Плесневые грибы появились на нашей планете около 200 миллионов лет назад. Плесень способна как лишить жизни, так и спасти от смерти. Плесень выглядит красиво, но при этом других чувств, кроме отвращения, не вызывает. Плесневые грибы – это разнообразные грибы, формирующие ветвящиеся мицелии без крупных плодовых тел. Плесень относится к микромицетам. Это грибы и грибообразные, имеющие микроскопические размеры. Плесневые грибы широко распространены в природе, они развиваются практически повсеместно. Большие колонии растут на питательных средах при высокой температуре и повышенной влажности, причем рост плесени не ограничен при условии наличия пищи. Плесневые грибы отличаются неприхотливостью к среде обитания и пище.
Рис.1. Строение мицелия и вегетативных органов размножения плесневых грибов
1 - одноклеточный (мукор); 2 - многоклеточный (пенициллиум); 3 - а- конидиеносец пенициллиума с конидиями; б - конидиеносец аспергиллуса с конидиями; в - спорангиеносец мукора со спорангиями, заполненными спорамиВ строении плесневых грибов различают ветвящиеся гифы, образующие грибницу, или мицелий. Грибы, относящиеся к плесневым, чрезвычайно разнообразны, но для них всех характерны типичные черты. Мицелий (грибница) плесневых грибов является основой их вегетативного тела и выглядит как комплекс ветвящихся тонких нитей (гиф). Гифы гриба расположены на поверхности или внутри субстрата, на котором поселился гриб. В большинстве случаев плесени образуют грибницы больших размеров, занимающие обширную поверхность. Низшие грибы имеют неклеточную грибницу, тогда как у большинства плесневых грибов грибница поделена на клетки.
Размножение плесневых грибов
Грибы способны размножаться различными способами. Наиболее простым, свойственным всем грибам, является размножение частями мицелия. Каждая часть мицелия (грибница), попав на новый участок субстрата, при благоприятствующих обстеятельствах становится самостоятельной и развивается как целый организм, а часть мицелия, которая погружена в питательный субстрат, играет основную роль в обеспечении организма плесневого гриба питательными веществами, влагой и минеральными веществами. Воздушная же часть, поднимающаяся над поверхностью субстрата, как правило, служит для образования различных телец, с помощью которых плесневые грибы размножаются (оидии, споры, конидии и др.).
Оидии - это тельца, представляющие собой части мицелия. Образуются они некоторыми многоклеточными грибами, у которых зрелый мицелий распадается на множество мелких участков, приобретающих плотную оболочку.
Споры - тельца различной формы, имеющие размеры до нескольких микрон; обычно находятся на концах гиф воздушной части мицелия, внутри особых образований овальной и полукруглой формы - спорангий.
Спор ангиоспоры образуются путем распада многоядерной цитоплазмы молодого спорангия на множество отдельных участков, которые постепенно покрываются собственной оболочкой и превращаются в споры.
Нити воздушного мицелия, несущие спорангии, носят название спорангиеносцев. Такое образование спор характерно для одноклеточных грибов. У многоклеточных формируются так называемые экзоспоры, т. е. внешние, или наружные, которые чаще именуют конидиями, а воздушные гифы, несущие их,- конидиеносцами. Конидии образуются путем отделения непосредственно от конидиеносцев или особых клеток, расположенных на их вершине. Эти клетки обычно имеют продолговатую форму и называются стеригмами. Конидии располагаются на конидиеносцах (или на стеригмах) поодиночке, цепочками и др.
Спорангиеносцы и конидиеносцы на поверхностях материалов, пораженных грибами, образуют видимый пушистый налет. Различная окраска его (зеленая, черная, оливковая, розовая, белая, серая и др.) зависит от окраски конидий, спор, оидии, которые па достижении грибами физиологической’зрелости образуются в громадном количестве. Мицелий грибов, как, правило, бесцветен.
Многие грибы, размножаясь тем или иным вегетативным способом, при подходящих условиях развития могут размножаться и половым путем. Процесс этот у разных грибов неодинаков. Однако всегда при этом образуются особые плодовые тела, в отдельных случаях достигающие огромных размеров (шляпочные, пластинчатые, трубчатые и другие встречаемые в природе грибы представляют собой плодовые тела плесневых грибов).
Половые споры располагаются на пластинках или во вместилищах - сумках. Примером последних могут служить различные виды дождевиков, строчки. Грибы, способные размножаться Хламидоспоры и склероции грибовполовым путем, называют совершенными. Некоторые грибы вообще не размножаются половым путем. Их относят к несовершенным. Знание особенностей строения мицелия, органов вегетативного размножения, строения плодовых тел необходимо в практической работе для распознавания конкретных возбудителей тех или иных процессов.
Многие грибы при наступлении неблагоприятных условий способны образовывать покоящиеся стадии в виде так называемых склероций. Это крепкие, твердые с поверхности, обычно темные, а внутри белые желвачки различных размеров и форм, образованные из плотно переплетенных гиф. Склероций, попадая в благоприятные для развития условия, прорастают и образуют те или иные (в зависимости от вида гриба) органы размножения. Они часто образуются в колосьях злаков. Другой покоящейся стадией являются хламидоспоры. При их образовании цитоплазма внутри гиф собирается в виде комочков, образуя новую оболочку, обычно толстую и окрашенную, и гифы становятся похожими на цепочки или четки, состоящие из хламидоепор. Иногда хламидоспоры образуются только на концах гиф. Многоклеточное строение, дифференциация жизненных функций между частями гриба - воздушным и глубинным мицелием - свидетельствуют о том, что плесневые грибы являются более высокоорганизованными, сложными организмами по сравнению с бактериями.
