Naudojant pelėsius ir mieles
Iš didžiulės Grybų karalystės, kuriai priskiriama daugiau nei 100 tūkstančių rūšių, pelėsiai ir mielės yra labiausiai neįprastos rūšys. Žmonėms jų panaudojimo galimybės ir galimybės yra labai plačios. Tačiau be naudingų, galinčių pasitarnauti gėriui, tarp jų yra daugybė, kurių žala veikia skirtingas egzistavimo sritis.
Naudojant pelėsius ir mieles
Tyrimų istorija
Išradus mikroskopą, žmonės galėjo tyrinėti mažus gyvus organizmus. Mikropasaulio atradėju laikomas olandas Anthony van Leeuwenhoekas, nors pirmąjį mikroskopą suprojektavo G. Galileo. A. Levengukas pirmasis aprašė mikroorganizmų rūšis ir formas. Palaipsniui šio tyrimo rezultatas buvo visas mokslas, tiriantis jų struktūrą, buveinę, augimo ir dauginimosi sąlygas, kuris vadinamas mikrobiologija. Mikrobiologijos pradininku laikomas prancūzų mokslininkas L. Pasteuras, kuris atrado mikroorganizmų gebėjimą ne tik apdoroti negyvų organinių junginių liekanas, bet ir išvalyti vandenį bei dirvą. Jis taip pat įrodė, kad grybai ir mielių organizmai gali atlikti žmonėms naudingas ir pakenkti funkcijas.
Tobulėjant mikrobiologijai, Rusijos mokslininkai padarė daug svarbių atradimų: L.S.Tsenkovsky, I.I. Mechnikovas, N. F. Gamaleya, D.I.Ivanovsky ir kiti. Su jų pagalba pirmą kartą buvo padėtas antibiotikų doktrinos pagrindas ir atsirado virusus tiriantis mokslas - virusologija.
Šiuo metu daug laiko ir pastangų skiriama pelėsių, mielių tyrimams, taip pat jų naudojimui ir įtakai, atveriant naujas jų naudojimo galimybes daugelyje šalies ekonomikos sektorių.
bendros charakteristikos
Grybai yra skanios ir sveikos gamtos dovanos, jų yra miškuose ir pievose, jos turi didelius vaisių kūnus. Tačiau mokslas žino ne mažiau naudingus ir įvairesnius rastus šios karalystės atstovus - grybų pelėsines formas.
Jie pasirodė maždaug prieš 200 milijonų metų.
Kai kurios veislės yra micelinės, susidedančios iš gijinių darinių (viengubų ar daugialąsčių) - hifų.
Kiti - mielėms (apvaliosioms ląstelėms) jie dauginasi pumpuruodamiesi.
Paskutinės rūšys - makromicetai - mūsų supratimu yra tradiciniai grybai.
Pelėsiniai grybai
Pelėsiai yra mikroskopiniai grybai, kurių negalima pamatyti plika akimi.
Jų bendras pavadinimas yra mikromicetai - grybų grupė, priklausanti apatinei ir dalinai aukštesnei. Pagal maisto rūšį jie yra saprotrofai. Jų pagrindinė savybė yra gebėjimas apdoroti gyvų organizmų liekanas, paverčiant juos organiniais ir neorganiniais junginiais. Tačiau tarp jų taip pat galima rasti parazitų, tokių kaip pasviręs penicilis, nusėdęs ant obuolių paviršiaus ir sukėlęs minkštą rudą puvimą.
Paplitimas gamtoje yra beveik visur. Sunku pervertinti jų svarbą materijos ir energijos cikle biosferoje. Jie nėra išrankūs gyvenimo sąlygoms: jiems svarbiausia yra šiluma, didelė drėgmė ir maistinė terpė. Jų kolonijos sugeba užkrėsti organines ir neorganines medžiagas, susidaro būdingos nuosėdos.
