Какова оптимальная температура развития плесневых грибов дрожжей молочнокислых бактерий кратко

Обновлено: 06.07.2024

Получение микробных ферментных препаратов для спиртовой промышленности возможно благодаря разнообразным микроорганизмам. В зависимости от состава питательной среды и условий культивирования микроорганизмы легко переключаются с синтеза одного фермента на другой. У микроорганизмов сравнительно короткий цикл развития (10—100 часов), что позволяет получать сотни урожаев в год.

Продуцентами ферментов могут быть бактерии, грибы, дрожжи и актиномицеты. Для промышленного получения ферментных препаратов используются как природные штаммы микроорганизмов, выделенные из естественных сред, так и мутантные, селекционированные воздействием на природные физических и химических мутагенов.

Микроорганизмы синтезируют одновременно комплекс ферментов, но некоторые из них, особенно мутантные штаммы, продуцируют в значительных количествах лишь один фермент. Для лучшего использования крахмалсодержащего сырья в спиртовом производстве осахаривающие материалы должны содержать не только амилолитические ферменты, но и ферменты, гидролизующие другие углеводы сырья — целлюлозу и гемицеллюлозы. Для обеспечения дрожжей азотистым питанием имеют значение и протеолитические ферментные препараты.

Несмотря на то, что для успешного осахаривания нужен комплекс ферментов, отбор микроорганизмов-продуцентов до сих пор проводился главным образом по высокой активности амилолитических ферментов — a-амилазы, глюкоамилазы и в более ранних работах — олиго-1,6-глюкозидазы (декстриназы).

Наиболее часто в качестве продуцентов амилолитических ферментов в спиртовом производстве используются плесневые грибы, реже — дрожжеподобные организмы и споровые бактерии.

Для получения амилаз широко применяют плесневые грибы рода Aspergillius, видов niger, orizae, usamii awamori, batatae; рода Rhizopus, видов delemar, tonkinensis, niveus, japonicum и др., а также отдельные представители Neurospora crassa и Mucor.

Плесневые грибы очень широко распространены в природе; основное место их обитания — почва. Несмотря на наличие многих родов и видов плесневых грибов все они характеризуются нитевидным строением тела и специфическим строением плодоносящих органов. Тело гриба состоит из длинных переплетенных нитей сероватого или белого цвета, называемых гифами. Гифы распространяются по поверхности питательного субстрата, образуя мицелий и частично врастают в него. Некоторые гифы, поднимающиеся над поверхностью в виде легкого пушка, имеют более сложное строение и представляют собой органы плодоношения, называемые конидие или спорангиеносцами. У мукоровых грибов на конце спорангиеносца находится шаровидное вздутие, окруженное оболочкой, внутри которого образуются споры. У аспергиллов конец конидиеносца имеет булавовидное утолщение, от которого отходят удлиненные клетки, называемые стеригмами; от стеригм отшнуровываются более мелкие круглые клетки — конидии.

Отделившиеся конидии или споры, попадая в благоприятные условия, начинают прорастать, затем гифы ветвятся, образуя мицелий; при истощении питательных веществ в среде гриб переходит - в стадию споро- или конидиебразования. Споры и конидии плесневых грибов содержат пигменты, что и придает зрелым культурам характерную окраску.

На рис. 55 показана морфология плесневых грибов. Для осахаривания на спиртовых заводах чаще используются аспергиллы: при поверхностном культивировании — Asp. oryzae и Asp. awamori, а в последнее время высокоактивный по глюкоамилазе штамм Rhizopus delemar В; при глубинном культивировании — Asp. niger, Asp. usamii

Рис. 55. Плесневелые грибы:

1 – Asp. Oryzae; 2 - Asp. Niger, 3 – Penicillium, 4 – Mucor, a – мицелий; б – конидиеносцы в - конидии и споры

Asp. awamori и Asp. Batatae. На спиртовых заводах США используется высокоактивный штамм Asp. ашатоп МКК-3112.

Аспергиллы являются типичными аэрофилами, поэтому они могут развиваться только на поверхности твердой или жидкой среды или в жидкой, достаточно аэрируемой среде. Оптимальная температура для, большинства аспергиллов 25—30°С, для некоторых — до 35°С. Большинство грибов при поверхностном культивировании могут переносить кратковременное повышение температуры до 40 и даже 45°С без заметной потери активности ферментов. Оптимальная влажность среды для них около 65%.

Для питания аспергиллов необходимы азотистые и минеральные вещества. В качестве источника углевода кроме моносахаридов, многих олиго- и полисахаридов могут служить спирты и органические кислоты, однако для накопления амилазы в среде обязательно должны присутствовать крахмал, декстрины или мальтоза. На средах, содержащих другие сахара, в том числе глюкозу грибы амилазы не образуют. Источником азота могут быть белки и их гидролизаты, аммонийные соли и нитраты.

