования наступает у молодых, хорошо питавшихся клеток при свободном доступе воздуха и при недостатке питания (рис. 5, д). Споры многих видов дрожжей имеют характерную для них формуй размер. Споры могут сохраняться продолжительное время, а попадая в благоприятные условия, прорастают, дают начало вегетативным клеткам.
Обмен веществ
Для построения компонентов протоплазмы, обеспечивающих рост и размножение организма, необходимы затраты энергии и различных веществ. Расход этих веществ пополняется за счет элементов питания, которые поступают из окружающей среды. Поглощенные клеткой питательные вещества идут по двум основным направлениям: часть их ассимилируется и перерабатывается в компоненты протоплазмы, другая часть разлагается и окисляется, освобождая нужную для жизни энергию.
Необходимую для жизни энергию дрожжи получают в процессе дыхания или в процессе спиртового брожения. В присутствии кислорода воздуха дрожжи получают энергию за счет дыхания, окисляя энергетический материал до углекислого газа и воды. При этом они выделяют наибольшее количество энергии:
В анаэробных условиях (без доступа воздуха) или при ограниченном доступе кислорода воздуха дрожжи получают энергию при расщеплении углеводов на спирт и углекислый газ, т. е. в процессе спиртового брожения:
Спиртовое брожение
Алкогольным, или спиртовым, брожением называется процесс разложения микроорганизмами Сахаров на спирт и углекислый газ. Этот процесс используется при производстве спирта, глицерина, вина, пива, шампанского и других продуктов. Главными возбудителями спиртового брожения являются дрожжи рода Сахаромицес. Наибольшее практическое значение в виноделии имеют дрожжи вида Сахаромицес вини.
Приведенное выше уравнение спиртового брожения Гей-Люссака (2) указывает только на начальные и конечные продукты.
В действительности же превращение сахара в спирт и углекислый газ является сложным ферментативным процессом, состоящим из многих промежуточных реакций. Наряду со спиртом и углекислым газом из сахара образуются небольшие количества так называемых вторичных продуктов брожения: глицерина, органических кислот, сложных эфиров, альдегидов, высших спиртов и др. Для виноделия образование вторичных продуктов при брожении имеет громадное значение. Букет вина, качественные особенности его во многом зависят от соотношения вторичных продуктов, образование которых различно для каждого вида дрожжей. Букет вина также зависит от побочных продуктов брожения, которые образуются не из сахара, а из других веществ, находящихся в сбраживаемых субстратах, главным образом из аминокислот в результате их потребления дрожжами в ходе брожения и размножения.
Взаимодействие дрожжей с окружающей средой
При температуре свыше 30°С процессы размножения и брожения ускоряются, однако дрожжи быстро отмирают. Если брожение началось при благоприятной температуре, то дальнейшее понижение ее до 11-12°С почти не сказывается на бродильной способности дрожжей.
В период размножения (почкования) для дрожжей необходим кислород воздуха.
Давление дрожжи переносят хорошо. Бродильная способность дрожжей задерживается лишь при давлении свыше 1 ати, вызванном углекислым газом, образовавшимся при брожении.
Сахара в сусле в количестве 18-20% легко сбраживаются винными дрожжами. Дрожжи способны сбродить 25% Сахаров, более высокая концентрация замедляет брожение. В концентрированных сахарных растворах (выше 60%) дрожжи гибнут из-за потери воды. Зигосахаромицеты способны развиваться в субстратах с высоким осмотическим давлением, обусловленным содержанием Сахаров до 80% и выше.
Однако следует отметить, что основное количество введенного в вино и сусло сернистого ангидрида находится в связанном состоянии (в соединении с сахарами, уксусным альдегидом, красящими веществами), а антисептическим действием обладает только свободная сернистая кислота (20-30% от введенного количества). Сусло из разных сортов винограда по-разному связывает сернистую кислоту.
Брожение сильно засульфитированных сусел следует вести на дрожжах, приученных к высоким дозам SO2.
Настоящие винные дрожжи
Представители дрожжей, которые имеют положительное или отрицательное значение в технологии виноделия, подразделяются на 2 группы: 1) настоящие винные дрожжи, 2) сорняки брожения (дикие дрожжи).
К настоящим винным дрожжам относятся дрожжи видов Сахаромицес вини и Сахаромицес овиформис.
