Folosind mucegaiuri și drojdii
Din vastul regat al ciupercilor, în număr de peste 100 de mii de specii, mucegaiurile și drojdiile sunt cele mai neobișnuite specii. Potențialul și scopul utilizării lor de către oameni este extrem de larg. Dar, în afară de cei care sunt utili, capabili să slujească spre bine, există mulți dintre ei, al căror rău afectează diferite sfere ale existenței.
Folosind mucegaiuri și drojdii
Istoria cercetării
Invenția microscopului a permis oamenilor să studieze mici organisme vii. Olandezul Anthony van Leeuwenhoek este considerat descoperitorul micro-lumii, deși primul microscop a fost proiectat de G. Galileo. A. Levenguk a fost primul care a descris tipurile și formele de microorganisme. Treptat, acest studiu a dus la o întreagă știință care studiază structura, habitatul, condițiile de creștere și reproducere a acestora, care se numește microbiologie. Fondatorul microbiologiei este considerat om de știință francez, L. Pasteur, care a descoperit capacitatea microorganismelor nu numai de a procesa rămășițele compușilor organici morți, ci și de a purifica apa și solul. El a dovedit, de asemenea, că ciupercile și organismele de drojdie sunt capabile să îndeplinească funcții benefice pentru oameni și să provoace rău.
Odată cu dezvoltarea microbiologiei, multe descoperiri importante au fost făcute de oamenii de știință ruși: L.S. Tsenkovsky, I.I. Mechnikov, N.F. Gamaleya, D.I. Ivanovsky și alții. Cu ajutorul lor, pentru prima dată, s-au pus bazele doctrinei antibioticelor și a apărut o știință care studiază virușii - virologia.
În prezent, o mulțime de timp și efort este dedicat studiului mucegaiurilor, drojdiilor, precum și utilizării și influenței acestora, deschizând noi oportunități de utilizare a acestora în multe sectoare ale economiei naționale.
caracteristici generale
Ciupercile sunt daruri gustoase și sănătoase ale naturii, se găsesc în păduri și pajiști, au corpuri mari de fructe. Dar știința știe nu mai puțin utilă și mai diversă dintre reprezentanții găsiți ai acestui regat - forme de mucegaiuri de ciuperci.
Au apărut acum aproximativ 200 de milioane de ani.
Unele soiuri sunt miceliale, formate din formațiuni filamentoase (una sau multicelulare) - hife.
Altele - la drojdie (celule rotunde), se reproduc prin înmugurire.
Și ultimele specii - macromicete - sunt ciuperci tradiționale în înțelegerea noastră.
Ciuperci de mucegai
Matrițele sunt ciuperci microscopice care nu pot fi văzute cu ochiul liber.
Numele lor comun este micromicete - un grup de ciuperci aparținând celor inferioare și parțial superioare. După tipul de hrană, acestea sunt saprotrofe. Principala lor caracteristică este capacitatea de a procesa rămășițele organismelor vii, transformându-le în compuși organici și anorganici. Dar paraziți pot fi găsiți și printre aceștia, cum ar fi penicilul prostrat, care se așează pe suprafața merelor și le determină să putrezească moale.
Distribuția în natură este aproape omniprezentă. Este dificil să supraestimăm importanța lor în ciclul materiei și energiei din biosferă. Nu sunt pretențioși în ceea ce privește condițiile de viață: principalul lucru pentru ei este căldura, umiditatea ridicată și un mediu nutritiv. Coloniile lor sunt capabile să infecteze substanțe organice și anorganice, formând depozite caracteristice.
