От огромното царство на гъбите, наброяващи повече от 100 хиляди вида, плесени и дрожди са най-необичайният вид. Потенциалът и обхватът на тяхното използване от хората е изключително широк. Но освен онези, които са полезни, способни да служат за доброто, има много сред тях, чиято вреда засяга различни сфери на съществуване.
Използване на плесени и дрожди
История на изследванията
Изобретението на микроскопа позволи на хората да изучават малки живи организми. Холандецът Антъни ван Левенхук се счита за откривател на микровния свят, въпреки че първият микроскоп е проектиран от Г. Галилео. А. Левенгук беше първият, който описа сортовете и формите на микроорганизмите. Постепенно това изследване доведе до цяла наука, която изучава тяхната структура, местообитание, условия за растеж и възпроизводство, което се нарича микробиология. За основател на микробиологията се смята френският учен Л. Пастьор, който откри способността на микроорганизмите не само да рециклират останките на мъртви органични съединения, но и да пречистват водата и почвата. Той също така доказа, че гъбичките и дрожджовите организми са способни да изпълняват полезни за хората функции и да причиняват вреда.
С развитието на микробиологията са направени много важни открития от руски учени: Л.С.Ценковски, И.И. Мечников, Н. Ф. Гамалея, Д. И. Ивановски и др. С тяхна помощ за първи път се полага основата на учението за антибиотиците и се появява науката за вирусите - вирусология.
В момента много време и усилия се отделят на изучаването на плесени, дрожди, както и на тяхното използване и влияние, отваряйки нови възможности за тяхната употреба в много сектори на националната икономика.
Основни характеристики
Гъбите са вкусни и здравословни дарове на природата, намират се в гори и поляни, имат големи плодови тела. Но науката знае не по-малко полезни и по-разнообразни от намерените представители на това царство - плесенни форми на гъбички.
Те се появяват преди около 200 милиона години.
Някои сортове са мицелни, състоящи се от нишковидни образувания (единични или многоклетъчни) - хифи.
Други - до мая (кръгли клетки), те се размножават чрез пъпкуване.
И последният вид - макромицетите - те са традиционни гъби в нашето разбиране.
Мухъл гъби
Формите включват микроскопични гъбички, които не могат да се видят с просто око.
Общото им име е микромицетите - група гъбички, принадлежащи към долните и частично по-високите. По вида на храната те са сапротрофи. Основната им характеристика е способността да обработват останките на живи организми, превръщайки ги в органични и неорганични съединения. Но сред тях могат да се намерят и паразити, като пространият пеницил, утаявайки се на повърхността на ябълките и причинявайки им меко кафяво гниене.
Разпространението в природата е почти повсеместно. Трудно е да се надцени тяхното значение в цикъла на материята и енергията в биосферата. Те не са придирчиви към условията на живот: основното за тях е топлината, високата влажност и хранителна среда. Техните колонии са способни да заразят органични и неорганични вещества, образувайки характерни плаки.
Ирина Селютина (биолог):
Характерна особеност на плесените е образуването на мухъл върху хранителни вещества. Може да прилича на паяжина, да е пухкав или прашен и да има най-различни цветове. Името на гъбата често се свързва с цвета на плаката: сива плесен, зелена плесен, черна плесен и др. Формата и цветът на матрицата са систематични характеристики. Едно от необходимите условия за образуването на мухъл се счита за достатъчна влажност на хранителния субстрат и висока относителна влажност на околния въздух. Повечето плесени са сапрофити, но има и незадължителни паразити на растения, животни и хора сред тях. Те се характеризират с много широка гама от ензими, благодарение на които могат да живеят на най-различни хранителни вещества.
Структурата на повечето плесени, въпреки разнообразието на техните видове, има общи черти. Техният мицел има много разклонения, без да образува големи плодови тела. Тяхното вегетативно тяло се състои от голям брой тънки нишки - хифи, разпространяващи се по повърхността или вътре в останките на жив организъм. Въпреки това той може да заема големи площи и да расте бързо. Те са еукариоти, тоест клетките им съдържат ядро и генетичен апарат в него, за разлика от прокариотите, към които принадлежат бактериите. Техните клетки не съдържат хлорофил, което придава на растенията зелен цвят и способността да превръщат въглеродния диоксид в хранителни вещества.
Те се възпроизвеждат по следните начини:
- вегетативно: по части от мицела, които, разпространявайки се, започват да съществуват в хранителната среда, като независим организъм;
- сексуално: когато две полови клетки се съединят, за да образуват зигота;
- асексуални: с образуването на няколко вида спори.