Питание грибов
Рис.2. Плесневые грибы Fungus aspergillus fumigatus
В природе встречаются множество видов плесени, например, Penicillium spp, Mycorales, Aspergillus, Fusarium, Dematiaceae, Saccharomycetaceae, т.д. Большое значение для человека имеют грибы рода пенициллум. Пеницилл представляет собой плесень зеленого цвета, развивающуюся на растительных субстратах, в том числе пищевых продуктах. Пеницилл продуцирует антибиотик пенициллин – первый открытый в мире антибактериальный препарат. Также важно использование человеком в хозяйстве дрожжей, относящихся к сахаромицетовым грибам. Дрожжи – это грибы, которые не формируют классический мицелий, а их вегетативные клетки размножаются почкованием или делением. Дрожжевые грибы могут жить как отдельные одиночные клетки в течение всего жизненного цикла. С древних времен дрожжи широко используются человеком, так как эти грибы участвуют в процессе спиртового брожения. Это свойство дрожжей применяют в производстве спирта и спиртсодержащих продуктов, виноделии, хлебопечении, кондитерском деле, продукции кормового белка для питания скота.
Много видов плесневых грибов обладают патогенными свойствами, то есть могут спровоцировать заболевания человека, животных, растений. Другие виды плесени вредят хозяйству человека, потому что портят пищевые продукты, в том числе овощи и фрукты, при длительном хранении, вызывают повреждение лесоматериалов, тканей.
Дрожжи, их строение и размножение
Дрожжи представляют собой одноклеточные неподвижные организмы. Они могут быть различной формы: эллиптической, овальной, шаровидной и палочковидной. Длина клеток колеблется от 5 до 12 мкм, ширина - от 3 до 8 мкм. Форма и размеры дрожжевых клеток непостоянны и зависят от рода и вида, а также от условий культивирования, состава питательной среды и других факторов. Более стабильны молодые клетки, поэтому для характеристики дрожжей используют молодые культуры. Дрожжевая клетка состоит из клеточной оболочки, прилегающей к ней цитоплазматической мембраны, цитоплазмы или протоплазмы, внутри которой расположены органоиды и включения (запасные вещества) в виде капелек жира, зерен гликогена и волютина.
Рис.3. Схема строения дрожжевой клетки
1 - делящееся ядро; 2 - гликоген; 3 - волютин; 4 - митохондрии
Дрожжи относятся к классу сумчатых грибов (Ascomycetes - аскомицетов) к подклассу простейших сумчатых (Protoascales - протоасков). В основу классификации дрожжей положены способ размножения и некоторые физиологические признаки. Главным систематическим признаком является способность к образованию спор. По этому признаку дрожжи делятся на две группы: спорогенные дрожжи - дрожжи, способные образовывать споры, и аспорогенные дрожжи - не образующие спор, т. е. не имеющие полового размножения.
По мнению некоторых исследователей, вторую группу дрожжей следует отнести к классу несовершенных грибов (Fungi imperfecti - фунги имперфекти), хотя потеря способности к половому размножению вторична, и они могут быть также отнесены к сумчатым грибам. Классификация спорогенных грибов предложена в 1954 г. В. И. Кудрявцевым. В ее основу положен способ вегетативного размножения. В. И. Кудрявцев предлагает объединить все дрожжи в один порядок одноклеточных грибов (Unicellomycetales - уницелломицетов).
Спорогенные дрожжи он делит на три семейства по признаку вегетативного размножения:
Семейство Saccharomycetaceae (сахаромицетаце) - размножаются почкованием. К этому семейству относятся роды Saccharomyces (сахаромицес), имеющий наибольшее практическое значение, Pichia (пихия), Наsеnulа (ганзенула) и др. (всего 17 родов). Различаются они по форме спор и способу их образования и прорастания.
Семейство Schizosaccharomycetaceae (шизосахаромицетаце) - размножаются делением. К этому семейству относятся два рода: Schizosaccharomyces (шизосахаромицес) и Octosporomyces (октоспоромицес).
Семейство Saccharomycodaceae (сахаромикодаце) - размножение начинается почкованием и заканчивается делением. Главные роды этого семейства Saccharomycodes (сахаромикодес) и Наnsеniаsроrа (ганзениаспора).
Аспорогенные дрожжи классифицируются по системе Ж. Лоддер и Крегера ван Рий, предложенной в 1952 г. В основу классификации положены способность микроорганизмов образовывать ложный мицелий и способность к брожению. Главными родами этой группы являются Саndidа (кандида) и Torulopsis (торулопсис).
Дрожжи могут размножаться вегетативным путем (почкованием или делением) и при помощи спор. При почковании на материнской клетке возникает бугорок – почка, которая растет и, достигнув определенных размеров, отделяется от материнской клетки. При благоприятных условиях процесс почкования длится около 2 ч. У некоторых дрожжей дочерние клетки не отделяются от материнских, а остаются соединенными, образуя ложный мицелий (пленчатые дрожжи).