Среда должна содержать соединения, в состав которых входят сера, фосфор, калий, магний и микроэлементы. Большинство плесневых грибов усваивают серу из сульфатов, а фосфор — из солей фосфорной кислоты. Аспергиллы не нуждаются в готовых витаминах и факторах роста, так как способны сами синтезировать их из более простых химических соединений, содержащихся в среде. Препараты ферментов из плесневых грибов содержат, как правило, широкий набор ферментов, поэтому во многих случаях могут полностью заменять зерновой солод.

В последнее время на спиртовых заводах стал широко применяться высокоактивный по глюкоамилазе штамм Asp.awamori-466, выращиваемый на концентрированном кукурузном сусле 18% сухих веществ). Готовая культура имеет активность до 250ед. ГлА на 1 мл, но других амилолитических ферментов, а также протеазы практически не образует. В связи с этим эту культуру целесообразно применять в смеси с другими культурами, продуцирующими a-амилазу и протеолитические ферменты.

Существует два способа культивирования микроорганизмов продуцентов ферментов: поверхностный и глубинный.

Первый способ, применяемый для культивирования плесневых грибов, характеризуется развитием мицелия на поверхности твердого или жидкого субстрата. На жидком субстрате образуется пленка мицелия, продуцирующего не только амилолитические ферменты, но и органические кислоты, инактивирующие их, поэтому пользуются твердыми субстратами с развитой поверхностью — пшеничными отрубями, дробиной барды, картофельной мезгой и др.

Максимальная активность ферментов достигается при культивировании грибов на пшеничных отрубях. Дробина барды бедна питательными веществами, и активность ферментов в культурах грибов, выращенных на ней, в 4—5 раз ниже, чем на отрубях. Зрелая культура грибов вследствие обволакивания частиц отрубей мицелием имеет вид плотной войлокообразной массы.

При поверхностном культивировании пшеничные отруби должны быть увлажнены и стерилизованы. В стерильных условиях готовят посевную культуру, но выращивают гриб в нестерильных условиях в кюветах, устанавливаемых в растильных камерах. Тепло, выделяющееся в процессе роста грибов, удаляется продуванием через растильную камеру кондиционированного воздуха.

Поверхностный способ выращивания плесневых грибов имеет ряд преимуществ. Так как во время роста гриба отруби не перемешиваются, посторонние микроорганизмы не распространяются по всей их массе и вызывают лишь незначительное местное инфицирование, которое, как правило, не влияет на активность ферментов. Это, однако, не исключает необходимости тщательной стерилизации среды и оборудования. Культуру на отрубях высушивают до содержания влаги 10—11%. В таком виде она может храниться продолжительное время без значительной потери активности. Это позволяет организовать централизованное снабжение спиртовых заводов сухой культурой плесневых грибов, что является одним из преимуществ поверхностного способа выращивания.

Недостаток поверхностного способа — необходимость установки множества кювет, работу с которыми трудно механизировать. Себестоимость культуры гриба-продуцента высока, причем в основном из-за затраты большого количества ручного труда. Механизация процесса выращивания возможна путем создания непрерывно действующих установок или бескюветных аппаратов с вертикальным толстым слоем питательной среды и интенсивным продуванием воздуха через этот слой.

Глубинную культуру микроорганизмов выращивают на жидкой питательной среде при энергичной аэрации в герметически закрытых аппаратах и в стерильных условиях. Процесс полностью механизирован. Стерильность глубинной культуры микроорганизма — продуцента ферментов положительно отражается на результатах сбраживания сусла дрожжами.

Микроорганизмы - продуценты ферментов

Тема 1.2. Оборудование для производства ферментных препаратов.

Рис. 55. Плесневелые грибы:

1 – Asp. Oryzae; 2 - Asp. Niger, 3 – Penicillium, 4 – Mucor, a – мицелий; б – конидиеносцы в - конидии и споры

Asp. awamori и Asp. Batatae. На спиртовых заводах США используется высокоактивный штамм Asp. ашатоп МКК-3112.

Существует два способа культивирования микроорганизмов продуцентов ферментов: поверхностный и глубинный.

1. ОП.01. Основы микробиологии, физиологии питания, санитарии и гигиены 43.01.09 Повар, кондитер Выполнил: Шубина Елена автурьевна

2. Роль микробов в природе

РОЛЬ МИКРОБОВ В ПРИРОДЕ
• МИКРОБИОЛОГИЯ — НАУКА, ИЗУЧАЮЩАЯ
СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
МИКРООРГАНИЗМОВ.
• МИКРОБЫ — МЕЛЬЧАЙШИЕ ЖИВЫЕ
ОРГАНИЗМЫ (РАЗМЕР ИЗМЕРЯЕТСЯ В
МИКРОМЕТРАХ — МКМ, НАНОМЕТРАХ — НМ)
— ШИРОКО РАСПРОСТРАНЕНЫ В ПОЧВЕ, ВОДЕ,
ВОЗДУХЕ.
• МИКРОБЫ БЫЛИ ОТКРЫТЫ АНТОНИЕМ
ЛЕВЕНГУКОМ.
Голландский
естествоиспытатель
Антони ван Ле́венгук
(1632—1723)

