Что такое дрожжи в биологии. Практическое значение дрожжей. Какими бывают грибы

То, что дрожжи - это грибы, известно, наверное, многим. А что можно сказать о дальнейшей классификации данных представителей царства? Известно, что дрожжи относятся к грибам отдела аскомицеты и базидиомицеты. Что это означает? Давайте попробуем разобраться вместе.

Дрожжи - грибы

Причем Они утратили мицелий в результате эволюционных процессов, как считают, в связи с переходом к обитанию в жидкостных субстратах, которые богаты органикой и весьма благоприятны для жизнедеятельности этих организмов. Всего дрожжей насчитывается до полутора тысяч видов. Все дрожжи - одноклеточные грибы.

Размеры

Единичные обособленные клетки этих грибов достигают до 7 мкм в диаметре, но некоторые разрастаются и до 40 мкм. Однако некоторые дрожжеподобные все же образуют на стадиях своего жизненного цикла мицелий, а в некоторых случаях - и плодовое тело. В настоящее время, например, пекарские дрожжи являются первыми эукариотами, геном которых был идентифицирован и расшифрован.

Немного из истории

Дрожжи - грибы, «одомашненные» человеком, и уже достаточно давно. Их издавна, на протяжении тысячелетий, используют для кулинарных целей: выпечки, создания условий ферментации. Уже в Древнем Египте существовали хлебопекарни и, очевидно, находили применение дрожжи. А в некоторых странах в глубокой древности, наряду с выпечкой пресного (например, маца или лаваш) набирало популярность и изготовление дрожжевого хлеба. известны были египтянам уже более шести тысяч лет тому назад, и при помощи этих организмов люди варили этот пенный напиток.

Интересно, что для новой закваски во многих хозяйствах издревле использовали остатки старой. Так, по мнению ученых, происходила селекция дрожжей, появились виды, не встречающиеся в дикой природе. И многие считают некоторые виды дрожжей продуктом исключительно (например, сорта культурных злаков: пшеницы, ржи и других).

Зимология

Так называется наука, описывающая и изучающая жизнь и деятельность этих организмов. Дрожжи относятся к грибам, их впервые была выделена в 1881 году в Дании, а в 1883 она уже была использована для производства пива. В конце 19 века создана классификация дрожжей, а в 20 веке появляются коллекции и определители известных культур. Дрожжи относятся к грибам отдела аскомицеты до середины прошлого века. Ученые пронаблюдали их половой цикл, обобщая как таксономическую группу Но в Японии одним из ученых индуцировано размножение и дрожжей-базидиомицетов. Таким образом, специалисты пришли к выводу, что грибы-дрожжи (фото внизу) были сформированы в процессе эволюции независимо среди этих двух отделов царства (аскомицеты и базидиомицеты). Данные подтвердило и молекулярно-биологическое исследование организмов. Они представляют собой не таксон, а, скорее всего, особую жизненную форму.

Аскомицеты и базидиомицеты

Итак, дрожжи относятся к грибам отдела аскомицеты и базидиомицеты (точнее, к двум различным отделам). Все они - подцарство высших грибов. Различить их можно по характеристикам жизненных циклов и некоторым другим признакам: парам в ДНК, наличию уреазы. Аскомицеты, или сумчатые грибы - довольно обширный отдел, включающий в себя до тридцати тысяч видов (кстати, всем известные трюфели принадлежат к этому отделу, а также сморчки и строчки). Среди всех - и дрожжи, которые считаются учеными вторично одноклеточными организмами.

Места обитания

Обычно эти организмы обитают в местах, которые богаты сахарами - субстратах на поверхности плодов и ягод, листьев. Они могут питаться продуктами жизнедеятельности растений: нектаром, выделениями, раневыми соками. Не брезгуют и мертвой фитомассой. Могут обитать и в почвенных подстилках из органики, и в природных водных массах. Некоторые дрожжи присутствуют и в кишечниках насекомых, которые питаются древесиной. Много дрожжей и на листьях, которые поражены тлей.

Применение

Некоторые виды дрожжевых культур издавна востребованы в кулинарии, изготовлении выпечки и выгонке спиртного. Квас, хлеб, пиво, вино не обходятся без этих мельчайших помощников. Все эти, известные человечеству с давних пор, дрожжи относятся к грибам отдела аскомицеты. Для производства крепкого спиртного они участвуют в перегонке на этапе брожения. Ныне некоторые культуры дрожжей применяются в широкого спектра биотехнологиях: производстве топлива и пищевых добавок и ферментов. А в науке их используют в качестве подопытных культур для исследований генетиков.

Saccharomyces cerevisiae

Дрожжи относятся к группе одноклеточных грибов, которые утратили мицелиальное строение, потому что средами их обитания стали субстраты жидкой или полужидкой консистенции, содержащие в большом количестве органические вещества. В группу дрожжевых грибов входят 1500 видов, которые принадлежат к классам базидиомицетов и аскомицетов.

В природе дрожжи широко распространены и обитают на субстратах, богатых сахарами, питаясь нектаром цветов, соками растений, мертвой фитомассой, т.д. Дрожжевые грибы могут жить в почве и воде, в кишечнике животных.