Irina Selyutina (biologė):
Būdingas pelėsių bruožas yra pelėsių susidarymas ant maistinių medžiagų. Jis gali būti panašus į voratinklį, būti purus ar dulkėtas ir turėti įvairių spalvų. Grybelio pavadinimas dažnai siejamas su apnašų spalva: pilka pelė, žalia pelė, juoda pelė ir kt. Formos forma ir spalva yra sistemingos savybės. Manoma, kad viena iš būtinų pelėsių susidarymo sąlygų yra pakankama maistinių medžiagų substrato drėgmė ir didelė santykinė aplinkos oro drėgmė. Dauguma pelėsių yra saprofitai, tačiau tarp jų yra ir pasirenkamų augalų, gyvūnų ir žmonių parazitų. Jiems būdingas labai platus fermentų asortimentas, kurių dėka jie gali gyventi naudodami įvairias maistines medžiagas.
Nepaisant jų rūšių įvairovės, daugumos pelėsių struktūra turi bendrų bruožų. Jų grybiena turi daug šakų, nesudaranti didelių vaisiakūnių. Jų vegetatyvinis kūnas susideda iš daugybės plonų gijų - hifų, plintančių gyvo organizmo likučių paviršiuje ar viduje. Be to, jis gali užimti didelius plotus ir greitai augti. Jie yra eukariotai, tai yra, jų ląstelėse yra branduolys ir genetinis aparatas, priešingai nei prokariotuose, kuriems priklauso bakterijos. Jų ląstelėse nėra chlorofilo, kuris suteikia augalams žalią spalvą ir galimybę anglies dioksidą paversti maistinėmis medžiagomis.
Jie dauginasi šiais būdais:
- vegetatyviškai: grybienos dalys, kurios plintant pradeda egzistuoti maistinėje terpėje, kaip savarankiškas organizmas;
- seksualiai: kai dvi lytinės ląstelės susijungia ir sudaro zigotą;
- aseksualus: susidarius kelių rūšių sporoms.
Mielės
Mielėms gyventi reikia deguonies
Mielės priklauso vienaląsčiams grybams, yra daugiau nei 1500 ascomicetų ir bazidiomicetų atstovų rūšių. Jie laikomi vienu seniausių organizmų, kuriuos augina žmonės. Jie neturi grybienos. Ląstelių forma yra skirtinga, o dydžiai svyruoja nuo 6 - 12 mikronų iki 40 mikronų. Tai yra organotrofinių eukariotų atstovai, kurie naudoja organines medžiagas mitybai, kad gautų anglies ir energijos visam gyvenimui.
Jie skiriasi tuo, kad yra reiklesni mitybos sąlygoms nei pelėsiai. Šių vienaląsčių organizmų gyvybei deguonis yra būtinas, tačiau jo nesant, jie gauna energiją iš fermentacijos metu susidariusių alkoholių. Anaerobinėmis sąlygomis jie gali maitintis tik gliukoze, o aerobinėmis sąlygomis naudoja angliavandenilius, organinius ir aromatinius junginius, alkoholius ir riebalus.
Mielės dauginasi dalijant, pradedant ar pradedant lytiškai, ir šis procesas optimaliomis sąlygomis vyksta dideliu greičiu. Dalijimasis ir pumpuravimasis vyksta formuojantis ir, jai augant, atskiriant naują motininę ląstelę, kuri išaugo iki tam tikro dydžio.
Pelėsių ir mielių rūšys
Mokslui žinoma formų klasifikacija apima daugiau nei 300 veislių. Garsiausių iš jų taksonomija apibūdinama taip:
- Penicilijos: garsiausi aukštesni esamų formų genties atstovai. Jų yra įvairiose vietose, jų natūrali buveinė yra dirvožemis. Apima šėrimo rūšis - saprotrofus ir silpnus parazitus. Skirstymas grindžiamas konidioforų struktūrinėmis ypatybėmis ir priklauso nuo šepečių sluoksniavimo su konidijomis. Antibiotikas penicilinas yra vienas iš geriausiai žinomų jų produktų. 1929 metais g.Škotijos mikrobiologas A. Flemingas pirmiausia atskleidė antibakterinį poveikį genties atstovui ir iš jo išskyrė medžiagą, kuri buvo pavadinta „penicilinu“. Maždaug 40 jų rūšių vaisiakūniai atrodo kaip klestotecijos, matomos be specialių optinių priemonių ir turinčios skirtingas spalvas. Jos grybiena išsišakojusi ir skaidri. Dauginasi sporomis.