3. Роль микробов в природе

РОЛЬ МИКРОБОВ В ПРИРОДЕ
ПОЛОЖИТЕЛЬНАЯ
МИКРОБЫ УЧАСТВУЮТ:
ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ
МИКРОБЫ ВЫЗЫВАЮТ:
РАЗЛИЧНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА
ПОРЧУ ПИЩЕВЫХ
ПРОДУКТОВ (ГНИЕНИЕ,
ПЛЕСНЕВЕНИЕ)
В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
(СЫРА, ТВОРОГА, ХЛЕБА, КВАСА)
В ПРОЦЕССЕ СОХРАНЕНИЯ И
КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПРОДУКТОВ
(КВАШЕНОЙ КАПУСТЫ, СОЛЕНЫХ ОГУРЦОВ)
В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИЩЕВЫХ И
КОРМОВЫХ БЕЛКОВ ДЛЯ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ ИЗ
РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

4. Группы микроорганизмов Бактерии одноклеточные, размер 0,4 -10 мкм

ГРУППЫ МИКРООРГАНИЗМОВ
БАКТЕРИИ
КОККОВЫЕ
(ШАРОВИДНЫЕ)
(микрококки,
диплококки,
тетракокки,
сарцины,
стрептококки,
стафилококки)
ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ, РАЗМЕР 0,4 -10 МКМ
ПАЛОЧКОВИДНЫЕ
(одиночные,
двойные, цепочки)
СПИРАЛЕВИДНОИЗВИТЫЕ
(вибрионы,
спириллы и
спирохеты)
Размножаются бактерии путем
простого деления.

5. Бактерии

БАКТЕРИИ
Палочковидные
бактерии при
неблагоприятных
условиях образуют
споры
В благоприятных
условиях споры
прорастают в
обычную
бактериальную
клетку
Споры не нуждаются в
питании, не способны
размножаться,
сохраняют
жизнеспособность при
высоких температурах,
высушивании,
замораживании в течение
нескольких месяцев (спора
палочки ботулинуса) или
многих лет (спора палочки
сибирской язвы)
Споры погибают
при стерилизации
(нагревании до
температуры 120 °С
в течение 20 мин)
Спорообразующие
бактерии называются бациллами.

6. плесневые грибы одноклеточные или многоклеточные низшие растительные организмы

7. дрожжи

ДРОЖЖИ
ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ НЕПОДВИЖНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ, РАЗМЕР ДО 15 МКМ
Форма:
круглые,
овальные,
палочковидные
Размножаются в
благоприятных
условиях почкованием,
спорами, делением
Применяются как пищевой и кормовой
продукт (содержат белки, жиры, витамины
группы В, минеральные вещества)
Расщепляют
(сбраживают) сахара в
спирт и углекислый газ
Спиртовое брожение
используется в виноделии, хлебопечении
и в производстве
кисломолочных продуктов (кефира, кумыса)

8. Вирусы не имеют клеточного строения, размер от 8 до 150 нм

ВИРУСЫ
НЕ ИМЕЮТ КЛЕТОЧНОГО СТРОЕНИЯ, РАЗМЕР ОТ 8 ДО 150 НМ
Можно увидеть
только с
помощью электронных
микроскопов
Форма:
круглая,
прямоугольная
и нитевидная
Стойки к
высушиванию, низкой
температуре
Размножаются только в
живых клетках и являются
внутриклеточными
паразитами
Малоустойчивы к
воздействию высокой
температуры (100 °С),
ультрафиолетовых
лучей
Вызывают заболевания
человека (грипп, натуральная оспа), животных
(ящур, бешенство),
растений (парша
картофеля)

9. Вирусы

ВИРУСЫ
Бактериофаги —
разновидность
вирусов,
паразитирующих
на обыкновенных
бактериях
Проникая внутрь
живых
бактериальных
клеток, бактериофаги
уничтожают их
Открыл существование
вирусов в природе в 1892 г.
русский ученый
Д.И.Ивановский (1864-1920)
Используют как
лечебные средства в
борьбе с
инфекционными
заболеваниями
(дифтерией, холерой,
брюшным тифом,
дизентерией)
Бактериофаги были открыты
российским и советским врачом, микроби
ологом и эпидемиологом Н.Ф.Гамалеем
(1859 - 1949)

10. Вопросы для повторения

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
1. НАЗОВИТЕ ОСНОВНЫЕ ВИДЫ МИКРОБОВ.
2. КАК БАКТЕРИИ РАЗЛИЧАЮТСЯ ПО ФОРМЕ КЛЕТКИ?
3. КАКИМИ СПОСОБАМИ РАЗМНОЖАЮТСЯ БАКТЕРИИ,
ПЛЕСНЕВЫЕ ГРИБЫ, ДРОЖЖИ?
4. КАКИЕ БАКТЕРИИ НАЗЫВАЮТ БАЦИЛЛАМИ?
5. ЧТО ТАКОЕ СПОРЫ И ПРИ КАКИХ УСЛОВИЯХ ИХ ОБРАЗУЮТ
БАКТЕРИИ?
6. ПОЧЕМУ ВИРУСЫ НАЗЫВАЮТ ВНУТРИКЛЕТОЧНЫМИ
ПАРАЗИТАМИ?
7. ЧТО ТАКОЕ ВИРУСЫ И БАКТЕРИОФАГИ?