Irina Selyutina (biolog):
O trăsătură caracteristică a mucegaiurilor este formarea mucegaiului pe nutrienți. Poate semăna cu o pânză de păianjen, poate fi pufos sau prăfuit și poate avea o varietate de culori. Numele ciupercii este adesea asociat cu culoarea plăcii: mucegai gri, mucegai verde, mucegai negru etc. Forma și culoarea matriței sunt caracteristici sistematice. Una dintre condițiile necesare pentru formarea mucegaiului este considerată a fi o umiditate suficientă a substratului nutritiv și o umiditate relativă ridicată a aerului înconjurător. Majoritatea mucegaiurilor sunt saprofite, dar există și paraziți opționali ai plantelor, animalelor și oamenilor. Acestea se caracterizează printr-o gamă foarte largă de enzime, datorită cărora pot trăi dintr-o varietate de nutrienți.
Structura majorității matrițelor, în ciuda diversității speciilor lor, are trăsături comune. Miceliul lor are multe ramuri fără a forma corpuri fructifere mari. Corpul lor vegetativ este format dintr-un număr mare de filamente subțiri - hife, răspândite la suprafață sau în interiorul rămășițelor unui organism viu. Mai mult, poate ocupa suprafețe mari și crește rapid. Sunt eucariote, adică celulele lor conțin un nucleu și un aparat genetic în el, spre deosebire de procariote, de care aparțin bacteriile. Celulele lor nu conțin clorofilă, ceea ce conferă plantelor culoarea verde și capacitatea de a transforma dioxidul de carbon în substanțe nutritive.
Se reproduc în următoarele moduri:
- vegetativ: părți ale miceliului, care, răspândindu-se, încep să existe în mediul nutritiv, ca organism independent;
- sexual: când două celule sexuale se unesc pentru a forma un zigot;
- asexuat: cu formarea mai multor tipuri de spori.
Drojdie
Drojdia are nevoie de oxigen pentru a trăi
Drojdia aparține ciupercilor unicelulare, există mai mult de 1500 de specii de reprezentanți ai ascomicetelor și basidiomicetelor. Sunt considerați unul dintre cele mai vechi organisme cultivate de oameni. Nu au miceliu. Forma celulei este diferită, iar dimensiunile variază de la 6 la 12 microni la 40 microni. Aceștia sunt reprezentanți ai eucariotelor organotrofi care folosesc materia organică pentru nutriție pentru a obține carbon și energie pentru viață.
Ele diferă prin faptul că sunt mai pretențioase în ceea ce privește condițiile nutriționale decât mucegaiurile. Pentru viața acestor organisme unicelulare, oxigenul este necesar, dar în absența acestuia, ei primesc energie din alcoolii formați în timpul fermentării. În condiții anaerobe, se pot hrăni doar cu glucoză, iar în condiții aerobe, utilizează hidrocarburi, compuși organici și aromatici, alcooli și grăsimi.
Drojdia se înmulțește prin împărțire sau înmugurire sau sexual, iar acest proces în condiții optime are loc la o viteză mare. Împărțirea și înmugurirea au loc prin formare și, pe măsură ce crește, separarea de celula mamă a unei noi, care a crescut la o anumită dimensiune.
Tipuri de mucegai și drojdie
Clasificarea matrițelor cunoscute științei include mai mult de 300 de soiuri. Taxonomia celui mai faimos dintre ei are următoarea descriere:
- Penicili: cei mai renumiți reprezentanți superiori ai genului de matrițe existente. Se găsesc în diverse locuri, habitatul lor natural este solul. Include specii prin hrănire - saprotrofe și paraziți slabi. Împărțirea se bazează pe caracteristicile structurale ale conidioforilor și depinde de stratificarea periilor cu conidii. Antibioticul penicilină este unul dintre cele mai cunoscute produse ale acestora. În 1929 g.Microbiologul scoțian A. Fleming a dezvăluit mai întâi acțiune antibacteriană într-un reprezentant al genului și a izolat o substanță din acesta, care a fost numită „penicilină”. Corpurile fructifere din aproximativ 40 din speciile lor arată ca clestotecii, vizibile fără mijloace optice speciale și având culori diferite. Miceliul său este ramificat și transparent. Se reproduce prin spori.
