З великого царства грибів, які налічують понад 100 тисяч видів, цвілеві гриби і дріжджі — найбільш незвичайний вигляд. Потенціал і сфера їх використання людиною надзвичайно широка. Але крім корисних, здатних служити на благо, з них зустрічається чимало таких, шкода від яких зачіпає різні сфери існування.

Використання пліснявих грибів та дріжджів

Історія досліджень

Винахід мікроскопа дозволило людям зайнятися дослідженнями живих організмів малого розміру. Поступово воно вилилося в цілу науку, що вивчає будову, середовище проживання, умови росту і розмноження, що отримала назву мікробіологія. Основоположник цієї науки голландський учений А. Левенгук. Він перший описав їх різновиди і форми. Важливим відкриттям іншого французького вченого Л. Пастера, стало виявлення здатності цих мікроорганізмів не тільки переробляти залишки мертвих органічних сполук, але і очищати воду і грунт.

Він також довів, що гриби і дріжджові організми здатні виконувати корисні для людини функції і приносити шкоду.

З розвитком мікробіології було зроблено багато важливих відкриттів російськими вченими: Л. С. Ценковским, І. в. Мечниковим, Н. Ф. Гамалією, Д. І. Іванівським та іншими. З їх допомогою вперше була закладена основа вчення про антибіотики і з’явилася наука, що вивчає віруси — вірусологія.

В даний час вивчення цвілевих грибів, дріжджів, а також їх застосування і впливу приділяється багато сил і часу, відкриваючи нові можливості для їх використання у багатьох галузях народного господарства.

Загальна характеристика

Гриби — смачні і корисні дари природи, зустрічаються в лісах і на луках, вони мають великі плодові тіла. Але науці відомий не менш корисний і більш різноманітний зустрічаються представників цього царства — пліснявий вид грибів.

Вони з’явилися приблизно 200 млн. років тому.

Деякі різновиди належать до мицелиальным, що складається з ниткоподібних розгалужень — гіф.

Інші — до дріжджовим (клітин округлої форми),вони розмножуються брунькуванням.

І останній вид — макроміцети — вони є традиційними в нашому розумінні грибами.

Плісняві гриби

До цвілевим грибів відносяться гриби мікроскопічних розмірів, побачити які неозброєним оком неможливо.

Загальна їх назва — мікроміцети — група грибів, що належать до нижчих. За типом живлення більшість з них — редуценты. Їхня головна характеристика — здатність обробляти останки живих організмів, перетворюючи їх в органічні і неорганічні з’єднання. Але є і консументы, в основному — патогенні, які володіють здатністю використовувати в їжу готову органіку.

Поширення в природі мають практично повсюдне. Важко переоцінити їх значення в кругообігу біосфери. Вони невибагливі до умов проживання: головне для них — тепло, підвищена вологість і живильне середовище. Колонії їх здатні вражати органічні і неорганічні речовини, утворюючи характерні нальоти.

Будова більшості цвілевих грибів, незважаючи на різноманітність їх видів, має загальні риси. Міцелій їх має багато розгалужень, не утворюючи великих плодових тел. Вегетативне тіло їх складається з великої кількості тонких ниток — гіфів, що поширюються на поверхні або всередині живого організму, на якому він паразитує. При цьому він може займати великі площі і швидко розростатися. Вони — еукаріоти, тобто їх клітини містять ядро і генетичний апарат в ній, на відміну від прокаріотів, до яких належать бактерії. Їх клітини не містять хлорофілу, який дає рослинам зелений колір і здатність переробляти вуглекислий газ в поживні речовини.

Розмножуються наступними способами:

• вегетативно — частинами міцелію, які, поширюючись, починають існувати в живильному середовищі, як самостійний організм;
• статевим шляхом — коли дві статеві клітини утворюють зиготу, з’єднуючись;
• безстатевим, що є основним, тобто використовуючи мікроспори.

Дріжджі

Для життя дріжджів необхідний кисень

Дріжджі відносяться до одноклітинним грибів, налічують понад 1500 видів представників аскоміцетів і базидіоміцетів. Вважаються одними з найдавніших рослин, які культивує людина. Вони не мають міцелію. Форма клітини буває різна, а розміри варіюються від 6 — 12 мкм до 40 мкм. Це представники органотрофных еукаріотів, що використовують для живлення органічні речовини, щоб отримати вуглець і енергію для життєдіяльності.

