Биология грибов, не имеющих мицелия (безмицелиальных грибов)

К отделу Ascomycota относится также большая группа грибов, утративших мицелий. Эту группу принято называть истинными дрожжами. Кроме этого, в микологии выделяют еще одну особую группу, называемую несовершенными дрожжами и относящуюся к отделу Fungi imperfecti (см. Н.Грин, т.1, с.44).

Дрожжи играют огромную роль в микробиологических производствах, являясь продуцентами этилового спирта, витаминов группы В и провитамина D, фермента кислой протеазы, кормового и пищевого белка, аминокислоты триптофана. В последние годы из дрожжей получают препараты с противоопухолевым действием.

Не вдаваясь в особенности классификации дрожжей, которая очень сложна и запутана, мы остановимся на рассмотрении только тех групп, которые имеют значение в производственных процессах, включая биотехнологию.

Общая характеристика дрожжей. Их практическая значимость.

Группу истинных дрожжей, насчитывающую свыше 3000 видов, по способу размножения разделяют на три семейства. Мы в нашем курсе рассмотрим представителей только одного семейства (сем. Saccharomycetaceae), а также кратко обсудим использование в биотехнологии дрожжей семейства Schizoasaccharomycetaceae.

К несовершенным дрожжам Fungi imperfecti также относится большое количество родов и видов. Из них мы кратко остановимся только на представителях рода Candida.

Форма вегетативных клеток дрожжей разнообразна: округлая, овальная, яйцевидная (р. Saccharomyces), цилиндрическая (р. Schizosaccaharomyces), лимоновидная (р. Saccharomucodes). Несовершенные дрожжи имеют более характерную форму, отличающую их от других видов: стреловидную, треугольную, серповидную, колбовидную. В среднем диаметр клеток дрожжей, применяемых в пищевой промышленности, колеблется от 3 до 5 мкм и длина от 6 до 10 мкм. При световом микроскопировании в клетке дрожжей хорошо видно ядро.

Для дрожжей типичным способом размножения является почкование, хотя у истинных дрожжей, по мнению ряда авторов, имеет место и половой процесс. Почкование рассматривается как способ не только размножения, но и роста дрожжей. Процесс почкования начинается с выпячивания клеточной стенки, в которое постепенно выходит часть цитоплазмы материнской клетки. Образующаяся таким образом дочерняя клетка постепенно дорастает до размера материнской, после чего происходит их отделение друг от друга.

Некоторые обычно почкующиеся грибы могут расти и в виде гиф. В этом случае происходит рост клеток в длину (подобие гифы) с одновременным почкованием. В результате этого получаются структуры, получившие название псевдомицелия. Псевдомицелий имеет место у некоторых несовершенных дрожжей, в частности у представителей рода Candida.

Источником углерода для дрожжей является глюкоза. Поскольку у дрожжей отсутствуют экзоферменты (экзоамилазы), способные расщеплять крахмал, дрожжи нуждаются в обязательном наличии названного моносахарида в окружающей среде.

Дрожжи могут существовать как в аэробных, так и в анаэробных условиях. При отсутствии кислорода в их клетках происходит процесс превращения молекулы глюкозы в две молекулы этилового спирта. Такой процесс принято называть спиртовым брожением. Спиртовое брожение сопровождается выделением большого количества углекислого газа, что и лежит в основе использования дрожжей для производства хлеба. Наличие такого типа брожения позволяет использовать дрожжи в производстве спирта и алкогольных напитков, включая водку, вина и пиво. В присутствие же кислорода дрожжи переходят на более совершенный в энергетическом отношении процесс окисления глюкозы с участием ферментов так называемой дыхательной цепи. При этом они интенсивно растут и делятся, но этанол при этом не образуется. В качестве запасного вещества дрожжи, как и животные, накапливают гликоген, который легко обнаружить, поместив дрожжевые клетки на некоторое время в раствор Люголя.

Дрожжи рода Candida (р.Candida) уникальны тем, что при отсутствии глюкозы, они могут переходить на утилизацию углеводородов (н-алканов). Эта биохимическая особенность позволила использовать эти микроорганизмы для утилизации нефтяных загрязнений. Кроме того, поскольку дрожжи р.Candida являются продуцентами аминокислот и полноценных белков, их выращивают на питательных средах, содержащих углеводороды, являющиеся отходами нефтеперерабатывающей промышленности. Таким образом можно получать ценные продукты (кормовые добавки) на дешевом сырье, одновременно осуществляя утилизацию вредных отходов. Следует отметить, что среди представителей р.Candida имеются патогенные виды, вызывающие ряд кожных заболеваний (микозов), называемых кандидозами.

Среди дрожжей-сахаромицетов, относящихся к роду Saccharomyces (сем. Saccharomycetaceae) наибольшее практическое значение имеет вид дрожжей Saccharomyces cervisiae, используемый в спиртовом, хлебопекарном, дрожжевом производствах, а также вид Saccharomyces vini, применяемый в виноделии, и вид Saccharomyces carlsbergensis – в пивоварении. Родовое название Saccharomyces принято сокращать до Sacch. В настоящее время в пределах названных видов получено большое количество штаммов, обладающих рядом особенностей. Например, получены штаммы, устойчивые к заражению вирусами, штаммы способные к слипанию в конце процесса (флоккулирующие штаммы), штаммы, уничтожающие виды диких дрожжей, которые загрязняют производственный процесс, и т.п.

Род Schizosaccaharomyces ( сем. Schizoasaccharomycetaceae) объединяет виды дрожжей палочковидной формы. Они размножаются бинарным делением. Дрожжи этого рода активно сбраживают в спирт не только глюкозу, но и галактозу, маннозу, сахарозу, мальтозу, различные декстрины. При этом они размножаются при повышенной температуре (около 36С). Эти свойства используются в производстве спирта на гидролизных заводах. В принципе с помощью этих дрожжей можно получать этанол, утилизируя отходы сельского хозяйства, а также некондиционный крахмал и ряд отходов сахарного производства.

!!!!! Не забудьте выписать из методички названия продуцентов и продукты целевого назначения в свой словарь!!!!!.

Поиск по сайту: