Pomocou formičiek a kvasníc
Z obrovského kráľovstva húb, ktoré tvoria viac ako 100 tisíc druhov, sú plesne a kvasinky najneobvyklejšími druhmi. Potenciál a rozsah ich použitia ľuďmi je mimoriadne široký. Ale okrem tých, ktorí sú užitoční a schopní slúžiť pre dobro, je medzi nimi veľa, ktorých škoda ovplyvňuje rôzne sféry existencie.
Pomocou formičiek a kvasníc
História výskumu
Vynález mikroskopu umožnil ľuďom študovať malé živé organizmy. Za objaviteľa mikrosveta sa považuje Holanďan Anthony van Leeuwenhoek, hoci prvý mikroskop navrhol G. Galileo. A. Levenguk ako prvý opísal druhy a formy mikroorganizmov. Táto štúdia postupne vyústila do celej vedy, ktorá skúma ich štruktúru, biotop, podmienky pre rast a reprodukciu, ktorá sa nazýva mikrobiológia. Za zakladateľa mikrobiológie sa považuje francúzsky vedec L. Pasteur, ktorý objavil schopnosť mikroorganizmov nielen spracovávať zvyšky mŕtvych organických zlúčenín, ale aj čistiť vodu a pôdu. Dokázal tiež, že huby a kvasinky sú schopné vykonávať funkcie prospešné pre človeka a poškodzovať ho.
S rozvojom mikrobiológie dosiahli ruskí vedci mnoho významných objavov: L.S.Tsenkovsky, I.I. Mechnikov, N.F. Gamaleya, D.I.Ivanovsky a ďalší. S ich pomocou sa po prvýkrát položil základ doktríny antibiotík a objavila sa veda, ktorá študuje vírusy - virológia.
V súčasnosti sa veľa času a úsilia venuje štúdiu plesní, kvasiniek, ako aj ich použitiu a vplyvu, otvárajúcim nové príležitosti pre ich použitie v mnohých odvetviach národného hospodárstva.
všeobecné charakteristiky
Huby sú chutné a zdravé dary prírody, nachádzajú sa v lesoch a na lúkach, majú veľké ovocné telieska. Ale veda pozná nemenej užitočných a rozmanitejších nájdených predstaviteľov tohto kráľovstva - plesňové formy húb.
Objavili sa asi pred 200 miliónmi rokov.
Niektoré odrody sú myceliálne, pozostávajúce z vláknitých útvarov (jedno alebo viacbunkových) - hýf.
Ostatné - na kvasinky (okrúhle bunky) sa množia pučaním.
A posledný druh - makromycety - sú v našom ponímaní tradičné huby.
Plesňové huby
Plesne sú mikroskopické huby, ktoré sa nedajú vidieť voľným okom.
Ich spoločný názov je mikromycéty - skupina húb patriacich k nižším a čiastočne vyšším. Podľa druhu potravy sú to saprotrofi. Ich hlavnou charakteristikou je schopnosť spracovať zvyšky živých organizmov a premeniť ich na organické a anorganické zlúčeniny. Nájdeme však medzi nimi aj parazity, ako napríklad prostaty penicillus, ktoré sa usadzujú na povrchu jabĺk a spôsobujú ich mäkkú hnedú hnilobu.
Rozšírenie v prírode je takmer všadeprítomné. Je ťažké preceňovať ich význam v cykle hmoty a energie v biosfére. Nie sú hákliví na životné podmienky: hlavnou vecou pre nich je teplo, vysoká vlhkosť a živné médium. Ich kolónie sú schopné infikovať organické a anorganické látky a vytvárať tak charakteristické usadeniny.
Irina Selyutina (biologička):
Charakteristickým znakom plesní je tvorba plesní na živinách. Môže pripomínať pavučinu, byť nadýchaný alebo zaprášený a má rôzne farby. Názov huby je často spájaný s farbou plaku: sivá pleseň, zelená pleseň, čierna pleseň atď. Tvar a farba formy sú systematické znaky. Za jednu z nevyhnutných podmienok pre vznik plesní sa považuje dostatočná vlhkosť výživného substrátu a vysoká relatívna vlhkosť okolitého vzduchu. Väčšina plesní sú saprofyty, ale sú medzi nimi aj voliteľní paraziti rastlín, zvierat a ľudí. Vyznačujú sa veľmi širokou škálou enzýmov, vďaka ktorým môžu žiť z rôznych výživných látok.
Štruktúra väčšiny plesní má aj napriek rozmanitosti svojich druhov spoločné znaky. Ich mycélium má veľa vetví bez toho, aby vytvorili veľké plodnice. Ich vegetatívne telo pozostáva z veľkého množstva tenkých vlákien - hýf, ktoré sa šíria na povrchu alebo vo vnútri zvyškov živého organizmu. Môže navyše zaberať veľké plochy a rýchlo rásť. Sú to eukaryoty, to znamená, že ich bunky obsahujú jadro a genetický aparát, na rozdiel od prokaryot, ku ktorým patria baktérie. Ich bunky neobsahujú chlorofyl, ktorý dáva rastlinám ich zelenú farbu a schopnosť premieňať oxid uhličitý na živiny.
Rozmnožujú sa nasledujúcimi spôsobmi:
- vegetatívne: časti mycélia, ktoré sa rozširujú a začínajú existovať v živnom médiu ako samostatný organizmus;
- sexuálne: keď sa dve pohlavné bunky spoja a vytvoria zygotu;
- nepohlavné: s tvorbou niekoľkých druhov spór.
Kvasinky
Kvasinky potrebujú k životu kyslík
Kvasinky patria medzi jednobunkové huby, existuje viac ako 1 500 druhov zástupcov ascomycetov a bazidiomycetov. Považujú sa za jeden z najstarších organizmov pestovaných ľuďmi. Nemajú mycélium. Tvar buniek je odlišný a veľkosti sa pohybujú od 6 - 12 mikrónov do 40 mikrónov. Toto sú zástupcovia organotrofných eukaryotov, ktoré používajú organickú hmotu na výživu na získanie uhlíka a energie pre život.
Líšia sa tým, že sú náročnejšie na výživu ako plesne. Pre život týchto jednobunkových organizmov je kyslík nevyhnutný, ale pri jeho absencii dostávajú energiu z alkoholov tvorených počas fermentačného procesu. Za anaeróbnych podmienok sa môžu živiť iba glukózou a za aeróbnych podmienok používajú uhľovodíky, organické a aromatické zlúčeniny, alkoholy a tuky.
Kvasinky sa množia delením alebo pučaním alebo sexuálne a tento proces za optimálnych podmienok prebieha vysokou rýchlosťou. Rozdelenie a pučanie sa deje prostredníctvom formácie a ako rastie, oddeľuje sa od materskej bunky novej, ktorá narástla do určitej veľkosti.
Druhy plesní a kvasiniek
Klasifikácia foriem, ktorá je známa vede, má viac ako 300 odrôd. Taxonómia najznámejších z nich má nasledujúci popis:
- Penicilli: najslávnejší vyšší predstavitelia rodu existujúcich plesní. Nachádzajú sa na rôznych miestach, ich prirodzeným prostredím je pôda. Zahŕňa druhy kŕmené - saprotrofy a slabé parazity. Rozdelenie je založené na štrukturálnych vlastnostiach konidioforov a závisí od vrstvenia kefiek s konídiami. Antibiotikum penicilín je jedným z ich najznámejších produktov. V roku 1929 g.Škótsky mikrobiológ A. Fleming najskôr odhalil antibakteriálny účinok u zástupcu rodu a izoloval z neho látku, ktorá dostala meno „penicilín“. Plodnice asi 40 ich druhov vyzerajú ako clestothecia, viditeľné bez zvláštnych optických prostriedkov a s rôznymi farbami. Jeho mycélium je rozvetvené a priehľadné. Rozmnožuje sa spórami.