Сахаромицес вини. Основным местообитанием этих дрожжей являются соки ягод и сочных плодов, идущих для приготовления вина. Форма и размеры клеток зависят от условий развития и питательной среды. В большинстве случаев дрожжи этого вида имеют овальную или эллиптическую форму клеток, иногда округлую (см. рис. 2). Они обладают способностью глубоко сбраживать сахара виноградного сусла с образованием больших количеств спирта (до 16% об.) и очень малых количеств летучих кислот (до 1 г/л). При брожении эти дрожжи не образуют плохо пахнущих летучих эфиров и придают вину тонкий букет и хороший вкус.
Сахаромицес овиформис. Чистая культура этих дрожжей хорошо развивается в вине, при брожении виноградного сусла может образовать около 18% об. спирта. При совместном развитии в плодово-ягодных соках дрожжи описываемого вида вытесняются более распространенными и более сильными дрожжами Сахаромицес вини. И наоборот, при забраживании спиртованных вин всегда выделяются дрожжи вида Сахаромицес овиформис. Следовательно, последние более приспособлены к обитанию в вине.
Рост пленки чаще всего начинается с образования отдельных небольших островков, которые, соединяясь друг с другом, образуют сплошную, тонкую, творожистого вида пленку. С возрастом цвет пленки меняется от белого, розовато-палевого до серого, темно-серого. В старых культурах или при неблагоприятных условиях пленка темнеет и постепенно опадает.
Оптимальной температурой развития хересной пленки является 18-20°С. В присутствии 16-17% об. спирта эти дрожжи хорошо развиваются на поверхности виноградного вина, окисляют спирт в альдегид. Последний наряду с ацеталями, образующимися при взаимодействии спирта с альдегидами, придает специфический букет хересу.
Дикие дрожжи (сорняки брожения)
Ганзениаспора апикулята. Эти дрожжи хорошо известны под названием апикулятус. Они небольшого размера, клетки заострены на одном или на обоих концах, их форма напоминает лимон. В зрелых культурах встречаются овальные и удлиненные клетки (рис. 6).
Рис. 6. Ганзениаспора апикулята (по В. И. Кудрявцеву)
Попав в сусло, апикулятусы размножаются в нем гораздо быстрее винных дрожжей, выделяют горькие вещества, много летучих кислот и эфиров. После накопления в бродящем сусле 3-6% об. спирта апикулятусы отмирают, уступая место более спиртовыносливым дрожжам. Продукты их жизнедеятельности тормозят брожение, ослабляя бродильную способность винных дрожжей.
Они являются причиной недобродов, портят аромат и вкус вина.
Шизосахаромицес. Это делящиеся дрожжи (см. рис. 3). Отдельные виды этого рода широко используются в винокуренной промышленности Аргентины и Мексики, что объясняется их способностью развиваться при повышенной температуре и давать при этом большой выход спирта.
Делящиеся дрожжи, развивающиеся в плодово-ягодных соках (особенно яблочных), вызывают катастрофическое снижение кислотности. Яблочная кислота расщепляется до углекислоты и воды, в результате чего соки и вина портятся.
Сахаромикодес Людвигии. Клетки дрожжей крупных размеров овальной, лимоновидной, подошвообразной формы (см. рис. 4). Образуют до 12% об. спирта и очень сульфитостойки, поэтому сохраняют свою активность в течение всего процесса брожения сусла. Эти дрожжи выделяют вещества, приостанавливающие размножение и угнетающие бродильную способность винных дрожжей, а также портят вино, придавая ему неприятный привкус.
Пленчатые дрожжи. К группе пленчатых дрожжей относятся дрожжи родов Ганзенула, Пихия, Зигопихия, Дебариомицес, Бреттаномицес, Кандида микодерма и другие, известные в виноделии под общим названием микодермы. Они размножаются почкованием и разрастаются на поверхности вина в виде тонкой, а затем толстой морщинистой пленки. Клетки непрочно соединены между собой, поэтому при встряхивании жидкости пленка опадает. Пленчатые дрожжи энергично окисляют спирт, кислоты, глюкозу и другие вещества вина до углекислоты и воды. Рост этих дрожжей прекращается только при 12% об. спирта. Некоторые из них могут жить и в глубине сусла или вина, сбраживая сахара с образованием летучих кислот и уксусноэтилового эфира, оказывающих неблагоприятное влияние на вкус вина.