11. Состав микробов

СОСТАВ МИКРОБОВ
БЕЛКИ
(6-14 %)
ВОДА
(70-85%)
ЖИРЫ
(1-4 %)
УГЛЕВОДЫ
• ФЕРМЕНТЫ — ВЕЩЕСТВА,
УСКОРЯЮЩИЕ БИОХИМИЧЕСКИЕ
ПРОЦЕССЫ (КАТАЛИЗАТОРЫ) И
НАХОДЯЩИЕСЯ ВНУТРИ КЛЕТКИ
МИКРОБОВ.
МИНЕРАЛЬ
НЫЕ
ВЕЩЕСТВА
ФЕРМЕНТЫ

12. Питание микробов

БЕЛКИ
ПИТАНИЕ МИКРОБОВ
ЖИРЫ
УГЛЕВОДЫ
МИНЕРАЛ.
В-ВА
• Проникают в клетку в растворенном виде через оболочку.
ПО СПОСОБУ ПИТАНИЯ:
АУТОТРОФНЫЕ
(усваивают
углерод и азот из
неорганических
соединений)
ГЕТЕРОТРОФНЫЕ
(САПРОФИТЫ)
усваивают готовые
органические
соединения мертвой
природы (гнилостные
бактерии, плесневые
грибы, дрожжи)
ПАРАТРОФНЫЕ
(ПАРАЗИТЫ)
нуждаются в сложных
органических
соединениях живых
организмов (болезнетворные микробы)

13. Дыхание микробов

ДЫХАНИЕ МИКРОБОВ
ПО СПОСОБУ ДЫХАНИЯ
АЭРОБЫ
нуждаются в
кислороде
воздуха (плесневые грибы,
уксуснокислые
бактерии)
АНАЭРОБЫ
живут и развиваются при
отсутствии
кислорода
(ботулинус,
маслянокислые
бактерии)
УСЛОВНЫЕ
АНАЭРОБЫ
развиваются как в
присутствии
кислорода, так и
без него
(молочнокислые
бактерии,
дрожжи)

14. Вопросы для повторения

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
1. ИЗ КАКИХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ СОСТОИТ КЛЕТКА
МИКРОБОВ?
2. ЧЕМ ПИТАЮТСЯ МИКРОБЫ?
3. КАКОВ ПУТЬ ПРОНИКНОВЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В
КЛЕТКУ МИКРОБОВ?
4. ЧЕМ ОТЛИЧАЮТСЯ МИКРОБЫ САПРОФИТЫ ОТ МИКРОБОВ
ПАРАЗИТОВ?
5. ЗАЧЕМ МИКРОБАМ НУЖЕН КИСЛОРОД?
6. ЧЕМ ОТЛИЧАЮТСЯ МИКРОБЫ АЭРОБЫ ОТ МИКРОБОВ
АНАЭРОБОВ?

15. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА МИКРОБЫ

Жизнедеятельность
микробов находится в
зависимости от окружающей
среды
Создавая разные условия
среды, можно
способствовать развитию
полезных и подавлять
жизнедеятельность вредных
микроорганизмов
Пищевые продукты могут
хорошо сохраняться только
при создании неблагоприятных условий для
развития в них вредных
микробов
Факторы, влияющие на
жизнедеятельность микробов:
температура, влажность,
характер питательной среды,
действие света, химических
веществ, биологических
факторов

16. Температура внешней среды

ТЕМПЕРАТУРА ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ
Оптимальная
температура
развития
большинства
микроорганизмов
25-35 0С
15 °С (плесневые грибы);
25-37 °С (болезнетворные бактерии,
дрожжи);
50 0С (молочно-кислые
бактерии)
Повышение температуры
(45-50°С) приостанавливает развитие микробов
Понижение
температуры
замедляет или
прекращает
развитие
микробов, но не
убивает их
Дальнейшее повышение
температуры ведет к гибели
микроорганизмов, а затем и
их спор (пастеризация (6090°С), стерилизация (100120°С)

17. влажность

ВЛАЖНОСТЬ
Повышенная влажность
способствует питанию и
развитию микробов
Пищевые продукты,
содержащие большое
количество влаги (молоко,
мясо, рыба, овощи, плоды),
быстро портятся
Нижний предел влажности
среды для развития бактерий
- 20%, а плесневых грибов 15%
Надежный способ сохранения
продуктов от порчи - сушка

18. характер питательной среды

ХАРАКТЕР ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ
При повышении концентрации
соли (10-20%) и сахара (6070%) многие микробы
полностью прекращают свое
развитие (гнилостные,
молочно-кислые)
Посол рыбы, мяса
Приготовление варенья,
джема, повидла
Большинство микробов развивается в
нейтральной или слабощелочной
среде, а плесени и дрожжи — в
слабокислой среде.
Изменяя реакцию среды, можно
влиять на ход развития
микроорганизмов
Консервирование путем квашения (с
помощью образующейся молочной
кислоты) и маринования (с помощью
добавляемой уксусной кислоты)