Мая
Дрождите се нуждаят от кислород, за да живеят
Дрождите принадлежат към едноклетъчните гъбички, има повече от 1500 вида представители на аскомицети и базидиомицети. Те се считат за един от най-древните организми, които хората култивират. Те нямат мицел. Формата на клетката е различна, а размерите варират от 6 - 12 микрона до 40 микрона. Това са представители на органотрофни еукариоти, които използват органична материя за хранене, за да получат въглерод и енергия за живот.
Те се различават по това, че са по-взискателни към хранителните условия от плесените. За живота на тези едноклетъчни организми е необходим кислород, но при липсата му те получават енергия от алкохолите, образувани по време на ферментацията. При анаеробни условия те могат да се хранят само с глюкоза, а в аеробни условия използват въглеводороди, органични и ароматни съединения, алкохоли и мазнини.
Дрождите се размножават чрез деление или пъпкуване или полово, и този процес при оптимални условия протича с висока скорост. Разделянето и пъпката се осъществява чрез образуването и, докато расте, отделянето от майчината клетка на нова, която е нараснала до определен размер.
Видове плесен и мая
Известната на науката класификация на плесени има повече от 300 разновидности. Таксономията на най-известните от тях има следното описание:
- Penicilli: най-известните най-високи представители на рода на съществуващите плесени. Те се срещат на различни места, естественото им местообитание е почвата. Включва видове чрез хранене - сапротрофи и слаби паразити. Разделението се основава на структурните особености на конидиофорите и зависи от наслояването на четките с конидии. Антибиотикът пеницилин е един от най-известните им продукти. През 1929 г. шотландският микробиолог А. Флеминг за пръв път разкрива антибактериален ефект в представител на рода и изолира вещество от него, което е наречено "пеницилин". Плододаващите тела на около 40 от техните видове изглеждат като клестотеция, видими без специални оптични средства и имат различни цветове. Мицелът му е разклонен и прозрачен. Възпроизвежда се по спори.
- Aspergillus: по-високи аеробни форми, които образуват пухкави колонии с плоска форма. Мицелът има септа и се разпространява от спори. Изключително устойчив на външни влияния. Те предпочитат субстратите, обогатени с кислород и въглерод - полизахариди и монозахариди, също така заразяват съдържащи нишесте видове, намиращи се в хляб и други хранителни продукти. Гъбите от аспергилус се различават от пеницилите по това, че плодоносните им нишки по върховете имат удебеления с пръстеновидни израстъци, които обикновено приличат на "рошава глава". Именно от тези израстъци се отделят веригите от спори.
- Mukor: род от по-ниски плесени, разпространени в почвата, мицелът на които е една голяма разклонена многоядрена клетка, която няма дялове. Горната част на всеки от нейните безцветни спорангиофори, достигащи няколко сантиметра дължина, завършва с черна глава, в която спореят спорите. Тези гъбички образуват плесен върху храната и се отличават със способността си да причиняват микози (гъбични заболявания). Мукорите са сапротрофи по вид храна.
- Fusarium: анаморфна плесен, представител на ascomycotaceae. Неговите видове причиняват значителни щети на националната икономика, засягайки растенията и животните. Причиняват различни заболявания, известни като фузариум... Някои са в състояние да се развият в симбиоза с растения, живеейки на корените си и произвеждайки отделяне на вещества, които имат благоприятен ефект върху растението.
Гъбите от дрожди се разделят на групи според начина на възпроизвеждане и някои други характеристики. Има неспорогенни или аспорогенни и спорогенни или спорогенни. Първите често се наричат дрожжеподобни и се разграничават следните родове:
- Candida: образува фалшив мицел и се размножава чрез пъпкуване.
- Torulopsis: има кръгли и овални клетки, не образуват псевдомицелиум и лошо ферментират въглехидрати, често са вредители.
- Rodotorula: размножават се върху храната, образувайки пигменти - червени, жълти, розови и черни.
Семействата се отличават от отделението за образуване на спори с дрожди:
- Saccharomycetes: се отличават със способността си да ферментират захари
- Schizosaccharomycetes: използва се във ферментационната индустрия (при производството на алкохолни напитки, алкохол, оцет, мая и др.)
- Захар-код: принадлежат към вредителите от тази индустрия.
Човешка употреба
Формите се използват в много области на човешката дейност. Тяхната роля е особено важна в хранително-вкусовата промишленост и медицината.
Те обаче не винаги носят ползи, носейки вреди и загуби, принуждавайки да харчите много средства, усилия за борба с тях и разрушителното им въздействие.