У большинства дрожжей при неблагоприятных условиях, например при резком переходе от хорошего питания к плохому, происходит образование спор, хотя существуют аспорогенные дрожжи, никогда не образующие спор (Candida, Torulopsis). Споры большей частью образуются бесполым путем, хотя ядро клетки перед этим претерпевает редукционное деление, так что споры обладают гаплоидным (одинарным) набором хромосом.
В клетке возникает от 2 до 8 аскоспор, которые при созревании могут продолжать размножаться почкованием, давая ослабленное гаплоидное поколение. В результате слияния двух гаплоидных аскоспор образуется диплоидная зигота, дающая впоследствии нормальное поколение. Образование половых спор наблюдается у дрожжей Zigosaccharomyces (зигосахаромицес). У них образованию спор предшествует слияние клеток (копуляция).
Практическое значение дрожжей
Наибольшее практическое значение имеют дрожжи Saccharomyces cerevisiae и Saccharomyces ellipsoideus. Дрожжи Sacch. cerevisiae могут иметь форму округлую или овальную. Широко используются в хлебопечении, пивоварении, квасоварении и для производства спирта. Под влиянием условий среды отдельные виды дрожжей приобрели некоторые обособленные признаки. Эти разновидности дрожжей принято называть расами. В различных отраслях промышленности применяют свои расы дрожжей. Спиртовая промышленность, например, применяет расы XII, XV, II, Я. М и др. Они обладают способностью активно сбраживать сахара при температуре 28-30° С и сравнительно устойчивы к спирту. Для приготовления пива используют расы с медленным брожением при сравнительно низких температурах (4-10°С), придающие напитку аромат, с небольшим содержанием спирта. В хлебопечении применяют расы, обладающие быстротой размножения, энергией брожения и подъемной силой.
Дрожжи Sacch. ellipsoideus (Sacch. vini). Эта группа дрожжей эллипсоидной формы. Они чаще всего используются в виноделии. Имеется несколько рас со свойствами придавать винам характерный вкус и аромат (букет). Представители группы дрожжей Sacch. lactis вызывают спиртовое брожение в кисломолочных продуктах.
Наряду с полезными представителями имеются виды из рода Saccharomyces (например, Sacch. Pasteurianum, Sacch. intermedius, Sacch. validus, Sacch. turbidans), которые являются вредителями пивоваренного производства. При своем развитии в пиве придают ему неприятный вкус и запах, напиток получается мутным. К классу аскомицетов относят ряд дрожжей и дрожжеподобных организмов, которые утратили способность к спорообразованию. Некоторые из них вызывают порчу сырья и готовой пищевой продукции.
14 ..4.4 Дрожжи. Их формы, размеры. Размножение дрожжей. Принципы классификации дрожжей
Дрожжи – высшие грибы, утратившие способность образовывать мицелий и
превратившиеся в результате этого в одноклеточные организмы.
Клетки дрожжей имеют овальную, яйцевидную и эллиптическую форму (рис
4.4). Несколько реже встречаются цилиндрические (палочковидные),
грушевидные и лимоновидные дрожжи.
Размеры клеток дрожжей колеблются от 2,5 до 10 мкм в поперечнике и от 4
до 20 мкм в длину. В среднем масса дрожжевой клетки составляет около
510–11 г. Формы, размеры и масса дрожжевых клеток изменяются в
зависимости от условий среды, в которой они развиваются, и от возраста
клеток.
Строение дрожжевой клетки описано в разделе 2.4.
Рис. 4.4 - Форма дрожжевых клеток:
а – стреловидная, б – серповидная, в – лимоновидная,
г – овальная, яйцевидная, д – цилиндрическая, е – грушевидная
Размножение дрожжей зависит от условий жизнедеятельности дрожжевой клетки и от вида дрожжей.
1. Вегетативное размножение
Происходит почкованием, реже – делением или почкующимся делением.
Почкование – это процесс образования на клетке маленького бугорка – почки, которая постепенно увеличивается в размерах. В месте соединения почки с материнской клеткой постепенно образуется сужение – перетяжка. Когда почка достигает примерно одной трети размеров материнской клетки, ядро перемещается в перетяжку и здесь происходит его деление на 2 ядра. Одно из ядер переходит в почку, а другое остается в материнской клетке. Постепенно перетяжка ограничивает дочернюю клетку от материнской, затем слои перегородки разделяются, оставляя на материнской клетке почковой рубец. Почкованием обычно размножаются дрожжи овальной формы.
Бинарное деление дрожжевой клетки происходит путем возникновения поперечной перегородки, которая, развиваясь, приводит к образованию двух дочерних клеток, идентичных родительской. Делением размножаются дрожжи цилиндрической формы.
Почкующееся деление характерно для дрожжей лимоновидной формы. Вначале на полюсе возникает почка, которая после деления ядра ограничивается от материнской клетки перегородкой.
2. Половое размножение
Этим способом размножаются некоторые виды гаплоидных дрожжей. Перед спорообразованием такие гаплоидные клетки сливаются, в результате образуется диплоидная клетка, ядро которой делится путем мейоза с образованием четырех или восьми аскоспор. Половое размножение дрожжей осуществляется в неблагоприятных условиях.