19. действие света и химических веществ

ДЕЙСТВИЕ СВЕТА И ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Прямые солнечные лучи
убивают микробы
Многие химические
соединения губительно действуют на
микробы и
используются для их
уничтожения
Ультрафиолетовые лучи солнца и
специальных ламп используются для
дезинфекции воды, воздуха,
помещений
Они называются
антисептиками,
или
дезинфицирующи
ми веществами
Растворы хлорной
извести, хлорамина и
другие
Сорбиновая кислота
(сохранение соков)
Бензойная кислота в
клюкве, бруснике
(предохраняет их от
порчи)

20. Действие биологических факторов

ДЕЙСТВИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
Микробы в процессе
жизнедеятельности могут
влиять друг на друга
Фитонциды, выделяемые растениями
(луком, чесноком,
хреном, цитрусовыми
и другими), убивают
болезнетворные
микробы
Многие бактерии, плесневые грибы
выделяют в окружающую среду вещества
— антибиотики, губительно действующие
на развитие других микробов
Фитонциды —
легколетучие
вещества, поэтому
оказывают влияние
на микробы на
расстоянии
Фитонциды
открыты в 1928 г.
Б.П.Токиным
(1900-1984) советским учёнымбиологом

21. Вопросы для повторения

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
1. ПЕРЕЧИСЛИТЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАЗВИТИЕ
МИКРОБОВ.
2. КАКОВА ОПТИМАЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА РАЗВИТИЯ ПЛЕСНЕВЫХ
ГРИБОВ, ДРОЖЖЕЙ, МОЛОЧНО-КИСЛЫХ БАКТЕРИЙ?
3. ОБЪЯСНИТЕ ПРИЧИНУ БЫСТРОЙ ПОРЧИ МОЛОКА, МЯСА,
РЫБЫ.
4. ПОЧЕМУ СОЛЕНАЯ РЫБА ХОРОШО ХРАНИТСЯ?
5. КАКИМИ СВОЙСТВАМИ ОБЛАДАЮТ ФИТОНЦИДЫ?

22. РАСПРОСТРАНЕНИЕ МИКРОБОВ В ПРИРОДЕ

МИКРОФЛОРА ПОЧВЫ
В 1 г до нескольких
миллиардов микробов
Возбудители дизентерии, брюшного
тифа, холеры выживают 30-40 дней
Больше всего микробов на
глубине от 1 до 30 см
Споры сибирской язвы, столбняка,
ботулинуса, газовой гангрены
сохраняются годами
Некоторые микробы очищают
почву от остатков животного и
растительного происхождения
Почва - основной резервуар, из
которого микробы попадают в воду и
воздух

23. МИКРОФЛОРА ВОДЫ

Загрязненность может составлять до 1 млн микробов в 1 мл
Может загрязняться промышленными
стоками, содержащими различные
химические активные вещества: аммиак,
сероводород, соли азотной кислоты,
хлориды, соли фосфорной кислоты
Холерный вибрион,
возбудители брюшного
тифа, дизентерии, гепатита,
бациллы сибирской язвы
Загрязненную воду следует подвергать
тщательной очистке — отстаивать,
фильтровать, озонировать,
обрабатывать ультрафиолетовыми
лучами и т.д. на специальных
очистительных станциях
Холерный вибрион
выживает до нескольких
месяцев, возбудитель
туберкулеза — до 5 мес,
сальмонеллы — до 3 мес

24. МИКРОФЛОРА ВОЗДУХА

Воздух — неблагоприятная
среда для жизни
микроорганизмов
Могут находиться
болезнетворные микробы
туберкулеза, дифтерии, гриппа
Больше обсеменены
микробами нижние слои
воздуха (1 куб м воздуха
содержит десятки тысяч
микроорганизмов)
Очистить воздух в помещениях можно
вентиляцией, систематической влажной уборкой,
бактерицидными лампами, дезинфицирующими средствами

25. МИКРОФЛОРА ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

На коже человека
и во внутренних
органах постоянно
обитают микробы
В организм
человека микробы
поступают с пищей,
водой, из воздуха
Обильно обсеменены
микробами зубной налет,
зубы, пораженные
кариесом, миндалины
В ротовой полости
имеются микрококки,
стрептококки,
стафилококки,
вибрионы, спирохеты,
палочки, дрожжи
В кишечнике постоянно обитают
кишечная палочка, некоторые кокки,
протеи. У больных и
бактерионосителей обнаруживают
дизентерийную и брюшнотифозную
палочки, сальмонеллы и другие
возбудители кишечных заболеваний

Из обширного царства Грибы, насчитывающего более 100 тысяч видов, плесневые грибы и дрожжи – наиболее необычные виды. Потенциал и сфера их использования человеком чрезвычайно широка. Но кроме полезных, способных служить во благо, среди них встречается немало и таких, вред которых затрагивает разные сферы существования.