Дрожжи - это грибы, которые живут в течение всего или большей части жизненного цикла в форме отдельных одиночных клеток. Размеры дрожжевых клеток составляют в среднем от 3 до 7 мкм в диаметре, но встречаются некоторые виды, клетки которых могут достигать 40 мкм. Дрожжевые клетки неподвижны и имеют овальную форму. Хотя мицелия дрожжи не образуют, у них отмечаются все признаки и свойства грибов. Дрожжевые грибы представляют собой органотрофные эукариоты с абсорбционным видом питания. Эти грибы используют органические вещества для получения углерода и необходимой для жизнедеятельности энергии. Для дыхания дрожжам нужен кислород, но при отсутствии его доступа многие виды факультативных анаэробов дрожжевых грибов получают энергию в результате брожения с образованием спиртов. Брожение дрожжей приостанавливается или прекращается совсем, если кислород начинает поступать к сбраживаемому субстрату, так как дыхание - более эффективный процесс для получения энергии. Но если в питательной среде концентрация сахаров очень велика, то даже при доступе кислорода процессы дыхания и брожения осуществяются одновременно. К условиям питания дрожжевые грибы очень требовательны. В анаэробной среде дрожжи усваивают только глюкозу, тогда как в аэробной они могут использовать в качестве источников энергии также углеводороды, жиры, ароматические соединения, органические кислоты, спирты.

Рост и размножение дрожжей происходит с огромной скоростью, провоцируя при этом характерные изменения в окружающей среде. Так, благодаря процессу спиртового брожения, дрожжи получили широкое распространение во всем мире. Считается, что дрожжи являются самыми древними из растений, культивируемых человеком.

Размножение дрожжей осуществляется почкованием (делением). Возможен и половой путь размножения. При этом образовавшаяся зигота трансформируется в «сумку», в которой заключены 4-8 спор. В одноклеточном состоянии дрожжи способны осуществлять вегетативное размножение. Так, могут почковаться споры или зиготы. Разделение дрожжей на группы (классы Ascomycetes или Basidiomycetes) основано на способах их полового размножения. Существуют виды дрожжей, не имеющие полового размножения. Их ученые включили в класс несовершенных грибов (Fungi Imperfecti, или Deuteromycetes).

Определенные виды дрожжей издревле используются человеком при изготовлении вина, пива, хлеба, кваса, при промышленном производстве спирта, т.д. Некоторые виды дрожжей применяют в биотехнологии, благодаря их важным физиологическим особенностям. В современном производстве используя дрожжи, получают пищевые добавки, ферменты, ксилит, очищают воду от загрязнения нефтью. Но есть и отрицательные свойства дрожжей. Некоторые виды дрожжей способны вызывать у людей заболевания, так как являются факультативными, или условно патогенными микроорганизмами. К таким заболеваниям относятся кандидоз, криптококкоз, питириаз.

Дрожжи – это живой одноклеточный организм, который встречается в растениях и животных. Дрожжевые клетки имеют яйцевидную форму, и увидеть их можно только через микроскоп.

Что такое дрожжи

Если взвесить дрожжи и пересчитать в них клетки, то примерно в 1 г вещества будет около 20 миллиардов ячеек. Поскольку человеческий глаз не способен рассмотреть клетку в 5 микрон, эти организмы на протяжении долгого времени оставались одними из наиболее загадочных. До середины 19 века человечество вообще мало что знало о них. Только в 1866 году микробиолог Луи Пастер, который всю жизнь посвятил изучению принципов ферментации, заинтересовался процессом брожения дрожжей на примере пива. А через 15 лет в лаборатории в Копенгагене Эмиль Хансен выделил и очистил отдельные штаммы дрожжей. Методы культивирования грибов дрожжей по методике Хансена используют до сих пор.

Дрожжевые клетки – это живые организмы, и чтобы размножаться они нуждаются в воздухе. Эти клетки для получения энергии должны питаться. И их любимая пища – все сладкое: сахароза (тростниковый и свекольный сахар), фруктоза и глюкоза (мед, фрукты, кленовый сироп), мальтоза (крахмал).

Размер дрожжевой клетки не превышает восьми тысячных миллиметра. Существует примерно 1500 видов дрожжей. В пределах одного вида могут быть тысячи генетически различных штаммов, но, пожалуй, самый известный – Saccharomyces Cerevisiae, что в переводе с латинского обозначает «сахар», «грибок» и «пивоварение». Чаще их называют более понятными названиями – пивные дрожжи или пекарские. Каждый из этих видов обладает определенными характеристиками, они и определяют сферу применения дрожжей. В пивоварении, например, разные штаммы применяют для производства разных сортов напитка. Но сфера применения этого вещества гораздо шире. Дрожжи используют для производства многих продуктов, они играют роль ароматизаторов, а также нашли применение в фармакологии, животноводстве и других сферах.

Общая характеристика

Дрожжи – это организмы, которым для жизни и размножения необходима пища, тепло и влага.

Они в результате ферментации преобразуют сахара и крахмалы в углекислый газ и спирт. Существуют разные виды дрожжей, которые являются полезными для здоровья человека. Они могут укрепить иммунитет, улучшить пищеварение, но некоторые вызывают грибковые инфекции.

Наиболее известные виды дрожжей:

• пивные;
• пекарские;
• прессованные (или кондитерские);
• сухие;
• кормовые.

Дискуссия вокруг одноклеточных грибков не новая. Многих интересует, что на самом деле являют собой дрожжи хлебопекарные, польза или вред от них, некоторых пугает их состав по ГОСТу, поэтому все чаще хозяйки выбирают не отечественные, а французские дрожжи. На самом деле, если понимать, что такое дрожжи, как размножаются эти микроорганизмы и каким образом влияют на выпечку, становится понятно, что переживать по большому счету не о чем. Являются ли эти вещества полезными или, наоборот, вредными для организма, зависит от количества их потребления, чувствительности организма, а также присутствия в теле грибка рода Candida. В небольших количествах дрожжи могут улучшить состояние здоровья, за счет пополнения запасов витаминов В-группы, но избыток вещества может сказаться на человеке отрицательно.