Классификация дрожжей
Дрожжи относятся к царству грибов (Mycota), отделу истинных грибов (Eumycota). В зависимости от того, способны ли дрожжи размножаться половым путем, их можно отнести к 2-м классам: классу аскомицетов и классу дейтеромицетов. Небольшая часть дрожжей относится к классу базидиомицетов.
Так как дрожжи отличаются по своим культуральным свойствам от грибов, существуют их отдельные классификации.
Так, существует отдельная классификация совершенных (спорогенных) дрожжей – классификация Кудрявцева. По этой классификации дрожжи относятся к классу аскомицетов, порядку одноклеточных грибов – дрожжей, который включает три семейства: сахаромицетов, шизосахаромицетов и сахаромикодов. Семейства различаются формой клеток, способом вегетативного размножения.
Семейство сахаромицетов
Представители этого семейства имеют овальную или яйцевидную форму, вегетативно размножаются почкованием. Особо важная роль принадлежит роду Saccharomyces. Главным биохимическим признаком этих дрожжей является то, что они сбраживают сахара с образованием этилового спирта и диоксида углерода. Дрожжи, используемые в промышленности, называются культурными дрожжами. Так, в хлебопекарном производстве и в производстве спирта используются верховые дрожжи рода Saccharomyces cerevisiae . Дрожжи вида Saccharomyces minor нашли применение в производстве ржаного хлеба и кваса. В пивоварении используются низовые дрожжи Saccharomyces carlsbergensis . Дрожжи-сахаромицеты имеют овальную форму, вегетативно размножаются почкованием, в неблагоприятных условиях размножаются половым путем аскоспорами.
Культурные дрожжи относятся к ацидофилам, т. е. развиваются в кислой среде, оптимальное значение рН для дрожжей 4,5-5,0. В аэробных условиях они активно растут и размножаются, а в анаэробных – осуществляют спиртовое брожение (эффект Пастера).
Дрожжи чувствительны к высокой концентрации растворенных в среде веществ. При высокой концентрации сахара в среде жизнедеятельность дрожжей прекращается, так как при этом увеличивается осмотическое давление среды и наступает плазмолиз клеток. Величина предельной концентрации сахара для различных рас дрожжей неодинакова.
Различают дрожжи верхового и низового брожения. Дрожжи верхового брожения в стадии интенсивного брожения распределяются на поверхности сбраживаемой среды в виде довольно толстого слоя пены и остаются в таком состоянии до окончания брожения. К таким дрожжам относятся спиртовые и хлебопекарные дрожжи. Дрожжи низового брожения , развиваясь в сбраживаемой жидкости, не переходят в поверхностный слой – пену, быстро оседают по окончании брожения, образуя плотный слой на дне бродильной емкости. К дрожжам низового брожения относятся пивные дрожжи. Такие различия при сбраживании жидких сред дрожжами верхового брожения и дрожжами низового брожения обусловлены тем, что дрожжи верхового брожения принадлежат к пылевидным дрожжам , не склеивающимися друг с другом, а дрожжи низового брожения относятся к хлопьевидным дрожжам , так как имеют клейкие оболочки, что приводит к агглютинации и быстрому осаждению клеток.
Семейство шизосахаромицетов
Клетки палочковидной формы, размножаются делением, в неблагоприятных условиях – спорообразованием. Представители этого семейства рода Schizosaccharomyces вызывают спиртовое брожение и используется в странах с жарким климатом для производства пива, кубинского рома.
Семейство сахаромикодов
Клетки лимоновидной формы, размножаются почкующимся делением, а в неблагоприятных условиях – спорообразованием. Дрожжи рода Saccharomycoides вызывают спиртовое брожение, но являются вредителями в виноделии, так как образуют продукты, придающие винам неприятный прокисший запах. Такие дрожжи называются дикими дрожжами.
По классификации Ж. Лоддера и Крегера Ван Рия несовершенные дрожжи, не способные размножаться половым путем, а также утратившие способность к спиртовому брожению, представляют собой почкующиеся или делящиеся клетки, некоторые из них образуют псевдомицелий (вытянутые клетки). Классификация основана на следующих систематических признаках: способность образовывать ложный мицелий и отношение к сахарам. К аспорогенным относятся дрожжи родов Candida, Torulopsis, Rhodotorula (дикие дрожжи).
Вопросы для самопроверки
1. В чем сходство и различия грибов с растениями, с животными?
2. Что такое «мицелий», «гифы»?
3. Какой тип клеточной организации имеют большинство грибов?
4. Чем отличаются между собой высшие и низшие грибы?
5. В чем отличие совершенных грибов от несовершенных?
6. Какие признаки положены в основу классификации грибов?
7. Охарактеризуйте класс аскомицетов. Назовите наиболее важных представителей этого класса.
8. Охарактеризуйте класс дейтеромицетов. Какие из представителей дейтеромицетов являются возбудителями порчи плодов и овощей?
9. Каково строение спорангиеносцев, конидиеносцев?
10. Какие способы размножения грибов Вы знаете?
11. Что такое «оидии», «хламидоспоры»?