Брожение на чистых культурах дрожжей
Спонтанное (самопроизвольное) брожение возникает в тех случаях, когда сусло оставляют для брожения, не добавляя в него чистых культур дрожжей. В сусле начинают беспорядочно размножаться попавшие в него с ягод микроорганизмы, состав и количество которых могут быть разнообразными. Сначала преобладают наиболее быстро размножающиеся, но менее спиртостойкие дрожжи-сорняки (апикулятусы и пленчатые). По мере накопления в сусле спирта все они постепенно отмирают, уступая место более спиртоустойчивым винным дрожжам.
Вина, сброженные на диких дрожжах или при большом их участии, плохо осветляются, часто содержат недоброженный сахар, легче заболевают и имеют плохие вкусовые качества.
Чтобы не допустить развития посторонней микрофлоры в виноградном сусле, в практику виноделия введены сульфитация сусла и его отстаивание. После отстаивания сульфитированного сока вместе с осадком удаляются и винные дрожжи. Поэтому для ведения брожения в сусло вводят разводку чистой культуры винных дрожжей с заранее известными, ценными для производства свойствами. Количество разводки должно достигать 2% и больше от объема всего сусла, подлежащего сбраживанию, т. е. 2 дкл на каждые 100 дкл сусла. Если сусло приготовлено из загрязненного, поврежденного или больного винограда, количество вносимой дрожжевой разводки должно быть увеличено до 4-5%.
Вина, готовящиеся на чистых культурах дрожжей, обычно равномерно бродят, полнее выбраживают, быстро осветляются, имеют хороший вкус и аромат и устойчивы против заболеваний. Количество спирта, образуемого в вине, увеличивается на 0,5-1,0%.
* ( Всесоюзный научно-исследовательский институт виноделия и виноградарства «Магарач».)
В настоящее время для приготовления различных типов вин рекомендуются следующие расы дрожжей:
для приготовления шампанских и белых столовых виноматериалов: Феодосия 1-19 (спиртовыносливая, сульфитостойкая), Пино 14 (спиртовыносливая), Ленинградская (спиртовыносливая, холодовыносливая), Ужгород 67 (спирто- и сульфитоустойчивая), Серсиаль 14, Кахури 7, Ашхабад 3 (термовыносливая);
для крепких и десертных виноматериалов: Массандра III (хлопьевидная, спиртовыносливая), Судак VI-5 (хлопьевидная, кислото- и спиртовыносливая);
для красных столовых виноматериалов: Каберне 5, Бордо, Саперави 46;
для приготовления столовых полусладких вин: Новоцимлянская 3 (склонна к недобродам, бродит без образования пены);
для вин типа херес: Херес 20-С, Херес 96;
для производства шампанского бутылочным методом: Судак VI-5, Кахури 7, Кахури 2;
для резервуарной шампанизации: Ленинградская, Ркацители 6.
Особенности строения и жизнедеятельности дрожжей, значение распространения дрожжей
Особенности строения и жизнедеятельности дрожжей
Строение и жизнедеятельность дрожжей
Дрожжи в биологии (еще их называют сахаромицеты) — особая сборная группа одноклеточных грибов, не образующих типичный для других грибов мицелий и существующих в виде способных к почкованию отдельных клеток и их колоний.
Грибы дрожжи характеризуются более высокой скоростью обмена веществ в сравнении с мицеллярными грибами (в пересчете на единицу массы).
Самый часто встречающийся способ размножения дрожжей — почкование. Происходит он так:
При неблагоприятных условиях вегетативного размножения дрожжи образуют сумки со спорами (аксоспорами).
Значение и распространение дрожжей
Дрожжи имеют большое практическое значение, являясь возбудителями процесса спиртового брожения. В результате такого брожения образуется спирт и происходит выделение углекислого газа: он поднимает тесто или пену на поверхность бродящей жидкости. Благодаря такой особенности дрожжи широко используются для выпечки хлеба, в виноделии и пивоварении.
То, что дрожжи вызывают процесс брожения, было доказано в 50-х гг. 19 века французским ученым Луи Пастером.
Люди использовали дрожжи для изготовления алкогольных напитков из сока фруктов и злаков, а также выпекания хлеба еще более 6 тысяч лет д. н. э. Об этом свидетельствуют археологические раскопки в Египте и Междуречье. К примеру, в Древнем Египте был напиток, напоминающий современное пиво.