Как показали результаты исследований, дрожжевые клетки в большой степени напоминают клетки человеческого организма. Но в то время как в наших телах есть десятки миллиардов клеток, у дрожжей она только одна.

Человек, как говорят ученые, это эукариотический организм. Если более простым языком, то это значит, что весь наш генетический материал содержится в клеточном ядре и митохондриях. По такому же принципу природа создала и дрожжи, а вот бактерии – это уже представители прокариотических организмов. И благодаря тому, что дрожжи – одноклеточные, ученым легче изучать их структуру, свойства и жизненные этапы. И с точки зрения структуры, метаболизма из всех биологических моделей ближе всего к человеку именно дрожжи. К тому же, этот грибок – это первый эукариотический микроорганизм, чей геном ученые расшифровали, изучив точную последовательность всех его 16 хромосом.

О важности исследования этих микроорганизмов говорит и то, что за последние 15 лет Нобелевскую премию в области медицины и физиологии дважды вручали исследователям дрожжей. Используя человеческие гены в грибке, ученые проверяют эффективность новых лекарственных средств, изучают специфику некоторых заболеваний.

Большинство исследований касались возможности использования дрожжей в здравоохранении и пищевой промышленности. Меж тем, ученые проводили и другие опыты. К примеру, не так давно стало понятно, что некоторые из дрожжевых штаммов могут послужить основой для создания биотоплива для транспорта. Кстати, значительная доля инсулина, созданного химиками для лечения диабета, произведена не без помощи дрожжей.

Но это еще далеко не все, что человеку предстоит узнать о дрожжах. В этом, по крайней мере, убеждены ученые, занимающиеся исследованием этих микровеществ.

Жизненный цикл грибков

Стоит отметить, что развитие дрожжевых клеток при разных обстоятельствах протекает по-разному. И хоть эти вещества, с точки зрения биологов, являются живыми организмами, но они настолько уникальны, что могут жить и без воздуха.

Когда дрожжи не получают кислород, они, воздействуя на сахар, превращают его в спирт. Кроме того, выделяется углекислый газ. Такой процесс происходит преимущественно во время хлебопечения. В результате этой реакции высвобождается энергия – тесто растет. Меж тем, этой энергии недостаточно, чтобы сами дрожжи продолжали жить. В присутствии кислорода они, подпитанные сахаром, очень быстро растут и размножаются, выделяя при этом углекислый газ, воду и сравнительно (по меркам грибка) огромное количество энергии.

«Хорошие» и «плохие» дрожжи

Дрожжи, как и бактерии, необходимы человеческому организму. Но первое, что важно знать об этих микроорганизмах, что есть хорошие и плохие бактерии, и аналогично – с дрожжами. Грибок может поражать органы и ткани, вызывать аллергии и многие болезни. Сейчас попробуем разобраться в видах грибков и понять, какие из них полезны, а каких следует избегать.

Candida Albicans

Говорят, что почти 80 процентов населения Земли борются с этим патогенным дрожжеподобным грибком, который вызывает разные воспаления в организме. Кандида, как и все дрожжи, одноклеточный организм, который быстро размножается при наличии большого количества сахара в рационе. Этот грибок лишает организм многих питательных веществ, в том числе железа и других минералов, делая кровь кислой. На фоне сладкого рациона кандида активизируется еще больше. Если этот процесс вовремя не остановить, то вредные дрожжи практически уничтожат пищеварительную и иммунную системы, лишат жизненных сил. А взамен вызовут частые головные боли, экземы, перхоть, дерматиты, гормональные расстройства, вагинальные инфекции, болезни желудка и спутанность сознания.

Полезные дрожжи

Но помимо вредных, существуют и полезные дрожжи. Лучше всего на организм влияют грибки, содержащиеся в пробиотических продуктах. Они укрепляют иммунитет и помогают бороться с кандидой. Но также не самыми лучшими источниками этих дрожжей являются продукты, в составе которых есть сахар.

Дрожжи S. Boulardii, содержащиеся почти во всех пробиотиках, обладают многими полезными качествами:

• укрепляют иммунную систему, стимулирую выработку антител;
• защищают организм от вредного воздействия антибиотиков;
• помогает бороться с кандидой.

Еще два необыкновенно полезных штамма дрожжей – Kluyveromyces marxianus var. Marxianus и Saccharomyces unisporus. Содержатся они преимущественно в кефирной закваске и играют роль мощного усилителя для иммунной системы. Благодаря этим компонентам кефир на протяжении веков во всем мире считается одним из лучших тонизирующих напитков. В древние времена он считался напитком долгожителей, а на турецком языке его название звучит как «чувствовать себя хорошо».

Польза для здоровья

Дрожжи – замечательный ингредиент, который помогает сохранить или восстановить здоровье и красоту естественным путем.

Они присутствуют во многих продуктах питания, пищевых биодобавках, а также входят в состав многих косметических средств.

В течение многих десятилетий дрожжи оставались в центре внимания исследователей, которые единогласно признают необыкновенные питательные качества и терапевтические свойства этого грибка. И все – благодаря уникальному биохимическому составу этих организмов. Для человека они служат источником аминокислот, минералов, витаминов, ферментов и многих других полезных веществ, необходимых для роста, правильного метаболизма и укрепления иммунной системы.

Преимущества дрожжей

Эти микроскопические вещества являются источником нутриентов и, клетчатки, многие виды пищевых дрожжей содержат , который обычно есть исключительно в пище животного происхождения. Помимо этого, дрожжи – превосходный источник растительных протеинов, что делает их важным компонентом вегетарианских блюд. А высокая концентрация клетчатки обеспечивает чувством сытости надолго. Эти элементы крайне важны для бесперебойного функционирования организма. Они одинаково важны для человека, животного и даже растений.

Для растений

Последнее, как раз, являются объектом недавнего исследования. Как оказалось, дрожжи могут выступать не только в виде пищевой добавки, но и в качестве полезного естественного удобрения. Некоторые штаммы, способствуют более эффективному поглощению растениями полезных из грунтов. Кроме того, влияют на рост растений. При этом являются абсолютно безопасным «удобрением». Теперь ученые пробуют разработать эффективное лекарство на основе дрожжей против плесени в плодах и от других болезней – как безопасную альтернативу химическим препаратам.

Пищевая добавка

Пожалуй, никого уже не удивить информацией, что дрожжи – полезная биоактивная добавка, применяемая людьми для лечения и профилактики самых разных состояний и болезней.

Пробиотик

Дрожжи в качестве пробиотиков – весьма перспективное решение. Так убеждают ученые и добавляют, что спектр воздействия на человека этих микроорганизмов весьма широк.

Для кишечной флоры

Ученые открыли взаимосвязь между дрожжами и микрофлорой кишечника, в частности, положительное воздействие грибка на воспаленный кишечник.

Полезные свойства:

• пивные дрожжи содержат в себе много витаминов и минералов, в том числе , хром, фолиевую кислоту, биотин и В-витамины;
• укрепляют иммунитет;
• нормализируют сахар в крови;
• способствуют развитию полезных бактерий в организме;
• дрожжи Torula – источник , и ;
• пекарские дрожжи укрепляют иммунную систему.

Возможный вред дрожжей

Неприятный побочный эффект от приема дрожжей может состоять в том, что они питают не только полезные бактерии, но и вредоносные, такие как Candida, вызывающие астму, подагру и другие болезни. С обострением или возникновением кандидоза важно на период лечения исключить из рациона всю дрожжевую пищу.

Дрожжи и аллергии

Дрожжи, как уже отмечалось, это одна из форм грибов. Чаще всего применяются для выпечки и пивоварения. В этом случае применяются пивные и пекарские дрожжи. Но кроме них, существуют еще и так называемые дикие дрожжи, которые можно найти во фруктах, ягодах (виноград) и зерне.

Обычно эти микроорганизмы хорошо переносятся человеком, но бывают люди непереносимостью. Это лица, страдающие аллергией на все виды грибков и плесень.

Дрожжевой экстракт

Дрожжевой экстракт – это пищевой ароматизатор, используемый в приготовлении хлеба, пива, сыра, соевого соуса, а также некоторых других продуктов.

Чтобы понять, как влияет это вещество на организм, для начала надо понять, что это такое вообще.

Дрожжевой экстракт производят путем смешивания дрожжей и сахара в теплых условиях. И с последующим ломанием клеточных мембран. Такой экстракт может быть в гелеобразной или порошкообразной форме. Использование дрожжевого экстракта в продуктах на этикетках к ним может обозначаться как «натуральные ароматизаторы» или «добавки».

Следует знать, что данный экстракт содержит в себе аминокислоту глутаминовую кислоту. Это природная форма аминокислоты и не надо плутать ее с пищевой добавкой глутамат натрия, которая служит усилителем вкуса. И хоть дрожжевой экстракт также влияет на вкус, но действует он как пряность. Кроме того, содержит в себе и высокую концентрацию натрия. И это надо учитывать людям, имеющим проблемы с артериальным давлением либо тем, кому по другим причинам нельзя злоупотреблять натрием. Кроме того, экстракт содержит очень высокую концентрацию витаминов группы В.

Но несмотря на все преимущества этого вещества, людям с пищевыми аллергиями или чувствительностью к дрожжам важно избегать продуктов, содержащих экстракт грибка. Легче всего это сделать, отказавшись от полуфабрикатов и готовой пищи из супермаркетов.

Дрожжи в пище

Все продукты по дрожжесодержанию можно разделить на 3 группы. Первая – пища, в которой при любых обстоятельствах содержатся грибки. Во второй группе продуктов микроорганизмы присутствуют только в определенных условиях. И третья группа – пища, не содержащая это вещество.

К первой группе принадлежат: хлебобулочные изделия, пиво, сидр, кожица фруктов (сливы, виноград), виноградный сок, солодовые напитки, вино, экстракт дрожжей.

Ко второй группе относятся: торты, пончики, фрукты (перезрелые), шоколад (некоторые виды), соевый соус.

Третья группа включает в себя огромное количество продуктов из разных категорий. В частности можно не переживать о наличии дрожжей в яйцах, морепродуктах, разных видах мяса, сырых орехах, бобах, коричневом рисе. Также избежать лишнего потребления дрожжей можно, если во время готовки отказаться от соевого соуса, а уксус заменить лимонным соком.

Список продуктов, содержащих дрожжи:

• все ферментированные (уксус, алкоголь, мисо, соевый соус и т.п.);
• выпечка;
• витамины В;
• пиво;
• ягоды (ежевика, черника, виноград, клубника);
• консервированные соки;
• сидр;
• сухофрукты (инжир, курага, изюм);
• джемы, желе;
• грибы;
• обработанное мясо (колбаса, бекон);
• черный чай;
• оливки;
• вино.

Предостережения

Дрожжи могут воздействовать на эффективность некоторых лекарств. Также важно избегать БАДов, содержащих дрожжи лицам с аллергией на продукт или склонным к дрожжевым инфекциям.

Важное замечание для диабетиков: дрожжи могут снижать уровень сахара в крови, так что желательно регулярно следить за своим показателем глюкозы.

Как сделать дрожжи самостоятельно

Наверняка, вы задавались вопросом, из чего делают дрожжи и как происходит этот процесс. Сейчас вы узнаете, как вырастить эти одноклеточные грибы самостоятельно дома.