12. Перечислите основные стадии полового размножения грибов.
13. Что образуется в результате полового размножения у фикомицетов, аскомицетов, базидиомицетов?
15. Каковы формы и размеры дрожжевых клеток?
16. Каково строение дрожжевой клетки?
17. Как размножаются дрожжи?
18. Какие признаки положены в основу классификации спорогенных дрожжей Кудрявцева?
19. Охарактеризуйте семейство дрожжей-шизосахаромицетов.
20. Какие признаки положены в основу классификации аспорогенных дрожжей Ж. Лоддера и Крегера Ван Рия?
21. Что такое культурные и дикие дрожжи?
22. Охарактеризуйте дрожжи низового и верхового брожения.
В каких условиях осуществляется половое размножение дрожжей - аскомицетов?
Литература
1. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 500 с.
2. Чурбанова И.Н. Микробиология. – М.: Высшая школа, 1987. – 240 с.
3. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.
4. Асонов Н.Р. Микробиология. - 3-е издание, перераб. и доп.– М.: Колос, 1997. – 352 с.
Дрожжи - сборная группа грибов, не имеющих типичного мицелия и существующих в виде отдельных почкующихся или делящихся клеток.
Дрожжи - это грибы, которые существуют на протяжении всего жизненного цикла или его большей части в виде раздельных одиночных клеток. Благодаря своему одноклеточному строению дрожжи имеют более высокую скорость обмена веществ, чем мицелиальные грибы, благодаря относительно большей площади поверхности клеток. Дрожжи растут и размножаются с большой скоростью, вызывая при этом существенные изменения в окружающей среде. Исторически дрожжи всегда рассматривали отдельно от других грибов, поскольку методы их изучения более сходны с бактериологическими, чем с микологическими.
Дрожжеподобные стадии есть в разных группах грибов, не только в семействе Saccharomycetaceae. На основании способа полового размножения дрожжи подразделяют на группы, размещающиеся в разных классах грибов - сумчатые и базидиальные, а дрожжи, у которых половой цикл не обнаружен, относят к несовершенным грибам (дейтеромицетам). Таким образом, дрожжи - это не таксономический, а скорее, биотехнологический термин. Фитопатогенных видов в семействе Saccharomycetaceae нет, все дрожжи-сахаромицеты являются сапротрофами.
Тело дрожжей сильно отличается от тела большинства грибов, поскольку оно состоит всего-навсего из одной клетки и поэтому не образует мицелия. Впервые их под микроскопом рассмотрел голландский учёный Левенгук. Однако его современники не поняли значения этого открытия и понадобилось около 150 лет, чтобы учёные разобрались в существе этих микроорганизмов и причисли их к грибам.
Между тем человечество с давних пор использовало дрожжи для приготовления алкогольных напитков и в хлебопечении. Археологические раскопки в Египте и в Древнем Вавилоне обнаружили остатки пивоварен и хлебопекарен, которые были построены почти за 6 тысяч лет до новой эры. Согласно древнегреческим легендам, бог Дионис даровал людям искусство приготовления вина.
На многих языках название дрожжей связано с процессом брожения, которое они вызывают. Их русское название происходит от слова дрожь, дрожать, которые характеризуют состояние бродящего сусла или поднимающегося теста.
Впервые научно объяснил связь между брожением и дрожжами основоположник микробиологии Л.Пастер. Он установил, что брожение заменяет дрожжам дыхание. Известно его изречение: "Брожение есть жизнь без воздуха".
Размножение дрожжей очень оригинально: на клетке появляется маленькое выпячивание, оно разрастается (получается почка) и наконец превращается в самостоятельную клетку и может отделиться. Этот процесс и называется почкованием дрожжей.
В природе известны около 500 видов дрожжей. Со многими из них мы сталкиваемся в быту. Дрожжи делятся на пекарские, пивные и винные. В хлебопечении, например когда мы выпекаем пирожки. Применяем дрожжи для того, чтобы тесто поднялось. Используют дрожжи в виноделии, где необходим процесс брожения. Большое значение имеет применение дрожжей в пивоварении.
Дрожжи всегда были неизменными спутниками и друзьями человека.
Это интересно
Лет около ста назад у подножия Эльбруса в аулах горцев-карачаевцев существовал обычай. На улицу выбрасывали кожаный бурдюк с молоком и оставляли там лежать на некоторое время. Каждый, кто проходил мимо, должен был пинать бурдюк ногой. Особенно нравилась эта процедура мальчишкам. Они катали его по земле, пинали, садились верхом. Физические упражнения прописывались бурдюку не случайно. Кроме молока, в него помещали еще и закваску — кефирные «зерна». Когда бурдюк пинали, бродящая жидкость взбалтывалась. Простокваша становилась однородной.
В те годы мир еще не знал кефира. Знали только горцы. Секрет кефирных «зерен» они не разглашали. Так требовала религия. Однако никакой секрет не вечен. Мало-помалу сведения стали просачиваться, и постепенно с кефиром познакомились сначала в России, а потом и во всем мире. Началось повальное увлечение модным напитком, которое не кончилось и по сию пору.