Использование плесневых грибов и дрожжей

История исследований

Изобретение микроскопа позволило людям заняться исследованиями живых организмов малого размера. Первооткрывателем микромира считают нидерландца Антония ван Левенгука, хотя первый микроскоп был сконструирован еще Г.Галилеем. А. Левенгук первый описал разновидности и формы микроорганизмов. Постепенно это изучение вылилось в целую науку, изучающую их строение, среду обитания, условия роста и размножения, получившую название микробиология. Основоположником микробиологии считают французского ученого, Л. Пастера, который обнаружил способности микроорганизмов не только перерабатывать остатки мертвых органических соединений, но и очищать воду и грунт. Он также доказал, что грибы и дрожжевые организмы способны выполнять полезные для человека функции и приносить вред.

С развитием микробиологии было сделано много важнейших открытий русскими учеными: Л. С. Ценковским, И.И. Мечниковым, Н. Ф. Гамалеей, Д. И. Ивановским и другими. С их помощью впервые была заложена основа учения об антибиотиках и появилась наука, изучающая вирусы — вирусология.

В настоящее время изучению плесневых грибов, дрожжей, а также их применению и влиянию уделяется много сил и времени, открывая новые возможности для их использования во многих отраслях народного хозяйства.

Общая характеристика

Грибы — вкусные и полезные дары природы, встречаются в лесах и на лугах, они имеют крупные плодовые тела. Но науке известен не менее полезный и более разнообразный из встречающихся представителей этого царства – плесневые формы грибов.

Они появились примерно 200 млн. лет назад.

Некоторые разновидности относятся к мицелиальным, состоящим из нитевидных образований (одно или многоклеточных) – гиф.

Другие – к дрожжевым (клеткам округлой формы), они размножаются почкованием.

И последний вид – макромицеты – именно они являются традиционными в нашем понимании грибами.

Плесневые грибы

К плесневым грибам относятся грибы микроскопических размеров, увидеть которые невооруженным глазом невозможно.

Общее их название – микромицеты – группа грибов, относящихся к низшим и частично высшим. По типу питания они – сапротрофы. Их главная характеристика – способность перерабатывать останки живых организмов, превращая их в органические и неорганические соединения. Но среди них могут встречаться и паразиты, как например, пеницилл распростертый, поселяющийся на поверхности яблок и вызывающий их мягкую коричневую гниль.

Распространение в природе имеют практически повсеместное. Трудно переоценить их значение в круговороте веществ и энергии в биосфере. Они не привередливы к условиям обитания: главное для них – тепло, повышенная влажность и питательная среда. Колонии их способны поражать органические и неорганические вещества, образуя характерные налеты.

Ирина Селютина (Биолог):

Характерной особенностью плесневых грибов является формирование на питательных веществах плесени. Она может напоминать паутинку, быть пушистой или пылевидной и иметь различную окраску. С окраской налета часто связано и название гриба: серая плесень, зеленая плесень, черная плесень и т.д. Форма расположения и окраска плесени являются систематическими признаками. Одним из необходимых условий образования плесени считается достаточная влажность питательного субстрата и высокая относительная влажность окружающего воздуха. Большинство плесневых грибов – сапрофиты, но среди них встречаются и необязательные паразиты растений, животных и человека. Для них характерен очень широкий спектр ферментов, благодаря которым они могут жить на разнообразных питательных веществах.

Строение большинства плесневых грибов, несмотря на разнообразие их видов, имеет общие черты. Мицелий их имеет много разветвлений, не образуя крупных плодовых тел. Вегетативное тело их состоит из большого количества тонких нитей – гифов, распространяющихся на поверхности или внутри остатков живого организма. При этом он может занимать большие площади и быстро разрастаться. Они – эукариоты, т. е. их клетки содержат ядро и генетический аппарат в ней, в отличие от прокариот, к которым принадлежат бактерии. Их клетки не содержат хлорофилла, который дает растениям зеленый цвет и способность перерабатывать углекислый газ в питательные вещества.

Размножаются следующими способами:

вегетативно: частями мицелия, которые, распространяясь, начинают существовать в питательной среде, как самостоятельный организм;
половым путем: когда две половые клетки соединяясь, образуют зиготу;
бесполым: с образованием нескольких видов спор.

Дрожжи

Для жизни дрожжей необходим кислород

Дрожжи относятся к одноклеточным грибам, насчитывают более 1500 видов представителей аскомицетов и базидиомицетов. Считаются одними из самых древних организмов, которые культивирует человек. Они не имеют мицелия. Форма клетки бывает разная, а размеры варьируются от 6 — 12 мкм до 40 мкм. Это представители органотрофных эукариотов, использующие для питания органические вещества, чтобы получить углерод и энергию для жизнедеятельности.

Отличаются тем, что они более требовательны к условиям питания, чем плесневые грибы. Для жизни этих одноклеточных необходим кислород, но при его отсутствии они получают энергию из образовавшихся в процессе брожения спиртов. В анаэробных условиях могут питаться только глюкозой, а в аэробных – используют углеводороды, органические и ароматические соединения, спирты и жиры.

