Korištenjem kalupa i kvasca
Iz ogromnog kraljevstva gljiva, koje broji više od 100 tisuća vrsta, plijesni i kvasci najneobičnije su vrste. Potencijal i opseg njihove uporabe od strane ljudi izuzetno su široki. No, pored onih koji su korisni i sposobni služiti za dobro, među njima ima i mnogih čija šteta utječe na različite sfere postojanja.
Korištenjem kalupa i kvasca
Povijest istraživanja
Izum mikroskopa omogućio je ljudima proučavanje malih živih organizama. Nizozemac Anthony van Leeuwenhoek smatra se otkrivačem mikrosvijeta, iako je prvi mikroskop dizajnirao G. Galileo. A. Levenguk je prvi opisao vrste i oblike mikroorganizama. Postupno je ovo istraživanje rezultiralo čitavom znanošću koja proučava njihovu strukturu, stanište, uvjete rasta i razmnožavanja, a koja se naziva mikrobiologija. Utemeljiteljem mikrobiologije smatra se francuski znanstvenik L. Pasteur koji je otkrio sposobnost mikroorganizama ne samo da obrađuju ostatke mrtvih organskih spojeva, već i pročišćavaju vodu i tlo. Također je dokazao da su gljive i kvasni organizmi sposobni obavljati funkcije korisne za ljude i nanoseći štetu.
Razvojem mikrobiologije ruska su znanstvenika otkrila mnoga važna otkrića: L. S. Ценkovski, I. I. Mechnikov, N.F.Gamaleya, D.I.Ivanovsky i drugi. Uz njihovu pomoć prvi je put postavljen temelj doktrine antibiotika i pojavila se znanost koja proučava viruse - virologija.
Trenutno se puno vremena i truda posvećuje proučavanju plijesni, kvasca, kao i njihovoj uporabi i utjecaju, što otvara nove mogućnosti za njihovu upotrebu u mnogim sektorima nacionalne ekonomije.
opće karakteristike
Gljive su ukusni i zdravi darovi prirode, nalaze se u šumama i livadama, imaju velika voćna tijela. Ali znanost ne poznaje manje korisne i raznovrsnije pronađene predstavnike ovog kraljevstva - plijesni oblike gljivica.
Pojavili su se prije oko 200 milijuna godina.
Neke su sorte micelijske, sastoje se od nitastih formacija (jedna ili višećelijska) - hifa.
Drugi - na kvascu (okrugle stanice), razmnožavaju se pupanjem.
I posljednje vrste - makromiceti - u našem su shvaćanju tradicionalne gljive.
Gljivice plijesni
Plijesni su mikroskopske gljive koje se ne mogu vidjeti golim okom.
Njihov je zajednički naziv mikromiceti - skupina gljiva koje pripadaju nižim i djelomično višim. Po vrsti hrane to su saprotrofi. Njihova glavna karakteristika je sposobnost obrade ostataka živih organizama, pretvarajući ih u organske i anorganske spojeve. Ali među njima se mogu naći i paraziti, poput ležećeg penicilusa, koji se taloži na površini jabuka i uzrokuje njihovo mekano smeđe truljenje.
Rasprostranjenost u prirodi gotovo je sveprisutna. Teško je precijeniti njihovu važnost u ciklusu materije i energije u biosferi. Nisu izbirljivi u uvjetima života: glavno im je toplina, velika vlažnost i hranjivi medij. Njihove su kolonije sposobne zaraziti organske i anorganske tvari, stvarajući karakteristične naslage.