Пивные

Способ первый. Взять по 1 стакану воды и муки, смешать и оставить на 7 часов. Затем дополнить смесь небольшой ложкой сахара и стаканом живого пива (имеет срок хранения до 2 недель). Оставить на пару часов. Готовые пивные дрожжи хранить в стеклянной емкости в холодильнике.

Способ второй. В стеклянной таре смешать 200 г изюма, молоко, теплую воду и немного сахара. Сосуд плотно накрыть марлей (сложить в 4 слоя и обвязать). Держать в теплом месте 5 дней.

По этим рецептам вы создадите обычные пищевые дрожжи, которые врачи рекомендуют принимать при разных заболеваниях. Этот натуральный продукт поможет при нарушениях метаболизма, нехватке витаминов группы В, болезнях пищеварения, малокровье, атеросклерозе, укрепит организм после гриппов или ангины. Кстати, пивные дрожжи домашнего производства похожи по своему воздействию на медпрепараты, содержащие эти грибки, например гефефитин.

Для выпечки

Пожалуй, такое бывало в каждой хозяйки. Вот захотелось испечь пирогов к ужину, а дрожжей нет. Но это не повод расстраиваться, если знаешь, как приготовить домашние дрожжи в виде закваски.

Способ 1

Из 200 г муки и небольшого количества воды надо замесить комочек из теста, обкатать в муке и оставить на несколько ней. Когда комок подсохнет, затвердеет и станет кислым – можно использовать вместо магазинных дрожжей.

Способ 2

Очистить и отварить 10 картошек, которые еще горячими протереть через сито. Добавить столовую ложку муки, столько же меда и грамм 25 водки. Оставить смесь на 2 суток в тепле. Когда на поверхности образуется пенная шапка, можно использовать закваску для выпечки (брать только пену).

Домашняя дрожжевая косметика

То, что дрожжи действенный компонент во многих средствах для красоты, известно давно. Но не многие знают, что косметику на дрожжах легко приготовить самостоятельно. Не знаете, как это сделать? Читайте наши рецепты.

Дрожжевая маска для тела

Пакетик сухих дрожжей развести в сливках и добавить в смесь 4 столовые ложки меда. Оставить на 20 минут. Наносить на тело и оставлять на 15-20 минут. Смывать теплой водой. Такая маска улучшает кровообращение, стягивает поры, делает кожу упругой и гладкой.

Средство для волос

В стакане кефира развести столовую ложку пивных дрожжей. Настоять смесь в теплом месте на протяжении нескольких часов. Наносить на волосы и держать около получаса. Такая маска избавит от перхоти.

Дрожжи для лица

Примерно чайную ложку пивных дрожжей развести в небольшом количестве кефира. После того, как смесь немного настоится в теплом месте, и приобретет консистенцию жиденькой сметаны, наносить на кожу лица и держать примерно 20 минут. Это средство избавляет от прыщей, улучшает цвет лица, подходит для жирной кожи.

Интересное о дрожжах:

1. Оптимальная температура для роста дрожжей – 32.2 градуса по Цельсию, выше 38 градусов – дрожжи гибнут.
2. Некоторые штаммы грибка после ферментации сбиваются в комки (обычно при пивоварении).
3. Сухие дрожжи придумали римляне (правда, как часто случалось в истории открытий великих вещей, они тогда еще не понимали, что это сухие дрожжи). Древние ставили пекарские дрожжи (в тесте) на солнце, высушивали, а когда было надо оживляли их сахаром.
4. Аромат пива определяется дрожжами.
5. Существует более полтысячи видов дрожжевых грибков.
6. Еще в 1200 году до н. э. умели печь дрожжевые булки.
7. Сырьем для дрожжей могут служить хмель, молочная сыворотка, разные травы, апельсины, грейпфруты, медовый напиток.
8. В лабораторных условиях за 2 недели можно вырастить примерно 100 тонн дрожжевого молока (затем из него делают прессованные, жидкие, сухие дрожжи).

Многие задаются вопросом: «Дрожжи – это грибы или бактерии». И в этом нет ничего странного, ведь еще сравнительно недавно ученые и сами не знали ответа на этот вопрос. Сегодня же ведутся другие дискуссии о том, насколько безопасно принимать дрожжи. И снова-таки ответ до банальности прост: безопасно, если в меру.

ТЕМА 2 ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ ОРГАНИЗМЫ. ПЕРЕХОД К БАГАТОКЛІТИННОСТІ

§16. ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ ГРИБЫ – ДРОЖЖИ

Вспомните строение и функции клеточной оболочки у клеток растений. Что такое биотехнология?

Какие организмы называют грибами? Вы уже знаете, что грибы объединяют в отдельную группу. Позже мы подробнее рассмотрим особенности строения, процессов жизнедеятельности и разнообразие этих организмов. Теперь лишь вспомним, что грибы, в отличие от растений, не способны к фотосинтезу. Они могут потреблять только растворы органических веществ. Клетка грибов имеет плотную клеточную оболочку подобно клеткам растений. В ее состав входит особый углевод - хитин.

Интересно знать, что углевод хитин также входит в состав покровов насекомых.

Рассмотрите рисунок 65, А. Большинство грибов имеет тело в виде отдельных нитей. Их совокупность называют грибницей.

Рис. 65. А. Схема строения шапинкового гриба: обратите внимание на грибные нити (1), расположенные в почве.

Бы. Строение клетки дрожжей:

1 - клеточная оболочка;

2 - цитоплазма; 3 - вакуоля

3 клеточным соком; 4 - ядро

Среди грибов есть как многоклеточные, так и одноклеточные. На этом уроке мы ознакомимся с одноклеточными представителями грибов - дрожжами. В отличие от большинства грибов, они не образуют грибных нитей. Клетки дрожжей имеют шаровидную или овальную форму (рис. 65, Б).

Дрожжи могут жить в водоемах, а на суше предоставляют преимущества местам, богатым на углеводы. Это может быть поверхность плодов и листьев, нектар цветков и тому подобное. Немного представителей дрожжей случается в почве. Наиболее известные среди дрожжей - сахарные, или пекарские, дрожжи.

Рис. 66. Процесс почкования у дрожжей:

1 - материнская клетка; 2 - образование почки (а); 3 - цепочки клеток

Размножаются сахарные дрожжи так называемым почкованием (рис 66). При этом от материнской клетки отделяется более мелкая дочерняя бутон. В других представителей дрожжей возможно размножение путем деления клетки пополам.

При благоприятных условиях (повышенная температура, достаточное количество сахаров, кислорода) пекарские дрожжи способны так быстро брунькуватись, что образуют цепочки клеток. Клетки в таких цепочках не держатся довольно крепко. Поэтому они легко могут отделяться друг от друга. Каждая материнская клетка может дать начало 20-30 почкам.

Каково значение дрожжей в природе и жизни человека? Дрожжи с давних времен человек использовал для выпекания хлеба. Археологические исследования показали, что в Древнем Египте сахарные дрожжи использовали при выпечке хлеба еще более 4500 лет назад.

Тесто, в котором применены дрожжи, становится рыхлым и приобретает приятных вкусовых качеств. Благодаря чему? В процессе жизнедеятельности дрожжей выделяется углекислый газ. Пузырьки этого газа поднимают тесто и делают его рыхлым и мягким.

Интересно знать, что пивные дрожжи богаты на витамины. Как вы знаете, витамины необходимы для нормального роста и развития нашего организма. Препараты из сухих пивных дрожжей можно купить в аптеках. Такие же витаминные препараты на основе дрожжей используют и для домашних животных.

Определенные виды дрожжей человек использует для изготовления пищевых добавок, богатых на белки. Дрожжевые добавки используют при изготовлении кормов для животных. Это так называемые кормовые дрожжи. Некоторые виды дрожжей применяют для очистки загрязненных нефтью водоемов.

Интересно знать, что в последнее время определенные культуры дрожжей используют для получения современного недорогого биологического топлива. Его изготавливают из растительного материала - соломы или отходов деревообрабатывающей промышленности.

В нашем организме, в частности кишечника, обычно обитают дрожжи рода Кандида и не наносят ему вреда. Но в случае массового размножения они могут вызвать заболевания у людей с ослабленной иммунной системой. Например, за длительного употребления антибиотиков. Такое заболевание носит название молочница. При этом поражаются ногти, слизистые оболочки рта и других органов. Эффективным средством для профилактики размножения грибов рода Кандида в кишечнике является регулярное употребление йогуртов и других молочнокислых продуктов, которые содержат полезные для нашего организма бактерии.

ОБОБЩИМ ЗНАНИЯ

Дрожжи - это одноклеточные грибы. их клетки имеют овальную или шаровидную форму. Они не образуют грибных нитей.

Дрожжи предпочитают средам с высоким содержанием сахара: поверхности плодов и листьев, нектара цветков и тому подобное.

Размножаются дрожжи почкованием.

Сахарные дрожжи широко применяют в хлебопекарной промышленности.

Пополните свой биологический словарь: грибница, дрожжи, почкование.

ПРОВЕРЬТЕ ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАНИЯ

Выберите один правильный ответ

1. Сахарные дрожжи размножаются: а) делением пополам; б) почкованием; в) спорами.

2. В клетках сахарной дрожжей клеточная оболочка: а) есть; б) нет.

Дайте ответ на вопрос

1. В каких отраслях хозяйства человек использует дрожжи?

2. Какой вред дрожжи могут наносить человеку?

Подумайте. Почему дрожжевое тесто надо держать в теплом месте?

Плесневые грибы появились на нашей планете около 200 миллионов лет назад. Плесень способна как лишить жизни, так и спасти от смерти. Плесень выглядит красиво, но при этом других чувств, кроме отвращения, не вызывает. Плесневые грибы – это разнообразные грибы, формирующие ветвящиеся мицелии без крупных плодовых тел. Плесень относится к микромицетам. Это грибы и грибообразные, имеющие микроскопические размеры. Плесневые грибы широко распространены в природе, они развиваются практически повсеместно. Большие колонии растут на питательных средах при высокой температуре и повышенной влажности, причем рост плесени не ограничен при условии наличия пищи. Плесневые грибы отличаются неприхотливостью к среде обитания и пище.

Рис.1. Строение мицелия и вегетативных органов размножения плесневых грибов

В строении плесневых грибов различают ветвящиеся гифы, образующие грибницу, или мицелий. Грибы, относящиеся к плесневым, чрезвычайно разнообразны, но для них всех характерны типичные черты. Мицелий (грибница) плесневых грибов является основой их вегетативного тела и выглядит как комплекс ветвящихся тонких нитей (гиф). Гифы гриба расположены на поверхности или внутри субстрата, на котором поселился гриб. В большинстве случаев плесени образуют грибницы больших размеров, занимающие обширную поверхность. Низшие грибы имеют неклеточную грибницу, тогда как у большинства плесневых грибов грибница поделена на клетки.

Размножение плесневых грибов

Грибы способны размножаться различными способами. Наиболее простым, свойственным всем грибам, является размножение частями мицелия. Каждая часть мицелия (грибница), попав на новый участок субстрата, при благоприятствующих обстеятельствах становится самостоятельной и развивается как целый организм, а часть мицелия, которая погружена в питательный субстрат, играет основную роль в обеспечении организма плесневого гриба питательными веществами, влагой и минеральными веществами. Воздушная же часть, поднимающаяся над поверхностью субстрата, как правило, служит для образования различных телец, с помощью которых плесневые грибы размножаются (оидии, споры, конидии и др.).

Оидии - это тельца, представляющие собой части мицелия. Образуются они некоторыми многоклеточными грибами, у которых зрелый мицелий распадается на множество мелких участков, приобретающих плотную оболочку.

Споры - тельца различной формы, имеющие размеры до нескольких микрон; обычно находятся на концах гиф воздушной части мицелия, внутри особых образований овальной и полукруглой формы - спорангий.

Спор ангиоспоры образуются путем распада многоядерной цитоплазмы молодого спорангия на множество отдельных участков, которые постепенно покрываются собственной оболочкой и превращаются в споры.

Нити воздушного мицелия, несущие спорангии, носят название спорангиеносцев. Такое образование спор характерно для одноклеточных грибов. У многоклеточных формируются так называемые экзоспоры, т. е. внешние, или наружные, которые чаще именуют конидиями, а воздушные гифы, несущие их,- конидиеносцами. Конидии образуются путем отделения непосредственно от конидиеносцев или особых клеток, расположенных на их вершине. Эти клетки обычно имеют продолговатую форму и называются стеригмами. Конидии располагаются на конидиеносцах (или на стеригмах) поодиночке, цепочками и др.

Спорангиеносцы и конидиеносцы на поверхностях материалов, пораженных грибами, образуют видимый пушистый налет. Различная окраска его (зеленая, черная, оливковая, розовая, белая, серая и др.) зависит от окраски конидий, спор, оидии, которые па достижении грибами физиологической’зрелости образуются в громадном количестве. Мицелий грибов, как, правило, бесцветен.

Многие грибы, размножаясь тем или иным вегетативным способом, при подходящих условиях развития могут размножаться и половым путем. Процесс этот у разных грибов неодинаков. Однако всегда при этом образуются особые плодовые тела, в отдельных случаях достигающие огромных размеров (шляпочные, пластинчатые, трубчатые и другие встречаемые в природе грибы представляют собой плодовые тела плесневых грибов).

Половые споры располагаются на пластинках или во вместилищах - сумках. Примером последних могут служить различные виды дождевиков, строчки. Грибы, способные размножаться Хламидоспоры и склероции грибовполовым путем, называют совершенными. Некоторые грибы вообще не размножаются половым путем. Их относят к несовершенным. Знание особенностей строения мицелия, органов вегетативного размножения, строения плодовых тел необходимо в практической работе для распознавания конкретных возбудителей тех или иных процессов.

Многие грибы при наступлении неблагоприятных условий способны образовывать покоящиеся стадии в виде так называемых склероций. Это крепкие, твердые с поверхности, обычно темные, а внутри белые желвачки различных размеров и форм, образованные из плотно переплетенных гиф. Склероций, попадая в благоприятные для развития условия, прорастают и образуют те или иные (в зависимости от вида гриба) органы размножения. Они часто образуются в колосьях злаков. Другой покоящейся стадией являются хламидоспоры. При их образовании цитоплазма внутри гиф собирается в виде комочков, образуя новую оболочку, обычно толстую и окрашенную, и гифы становятся похожими на цепочки или четки, состоящие из хламидоепор. Иногда хламидоспоры образуются только на концах гиф. Многоклеточное строение, дифференциация жизненных функций между частями гриба - воздушным и глубинным мицелием - свидетельствуют о том, что плесневые грибы являются более высокоорганизованными, сложными организмами по сравнению с бактериями.

Питание грибов

Рис.2. Плесневые грибы Fungus aspergillus fumigatus

В природе встречаются множество видов плесени, например, Penicillium spp, Mycorales, Aspergillus, Fusarium, Dematiaceae, Saccharomycetaceae, т.д. Большое значение для человека имеют грибы рода пенициллум. Пеницилл представляет собой плесень зеленого цвета, развивающуюся на растительных субстратах, в том числе пищевых продуктах. Пеницилл продуцирует антибиотик пенициллин – первый открытый в мире антибактериальный препарат. Также важно использование человеком в хозяйстве дрожжей, относящихся к сахаромицетовым грибам. Дрожжи – это грибы, которые не формируют классический мицелий, а их вегетативные клетки размножаются почкованием или делением. Дрожжевые грибы могут жить как отдельные одиночные клетки в течение всего жизненного цикла. С древних времен дрожжи широко используются человеком, так как эти грибы участвуют в процессе спиртового брожения. Это свойство дрожжей применяют в производстве спирта и спиртсодержащих продуктов, виноделии, хлебопечении, кондитерском деле, продукции кормового белка для питания скота.

Много видов плесневых грибов обладают патогенными свойствами, то есть могут спровоцировать заболевания человека, животных, растений. Другие виды плесени вредят хозяйству человека, потому что портят пищевые продукты, в том числе овощи и фрукты, при длительном хранении, вызывают повреждение лесоматериалов, тканей.

Дрожжи, их строение и размножение

Дрожжи представляют собой одноклеточные неподвижные организмы. Они могут быть различной формы: эллиптической, овальной, шаровидной и палочковидной. Длина клеток колеблется от 5 до 12 мкм, ширина - от 3 до 8 мкм. Форма и размеры дрожжевых клеток непостоянны и зависят от рода и вида, а также от условий культивирования, состава питательной среды и других факторов. Более стабильны молодые клетки, поэтому для характеристики дрожжей используют молодые культуры. Дрожжевая клетка состоит из клеточной оболочки, прилегающей к ней цитоплазматической мембраны, цитоплазмы или протоплазмы, внутри которой расположены органоиды и включения (запасные вещества) в виде капелек жира, зерен гликогена и волютина.