Відрізняються тим, що вони більш вимогливі до умов живлення, ніж цвілеві гриби. Для життя цих одноклітинних необхідний кисень, а при його відсутності вони отримують енергію з утворилися в процесі бродіння спиртів. В анаеробних умовах можуть харчуватися тільки глюкозою, а в аеробних — використовують вуглеводні, органічні та ароматичні сполуки, спирти і жири.

Розмножуються дріжджі за допомогою поділу або статевим шляхом і цей процес при оптимальних умовах відбувається з великою швидкістю. Поділ або брунькування проходить шляхом утворення і, у міру зростання, відділення від материнської клітини нової, що виросла до певних розмірів.

Види цвілі та дріжджів

Класифікація, відомих науці цвілевих грибів, що налічує понад 300 різновидів. Систематика найвідоміших з них має наступний опис:

1. Пеницилл — найвідоміші представники роду існуючих цвілевих грибів. Вони зустрічаються в різних місцях, природним середовищем їх існування є грунт. Включають підвиди — сапротрофы і слабкі паразити. Поділ цих родів на секції базується на особливостях будови конидиеносцев і залежить від ярусності пензликів, мають конідії. Антибіотик пеніцилін відноситься до найбільш відомим їх продуцентам. Плодові тіла їх близько 40 видів виглядають як клейстотеції, видні без спеціальних засобів та мають різні кольори. Міцелій його розгалужених і прозорий. Розмножується за допомогою спор.
2. Аспергілли — вищі аеробні цвілі, утворюють пухнасті колонії плоскої форми. Міцелій має перегородки, розповсюджується спорами. Надзвичайно стійкі до впливу зовнішнього середовища. Воліють збагачені киснем і вуглецем субстрати — полісахариди і моносахариди, заражають також крохмалевмісні види, зустрічаючись на хлібі та інших харчових продуктах.
3. Мукор — поширений у ґрунті рід нижчих цвілевих грибів, міцелій якого представляє одну велику розгалужену клітку, не має перегородок. Вершина кожного його не має кольору спорангиеносца, досягає кілька сантиметрів завдовжки, закінчується чорною голівкою. Ці гриби утворюють цвіль на харчових продуктах і відрізняються здатністю викликати мікози. Мукоры — сапротрофы за типом живлення.
4. Фузариум — це анаморфный пліснявий гриб роду аскомикотовых. Приносять значний збиток народному господарству, вражаючи рослини і тварин. Викликають цілий ряд хвороб, відомих під загальною назвою фузаріоз. Деякі здатні розвиватися в симбіозі з рослинами, мешкаючи на їх коренях і продукуючи виділення речовин, що благотворно впливають на рослину.

Дріжджові гриби поділяються на групи за способом розмноження та деяким іншим особливостям. Виділяють неспороутворюючих або аспорогенні і споробразующие або спорогенные. Перші часто називають дріжджоподібними і виділяють такі їх роди:

• Кандида — рід утворює помилковий міцелій і розмножується за допомогою брунькування;
• Торулопсис — рід має клітини круглої і овальної форми, не утворюють лжемицелия і слабо зброджують вуглеводи, часто будучи шкідниками;
• Родоторула — розмножуються на харчових продуктах, утворюючи пігмент — червоний, жовтий, рожевий і чорний.

З спорообразующего відділу виділяють три сімейства: Сахаромицетовые, Шизосахаромицетовые і Сахаромикодовые. Перші відрізняються здатність зброджувати цукри, другі — застосовують у бродильній промисловості, треті — відносять до шкідників цієї галузі.

Використання людиною

Гриби цвілі застосовуються в багатьох сферах діяльності людини. Особливо важлива їх роль у харчовій промисловості та медицині.

Проте далеко не завжди вони приносять користь, приносячи шкоду і збитки, змушуючи витрачати чимало коштів, зусиль на боротьбу з ними та їх руйнівним впливом.

У харчовій промисловості

Дріжджі знайшли своє застосування в кулінарії

Пліснява і дріжджі використовують у харчовій промисловості.