Irina Selyutina (biolog):
Karakteristična značajka plijesni je stvaranje plijesni na hranjivim tvarima. Može nalikovati paučini, biti pahuljast ili prašnjav i imati razne boje. Ime gljive često je povezano s bojom plaka: siva plijesan, zelena plijesan, crna plijesan itd. Oblik i boja kalupa sustavna su obilježja. Jednim od nužnih uvjeta za stvaranje plijesni smatra se dovoljna vlažnost hranjive podloge i visoka relativna vlažnost okolnog zraka. Većina plijesni su saprofiti, ali među njima postoje i neobavezni paraziti biljaka, životinja i ljudi. Karakterizira ih vrlo širok spektar enzima, zahvaljujući kojima mogu živjeti na raznim hranjivim tvarima.
Struktura većine plijesni, unatoč raznolikosti njihovih vrsta, ima zajedničke značajke. Njihov micelij ima mnogo grana bez stvaranja velikih plodišta. Njihovo vegetativno tijelo sastoji se od velikog broja tankih niti - hifa, koje se šire na površini ili unutar ostataka živog organizma. Štoviše, može zauzimati velika područja i brzo rasti. Oni su eukarioti, odnosno njihove stanice sadrže jezgru i genetski aparat u sebi, za razliku od prokariota, kojima pripadaju bakterije. Njihove stanice ne sadrže klorofil, koji biljkama daje zelenu boju i sposobnost pretvaranja ugljičnog dioksida u hranjive sastojke.
Razmnožavaju se na sljedeće načine:
- vegetativno: dijelovima micelija, koji šireći se počinju postojati u hranjivom mediju, kao neovisan organizam;
- seksualno: kada se dvije spolne stanice spoje i formiraju zigotu;
- nespolni: s tvorbom nekoliko vrsta spora.
Kvasac
Kvascu je potreban kisik za život
Kvasac pripada jednoćelijskim gljivama, postoji više od 1500 vrsta predstavnika askomiceta i basidiomiceta. Smatraju se jednim od najdrevnijih organizama koje ljudi uzgajaju. Nemaju micelij. Oblik stanice je različit, a veličine variraju od 6 - 12 mikrona do 40 mikrona. To su predstavnici organotrofnih eukariota koji koriste organsku tvar za ishranu kako bi dobili ugljik i energiju za život.
Razlikuju se po tome što su zahtjevniji za prehrambene uvjete od plijesni. Za život ovih jednoćelijskih organizama kisik je neophodan, ali u nedostatku njega dobivaju energiju iz alkohola nastalih tijekom procesa fermentacije. U anaerobnim uvjetima mogu se hraniti samo glukozom, a u aerobnim uvjetima koriste ugljikovodike, organske i aromatične spojeve, alkohole i masti.
Kvasac se množi dijeljenjem ili pupanjem ili spolnim putem, a taj se proces u optimalnim uvjetima odvija velikom brzinom. Dijeljenje i pupanje odvija se formiranjem i, kako raste, odvajanjem od matične stanice nove koja je narasla do određene veličine.
Vrste plijesni i kvasca
Klasifikacija plijesni poznata u znanosti ima više od 300 sorti. Taksonomija najpoznatijih od njih ima sljedeći opis:
- Penicilli: najpoznatiji viši predstavnici roda postojećih plijesni. Nalaze se na raznim mjestima, prirodno stanište im je tlo. Uključuje vrste hranjenja - saprotrofe i slabe parazite. Podjela se temelji na strukturnim značajkama konidiofora i ovisi o slojevitosti četkica s konidijama. Antibiotik penicilin jedan je od njihovih najpoznatijih proizvoda. Godine 1929. g.Škotski mikrobiolog A. Fleming prvi je put otkrio antibakterijsko djelovanje kod predstavnika roda i iz njega izolirao tvar koja je nazvana "penicilin". Plodišta oko 40 njihovih vrsta izgledaju poput klestotecija, vidljivih bez posebnih optičkih sredstava i različitih boja. Njegov je micelij razgranat i proziran. Razmnožava se sporama.