Рис.3. Схема строения дрожжевой клетки

1 - делящееся ядро; 2 - гликоген; 3 - волютин; 4 - митохондрии

Дрожжи относятся к классу сумчатых грибов (Ascomycetes - аскомицетов) к подклассу простейших сумчатых (Protoascales - протоасков). В основу классификации дрожжей положены способ размножения и некоторые физиологические признаки. Главным систематическим признаком является способность к образованию спор. По этому признаку дрожжи делятся на две группы: спорогенные дрожжи - дрожжи, способные образовывать споры, и аспорогенные дрожжи - не образующие спор, т. е. не имеющие полового размножения.

По мнению некоторых исследователей, вторую группу дрожжей следует отнести к классу несовершенных грибов (Fungi imperfecti - фунги имперфекти), хотя потеря способности к половому размножению вторична, и они могут быть также отнесены к сумчатым грибам. Классификация спорогенных грибов предложена в 1954 г. В. И. Кудрявцевым. В ее основу положен способ вегетативного размножения. В. И. Кудрявцев предлагает объединить все дрожжи в один порядок одноклеточных грибов (Unicellomycetales - уницелломицетов).

Спорогенные дрожжи он делит на три семейства по признаку вегетативного размножения:

Семейство Saccharomycetaceae (сахаромицетаце) - размножаются почкованием. К этому семейству относятся роды Saccharomyces (сахаромицес), имеющий наибольшее практическое значение, Pichia (пихия), Наsеnulа (ганзенула) и др. (всего 17 родов). Различаются они по форме спор и способу их образования и прорастания.

Семейство Schizosaccharomycetaceae (шизосахаромицетаце) - размножаются делением. К этому семейству относятся два рода: Schizosaccharomyces (шизосахаромицес) и Octosporomyces (октоспоромицес).

Семейство Saccharomycodaceae (сахаромикодаце) - размножение начинается почкованием и заканчивается делением. Главные роды этого семейства Saccharomycodes (сахаромикодес) и Наnsеniаsроrа (ганзениаспора).

Аспорогенные дрожжи классифицируются по системе Ж. Лоддер и Крегера ван Рий, предложенной в 1952 г. В основу классификации положены способность микроорганизмов образовывать ложный мицелий и способность к брожению. Главными родами этой группы являются Саndidа (кандида) и Torulopsis (торулопсис).

Дрожжи могут размножаться вегетативным путем (почкованием или делением) и при помощи спор. При почковании на материнской клетке возникает бугорок – почка, которая растет и, достигнув определенных размеров, отделяется от материнской клетки. При благоприятных условиях процесс почкования длится около 2 ч. У некоторых дрожжей дочерние клетки не отделяются от материнских, а остаются соединенными, образуя ложный мицелий (пленчатые дрожжи).

У большинства дрожжей при неблагоприятных условиях, например при резком переходе от хорошего питания к плохому, происходит образование спор, хотя существуют аспорогенные дрожжи, никогда не образующие спор (Candida, Torulopsis). Споры большей частью образуются бесполым путем, хотя ядро клетки перед этим претерпевает редукционное деление, так что споры обладают гаплоидным (одинарным) набором хромосом.

В клетке возникает от 2 до 8 аскоспор, которые при созревании могут продолжать размножаться почкованием, давая ослабленное гаплоидное поколение. В результате слияния двух гаплоидных аскоспор образуется диплоидная зигота, дающая впоследствии нормальное поколение. Образование половых спор наблюдается у дрожжей Zigosaccharomyces (зигосахаромицес). У них образованию спор предшествует слияние клеток (копуляция).

Практическое значение дрожжей

Наибольшее практическое значение имеют дрожжи Saccharomyces cerevisiae и Saccharomyces ellipsoideus. Дрожжи Sacch. cerevisiae могут иметь форму округлую или овальную. Широко используются в хлебопечении, пивоварении, квасоварении и для производства спирта. Под влиянием условий среды отдельные виды дрожжей приобрели некоторые обособленные признаки. Эти разновидности дрожжей принято называть расами. В различных отраслях промышленности применяют свои расы дрожжей. Спиртовая промышленность, например, применяет расы XII, XV, II, Я. М и др. Они обладают способностью активно сбраживать сахара при температуре 28-30° С и сравнительно устойчивы к спирту. Для приготовления пива используют расы с медленным брожением при сравнительно низких температурах (4-10°С), придающие напитку аромат, с небольшим содержанием спирта. В хлебопечении применяют расы, обладающие быстротой размножения, энергией брожения и подъемной силой.

Дрожжи Sacch. ellipsoideus (Sacch. vini). Эта группа дрожжей эллипсоидной формы. Они чаще всего используются в виноделии. Имеется несколько рас со свойствами придавать винам характерный вкус и аромат (букет). Представители группы дрожжей Sacch. lactis вызывают спиртовое брожение в кисломолочных продуктах.

Наряду с полезными представителями имеются виды из рода Saccharomyces (например, Sacch. Pasteurianum, Sacch. intermedius, Sacch. validus, Sacch. turbidans), которые являются вредителями пивоваренного производства. При своем развитии в пиве придают ему неприятный вкус и запах, напиток получается мутным. К классу аскомицетов относят ряд дрожжей и дрожжеподобных организмов, которые утратили способность к спорообразованию. Некоторые из них вызывают порчу сырья и готовой пищевой продукции.