При випічці застосовують дріжджі — вони надають хлібу пористість, додаткові поживні властивості і збільшують термін його зберігання в свіжому вигляді. А що додається у них фермент амілаза, що виділяється цвілевим грибом, покращує його аромат і смак. При цьому інший фермент — інвертаза — подовжує термін зберігання кондитерських виробів.

Його додають в процесі пивоваріння. Для виробництва спирту застосовують спеціальний дріжджовий гриб, виділений з водоростей, а для вина — чисті культури дріжджів певного виду, надають йому особливий смак і аромат.

При виробництві сирів і кисломолочних продуктів застосовують культури дріжджових грибів і деякі види цвілі. У зброджуванні молока для виробництва кефіру беруть участь гриби поряд з бактеріями. У виробництві сирів для їх закваски застосовують гриби роду Торула. А їх представник роду Пенициллум незамінний для отримання сортів камамбер, рокфор і брі, надаючи їм характерний наліт цвілі і неповторний пліснявий смак.

Якість м’ясних і рибних продуктів покращує фермент протеїназ грибного походження. З сирого і жорсткого м’яса або риби низької якості він робить ніжний і м’який продукт, покращуючи також його смак. Дріжджовий гриб роду Торулопсис, доданий до вершкове масло, не дозволяє йому дивуватися інших видів цвілі, значно погіршують його смак і скорочують терміни зберігання. А Аспергиллус, конідії якого виглядають як чорна цвіль, виробляє лимонну кислоту.

У сільському господарстві та інших галузях

У сільському господарстві також широко використовують цвілеві гриби і речовини, отримані на їх основі. Одержуваний з них триходермін з успіхом пригнічує ріст патогенних мікроорганізмів, які вражають рослини. Деякі види цвілевих грибів, небезпечні для комах — шкідників, використовують у боротьбі з ними. Деякі гриби роду Фузариум сприяють зростанню рослин і збільшення їх продуктивності.

Однак серед них є чимало паразитів, відповідальних за псування і скорочення термінів зберігання продукції, виділяючи в процесі життєдіяльності токсини. Вони навіть можуть призвести до самозаймання легкозаймистою продукції — сіна, соломи, фуражу зернових культур. Для боротьби з ними використовують пестициди.

Використання в медицині

Цвілеві гриби широко використовуються людиною в медичних цілях. Неоціненна допомога в їх представника, пенициллума, у створенні антибіотика пеніциліну, поява якого допомогло врятувати і здоров’я мільйонів людей. На сьогодні одним з найбільш запитання і ефективних їх груп є цефалоспорини. Розвиток мікробіології дозволило провести випробування, при яких шляхом оброблення цвілевих грибів хімічними мутагенами, були отримані їх форми — анкомицеты, що продукують пеніцилін, стрептоміцин і виробляють інші антибіотики у великих кількостях.

Не менш важливими препаратами, отриманими з цвілевих грибів, стали статини, що застосовуються для зниження рівня холестерину і лікування атеросклерозу.

Застосування дріжджів в медицині не менш актуально. У висушеному вигляді їх використовують для отримання ліків та Бадів, в рідкому вигляді — застосовуються для лікування алергії і відновлення мікрофлори ШКТ.

Патогенні гриби та заходи боротьби

Температура та умови вологості будинки гарні для розмноження і життя грибний цвілі.

У людини часто спостерігається алергічна реакція на плісняві гриби. Вплив чорної цвілі в будинку полягає у виділенні токсинів. Вони проникають у дихальні шляхи, підриваючи здоров’я і провокуючи ускладнення. Для знищення чорної цвілі проводять дезинфекцію за допомогою засобів, що знищують шкідливі штами та заходи боротьби з вогкістю.

Небезпечні також отруєння цвілими харчовими продуктами. Найшкідливіший з них — гриб Аспергил жовтий, має властивість рости на різних харчових субстратах — бобових і олійних культурах, какао, кава, сушеної риби, джемі.

Навіть у високотехнологічному виробництві полімерних матеріалів важливою завданням є їх захист від біопошкоджень патогенними цвілевими грибами. Визначення параметрів стійкості полімерів до таких агентів допомагає запобігти їх руйнування і збільшити термін служби.

Висновок

Інформація про розвиток науки мікробіології і виявлених нею факти постійно поповнюється. Завдання людини — направити властивості цвілевих грибів в потрібне русло.