Рассказывают несколько историй, связанных с разглашением секрета. Есть со скачками, погоней и похищением красавиц. Мне показалась более правдоподобной версия казачки Н. Сигаловой из станицы Крымской, которую она описала в маленькой книжечке в конце века.
По настоянию врачей Сигалова вынуждена была покинуть родные места и отправиться для лечения тяжелой легочной болезни на воды в Пятигорск. Перемена мест не принесла желаемого результата. Несчастная уже совсем потеряла надежду на исцеление, когда познакомилась в Пятигорске с приехавшими на рынок горцами. Узнала от них, что в аулах лечат болезни легких кефиром. Горцы рассказать-то рассказали, а привезти напиток отказались: запрещено кораном.
Вот если бы русская сама отправилась в аул...
Выбирать не приходилось, и Сигалова отправилась в Будукеевский аул, где жила старая черкешенка по имени Фатимат. Та взяла больную на пансион. Поила кефиром. Постепенно женщины сдружились, и Фатимат доверила гостье готовить кефир самой. Тем временем больная стала поправляться. Уменьшился кашель. Дыхание стало свободным. Мокрота отходила легче. Несколько месяцев пробыла Сигалова в ауле. На прощанье Фатимат подарила своей подопечной несколько сотен кефирных «зерен».
Уверовав в лечебную силу кефира, выздоровевшая стала рассылать закваску врачам в разные города. Медицина подтвердила благотворное действие кефира на организм человека. Напиток с Кавказа вскоре попал на выставки в Петербург, Варшаву. Его демонстрировали в Париже и Чикаго. Первое время цена кефирных «зерен» была высокой. За ложку платили десять рублей. Но уже спустя некоторое время стали продавать мешками, по рублю за фунт.
Как возникли кефирные «зерна», до сих пор остается невыясненным. Думают, что их обнаружили в недостаточно выскобленном бурдюке, куда наливали для сквашивания молоко. На вид они как комочки рисовой каши. Это симбиоз — мирное сожительство молочнокислого микроба и дрожжевого грибка. Микроб сквашивает молоко, превращая его в простоквашу. Дрожжи сбраживают молочный сахар. Выделяется углекислый газ. Он разрыхляет молочный сгусток простокваши. Она становится однородной.
Есть и другой вид симбиоза, где участвуют дрожжевые грибки — «чайный гриб». В союзе с дрожжевым грибком там не молочнокислый микроб, а уксуснокислая бактерия. Вместе они образуют медузоподобное существо, которое плавает в растворе сладкого чая. Сахар сбраживается до спирта. Спирт — до уксусной кислоты. Чай дает азотное питание грибу.
Приятный кисленький напиток распространялся все шире и шире, как вдруг посыпался град обвинений. Высказывались серьезные опасения в канцерогенности чайного «кваса». Говорили, что он вызывает рак желудка. Знаток чайного гриба профессор Б. Барабанчик провел специальное исследование. Выяснилось, что больные перепутали причину со следствием. Судили по фактам. Человек начинал пить чайный «квас», и впоследствии у него обнаруживали рак.
На самом же деле человек потому и начинает пить чайный «квас», что рак у него уже есть. И при этом кислотность желудочного сока понижена почти до нуля. И человеку все больше хочется кисленького. Вот "он и пьет кислый и приятный напиток, рожденный грибом и бактерией.
Но, конечно же, самые главные дрожжи не кефирные и не чайные, а пекарские. С точки зрения человека, конечно. Ежегодно их требуется 700 тысяч тонн. Их подъемную силу человечество использует так давно, что утеряли уже диких родичей. Остались только культурные дрожжи. Над этими теперь трясутся. Стараются создать идеальные условия. Мало того, что удобряют их всевозможными солями (растения все-таки!), но еще и соки добавляют. Огуречный, арбузный и даже тыквенный. Вдобавок еще морковный, картофельный и... гороховый! В особенности соки нужны, когда выращивают дрожжи из спор. В младенчестве всякий организм требует особой заботы и ухода. Дрожжи не исключение. Потом, когда разрастутся, нужно много воздуха. Его продувают снизу, и тогда в чанах дрожжевая масса волнуется, как кипящий борщ в походной солдатской кухне.
Пивные дрожжи — особая статья. Полезны не только тем, что дают пиво, а еще больше тем, что содержат витамины группы В. Ослабленным людям и тем, кто простудился, пивные дрожжи прописывают в первую очередь. Лекарство безвредное, безотказное, только требует умелого обращения. Тот, кто впервые идет на пивзавод, не ведает, какие испытания ждут его на обратном пути. Ему наливают на заводе банку дрожжей. Спрашивают: «Полную или половину?» — «Полную»,— кивает простуженный. Просьба выполнена. С драгоценной ношей бедняга спешит домой. Если дело происходит летом, то вскоре он обнаруживает, что дрожжи переливаются через край. Тепло, и они развили бурную деятельность. Углекислый газ вспенивает жидкую массу. И она упрямо лезет из банки.
Наконец обладатель лекарства ловит себя на мысли, что можно охладить сокровище, и сует банку под струю воды в уличной колонке. Это утихомиривает разошедшиеся грибные клетки. Пенистая масса съеживается, уменьшается в объеме. Теперь уже пострадавший с тревогой наблюдает, сколько же останется в банке лекарства. Неужели снова идти на завод?