- Aspergillus: vyššie aeróbne formy, ktoré vytvárajú nadýchané ploché kolónie. Mycélium má septa a šíri sa spórami. Mimoriadne odolný voči poveternostným vplyvom. Uprednostňujú substráty obohatené kyslíkom a uhlíkom - polysacharidy a monosacharidy, infikujú aj druhy obsahujúce škrob, ktoré sa nachádzajú na chlebe a iných potravinárskych výrobkoch. Huby Aspergillus sa líšia od penicilli tým, že ich ovocné vlákna na vrcholoch majú zahustenie s výrastkami podobnými tyčinkám, ktoré všeobecne pripomínajú „strapatú hlavu“. Práve od týchto výrastkov sa oddelia spórové reťazce.
- Mukor: rod nižších plesní rozšírený v pôde, ktorého mycélium je jedna veľká rozvetvená viacjadrová bunka bez priečok. Horná časť každého z jej bezfarebných sporangioforov s dĺžkou niekoľkých centimetrov končí čiernou hlavou, v ktorej spóry dozrievajú. Tieto huby tvoria na potravinách plesne a vyznačujú sa schopnosťou spôsobiť mykózy (plesňové ochorenia). Mukory sú saprotrofy podľa druhu potravy.
- Fusarium: anamorfná plesňová huba, predstaviteľka rodu Ascomycotaceae. Jeho druhy spôsobujú značné škody na národnom hospodárstve a ovplyvňujú rastliny a zvieratá. Spôsobovať rôzne choroby súhrnne známe ako fusarium... Niektoré sa dokážu vyvinúť v symbióze s rastlinami, žijú na svojich koreňoch a produkujú uvoľňovanie látok, ktoré majú na rastlinu priaznivý vplyv.
Kvasinkové huby sú rozdelené do skupín podľa spôsobu reprodukcie a niektorých ďalších charakteristík. Existujú nesporogénne alebo asporogénne a sporogénne alebo sporogénne. Prvé sa často nazývajú kvasinky a rozlišujú sa tieto rody:
- Candida: tvorí falošné mycélium a rozmnožuje sa pučaním.
- Torulopsis: má okrúhle a oválne bunky, netvorí pseudomycélium a zle kvasí uhľohydráty, často sú škodcami.
- Rodotorula: množiť sa na potravinách a vytvárať pigmenty - červená, žltá, ružová a čierna.
Rodiny sa líšia od oddelenia sporotvorných kvasiniek:
- Saccharomycetes: sa vyznačujú schopnosťou kvasiť cukry
- Schizosacharomycety: používané vo fermentačnom priemysle (pri výrobe alkoholických nápojov, alkoholu, octu, droždia atď.)
- Cukrový kód: patria k škodcom tohto odvetvia.
Ľudské použitie
Plesne sa používajú v mnohých oblastiach ľudskej činnosti. Ich úloha je obzvlášť dôležitá v potravinárskom priemysle a medicíne.
Nie vždy však prinášajú výhody, prinášajú škody a straty, sú nútené minúť veľa finančných prostriedkov, úsilie v boji proti nim a ich ničivý dopad.
V potravinárskom priemysle
Kvasinky si našli cestu do varenia
Plesne a kvasnice sa používajú v potravinárskom priemysle.
Pri pečení sa používa droždie - dodáva chlebu pórovitosť, ďalšie výživové vlastnosti a zvyšuje jeho čerstvú trvanlivosť. A pridaný enzým amyláza, vylučovaný plesňou, zlepšuje jeho arómu a chuť. Súčasne ďalší enzým - invertáza - zvyšuje trvanlivosť cukrovinkových výrobkov.
Na výrobu alkoholu sa používa špeciálna kvasinková huba izolovaná z rias a na víno - čisté kultúry určitého druhu kvasiniek, ktoré mu dodávajú zvláštnu chuť a arómu.
Pri výrobe syrov a fermentovaných mliečnych výrobkov sa používajú kvasinkové kultúry a niektoré druhy plesní. Spolu s baktériami sa na fermentácii mlieka na výrobu kefíru podieľajú aj plesne.Pri výrobe syrov sa na ich kvasenie používajú huby rodu Torula. A ich zástupca z klanu Penicillum, tzv. „Ušľachtilá pleseň“, nevyhnutná na získanie odrôd „Camembert“, „Roquefort“ a „Brie“, ktorá im dodáva charakteristickú štruktúru (s prítomnosťou modrastej plesne v hrúbke syrovej hmoty) a jedinečnú chuť.