- Aspergillus: viši aerobni plijesni koji stvaraju pahuljaste kolonije ravnog oblika. Micelij ima pregrade i širi se sporama. Izuzetno otporan na utjecaje okoline. Preferiraju supstrate obogaćene kisikom i ugljikom - polisaharide i monosaharide, a zaraze i vrstama koje sadrže škrob, a nalaze se na kruhu i ostalim prehrambenim proizvodima. Gljive Aspergillus razlikuju se od penicillija po tome što njihovi plodni filamenti na vrhovima imaju zadebljanja s izraslinama poput štapića, koji općenito podsjećaju na "čupavu glavu". Upravo se od tih izdanaka odvajaju lanci spora.
- Mukor: rod nižih plijesni rasprostranjenih u tlu čiji je micelij jedna velika razgranata višejedrna stanica bez pregrada. Vrh svake od njegovih bezbojnih sporangiofora, dosežući nekoliko centimetara duljine, završava crnom glavom u kojoj sazrijevaju spore. Te gljive stvaraju plijesan na hrani i odlikuju se sposobnošću izazivanja mikoza (gljivičnih bolesti). Mukori su saprotrofi prema vrsti hrane.
- Fusarij: anamorfna gljiva plijesni, predstavnica ascomycotaceae. Njegove vrste nanose značajnu štetu nacionalnom gospodarstvu, pogađajući biljke i životinje. Uzrokuju razne bolesti pod zajedničkim nazivom fusarij... Neki se mogu razviti u simbiozi s biljkama, živeći na korijenju i proizvodeći tvari koje povoljno djeluju na biljku.
Kvasne gljive podijeljene su u skupine prema načinu razmnožavanja i nekim drugim karakteristikama. Postoje nesporogeni ili asporogeni i sporogeni ili sporogeni. Prvi se često nazivaju kvasac i razlikuju se sljedeći rodovi:
- Candida: tvori lažni micelij i množi se pupanjem.
- Torulopsis: ima okrugle i ovalne stanice, ne stvaraju pseudomicelij i slabo fermentiraju ugljikohidrate, često su štetnici.
- Rodotorula: množe se na hrani, stvarajući pigmente - crveni, žuti, ružičasti i crni.
Obitelji se razlikuju od odjela kvasaca koji stvara spore:
- Saharomiceti: odlikuju se sposobnošću fermentacije šećera
- Schizosaccharomycetes: koristi se u industriji fermentacije (u proizvodnji alkoholnih pića, alkohola, octa, kvasca itd.)
- Šifra šećera: pripadaju štetnicima ove industrije.
Ljudska upotreba
Plijesni se koriste u mnogim područjima ljudskog djelovanja. Njihova je uloga posebno važna u prehrambenoj industriji i medicini.
Međutim, oni ne donose uvijek koristi, donoseći štetu i gubitke, prisiljavajući potrošiti puno sredstava, napore u borbi protiv njih i njihov razorni utjecaj.
U prehrambenoj industriji
Kvasac je pronašao svoj put u kuhanju
Plijesan i kvasac koriste se u prehrambenoj industriji.
Pri pečenju se koristi kvasac - on daje kruhu poroznost, dodatna hranjiva svojstva i povećava razdoblje očuvanja svježine. A enzim amilaza koji im se dodaje, a koji luči plijesan, poboljšava njegovu aromu i okus. Istodobno, drugi enzim - invertaza - povećava rok trajanja slastičarskih proizvoda.
Za proizvodnju alkohola koristi se posebna kvasna gljiva izolirana iz algi, a za vino - čiste kulture određene vrste kvasca koje mu daju poseban okus i aromu.
U proizvodnji sireva i fermentiranih mliječnih proizvoda koriste se kulture kvasca i neke vrste plijesni. Zajedno s bakterijama, gljivice sudjeluju u fermentaciji mlijeka za proizvodnju kefira.U proizvodnji sireva za njihovo vrenje koriste se gljive roda Torula. I njihov predstavnik iz klana Penicillum, tzv. "Plemenita plijesan", neophodan je za dobivanje sorti "Camembert", "Roquefort" i "Brie", dajući im karakterističnu strukturu (s prisutnošću plavičaste plijesni u debljini mase sira) i jedinstveni okus.