За последние годы мнения о дрожжах разделились. Одни — «за», другие — «против». Те, что «за», испробовали силу дрожжей на мышах. Разделили мышей на две группы. Одна получала обычную пищу, другой добавляли дрожжи. Первые прошли свой жизненный путь, уложившись в обычные сроки. Вторые пережили их чуть ли не вдвое. Еще и приплод дали. Итак, вроде бы дрожжи — спутники долгожителей?
Прослушаем теперь противную сторону. Те выставляют не менее веские аргументы. Конечно, дрожжами лечат нервы и простуду. Но белки у дрожжей уж очень необычные. Не такие, как в молоке и мясе. В особенности аминокислоты. Кроме того, есть там и токсичные жирные кислоты. Много слабо изученных биологически активных веществ.
То, что дрожжи - это грибы, известно, наверное, многим. А что можно сказать о дальнейшей классификации данных представителей царства? Известно, что дрожжи относятся к грибам отдела аскомицеты и базидиомицеты. Что это означает? Давайте попробуем разобраться вместе.
Дрожжи - грибы
Причем Они утратили мицелий в результате эволюционных процессов, как считают, в связи с переходом к обитанию в жидкостных субстратах, которые богаты органикой и весьма благоприятны для жизнедеятельности этих организмов. Всего дрожжей насчитывается до полутора тысяч видов. Все дрожжи - одноклеточные грибы.
Размеры
Единичные обособленные клетки этих грибов достигают до 7 мкм в диаметре, но некоторые разрастаются и до 40 мкм. Однако некоторые дрожжеподобные все же образуют на стадиях своего жизненного цикла мицелий, а в некоторых случаях - и плодовое тело. В настоящее время, например, пекарские дрожжи являются первыми эукариотами, геном которых был идентифицирован и расшифрован.
Немного из истории
Дрожжи - грибы, «одомашненные» человеком, и уже достаточно давно. Их издавна, на протяжении тысячелетий, используют для кулинарных целей: выпечки, создания условий ферментации. Уже в Древнем Египте существовали хлебопекарни и, очевидно, находили применение дрожжи. А в некоторых странах в глубокой древности, наряду с выпечкой пресного (например, маца или лаваш) набирало популярность и изготовление дрожжевого хлеба. известны были египтянам уже более шести тысяч лет тому назад, и при помощи этих организмов люди варили этот пенный напиток.
Интересно, что для новой закваски во многих хозяйствах издревле использовали остатки старой. Так, по мнению ученых, происходила селекция дрожжей, появились виды, не встречающиеся в дикой природе. И многие считают некоторые виды дрожжей продуктом исключительно (например, сорта культурных злаков: пшеницы, ржи и других).
Зимология
Так называется наука, описывающая и изучающая жизнь и деятельность этих организмов. Дрожжи относятся к грибам, их впервые была выделена в 1881 году в Дании, а в 1883 она уже была использована для производства пива. В конце 19 века создана классификация дрожжей, а в 20 веке появляются коллекции и определители известных культур. Дрожжи относятся к грибам отдела аскомицеты до середины прошлого века. Ученые пронаблюдали их обобщая как таксономическую группу Но в Японии одним из ученых индуцировано размножение и дрожжей-базидиомицетов. Таким образом, специалисты пришли к выводу, что грибы-дрожжи (фото внизу) были сформированы в процессе эволюции независимо среди этих двух отделов царства (аскомицеты и базидиомицеты). Данные подтвердило и молекулярно-биологическое исследование организмов. Они представляют собой не таксон, а, скорее всего, особую жизненную форму.
Аскомицеты и базидиомицеты
Итак, дрожжи относятся к грибам отдела аскомицеты и базидиомицеты (точнее, к двум различным отделам). Все они - подцарство высших грибов. Различить их можно по характеристикам жизненных циклов и некоторым другим признакам: парам в ДНК, наличию уреазы. Аскомицеты, или сумчатые грибы - довольно обширный отдел, включающий в себя до тридцати тысяч видов (кстати, всем известные трюфели принадлежат к этому отделу, а также сморчки и строчки). Среди всех - и дрожжи, которые считаются учеными вторично одноклеточными организмами.
Места обитания
Обычно эти организмы обитают в местах, которые богаты сахарами - субстратах на поверхности плодов и ягод, листьев. Они могут питаться продуктами жизнедеятельности растений: нектаром, выделениями, раневыми соками. Не брезгуют и мертвой фитомассой. Могут обитать и в почвенных подстилках из органики, и в природных водных массах. Некоторые дрожжи присутствуют и в кишечниках насекомых, которые питаются древесиной. Много дрожжей и на листьях, которые поражены тлей.
Применение
Некоторые виды дрожжевых культур издавна востребованы в кулинарии, изготовлении выпечки и выгонке спиртного. Квас, хлеб, пиво, вино не обходятся без этих мельчайших помощников. Все эти, известные человечеству с давних пор, дрожжи относятся к грибам отдела аскомицеты. Для производства крепкого спиртного они участвуют в перегонке на этапе брожения. Ныне некоторые культуры дрожжей применяются в широкого спектра биотехнологиях: производстве топлива и пищевых добавок и ферментов. А в науке их используют в качестве подопытных культур для исследований генетиков.
