Iz golemog kraljevstva gljiva, koje broje više od 100 tisuća vrsta, plijesni i kvasci su najneobičnija vrsta. Potencijal i opseg njihove upotrebe kod ljudi je vrlo širok. Ali osim onih koji su korisni, sposobni služiti za dobro, među njima je puno, čija šteta utječe na različite sfere postojanja.
Koristeći plijesni i kvasce
Povijest istraživanja
Izum mikroskopa omogućio je ljudima proučavanje malih živih organizama. Nizozemac Anthony van Leeuwenhoek smatra se otkrivačem mikrotalasnog svijeta, iako je prvi mikroskop dizajnirao G. Galileo. A. Levenguk je prvi opisao sorte i oblike mikroorganizama. Postupno, ovo je istraživanje rezultiralo čitavom znanošću koja proučava njihovu strukturu, stanište, uvjete za rast i razmnožavanje, što se naziva mikrobiologija. Osnivačem mikrobiologije smatra se francuski znanstvenik L. Pasteur koji je otkrio sposobnost mikroorganizama ne samo da recikliraju 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 nanijeti štetu.
Razvojem mikrobiologije mnoga su važna otkrića učinili ruski znanstvenici: L.S.Tsenkovsky, I.I. Mečnikov, N. F. Gamaleya, D.I.Ivanovsky i drugi. Uz njihovu pomoć prvi put su postavljeni temelji doktrine antibiotika i pojavila se znanost o virusima - virologija.
Trenutno se puno vremena i truda posvećuje proučavanju plijesni, kvasca, kao i njihovoj upotrebi i utjecaju, otvarajući nove mogućnosti za njihovu upotrebu u mnogim sektorima nacionalnog gospodarstva.
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 oblika gljivica.
Pojavili su se prije oko 200 milijuna godina.
Neke su sorte micelija, sastoje se od vlaknastih formacija (jednostrukih ili višećelijskih) - hifa.
Ostali - do kvasca (okrugle stanice), množe se pupoljkom.
I posljednja vrsta - makromiceti - one su tradicionalne gljive po našem razumijevanju.
Plijesni gljiva
Plijesni uključuju mikroskopske gljivice koje se ne mogu vidjeti golim okom.
Njihov zajednički naziv je mikromiceta - skupina gljiva koja pripada nižim i dijelom višim. Prema vrsti hrane oni su saprotrofi. Glavna im je karakteristika sposobnost obrade ostataka živih organizama, pretvaranja u organske i anorganske spojeve. No među njima se mogu naći i paraziti, poput prostranog penicilusa, koji se talože na površini jabuka i uzrokuju ih mekano smeđoj truleži.
Rasprostranjenost u prirodi gotovo je sveprisutna. Teško je precijeniti njihovu važnost u ciklusu materije i energije u biosferi. Nisu izbirljivi prema životnim uvjetima: glavna stvar za njih je toplina, visoka vlažnost zraka i hranjivi medij. Njihove kolonije sposobne su zaraziti organske i anorganske tvari, tvoreći karakteristične plakove.
Irina Selyutina (biolog):
Karakteristična karakteristika plijesni je stvaranje plijesni na hranjivim tvarima. Može ličiti na pahuljicu, biti pahuljast ili prašnjav, i imati razne boje. Naziv gljive često se povezuje s bojom plaka: siva plijesan, zelena plijesan, crna plijesan itd. Oblik i boja kalupa sustavna su obilježja. Jedan od potrebnih uvjeta za nastanak plijesni smatra se dovoljnom vlagom hranjivog supstrata i velikom relativnom vlagom okolnog zraka. Većina plijesni su saprofiti, ali postoje i neobavezni paraziti biljaka, životinja i ljudi među njima. Karakterizira ih vrlo širok spektar enzima, zahvaljujući kojima mogu živjeti na različitim hranjivim tvarima.
Struktura većine plijesni, unatoč raznolikosti njihovih vrsta, ima zajedničke značajke. Njihov micelij ima mnogo posljedica bez formiranja velikih plodnih tijela. Njihovo vegetativno tijelo sastoji se od velikog broja tankih niti - hifa, koje se šire na površini ili unutar ostataka živog organizma. Međutim, može zauzeti velike površine i brzo rasti. Oni su eukarioti, odnosno njihove stanice sadrže jezgro i genetski aparat u njemu, za razliku od prokariota, kojima pripadaju bakterije. Njihove stanice ne sadrže klorofil, što biljkama daje zelenu boju i sposobnost pretvaranja ugljičnog dioksida u hranjive tvari.
Razmnožavaju se na sljedeće načine:
- vegetativno: dijelovima micelija koji, šireći se, počinju postojati u hranjivom mediju, kao neovisni organizam;
- seksualno: kada se dvije spolne stanice spoje u jednu tvorbu zigote;
- aseksualni: s stvaranjem nekoliko vrsta spore.
Kvasac
Kvascu je potreban kisik za život
Kvasac pripada jednoćelijskim gljivicama, postoji više od 1500 vrsta predstavnika askomiceta i basidiomiceta. Smatraju se jednim od najstarijih organizama koje ljudi uzgajaju. Nemaju micelij. Oblik ćelije 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 u prehrambenim uvjetima od plijesni. Za život ovih jednostaničnih organizama potreban je kisik, ali ako ga nema, oni dobivaju energiju iz alkohola nastalih tijekom fermentacije. U anaerobnim uvjetima mogu se hraniti samo glukozom, a u aerobnim uvjetima koriste se ugljikovodici, organski i aromatski spojevi, alkoholi i masti.
Kvasac se razmnožava dijeljenjem ili pupoljkom ili spolno, a taj se proces u optimalnim uvjetima odvija velikom brzinom. Podjela i pupoljka odvijaju se formiranjem i, kako raste, odvajanjem od matične stanice nove, koja je narasla na određenu veličinu.
Vrste plijesni i kvasca
Klasifikacija kalupa poznata znanosti ima više od 300 sorti. Taksonomija najpoznatijih od njih sadrži sljedeći opis:
- Penicilli: najpoznatiji najviši predstavnici roda postojećih plijesni. Nalaze se na raznim mjestima, njihovo prirodno stanište je tlo. Uključuje vrste putem prehrane - 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. 1929. škotski mikrobiolog A. Fleming prvi je otkrio antibakterijski učinak na predstavnika roda i iz njega izolirao supstancu koja je dobila naziv "penicilin". Plodna tijela oko 40 njihovih vrsta izgledaju kao clestothecia, vidljiva bez posebnih optičkih sredstava i različitih boja. Micelij je razgranat i proziran. Razmnožava se sporama.
- Aspergillus: viši aerobni kalupi koji tvore lepršave kolonije ravnih oblika. Micelij ima sepse i širi se sporama. Izuzetno otporan na vanjske utjecaje. Preferiraju supstrate obogaćene kisikom i ugljikom - polisaharidi i monosaharidi, a zaraze i vrste koje sadrže škrob koji se nalaze na kruhu i drugim prehrambenim proizvodima. Gljive Aspergillus razlikuju se od penicilli-a po tome što njihovi plodni vlakna na vrhovima imaju zadebljanja sa šipkastim izraslima, općenito nalik "mutnoj glavi". Iz tih izraslina odvajaju se lanci spora.
- Mukor: rod nižih plijesni široko rasprostranjen u tlu, čiji je micelij jedna velika razgranata multinukleozna stanica koja nema pregrade. Vrh svakog bezbojnog sporangiofora, koji doseže nekoliko centimetara u duljinu, završava u crnoj glavi u kojoj sazrijevaju spore. Ove gljivice formiraju plijesan na hrani, a odlikuje ih sposobnost izazivanja mikoza (gljivičnih bolesti). Mukori su saprotrofi prema vrsti hrane.
- Fusarium: anamorfni plijesan, predstavnik ascomycotaceae. Njegova vrsta nanosi značajnu štetu nacionalnom gospodarstvu, utječući na biljke i životinje. Uzrokuju razne bolesti kolektivno poznate kao Fusarium... Neke se mogu razviti u simbiozi s biljkama, živeći na njihovim korijenima i stvaraju otpuštanje tvari koje blagotvorno utječu na biljku.
Gljive kvasca dijele se u skupine prema načinu reprodukcije i nekim drugim osobinama. Postoje nesporogeni ili asporogeni i sporogeni ili sporogeni. Prvi se često nazivaju kvascem, a razlikuju se sljedeći rodovi:
- Candida: tvori lažni micelij i razmnožava se pupoljkom.
- Torulopsis: ima okrugle i ovalne stanice, ne tvore pseudomicelij i slabo fermentiraju ugljikohidrate, često su štetočine.
- Rodotorula: množe se na hrani, tvoreći pigmente - crvene, žute, ružičaste i crne.
Obitelji se razlikuju po odjelu kvasca koji tvori spore:
- Saccharomycetes: razlikuju se po sposobnosti fermentacije šećera
- Schizosaccharomycetes: koristi se u industriji fermentacije (u proizvodnji alkoholnih pića, alkohola, octa, kvasca itd.)
- Šećer-kod: pripadaju štetočinama ove industrije.
Ljudska uporaba
Plijesni se koriste u mnogim područjima ljudske aktivnosti. Njihova je uloga posebno važna u prehrambenoj industriji i medicini.
Međutim, oni ne donose uvijek koristi, donoseći štetu i gubitke, prisiljavaju da troše puno sredstava, napore za borbu protiv njih i njihov razorni utjecaj.
U prehrambenoj industriji
Kvasac je pronašao svoj put u kuhanju
Kalup i kvasac koriste se u prehrambenoj industriji.
Kod pečenja koristi se kvasac - on daje poroznost kruha, dodatna hranjiva svojstva i povećava njegov vijek trajanja skladištenja. A enzim amilaza koji im se dodaje, izlučuje ih plijesan, poboljšava njegovu aromu i okus. Istodobno, drugi enzim - invertaza - povećava rok trajanja konditorskih proizvoda.
Za proizvodnju alkohola koristi se posebna gljivica kvasca izolirana iz algi, a za vino - čiste kulture određene vrste kvasca, koje joj daju poseban okus i aromu.
U proizvodnji sireva i fermentiranih mliječnih proizvoda koriste se kulture kvasca i neke vrste plijesni. Uz bakterije, gljive sudjeluju u fermentaciji mlijeka za proizvodnju kefira. U proizvodnji sireva gljive roda Torula koriste se za njihovu fermentaciju. A njihov predstavnik iz klana Penicillum, tzv. "Plemeniti plijesan", neophodan je za dobivanje sorti "Camembert", "Roquefort" i "Brie", dajući im karakterističnu strukturu (s prisutnošću plavkastog plijesni u debljini mase sira) i jedinstven okus.
Kvaliteta mesa i ribljih proizvoda poboljšava se enzim proteinaza gljivičnog porijekla. Od sirovog i tvrdog mesa ili ribe loše kvalitete, on čini osjetljiv i mekan proizvod, poboljšavajući i njegov ukus. Kvasna gljivica roda Torulopsis, dodana maslacu, ne dopušta da na njega utječu ostale vrste plijesni, što značajno narušava njegov okus i skraćuje rok trajanja. A aspergillus, čiji konidije izgledaju kao crna plijesan, stvara limunsku kiselinu.
U poljoprivredi i drugim industrijama
U poljoprivredi se široko primjenjuju plijesni i tvari koje iz njih proizlaze. Trichodermin dobiven iz njih uspješno inhibira rast patogenih mikroorganizama koji inficiraju biljke. U borbi protiv njih koriste se neke vrste plijesni opasne od insekata. Neke gljive iz roda Fusarium potiču rast biljaka i povećavaju njihovu produktivnost.
Međutim, među njima ima mnogo parazita odgovornih za kvarenje i skraćivanje roka trajanja proizvoda, koji tijekom vitalne aktivnosti oslobađaju toksine. Oni čak mogu dovesti do spontanog izgaranja zapaljivih proizvoda - sijena, slame, krmnih kultura. Za borbu protiv njih koriste se pesticidi.
Medicinska upotreba
Kalupi se ljudi široko koriste u ljekovite svrhe. Pomoć njihovog predstavnika, peniciluma, neprocjenjiva je u stvaranju antibiotika penicilina, čiji je izgled pomogao spasiti zdravlje milijuna ljudi. Danas su cefalosporini jedna od najpopularnijih i najučinkovitijih skupina. Razvoj mikrobiologije omogućio je provođenje ispitivanja u kojima su tretiranjem plijesni kemijskim mutagenima dobiveni njihovi novi oblici - ankomicete, koji proizvode penicilin, streptomicin i proizvode druge antibiotike u velikim količinama.
Jednako važni lijekovi izvedeni iz plijesni su statini koji se koriste za snižavanje kolesterola i liječenje ateroskleroze.
Korištenje kvasca u medicini nije manje važno. U sušenom obliku koriste se za dobivanje lijekova i dodataka prehrani, u tekućem obliku koriste se za liječenje alergija i obnavljanje mikroflore gastrointestinalnog trakta.
Kalupi i kvasci. Video vodič za biologiju 5. razred
Kalupi i kvasci | Biologija 6. razred 9 | Info lekcija
Kalupi i kvasci. 5. razred biologije.
Patogene gljive i mjere suzbijanja
Temperaturni i vlažni uvjeti naših kuća u nekim su slučajevima dobri za razmnožavanje i život gljivične plijesni.
Osoba često ima alergijsku reakciju na gljivice plijesni. Učinak crne plijesni u kući je oslobađanje toksina. Oni ulaze u dišne puteve, podrivajući zdravlje i izazivajući različite komplikacije. Za uništavanje crne plijesni dezinfekcija se provodi upotrebom sredstava koja uništavaju štetne sojeve i mjere za borbu protiv vlage.
Otrovanje plijesnom hranom također je opasno. Najopasnija od njih je žuta gljiva Aspergillus koja ima tendenciju rasta na raznim prehrambenim supstratima - mahunarkama i uljnim sjemenkama, kakau, kavi, sušenoj ribi, džemu.
Čak i kod visokotehnološke proizvodnje polimernih materijala važan je zadatak zaštititi ih od bioloških oštećenja patogenim plijesnima. Određivanje parametara otpornosti polimera na takve agense pomaže u sprječavanju njihove razgradnje i produljenja radnog vijeka.
Zaključak
Podaci o razvoju znanosti o mikrobiologiji i činjenice koje su otkrivene stalno se ažuriraju. Ljudski zadatak je usmjeriti svojstva kalupa u pravom smjeru.