Din vastul regat al ciupercilor, care numără peste 100 de mii de specii, mucegaiurile și drojdiile sunt cele mai neobișnuite specii. Potențialul și sfera de utilizare a acestora de către oameni este extrem de larg. Dar, pe lângă cei care sunt utili, capabili să slujească spre bine, există mulți dintre ei, a căror vătămare afectează diferite sfere ale existenței.
Folosind mucegaiuri și drojdii
Istoricul cercetării
Invenția microscopului a permis oamenilor să studieze organisme vii mici. Olandezul Anthony van Leeuwenhoek este considerat descoperitorul microworld, deși primul microscop a fost proiectat de G. Galileo. A. Levenguk a fost primul care a descris soiurile și formele microorganismelor. Treptat, acest studiu a avut ca rezultat o întreagă știință care le studiază structura, habitatul, condițiile de creștere și reproducere, care se numește microbiologie. Fondatorul microbiologiei este considerat omul de știință francez, L. Pasteur, care a descoperit capacitatea microorganismelor nu numai de a recicla resturile de compuși organici morți, ci și de a purifica apa și solul. El a dovedit, de asemenea, că ciupercile și organismele cu drojdie sunt capabile să îndeplinească funcții benefice oamenilor 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-a pus bazele doctrinei antibiotice și a apărut știința virusurilor - virologie.
În prezent, este dedicat mult timp studiului mucegaiurilor, drojdiilor, precum și utilizarea și influența acestora, deschizând noi posibilități pentru utilizarea lor în multe sectoare ale economiei naționale.
Caracteristici generale
Ciupercile sunt cadouri gustoase și sănătoase ale naturii, se găsesc în păduri și pajiști, au corpuri mari de fructe. Dar știința nu cunoaște mai puțin util și mai divers de reprezentanții găsiți ai acestui regat - forme de ciuperci de mucegai.
Au apărut acum aproximativ 200 de milioane de ani.
Unele soiuri sunt miceliale, constând în formațiuni filamentoase (unice sau multicelulare) - hibee.
Altele - la drojdie (celule rotunde), se înmulțesc prin înmugurire.
Și ultimele specii - macromicetele - sunt ciuperci tradiționale în înțelegerea noastră.
Ciuperci de mucegai
Mucegaiurile includ ciuperci microscopice care nu pot fi văzute cu ochiul liber.
Denumirea lor comună este micromycetes - un grup de ciuperci aparținând celor inferioare și parțial mai mari. După tipul de hrană, aceștia sunt saprotrofi. Principala lor caracteristică este capacitatea de a prelucra rămășițele organismelor vii, transformându-le în compuși organici și anorganici. Dar și paraziți pot fi găsiți printre ei, cum ar fi prostica penicillus, care se așează pe suprafața merelor și îi determină putregaiul maro moale.
Distribuția în natură este aproape omniprezentă. Este dificil să supraestimăm importanța lor în ciclul materiei și al energiei din biosferă. Nu sunt eleganți în legătură cu 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 plăci caracteristice.
Irina Selyutina (biolog):
O caracteristică caracteristică a mucegaiurilor este formarea mucegaiului pe nutrienți. Se poate asemăna cu o rază, să fie pufoasă sau prăfuită și să aibă 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 umiditatea suficientă a substratului nutritiv și umiditatea relativă ridicată a aerului din jur. Cele mai multe mucegaiuri sunt saprofite, dar printre ele există și paraziți opționali ai plantelor, animalelor și oamenilor. Se caracterizează printr-o gamă foarte largă de enzime, datorită cărora pot trăi dintr-o varietate de nutrienți.
Structura majorității mucegaiului, în ciuda diversității speciilor lor, are caracteristici comune. Miceliul lor are multe ramificări fără a forma corpuri mari de fructificare. Corpul lor vegetativ este format dintr-un număr mare de filamente subțiri - hyphae, care se răspândesc la suprafață sau în interiorul rămășițelor unui organism viu. Cu toate acestea, poate ocupa suprafețe mari și poate crește rapid. Ele sunt eucariote, adică celulele lor conțin un nucleu și un aparat genetic, în contrast cu procariote, din care fac parte bacteriile. Celulele lor nu conțin clorofilă, ceea ce conferă plantelor culoarea lor verde și capacitatea de a converti dioxidul de carbon în nutrienți.
Acestea reproduc în următoarele moduri:
- vegetativ: prin părți de miceliu, care, răspândindu-se, încep să existe în mediul nutritiv, ca organism independent;
- sexual: când două celule sexuale se unesc pentru a forma un zigot;
- asexual: cu formarea mai multor tipuri de spori.