Kvalitetu mesnih i ribljih proizvoda poboljšava enzim proteinaza gljivičnog podrijetla. Od sirovog i žilavog mesa ili ribe loše kvalitete proizvodi nježan i mekan proizvod, poboljšavajući i njegov okus. Gljivica kvasca iz roda Torulopsis, dodana maslacu, ne dopušta da na nju utječu druge vrste plijesni, koje znatno narušavaju njezin okus i skraćuju rok trajanja. A aspergillus, čija konidije izgledaju poput crne plijesni, stvara limunsku kiselinu.
U poljoprivredi i drugim industrijama
U poljoprivredi se također naširoko koriste plijesni i tvari dobivene iz njih. Trichodermin dobiven od njih uspješno inhibira rast patogenih mikroorganizama koji zaraze biljke. U borbi protiv njih koriste se neke vrste plijesni koje su opasne za štetnike insekata. Neke gljive iz roda Fusarium potiču rast biljaka i povećavaju njihovu produktivnost.
Međutim, među njima postoje i mnogi paraziti odgovorni za kvarenje i skraćivanje vijeka trajanja proizvoda koji emitiraju toksine tijekom svoje vitalne aktivnosti. Oni čak mogu dovesti do spontanog izgaranja zapaljivih proizvoda - sijena, slame, krmnih usjeva. Za borbu protiv njih koriste se pesticidi.
Medicinska upotreba
Plijesni se ljudi široko koriste u ljekovite svrhe. Pomoć njihovog predstavnika, penicilluma, neprocjenjiva je u stvaranju antibiotika penicilina, čija je pojava pomogla spasiti zdravlje milijuna ljudi. Danas su jedna od najpopularnijih i najučinkovitijih skupina njih cefalosporini. Razvoj mikrobiologije omogućio je provođenje testova u kojima su, tretiranjem plijesni kemijskim mutagenima, dobiveni njihovi novi oblici - ankomiceti, koji proizvode penicilin, streptomicin i proizvode druge antibiotike u velikim količinama.
Jednako važni lijekovi dobiveni iz plijesni su statini, koji se koriste za snižavanje kolesterola i liječenje ateroskleroze.
Upotreba kvasca u medicini nije ništa manje važna. U sušenom obliku koriste se za dobivanje lijekova i dodataka prehrani, u tekućem obliku koriste se za liječenje alergija i obnavljanje mikroflore gastrointestinalnog trakta.
Patogene gljive i mjere suzbijanja
Uvjeti temperature i vlažnosti naših kuća u nekim su slučajevima dobri za razmnožavanje i život gljivičnih plijesni.
Osoba često ima alergijsku reakciju na plijesni. Učinak crne plijesni u kući je oslobađanje toksina. Ulaze u respiratorni trakt, potkopavaju zdravlje i izazivaju razne komplikacije. Da bi se uništila crna plijesan, dezinfekcija se provodi sredstvima koja uništavaju štetne sojeve i mjerama za borbu protiv vlage.
Opasno je i trovanje pljesnivom hranom. Najopasnija od njih je žuta gljiva Aspergillus koja nastoji rasti na raznim prehrambenim supstratima - mahunarkama i uljaricama, kakau, kavi, sušenoj ribi, pekmezu.
Čak je i u visokotehnološkoj proizvodnji polimernih materijala važan zadatak zaštititi ih od bioloških oštećenja patogenim plijesnima. Određivanje parametara otpornosti polimera na takva sredstva pomaže u sprječavanju njihove razgradnje i produženju vijeka trajanja.
Zaključak
Informacije o razvoju mikrobiološke znanosti i činjenice koje ona otkriva neprestano se ažuriraju. Ljudski je zadatak usmjeravati svojstva kalupa u pravom smjeru.