В природе дрожжи можно встретить везде, где присутствуют сахаристые вещества:
Отдельные дрожжи могут оказывать патогенное влияние на организм растений, животных и людей.
Со временем сахаромицеты изучили настолько, что стали их выращивать искусственным способом.
Широко известны пивные или хлебные дрожжи (исключительно культурные расы), кефирные, винные и прочие, активно используемые человеком.
Прочие виды дрожжей, которые отличаются нежелательным действием, заранее уничтожают путем пропускания через сернистый газ.
В будущем человечество планирует использовать дрожжи в качестве неограниченного источника энергии. Даже сейчас некоторые автомобили заправляют смесью бензина и спирта, который получен из растительного сырья при помощи действия дрожжей — это такой эксперимент. Многие ученые надеются, что таким образом удастся получить спирт, полностью заменяющий бензин.
Некоторые виды дрожжей употребляют в пищу, поскольку они могут накапливать в клетках белки, жиры, углеводы, витамины группы B.
Выращивание дрожжей дало возможность микробиологической промышленности выпускать каждый год свыше 1 млн тонн кормового белка. Также дрожжи позволяют получить кормовую добавку лизин. 1 тонна такой добавки заменяет 125 тонн фуражного зерна.
Для получения 1,5-2 кг кристаллической лимонной кислоты необходимо переработать тонну лимонов. В этом случае помогают дрожжи, которые выращиваются на сахаре.
В медицине активно используют пивные дрожжи: они улучшают секрецию поджелудочной железы и повышают сопротивляемость организма различным инфекциям.
С давних пор человек использует дрожжи для приготовления хлеба.
Дрожжи быстро растут, что определяется необычайно высокой скоростью их обмена веществ. При этом они значительно изменяют химический состав окружающей среды. Наиболее известный процесс, который они осуществляют, – спиртовое брожение. Дрожжи питаются сахаром, превращая его в спирт. При этом выделяется углекислый газ, который способствует подниманию теста, делают его лёгким и пористым.
Аскомицетные и базидиомицетные дрожжи
Различить дрожжи, принадлежащие к разным отделам грибов, можно как по характеристикам их жизненного цикла, так и без его наблюдения, только по признакам аффинитета. К ним относится:
Особенности метаболизма дрожжей
Дрожжи являются хемоорганогетеротрофами и используют органические соединения как для получения энергии, так и в качестве источника углерода. Им необходим кислород для дыхания, однако при его отсутствии многие виды способны получать энергию за счёт брожения с выделением спиртов (факультативные анаэробы). В отличие от бактерий, среди дрожжей нет облигатных анаэробов, гибнущих при наличии кислорода в среде. При пропускании воздуха через сбраживаемый субстрат дрожжи прекращают брожение и начинают дышать (поскольку этот процесс эффективнее), потребляя кислород и выделяя углекислый газ. Это ускоряет рост дрожжевых клеток (эффект Пастера ). Однако даже при доступе кислорода в случае высокого содержания глюкозы в среде дрожжи начинают её сбраживать (эффект Кребтри).
Клетки пекарских дрожжей, флюоресцентная микроскопия.
Дрожжи достаточно требовательны к условиям питания. В анаэробных условиях дрожжи могут использовать в качестве источника энергии только углеводы, причём в основном гексозы и построенные из них олигосахариды. Некоторые виды (Pichia stipitis, Pachysolen tannophilus, Phaffia rhodozyma) усваивают и пентозы, например, ксилозу. Виды Schwanniomyces occidentalis и Saccharomycopsis fibuliger способны сбраживать крахмал, вид Kluyveromyces fragilis — инулин. В аэробных условиях (при наличии кислорода) круг усваиваемых субстратов шире: помимо углеводов усваиваются также жиры, углеводороды, ароматические и одноуглеродные соединения, спирты, органические кислоты. Гораздо больше видов способно использовать пентозы в аэробных условиях. Тем не менее, сложные соединения (лигнин, целлюлоза) для большинства дрожжей (за исключением некоторых видов рода Trichosporon, проявляющих целлюлолитическую активность) недоступны.
Источниками азота для всех дрожжей могут быть соли аммония, примерно половина видов имеет нитратредуктазу и может усваивать нитраты. Пути усвоения мочевины различны у аскомицетовых и базидиомицетовых дрожжей. Аскомицетовые сначала карбоксилируют её, затем гидролизуют, базидиомицетовые — сразу гидролизуют ферментом уреазой.
Для практического применения важны продукты вторичного метаболизма дрожжей, выделяемые в малых количествах в среду: сивушные масла, ацетоин (ацетилметилкарбинол), диацетил, масляный альдегид, изоамиловый спирт, диметилсульфид и др. Именно от них зависят органолептические свойства полученных с помощью дрожжей продуктов.
Распространение дрожжей
Места обитания дрожжей связаны преимущественно с субстратами, богатыми сахарами: поверхностями плодов и листьев (где дрожжи питаются прижизненными выделениями растений), нектаром цветов, раневыми соками растений, мёртвой фитомассой и т. д. Дрожжи распространены также в почве (особенно в подстилке и органогенных горизонтах) и природных водах. Дрожжи (роды Candida, Pichia, Ambrosiozyma) постоянно присутствуют в кишечнике и ходах ксилофагов (питающихся древесиной насекомых), богатые дрожжевые сообщества развиваются на листьях, поражённых тлёй. Представители рода Lypomyces являются типичными почвенными обитателями.
Жизненный цикл дрожжей
Отличительной особенностью дрожжей является способность к вегетативному размножению в одноклеточном состоянии. При сопоставлении с жизненными циклами грибов это выглядит как почкование спор или зиготы. Многие дрожжи также способны к реализации полового жизненного цикла (его тип зависит от аффинитета), в котором могут быть и мицелиальные стадии.
У некоторых дрожжеподобных грибов, образующих мицелий (роды Endomyces, Galactomyces, Arxula, Trichosporon), возможен распад мицелия на клетки (артроспоры). У родов Arxula и Trichosporon артроспоры после образования начинают почковаться. У грибов рода Trichosporon внутри клеток мицелия также образуются вегетативные эндоспоры.
Одноклеточные грибы
Принцип деления грибов
Эти организмы подлежат классификации по наличию или отсутствию грибницы и плодового тела. Основные типы:
Дрожжи часто называют внетаксономической группой одноклеточных грибов, которые перешли к постоянному обитанию в средах (жидких и полужидких), богатых питательными веществами. Здесь есть виды относящиеся к аскомицетам, есть принадлежащие к базидиомицетам.
По размерам организма идет деление грибов на следующие группы:
Описание одноклеточных
Тонкие нити (гифы) служат для переплетения и являются главными для формирования грибницы и плодового тела. В каждой клеточной стенке гриба есть хитин, а в продуктах распада мочевина.
Классификация
Особенности жизнедеятельности
Царство этих организмов огромно. Многие из представителей в процессе эволюции нашли для себя место в земле и в воде.
Все процессы, которые сопровождают их жизнь, ведут к выделению тех или иных ферментов, при помощи которых в последствии они получают себе пропитание.
Выпуская из себя образования, напоминающие ризоиды, они быстро присасываются ими к намеченному месту и поглощают пищу. Некоторые представители делают это своей поверхностью.
Зоопагалисы научились питаться мелкими насекомыми, членистоногими или простейшими, которые сами прилипают к их наружному слою.
Липкая поверхность постепенно переваривает все, что на ней оказалось. Поэтому зоопагалисов считают хищниками.
Дрожжи действуют иначе. Они вырабатывают в своем тела ферменты и химические соединения, которые позволяют им выжиывать, используя для своего питания сахар в процессе брожения. Жизнедеятельность других организмов позволяет получить необходимые вещества для создания лекарств.
Описание видов
В мире очень много разновидностей одноклеточных грибов
У всех этих организмов есть определенные особенности образа жизни и размножения. Мицелий почти не развит, и передвижение происходит за счет жгутиков. Почвенные особи образуют микоризу с корнями растений. Их клеточный состав похож. В основном это паразиты, облигатные или факультативные, с которыми человечество сталкивается каждый день.
Плесевый гриб мукор
Самым ярким и известным представителем является плесень и в частности типичный ее образователь – гриб мукор. Она есть как на почве в виде серого, так и в сырых помещениях (в подвале или ванной комнате) или продуктах питания, хранящихся в не совсем надлежащих условиях уже длительное время.
Мицелий этого одноклеточного гриба характеризуется наличием многих ядер. и обладает большим ветвящимся мицелием, у него лишь одна клетка. Принадлежит к зигомицетам, из которых готовят китайскую закваску, похожую на наши дрожжи. Ферменты, которые данные организмы содержат в своем составе, используются в медицинских целях.
Ирина Селютина (Биолог):
Представители рода Мукор в странах Азиатского континента используются как одна из составляющих закваски («китайские дрожжи», «рага») или же непосредственно для получения сброженных продуктов питания, т.к. соевый сыр, темпе. Для приготовления используются бобы сои, злаки (рис и др.), ядра кокосового ореха. Также мукоровые находят свое применение и для получения спирта из клубней картофеля.
Часть мукоровых способна вызывать микозы (мукоромикозы) легких (ложный туберкулез), мозга или других органов человека, домашней птицы и сельскохозяйственных животных. К ним относятся, например, абсидия ветвистая, мукор мелкий, ризопус Кона.
Внешне, колония мукора похожа на серый пушок или бежевый налет. Вызывает разложение органики и служит природным санитаром.
Дрожжи
Дрожжевой грибок известен всем хозяйкам, которые хоть однажды сталкивались с домашней выпечкой. Этот организм живет постоянно почкующимися колониями. Состоит из одного мицелия, часть перегородки отсутствует.Их причисляют к полезным организмам. Некоторые штаммы были выведены искусственным путем.
По своей природе простейшие дрожжи относятся к факультативным паразитам. Как большинство живых организмов, они умеют дышать кислородом и выделять углекислый газ. При взаимодействии с сахаром происходит брожение. Разные виды питаются субстратами. Одни лучше взаимодействуют с гексозой, а другие – с липидами или белками. В результате их жизнедеятельности возникает диацетил, сивушные масла, диметилсульфид и изоамиловый спирт – результат брожения.
Паразиты
В числе одноклеточных есть опасные для человека представители, которые способны вызывать разнообразные заболевания. Список паразитических представителей достаточно велик. К самым известным относятся те, что вызывают болезни кожи, волос, ногтей у человека, вредят растениям и животным.
Кожные заболевания способны вызвать трихофитон и микроспорум. Кандида является причиной кандидоза у женщин. От дерматофитов страдают ногти. Лишай и черные пятна на теле вызывает пьедра.
Ирина Селютина (Биолог):
Диагнозы микоза волосистой части головы устанавливаются на основании данных т.н. клинической картины и микроскопии вырванного для исследования волоса (соскоба чешуек) во влажном препарате с использованием КОН. Изучение внешнего и внутреннего вида стержня волоса, размер спор – позволяют идентифицировать паразита и назначить лечение.
Для растений опасна фитофтора. Она поражает корневую систему и листовой покров. Возникает гниль, часть растений гибнет.
Дрожжевой антимикробный препарат
Выделена дрожжевая культура, превосходящая Sacharomyces (сахаромицеты) по антибиотическому эффекту и обладающая широким спектром ферментативной активности.
1.Дрожжи и их место в жизни человека
Дрожжи – сборная группа одноклеточных грибов, насчитывающая около 500 видов, которые подразделяют на три класса – аскомицеты, базидиомицеты и дейтеромицеты. Образуют ограниченные бесцветные (большинство дрожжей), желтые или красные (базидиомицеттовые) колонии.
2. Исследуемая культура дрожжей
3. Медико-биологические аспекты применения исследуемой культуры
Выделенная культура Sacharomycesacedumlactum тоже является продуцентом антибиотиков, но для практического использования гораздо важнее ее повышенная ферментативная активность. По этому критерию ее можно характеризовать как всеядную и суперзащищенную. Этот вид дрожжей растет и размножается практически на всех средах растительного и животного происхождения, не требуя стерильных условий для посева. Доминирование среди других микроорганизмов, по-видимому, возникает благодаря широкому антибиотическому спектру метаболитов выделенной дрожжевой культуры. Это может быть связано с ее необычной протеазной активностью. При ферментации разных питательных сред исследуемая культура продуцирует сильные протеолитические ферменты. Одним из них является аналог сычужного фермента (реннина, химозина), который издавна используют в сыроварении для створаживания молока. Дрожжи производят этот фермент при высоком значении рН
Учитывая биологические достоинства выделенных дрожжей, целесообразно изучить возможности их использования для получения средств защиты растений, лекарственных средств для лечения диареи, отравлений и других заболеваний желудочно-кишечного тракта у животных, а также ферментных препаратов, прежде всего, для молочной и других отраслей пищевой промышленности.