- Aspergillus: mucegaiuri aerobe superioare care formează colonii pufoase, în formă de plat. Miceliul are septuri și este răspândit de spori. Extrem de rezistent la influențele mediului. Preferă substraturi îmbogățite cu oxigen și carbon - polizaharide și monozaharide; infectează și specii care conțin amidon, care se găsesc pe pâine și alte produse alimentare. Ciupercile Aspergillus diferă de penicili prin faptul că filamentele lor fructifere de la vârfuri au îngroșări cu excrescențe asemănătoare unor tije, care seamănă în general cu un „cap ras”. Din aceste creșteri se desprind lanțurile de spori.
- Mukor: un gen de mucegaiuri inferioare răspândit în sol, al cărui miceliu este o celulă multinucleată ramificată mare, care nu are partiții. Partea superioară a fiecărui sporangiofor incolor, care atinge câțiva centimetri lungime, se termină într-un cap negru în care sporii se maturizează. Aceste ciuperci formează mucegai pe alimente și se disting prin capacitatea lor de a provoca micoze (boli fungice). Mukorii sunt saprotrofi după tipul de hrană.
- Fusarium: ciuperca anamorfă a mucegaiului, reprezentativă pentru ascomicotacee. Speciile sale provoacă daune semnificative economiei naționale, afectând plantele și animalele. Cauzează o varietate de boli cunoscute în mod colectiv sub numele de fusarium... Unii sunt capabili să se dezvolte în simbioză cu plantele, trăind pe rădăcinile lor și producând o eliberare de substanțe care au un efect benefic asupra plantei.
Ciupercile de drojdie sunt împărțite în grupuri în funcție de modul de reproducere și de alte caracteristici. Există nonsporogene sau asporogene și sporogene sau sporogene. Primele sunt adesea numite drojdie și se disting următoarele genuri:
- Candida: formează miceliu fals și se înmulțește prin înmugurire.
- Torulopsis: are celule rotunde și ovale, nu formează pseudomiceliu și fermentează slab carbohidrații, fiind deseori dăunători.
- Rodotorula: se înmulțesc pe alimente, formând pigmenți - roșu, galben, roz și negru.
Familiile se disting de departamentul de drojdie care formează spori:
- Zaharomicete: se disting prin capacitatea lor de a fermenta zaharurile
- Schizozaharomicete: utilizat în industria fermentației (în producția de băuturi alcoolice, alcool, oțet, drojdie etc.)
- Cod zahăr: aparțin dăunătorilor acestei industrii.
Utilizarea umană
Matrițele sunt utilizate în multe domenii ale activității umane. Rolul lor este deosebit de important în industria alimentară și în medicină.
Cu toate acestea, ele nu aduc întotdeauna beneficii, provocând daune și pierderi, forțând să cheltuiască o mulțime de fonduri, eforturi de combatere a acestora și impactul lor distructiv.
În industria alimentară
Drojdia și-a găsit drumul în gătit
Mucegaiul și drojdia sunt utilizate în industria alimentară.
La coacere, se folosește drojdia - conferă porozității pâinii, proprietăți nutritive suplimentare și îi crește durata de viață proaspătă. Iar enzima amilază adăugată acestora, secretată de mucegai, îi îmbunătățește aroma și gustul. În același timp, o altă enzimă - invertaza - crește durata de valabilitate a produselor de cofetărie.
Pentru producția de alcool, se folosește o ciupercă specială de drojdie izolată din alge, iar pentru vin - culturi pure de un anumit tip de drojdie, care îi conferă un gust și o aromă deosebită.
În producția de brânzeturi și produse lactate fermentate, se folosesc culturi de drojdie și unele tipuri de mucegai. Alături de bacterii, ciupercile sunt implicate în fermentarea laptelui pentru producerea de chefir.În producția de brânzeturi, ciupercile din genul Torula sunt utilizate pentru fermentarea lor. Și reprezentantul lor din clanul Penicillum, așa-numitul. „Mucegai nobil”, indispensabil pentru obținerea soiurilor „Camembert”, „Roquefort” și „Brie”, conferindu-le o structură caracteristică (cu prezența mucegaiului albăstrui în grosimea masei de brânză) și un gust unic.