Drojdie
Drojdia are nevoie de oxigen pentru a trăi
Drojdia aparține ciupercilor unicelulare, există peste 1500 de specii de reprezentanți ai ascomicetelor și basidiomicetelor. Sunt considerate unul dintre cele mai vechi organisme pe care oamenii le cultivă. Nu au miceliu. Forma celulei este diferită, iar dimensiunile variază de la 6 - 12 microni la 40 microni. Aceștia sunt reprezentanți ai eucariotei organotrofice care folosesc materie organică pentru nutriție pentru a obține carbon și energie pentru viață.
Ele diferă prin faptul că sunt mai exigente pentru condițiile nutriționale decât mucegaiurile. Pentru viața acestor organisme unicelulare este nevoie de oxigen, dar în lipsa acestuia, acestea primesc energie de la alcoolii formați în timpul procesului de fermentare. În condiții anaerobe, ele se pot hrăni numai cu glucoză, iar în condiții aerobe, folosesc hidrocarburi, compuși organici și aromatici, alcooli și grăsimi.
Drojdia se înmulțește prin divizare sau înmugurire sau sexual, iar acest proces în condiții optime are loc la viteză mare. Diviziunea și înflorirea 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 are peste 300 de soiuri. Taxonomia celor mai faimoși dintre ei are următoarea descriere:
- Penicilli: cei mai cunoscuți reprezentanți cei mai înalți ai genului de mucegaiuri existente. Se găsesc în diverse locuri, habitatul lor natural este solul. Include specii pe cale de hrănire - saprotrofe și paraziți slabi. Divizarea se bazează pe caracteristicile structurale ale conidioforilor și depinde de stratificarea periilor cu conidii. Antibioticul penicilina este unul dintre cele mai cunoscute produse ale acestora. În 1929, microbiologul scoțian A. Fleming a dezvăluit pentru prima dată un efect antibacterian la un reprezentant al genului și a izolat o substanță din acesta, care a fost numită „penicilină”. Corpurile fructifere de aproximativ 40 din speciile lor arată ca clestothecia, vizibile fără mijloace optice speciale și având culori diferite. Mieliul său este ramificabil și transparent. Se reproduce prin spori.
- Aspergillus: mucegaiuri aerobe superioare care formează colonii pufoase și în formă de plat. Miceliul are septa și este răspândit prin spori. Extrem de rezistent la influențele externe. Preferă substraturile îmbogățite cu oxigen și carbon - polizaharide și monosacharide, infectează și specii care conțin amidon, găsite pe pâine și alte produse alimentare. Ciupercile Aspergillus diferă de penicilii prin faptul că filamentele lor fructifere de la vârfuri au îngroșări cu depășiri asemănătoare cu tijă, asemănătoare, în general, cu un „cap tânguitor”. Din aceste depășiri se desprind lanțurile sporilor.
- Mukor: un gen de mucegaiuri inferioare, răspândit în sol, al cărui miceliu este o celulă multinucleată ramificată mare, care nu are partiții. Partea de sus a fiecărui sporangiofor incolor, care atinge mai mulți centimetri lungime, se termină într-un cap negru în care sporii se maturizează. Acești ciuperci formează mucegaiul pe alimente și se disting prin capacitatea lor de a provoca micoze (boli fungice). Mucrele sunt saprotrofe după tipul de aliment.
- Fusarium: mucegai anamorfic, un reprezentant al ascomicotaceelor. Speciile sale produc pagube semnificative economiei naționale, afectând plantele și animalele. Cauza o varietate de boli cunoscute sub numele de colectiv Fusarium... Unii sunt capabili să se dezvolte în simbioză cu plantele, trăind pe rădăcinile lor și produc o eliberare de substanțe care au un efect benefic asupra plantei.
Ciupercile cu drojdie sunt împărțite în grupuri în funcție de modul de reproducere și de alte caracteristici. Există neporporice sau asporogene și sporogene sau sporogene. Primele sunt adesea denumite ca drojdie și se disting următoarele genuri:
- Candida: formează miceliu fals și se înmulțește prin înmugurire.
- Tondopsis: are celule rotunde și ovale, nu formează pseudomiceliu și fermentează carbohidrații slab, adesea fiind dăunători.
- Rodotorula: înmulțiți-vă pe mâncare, formând pigmenți - roșu, galben, roz și negru.
Familiile se disting de departamentul de drojdie care formează sporii:
- saccharomycetes: se disting prin capacitatea lor de a fermenta zaharurile
- Schizosaccharomycetes: utilizat în industria fermentației (la producția de băuturi alcoolice, alcool, oțet, drojdie etc.)
- Zahăr-cod: aparțin dăunătorilor acestei industrii.
Utilizare umană
Mucegaiurile sunt utilizate în multe domenii ale activității umane. Rolul lor este deosebit de important în industria alimentară și în medicină.
Cu toate acestea, nu întotdeauna aduc beneficii, aducând daune și pierderi, forțând să cheltuiască o mulțime de fonduri, eforturi pentru combaterea lor și impactul lor distructiv.