- Aspergillus: aukštesnės aerobinės formos, kurios formuoja purias, plokščios formos kolonijas. Grybai turi pertvaras ir yra platinami sporomis. Ypač atsparus aplinkos poveikiui. Jie labiau mėgsta substratus, praturtintus deguonimi ir anglimi, - polisacharidus ir monosacharidus, jie taip pat užkrėsia krakmolo turinčias rūšis, esančias ant duonos ir kitų maisto produktų. Aspergillus grybai skiriasi nuo penicilių tuo, kad jų vaisinės gijos viršūnėse turi sustorėjimą su lazdelėmis panašiomis ataugomis, paprastai primenančiomis „gauruotą galvą“. Būtent nuo šių ataugų atsijungia sporų grandinės.
- Mukoras: dirvožemyje išplitusi apatinių pelėsių gentis, kurios grybiena yra viena didelė išsišakojusi daugiabranduolė ląstelė be pertvarų. Kiekvieno jo bespalvio sporangioforo viršus, kurio ilgis siekia kelis centimetrus, baigiasi juoda galva, kurioje sporos subręsta. Šie grybai ant maisto formuoja pelėsį ir išsiskiria gebėjimu sukelti mikozes (grybelines ligas). Mukoriai yra saprotrofai pagal maisto rūšį.
- Fusariumas: anamorfinis pelėsių grybas, atstovaujantis ascomycotaceae. Jo rūšys daro didelę žalą nacionalinei ekonomikai, daro įtaką augalams ir gyvūnams. Sukelti įvairias ligas, žinomas kaip fuzariumas... Kai kurie sugeba vystytis simbiozėje su augalais, gyvendami ant šaknų ir gamindami augalą teigiamai veikiančias medžiagas.
Mielių grybai skirstomi į grupes pagal dauginimosi būdą ir kai kurias kitas savybes. Yra nesporogeninių arba asporogeninių ir sporogeninių ar sporogeninių. Pirmieji dažnai vadinami panašiais į mieles ir išskiriamos šios gentys:
- Candida: formuoja melagingą grybieną ir dauginasi pumpuravimu.
- Torulopsis: turi apvalias ir ovalias ląsteles, nesudaro pseudomicelio ir blogai fermentuoja angliavandenius, dažnai būna kenkėjai.
- Rodotorula: dauginasi ant maisto, susidaro pigmentai - raudoni, geltoni, rausvi ir juodi.
Šeimos skiriasi nuo sporas formuojančių mielių skyriaus:
- Saccharomycetes: išsiskiria gebėjimu fermentuoti cukrų
- Šizosacharomicetai: naudojamas fermentacijos pramonėje (alkoholinių gėrimų, alkoholio, acto, mielių ir kt. gamybai)
- Cukraus kodas: priklauso šios pramonės kenkėjams.
Žmonėms
Pelėsiai naudojami daugelyje žmogaus veiklos sričių. Jų vaidmuo ypač svarbus maisto pramonėje ir medicinoje.
Tačiau jie ne visada atneša naudos, atneša žalą ir nuostolius, verčia išleisti daug lėšų, pastangas kovoti su jomis ir jų žalingą poveikį.
Maisto pramonėje
Mielės rado kelią virti
Maisto pramonėje naudojami pelėsiai ir mielės.
Kepant naudojamos mielės - jos duonai suteikia poringumo, papildomos maistinės savybės ir padidina šviežumo išsaugojimo laikotarpį. O į juos įdėtas amilazės fermentas, kurį išskiria pelėsis, pagerina jo aromatą ir skonį. Tuo pačiu metu kitas fermentas - invertazė - padidina konditerijos gaminių galiojimo laiką.
Alkoholio gamybai naudojamas specialus mielių grybelis, išskirtas iš dumblių, o vynui - grynos tam tikros rūšies mielių kultūros, suteikiančios ypatingą skonį ir aromatą.
Gaminant sūrius ir fermentuotus pieno produktus, naudojamos mielių kultūros ir kai kurios pelėsių rūšys. Kartu su bakterijomis kefyro gamybai fermentuojant pieną dalyvauja grybai.Gaminant sūrius, jų fermentacijai naudojami Torula genties grybai. Ir jų atstovas iš Penicillum klano, vadinamasis. „Taurusis pelėsis“ yra būtinas norint gauti „Camembert“, „Roquefort“ ir „Brie“ veisles, suteikiant jiems būdingą struktūrą (sūrio masės storyje yra melsvų pelėsių) ir unikalų skonį.