Размножаются дрожжи при помощи деления или почкования либо половым путем и процесс этот при оптимальных условиях происходит с большой скоростью. Деление и почкование проходит путём образования и, по мере роста, отделения от материнской клетки новой, выросшей до определенных размеров.

Виды плесени и дрожжей

Классификация, известных науке плесневых грибов, насчитывает более 300 разновидностей. Систематика самых известных из них имеет следующее описание:

Дрожжевые грибы делятся на группы по способу размножения и некоторым другим особенностям. Выделяют неспорообразующие или аспорогенные и споробразующие или спорогенные. Первые часто называют дрожжеподобными и выделяют следующие их роды:

Кандида: образует ложный мицелий и размножается с помощью почкования.
Торулопсис: имеет клетки круглой и овальной формы, не образуют псевдомицелия и слабо сбраживают углеводы, часто являясь вредителями.
Родоторула: размножаются на пищевых продуктах, образовывая пигмент – красный, желтый, розовый и черный.

Из отдела спорообразующих дрожжей выделяют семейства:

Сахаромицетовые: отличаются способностью сбраживать сахара
Шизосахаромицетовые: применяют в бродильной промышленности (при производстве спиртных напитков, спирта, уксуса, дрожжей и т.д.)
Сахаромикодовые: относят к вредителям этой отрасли.

Использование человеком

Плесневые грибы применяются во многих сферах деятельности человека. Особенно важна их роль в пищевой промышленности и медицине.

Однако далеко не всегда они приносят пользу, принося вред и убытки, заставляя тратить немало средств, усилий на борьбу с ними и их разрушительным воздействием.

В пищевой промышленности

Дрожжи нашли свое применение в кулинарии

Плесень и дрожжи используют в пищевой промышленности.

При выпечке применяют дрожжи – они придают хлебу пористость, дополнительные питательные свойства и увеличивают срок его сохранения в свежем виде. А добавляемый в них фермент амилаза, выделяемый плесневым грибом, улучшает его аромат и вкус. При этом другой фермент – инвертаза – увеличивает срок хранения кондитерских изделий.

Для производства спирта применяют специальный дрожжевой гриб, выделенный из водорослей, а для вина – чистые культуры дрожжей определенного вида, придающие ему особый вкус и аромат.

Качество мясных и рыбных продуктов улучшает фермент протеиназа грибного происхождения. Из сырого и жесткого мяса или рыбы низкого качества он делает нежный и мягкий продукт, улучшая также его вкус. Дрожжевой гриб рода Торулопсис, добавленный в сливочное масло, не позволяет ему поражаться другим видам плесени, значительно ухудшающих его вкус и сокращающих сроки хранения. А аспергиллус, конидии которого выглядят как черная плесень, производит лимонную кислоту.

В сельском хозяйстве и других отраслях

В сельском хозяйстве также широко используют плесневые грибы и вещества, полученные на их основе. Получаемый из них триходермин с успехом подавляет рост патогенных микроорганизмов, поражающих растения. Некоторые виды плесневых грибов, опасные для насекомых- вредителей, используют в борьбе с ними. Некоторые грибы рода Фузариум способствуют росту растений и увеличению их продуктивности.

Однако среди них существует и немало паразитов, ответственных за порчу и сокращение сроков хранения продукции, выделяющих в процессе своей жизнедеятельности токсины. Они даже могут привести к самовозгоранию легковоспламеняющейся продукции – сена, соломы, фуража зерновых культур. Для борьбы с ними используют пестициды.

Использование в медицине

Плесневые грибы широко используются человеком в медицинских целях. Неоценима помощь их представителя, пенициллума, в создании антибиотика пенициллина, появление которого помогло спасти и здоровье миллионов людей. На сегодня одним из самых востребованных и эффективных их групп являются цефалоспорины. Развитие микробиологии позволило провести испытания, при которых путём обработки плесневых грибов химическими мутагенами, были получены их новые формы – анкомицеты, продуцирующие пенициллин, стрептомицин и вырабатывающих прочие антибиотики в больших количествах.

Не менее важными препаратами, полученными из плесневых грибов, стали статины, применяемые для снижения уровня холестерина и лечения атеросклероза.

Применение дрожжей в медицине не менее актуально. В высушенном виде их используют для получения лекарств и БАДов, в жидком виде – применяются для лечения аллергии и восстановления микрофлоры ЖКТ.

Царство грибов – одно из самых необычных и впечатляющих в мире живой природы. Разнообразие этих организмов действительно впечатляет, а их свойства достойны внимательного изучения. С некоторыми их видами люди сталкиваются каждый день, даже не задумываясь о том, что это грибы. Именно на таких разновидностях и стоит остановиться поподробнее.

Какими бывают грибы?

У этого царства есть сложная классификация. Большинство людей под грибами понимает лишь один их вид, основной – шляпочный. К нему относятся как съедобные, так и ядовитые варианты – шампиньоны, трюфели, боровики, лисички, мухоморы, поганки и множество других.