În industria alimentară
Drojdia și-a găsit drumul în gătit
Mucegaiul și drojdia sunt utilizate în industria alimentară.
Când coaceți, se folosește drojdia - dă porozității pâinii, proprietăți nutritive suplimentare și își crește durata de păstrare proaspătă. Și enzima amilaza adăugată la ele, secretată de mucegai, își îmbunătățește aroma și gustul. În același timp, o altă enzimă - invertază - crește termenul de valabilitate al produselor de cofetărie.
Pentru producerea alcoolului, se folosește o ciupercă specială de drojdie izolată de alge, iar pentru vin - culturi pure de un anumit tip de drojdie, care îi conferă un gust și 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. La producerea brânzeturilor, ciupercile din genul Torula sunt folosite pentru fermentarea lor. Și reprezentantul lor din clanul Penicillum, așa-numitul. „Mucegai nobil”, este indispensabil pentru obținerea soiurilor „Camembert”, „Roquefort” și „Brie”, oferindu-le o structură caracteristică (cu prezența mucegaiului albăstrui în grosimea masei de brânză) și un gust unic.
Calitatea cărnii și a produselor din pește este îmbunătățită de enzima proteinază de origine fungică. Din carne crudă și dură sau pește de proastă calitate, el face un produs delicat și moale, îmbunătățindu-și și gustul. Ciuperca de drojdie din genul Torulopsis, adăugată la unt, nu îi permite să fie afectată de alte tipuri de mucegai, ceea ce afectează semnificativ gustul și scurtează durata de valabilitate. Și aspergillus, a cărui conidie arată ca mucegaiul negru, produce acid citric.
În agricultură și alte industrii
În agricultură, mucegaiurile și substanțele derivate sunt de asemenea utilizate pe scară largă. Trichodermina obținută din ele inhibă cu succes dezvoltarea microorganismelor patogene care infectează plantele. Unele tipuri de mucegaiuri care sunt periculoase pentru dăunătorii insectelor sunt utilizate în lupta împotriva lor. Unii ciuperci din genul Fusarium promovează creșterea plantelor și își cresc productivitatea.
Cu toate acestea, printre aceștia există numeroși paraziți responsabili de deteriorarea și scurtarea duratei de valabilitate a produselor, care eliberează toxinele în timpul activității lor vitale. Ele pot duce chiar la o combustie spontană a produselor inflamabile - fân, paie, culturi furajere. Pesticidele sunt folosite pentru combaterea lor.
Utilizare medicală
Mucegaiurile sunt utilizate pe scară largă de oameni în scopuri medicinale. Ajutorul reprezentantului lor, penicillum, este de neprețuit în crearea antibioticului penicilină, a cărui apariție a ajutat la salvarea sănătății a milioane de oameni. Astăzi, cefalosporinele sunt unul dintre cele mai populare și eficiente grupuri. Dezvoltarea microbiologiei a făcut posibilă efectuarea de teste în care, prin tratarea mucegaiurilor cu mutageni chimici, s-au obținut noile lor forme - ancomicetele, producând penicilină, streptomicină și producând alte antibiotice în cantități mari.
Medicamentele la fel de importante derivate din mucegai sunt statinele, utilizate pentru scăderea colesterolului și pentru tratarea aterosclerozei.
Nu este mai puțin importantă utilizarea drojdiei în medicină. În formă uscată, sunt utilizate pentru obținerea de medicamente și suplimente alimentare, în formă lichidă, sunt folosite pentru tratarea alergiilor și pentru restabilirea microflorei tractului gastro-intestinal.
Mucegaiuri și drojdie. Tutorial video biologie gradul 5
Mucegaiuri și drojdii | Biologie Grad 6 # 9 | Lecție de informații
Mucegaiuri și drojdie. Gradul de biologie 5.
Ciuperci patogene și măsuri de control
În unele cazuri, condițiile de temperatură și umiditate sunt bune pentru reproducerea și viața mucegaiului fungic.
O persoană are adesea o reacție alergică la ciupercile mucegaiului. Efectul mucegaiului negru în casă este eliberarea de toxine. Acestea intră în tractul respirator, subminând sănătatea și provocând diverse complicații. Pentru a distruge mucegaiul negru, dezinfecția se realizează folosind agenți care distrug tulpinile dăunătoare și măsuri de combatere a umezelii.
Otrăvirea cu mâncare mucegăită este, de asemenea, periculoasă. Cel mai periculos dintre ei 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 producerea de materiale polimerice de înaltă tehnologie, o sarcină importantă este de a le proteja de deteriorarea biologică a matriților patogene. Determinarea parametrilor de rezistență a polimerilor la astfel de agenți ajută la prevenirea degradării acestora și la creșterea duratei de funcționare.
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.