Calitatea produselor din carne și pește este îmbunătățită de enzima proteinază de origine fungică. Din carne crudă și dură sau pește de proastă calitate, face un produs delicat și moale, îmbunătățindu-și și gustul. Ciuperca de drojdie din genul Torulopsis, adăugată la unt, nu permite ca aceasta să fie afectată de alte tipuri de mucegai, care îi afectează semnificativ gustul și scurtează durata de valabilitate. Și aspergillus, ale cărui conidii arată ca mucegaiul negru, produce acid citric.
În agricultură și alte industrii
În agricultură, mucegaiurile și substanțele derivate din acestea sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă. Tricodermina obținută din acestea inhibă cu succes creșterea microorganismelor patogene care infectează plantele. Unele tipuri de mucegaiuri care sunt periculoase pentru dăunătorii insectelor sunt utilizate în lupta împotriva lor. Unele ciuperci din genul Fusarium promovează creșterea plantelor și le cresc productivitatea.
Cu toate acestea, printre aceștia există și mulți paraziți responsabili de deteriorarea și scurtarea duratei de valabilitate a produselor, emițând toxine în cursul activității lor vitale. Ele pot duce chiar la arderea spontană a produselor inflamabile - fân, paie, culturi furajere. Pesticidele sunt folosite pentru a le combate.
Utilizare medicală
Matrițele sunt utilizate pe scară largă de oameni în scopuri medicinale. Ajutorul reprezentantului lor, penicillum, este neprețuit în crearea antibioticului penicilină, a cărui apariție a ajutat la salvarea sănătății a milioane de oameni. Astăzi, unul dintre cele mai populare și eficiente grupuri dintre ele sunt cefalosporinele. Dezvoltarea microbiologiei a făcut posibilă efectuarea de teste în care, prin tratarea matrițelor cu mutageni chimici, s-au obținut noile lor forme - ancomicete care produc penicilină, streptomicină și produc alte antibiotice în cantități mari.
Medicamentele la fel de importante derivate din mucegaiuri sunt statinele utilizate pentru scăderea colesterolului și tratarea aterosclerozei.
Utilizarea drojdiei în medicină nu este mai puțin importantă. În formă uscată, acestea sunt utilizate pentru obținerea de medicamente și suplimente alimentare, în formă lichidă, sunt utilizate pentru tratarea alergiilor și restabilirea microflorei tractului gastro-intestinal.
Ciuperci patogene și măsuri de control
Condițiile de temperatură și umiditate ale caselor noastre sunt, în unele cazuri, bune pentru reproducerea și viața mucegaiului fungic.
O persoană are adesea o reacție alergică la ciuperci de mucegai. Efectul mucegaiului negru în casă este eliberarea de toxine. Acestea intră în căile respiratorii, subminând sănătatea și provocând diverse complicații. Pentru a distruge mucegaiul negru, dezinfectarea se efectuează folosind agenți care distrug tulpinile dăunătoare și măsuri de combatere a umezelii.
Otrăvirea cu alimente mucegăite este, de asemenea, periculoasă. Cea mai periculoasă dintre ele este ciuperca galbenă Aspergillus, care tinde să crească pe o varietate de substraturi alimentare - leguminoase și semințe oleaginoase, cacao, cafea, pește uscat, gem.
Chiar și în producția de înaltă tehnologie a materialelor polimerice, o sarcină importantă este protejarea lor de daunele biologice cauzate de matrițele patogene. Determinarea parametrilor rezistenței polimerilor la astfel de agenți ajută la prevenirea degradării acestora și la creșterea duratei de viață.
Concluzie
Informațiile despre dezvoltarea științei microbiologiei și faptele dezvăluite de aceasta sunt actualizate constant. Sarcina umană este de a direcționa proprietățile matrițelor în direcția corectă.