В хранително-вкусовата промишленост
Маята е намерила своя път в готвенето
Мухъл и мая се използват в хранително-вкусовата промишленост.
При печене се използва мая - тя придава порьозност на хляба, допълнителни хранителни свойства и увеличава свежия му срок на съхранение. А добавеният към тях ензим амилаза, секретиран от мухъл, подобрява аромата и вкуса му. В същото време друг ензим - инвертаза - увеличава срока на годност на сладкарските изделия.
За производството на алкохол се използва специална гъбична гъба, изолирана от водорасли, а за виното - чисти култури от определен вид мая, които му придават специален вкус и аромат.
При производството на сирена и ферментирали млечни продукти се използват култури от дрожди и някои видове плесен. Наред с бактериите гъбичките участват във ферментацията на млякото за производството на кефир. При производството на сирена гъбите от рода Torula се използват за тяхната ферментация. И техният представител от клана Penicillum, т.нар. "Благородна плесен", е незаменим за получаване на сортове "Камамбер", "Рокфор" и "Бри", като им придава характерна структура (с присъствието на синкава плесен в дебелината на сирената маса) и уникален вкус.
Качеството на месото и рибните продукти се подобрява от ензима протеиназа от гъбичен произход. От сурово и здраво месо или лошо качество риба той прави нежен и мек продукт, подобрявайки и вкуса му. Гъбичките от дрожди от рода Torulopsis, добавени към масло, не позволяват да се повлияе от други видове мухъл, които значително влошават вкуса му и съкращават срока на годност. А аспергилусът, чиито конидии приличат на черна плесен, произвежда лимонена киселина.
В селското стопанство и други отрасли
В селското стопанство плесени и вещества, получени от тях, също се използват широко. Триходерминът, получен от тях, успешно инхибира растежа на патогенни микроорганизми, които заразяват растенията. Някои видове плесени, които са опасни за насекомите вредители, се използват в борбата срещу тях. Някои гъби от рода Fusarium насърчават растежа на растенията и увеличават тяхната продуктивност.
Въпреки това, сред тях има много паразити, отговорни за разваляне и съкращаване на срока на годност на продуктите, които отделят токсини в хода на жизнената им дейност. Те дори могат да доведат до спонтанно изгаряне на запалими продукти - сено, слама, фуражни култури. Пестицидите се използват за борба с тях.
Медицинска употреба
Плънките се използват широко от хората за медицински цели. Помощта на техния представител, пеницил, е безценна при създаването на антибиотика пеницилин, появата на който помогна за спасяването на здравето на милиони хора. Днес цефалоспорините са една от най-популярните и ефективни групи. Развитието на микробиологията направи възможно провеждането на тестове, при които чрез третиране на плесени с химически мутагени бяха получени техните нови форми - аномицети, произвеждащи пеницилин, стрептомицин и производство на други антибиотици в големи количества.
Също толкова важни лекарства, получени от плесени, са статините, използвани за понижаване на холестерола и лечение на атеросклероза.
Използването на дрожди в медицината е не по-малко важно. В изсушена форма се използват за получаване на лекарства и хранителни добавки, в течна форма, те се използват за лечение на алергии и възстановяване на микрофлората на стомашно-чревния тракт.
Форми и мая. Видео урок по биология 5 клас
Плесени и дрожди | Биология 6 клас 9 Инфо урок
Форми и мая. 5 клас по биология.
Патогенни гъбички и мерки за контрол
Температурните и влажните условия на нашите къщи в някои случаи са добри за възпроизводството и живота на гъбичната плесен.
Човек често има алергична реакция към гъбички от плесени. Ефектът от черната плесен в дома е отделянето на токсини. Те навлизат в дихателните пътища, подкопавайки здравето и провокира различни усложнения. За да се унищожи черната плесен, дезинфекцията се извършва с помощта на средства, които унищожават вредните щамове и мерки за борба с влагата.
Отравянето с плесенясала храна също е опасно. Най-опасният от тях е жълтата гъба Aspergillus, която има тенденция да расте върху разнообразни хранителни субстрати - бобови и маслодайни семена, какао, кафе, сушена риба, конфитюр.
Дори при високотехнологичното производство на полимерни материали важна задача е да ги предпази от биологични щети от патогенни плесени. Определянето на параметрите на устойчивост на полимерите към такива агенти помага да се предотврати тяхното разграждане и да се увеличи експлоатационният живот.
Заключение
Информацията за развитието на науката за микробиологията и разкритите от нея факти се актуализира постоянно. Човешката задача е да насочи свойствата на плесени в правилната посока.