Mėsos ir žuvies produktų kokybę gerina grybelinės kilmės fermento proteinazė. Iš žalios ir kietos mėsos ar prastos kokybės žuvies jis gamina subtilų ir minkštą produktą, taip pat pagerindamas jo skonį. Torulopsis genties mielių grybelis, įmaišytas į sviestą, neleidžia jo paveikti kitų rūšių pelėsiais, kurie labai pablogina jo skonį ir sutrumpina galiojimo laiką. Aspergillus, kurio konidijos atrodo kaip juodas pelėsis, gamina citrinos rūgštį.
Žemės ūkyje ir kitose pramonės šakose
Žemės ūkyje taip pat plačiai naudojamos pelėsiai ir iš jų gautos medžiagos. Iš jų gautas trichoderminas sėkmingai slopina augalus užkrėstų patogeninių mikroorganizmų augimą. Kai kurios pelėsių rūšys, pavojingos vabzdžių kenkėjams, naudojamos kovojant su jais. Kai kurie Fusarium genties grybai skatina augalų augimą ir padidina jų produktyvumą.
Tačiau tarp jų taip pat yra daugybė parazitų, atsakingų už produktų sugadinimą ir galiojimo laiko sutrumpinimą, išskiriant toksinus jų gyvybinės veiklos metu. Jie gali net savaime degti degius produktus - šieną, šiaudus, pašarinius pasėlius. Kovojant su jais naudojami pesticidai.
Medicininis naudojimas
Pelėsiai žmonėms plačiai naudojami medicininiais tikslais. Jų atstovo penicilumo pagalba yra neįkainojama kuriant antibiotiką peniciliną, kurio išvaizda padėjo išsaugoti milijonų žmonių sveikatą. Šiandien viena populiariausių ir efektyviausių jų grupių yra cefalosporinai. Mikrobiologijos plėtra leido atlikti bandymus, kurių metu, apdorojant pelėsius cheminiais mutagenais, buvo gautos naujos jų formos - ancomicetai, gaminant peniciliną, streptomiciną ir gaminant kitus antibiotikus dideliais kiekiais.
Ne mažiau svarbūs iš pelėsių gauti vaistai yra statinai, vartojami cholesterolio kiekiui mažinti ir aterosklerozei gydyti.
Mielių naudojimas medicinoje yra ne mažiau svarbus. Džiovintos jos naudojamos vaistams ir maisto papildams gauti, skystos - alergijoms gydyti ir virškinamojo trakto mikroflorai atstatyti.
Patogeniniai grybai ir kontrolės priemonės
Mūsų namų temperatūros ir drėgmės sąlygos kai kuriais atvejais yra naudingos grybelinio pelėsio dauginimuisi ir gyvenimui.
Žmogus dažnai turi alerginę reakciją į pelėsinius grybus. Juodojo pelėsio poveikis namuose yra toksinų išsiskyrimas. Jie patenka į kvėpavimo takus, pakenkdami sveikatai ir išprovokuodami įvairias komplikacijas. Norėdami sunaikinti juodąjį pelėsį, dezinfekcija atliekama naudojant kenksmingus štamus naikinančius agentus ir kovos su drėgme priemones.
Apsinuodijimas pelėsiniu maistu taip pat pavojingas. Pavojingiausias iš jų yra geltonasis Aspergillus grybas, linkęs augti ant įvairių maisto substratų - ankštinių ir aliejinių augalų sėklų, kakavos, kavos, džiovintos žuvies, uogienės.
Net ir naudojant aukštųjų technologijų polimerines medžiagas, svarbi užduotis yra apsaugoti jas nuo biologinių pažeidimų, kuriuos sukelia patogeniškos pelėsiai. Polimerų atsparumo tokiems agentams parametrų nustatymas padeda išvengti jų degradacijos ir padidinti tarnavimo laiką.
Išvada
Informacija apie mikrobiologijos mokslo raidą ir jos atskleidžiamus faktus yra nuolat atnaujinama. Žmogaus užduotis yra nukreipti pelėsių savybes tinkama linkme.