Kvalitu mäsa a rybích výrobkov zvyšuje enzým proteináza plesňového pôvodu. Zo surového a húževnatého mäsa alebo rýb nízkej kvality sa pripravuje jemný a mäkký produkt, ktorý zlepšuje aj jeho chuť. Kvasinková huba rodu Torulopsis pridaná do masla neumožňuje, aby na ňu pôsobili iné druhy plesní, ktoré výrazne zhoršujú jej chuť a skracujú trvanlivosť. A aspergillus, ktorého konídie vyzerajú ako čierna pleseň, produkuje kyselinu citrónovú.
V poľnohospodárstve a iných priemyselných odvetviach
V poľnohospodárstve sa tiež široko používajú plesne a látky z nich získané. Trichodermín získaný z nich úspešne inhibuje rast patogénnych mikroorganizmov, ktoré infikujú rastliny. V boji proti nim sa používajú niektoré druhy plesní, ktoré sú nebezpečné pre hmyzích škodcov. Niektoré huby rodu Fusarium podporujú rast rastlín a zvyšujú ich produktivitu.
Medzi nimi je však aj veľa parazitov zodpovedných za znehodnotenie a skrátenie trvanlivosti výrobkov, ktoré v priebehu svojej životnej činnosti emitujú toxíny. Môžu dokonca spontánne zapáliť horľavé produkty - seno, slama, krmoviny. V boji proti nim sa používajú pesticídy.
Lekárske použitie
Ľudia majú široké použitie na liečivé účely. Pomoc ich zástupcu, penicilínu, je neoceniteľná pri vytváraní antibiotika penicilínu, ktorého vzhľad pomohol zachrániť zdravie miliónov ľudí. Dnes je jednou z najpopulárnejších a najefektívnejších skupín z nich cefalosporíny. Rozvoj mikrobiológie umožnil uskutočniť testy, pri ktorých sa pôsobením plesní chemickými mutagénmi získali ich nové formy - ancomycety, ktoré produkujú penicilín, streptomycín a produkujú ďalšie antibiotiká vo veľkom množstve.
Rovnako dôležitými liekmi pochádzajúcimi z plesní sú statíny, ktoré sa používajú na zníženie hladiny cholesterolu a na liečbu aterosklerózy.
Nemenej dôležité je použitie kvasníc v medicíne. V sušenej forme sa používajú na získanie liekov a doplnkov výživy, v tekutej forme sa používajú na liečbu alergií a obnovenie mikroflóry gastrointestinálneho traktu.
Patogénne huby a kontrolné opatrenia
Teplotné a vlhkostné podmienky našich domov sú v niektorých prípadoch dobré pre reprodukciu a život plesní.
Osoba má často alergickú reakciu na plesne. Účinkom čiernej plesne v domácnosti je uvoľňovanie toxínov. Vstupujú do dýchacích ciest, podkopávajú zdravie a vyvolávajú rôzne komplikácie. Na zničenie čiernej plesne sa dezinfekcia vykonáva pomocou prostriedkov, ktoré ničia škodlivé kmene, a pomocou opatrení na potlačenie vlhkosti.
Otrava plesnivým jedlom je tiež nebezpečná. Najnebezpečnejšou z nich je žltá huba Aspergillus, ktorá má tendenciu rásť na rôznych potravinových substrátoch - strukovinách a olejnatých semenách, kakau, káve, sušených rybách, marmeláde.
Aj pri špičkovej výrobe polymérnych materiálov je dôležitou úlohou chrániť ich pred biologickým poškodením patogénnymi formami. Stanovenie parametrov odolnosti polymérov voči takýmto prostriedkom pomáha predchádzať ich degradácii a zvyšovať životnosť.
Záver
Informácie o vývoji vedy o mikrobiológii a ňou odhalené skutočnosti sa neustále aktualizujú. Úlohou človeka je nasmerovať vlastnosti plesní správnym smerom.