Saccharomyces cerevisiae
Дрожжи — грибы, которые утратили способность к образованию мицелия. Дрожжи не составляют отдельный класс грибов, они не составляют отдельный класс, а относятся к 3-му классу высших грибов. 50% высших грибов — аскомицеты. Дрожжи — одноклеточные грибы. Размеры — 1-10 мкм, средние — 5-7 мкм. По своей морфологии они разнообразны: они могут приобретать различную форму (овальную, цилиндрическую, серповидную). Могут образовывать ложный мицелий.1. Морфология определяется типом вегетативного размножения:
1.1 Почкование. Возникают круглые, яйцевидные или овальные клетки. При множественном почковании, когда клетка закладывается на нескольких участках клетки, может образовываться звездчатая форма. В результате почкования без отрыва почки от материнского организма и продолжение почкования приводит к возникновению ложного мицелия (род Candida).
1.2 Почкующееся деление. Почка закладывает у основания клетки в результате чего может образовываться грушевидная (почка с одной стороны) или веретеновидная (почка с двух сторон).
1.3 Деление. Обычное деление бывает редко, при этом процессе 1 материнская клетка дает 2.
2. Бесполое размножение. Осуществляется при помощи специальных клеток и спор — баллистоспор, эндоспор. Баллистоспора образуется на специальном выросте — стеригме, после чего отбрасывается на расстояние. Эндоспоры закладываются внутри материнской клетки (2-10 в 1 клетке).
3. Половое размножение. Могут осуществлять в гаплоидной и диплоидной фазе. Большинство дрожжей диплоидны. Для каждых существует тип развития.
Цикл развития гаплоидных дрожжей
Две гаплоидные клетки сливаются друг с другом, проходят стадию плазмогамии и кариогамии, в результате чего образуется циклоидная зигота. Она митотически делится, постом — с помощью редукционного деления. В результате внутри материнской клетки образуется n- количество аскоспор, содержащих гаплоидный набор хромосом. Они прорастают и дают начало гаплоидной вегетативной клетке.
Цикл развития диплоидных дрожжей
Вегетативная диплоидная клетка претерпевает редукционное (мейоз). В результате под материнской оболочкой образуются аскоспоры, содержащие гаплоидный набор хромосом. Аск лопается, гаплоидные аскоспоры выходят наружу и сливаются с друг другом. Проходят стадию плазмогамии и кариогамии, в результате чего образуется диплоидная зигота. Она размножается почкованием и восстанавливает тем самым популяцию диплоидных дрожжей.
Классификация дрожжей по Кудрявцеву (1952 год)
1. Класс Аскомицеты (Ascomycetes).
1 семейство — Saccharomycetеceae (17 родов), род Saccharomyces:
- S.cerevisiae (производство спирта, переработка крахмала, производство хлеба);
- S. Carlsbergensis (в пивоварени);
- S.vini (в виноделии);
- S.minor (для получения темных сортов хлеба);
2 семейство Shizoaccharomyceteceae (2 рода), род Shizoaccharomyces:
- Schizoes pombe (в производстве пива);
- Sch. Mosquensis (в виноделии);
3 семейство Saccharomycodaceae (4 рода).
2. Класс Fungi imperfecti.
1 семейство Cryptococcaceae:
- 1 подсемейство Cryptococcaideae;
*1 род Cryptococcus;
* 2 род Torulopsis (кефір, виноделие);
* 3 род Candida (БВК, возбудитель микозов);
* 4 род Pitorosporum (на коже человека);
* 5 род Brettonomyces (вредитель виноделия);
- 2 подсемейство Trichospoiceae (10 родов):
* 1 род Trichosporon;
- 3 подсемейство Rhodotoruloide:
* 1 род Rhodotorula.
Плесневые грибы
(микромицеты)
Это мицелиальные микроскопические грибы. Они образуют на поверхности пушистый налет из своего мицелия. Они нуждаются в определенной влажности, температуре и в наличии определенного субстрата. Мицелий глубоко пронизывает субстрат.
В систематическом отношении плесневые грибы — неоднородны и относятся как к высшим, так и к низшим грибам (аскомицеты, fungi imperfecti, низшие - зигомицеты). Зигомицеты — р. Mucor, р. Rhizopus.
Характеристика. Mucor — на плотных ПС образовывает войлочный налет. Тело представлено целоцитным мицелием. От мицелия отходят гифы — спорангиеносцы со спорангиями, на которых образуются споры. Rhizopus — отличаются от Mucor тем, что спорангиеносцы образовываются на мицелии пучками.
Народное значение грибов и дрожжей
Широко используются в биотехнологических (б/т) при производстве спирта, пива, вина и т.д. В хлебопекарской промышленности используют дрожжи р. Saccharomyces — используют в виде сухих живых дрожжей, которые богаты витаминами группы В и иммуномодуляторами. Р. Candida — белково-витаминные концентраты в животноводстве. Кроме того, получают ценные препараты — витамин D2, липиды, нуклеиновые кислоты. Ферменты и коферменты, а также органические кислоты. Плесневые грибы являются продуцентами органических кислот (лимонная кислота), антибиотиков и т.п. Среди грибов есть вредители, патогенные для человека и животных.