Другим, еще более интересным видом, являются плесневые грибы. Они отличаются микроскопическими размерами, из-за которых плодовые тела и грибницу практически невозможно заметить невооруженным глазом. Но вообще увидеть их совсем не сложно – достаточно оставить во влажном месте кусок хлеба, и уже скоро на нем появится знакомый всем пушистый налет. Это и есть плесневые грибы, а именно – сапрофиты, несъедобный вид, часто распространяющийся по фруктам, овощам, почве и стенам сырых темных помещений.

Третий вид – дрожжи. Они известны человеку с давних пор и распространены так же, как и плесневые грибы. Например, именно им люди обязаны существованием хлеба, пива, вина и кваса. Плесневые грибы и дрожжи одинаково хорошо размножаются в повседневной для человека среде, но, в отличие от первых, предпочитающих сырость и полумрак, вторые нуждаются в сахаре. Но есть и общее – дрожжи также невозможно рассмотреть в деталях без микроскопа. На сегодняшний день человеку известно 1500 их разновидностей.

Дрожжевые грибы

Особенности плесневых грибов

Данная разновидность сохраняет большинство свойств шляпковых видов. При этом они отличаются микроскопическими размерами. Плесневые грибы образуют тончайший разветвленный мицелий, от которого не отделяются крупные плодовые тела. Они были первыми обитателями планеты Земля, на которой появились более двухсот миллионов лет назад. Мицелий плесневого гриба развивается практически во всех условиях в природе, независимо от наличия пищи и особенностей среды обитания. Громадные колонии моментально возникают при наличии влажности и достаточно высокой температуры.

Виды плесневых грибов очень многочисленны, но у них есть общие черты – основой служит мицелий, а тонкие ветвящиеся нити размещаются прямо внутри пораженной поверхности. В отличие от дрожжей, они размножаются половым или вегетативным путем. Клетка плесневого гриба не составляет всего его тело. Впрочем, это не мешает им распространяться с огромной скоростью.

Самые известные плесневые грибы

Некоторые из представителей царства важнее для человечества, чем другие. Это плесневые грибы пеницилл, представляющие собой зеленые пятна, разрастающиеся на растительных субстратах и обычных пищевых продуктах. Из них продуцируется антибиотик под названием пенициллин, который был первым в мире антибактериальным препаратом. Его изобретение изменило мир медицины. И плесневые грибы, и бактерии могут приносить вред человеческому здоровью. Но разновидность под названием пеницилл может спасать жизни, чем и заслужила свою широчайшую известность.

Класс фикомицетов

Одним из самых распространенных видов являются Phycomycetes, или плесневые грибы мукор. В данном семействе насчитывается более трехсот разновидностей. Самыми распространенными являются три: Mucor, Thamnidium и Rhizopus. Строение плесневых грибов мукор отличается тем, что их мицелий часто состоит из одной разветвленной клетки. От нее отходят воздушные шарообразные гифы, наполненные множеством спор. Распространение мукоровых происходит легко и быстро на многих видах субстрата, за исключением молочных продуктов, и прекращается лишь при температурах, которые ниже -8 градусов по Цепьсию.

Класс аскомицетов

Именно к этому семейству относятся грибы пеницилл, а также некоторые другие, к примеру, рода Aspergillus. Иначе этот класс называют сумчатыми. В то время как плесневые грибы мукор образуют примитивный одноклеточный мицелий, аскомицеты отличаются более сложной структурой, которая быстро образует отдельные друг от друга колонии, разрастающиеся по субстрату. На ней моментально формируются споры, которым плесень и обязана своим пушистым видом серовато-зеленого цвета. При изучении в микроскоп причины названия становятся очевидны – строение плесневых грибов включает длинные цепочки конидий, содержащих споры, которые и образуют кисточку или сумку. Идеальными условиями для развития являются сырость и плохая вентиляция при температуре, близкой к 0 градусов по Цельсию.

Отличие Aspergillus от Penicillum

Находящиеся в одном семействе, эти плесневые грибы похожи по внешнему виду. У них бесцветный мицелий с цветными конидиями шаровидной формы, как правило, они отличаются серовато-синим или серо-зеленым оттенком, реже с желтым подтоном. Тем не менее, роль плесневых грибов aspergillus заметно отличается. В то время как пенициллин служит важным компонентом лекарственных средств, в родственном пеницилловым виде содержатся вещества, вызывающие порчу молочных или мясных продуктов.

Несовершенные грибы

Этот класс изучен не столь широко, как описанные выше. Несовершенные виды плесневых грибов размножаются отличным от полового способом, неизвестным в деталях. Их отличает септированный мицелий с гроздевидными спорами темной окраски. Из-за этого поражение такими грибами образует черные бархатистые пятна. Подобная плесень хорошо развивается при низких температурах и отличается большой зоной поражения – при появлении на мясе она проникает глубоко в мышечную ткань. Именно эти грибы могут приводить к внутреннему плесневению, портят масло, сыр, яичные продукты.

Молочная плесень

Грибы разновидности Oidium lactis напоминают своим строением дрожжевые. У них белый септированный мицелий с отделенными спорами в виде одиночных клеток. Питание плесневых грибов этого вида включает разнообразные молочные продукты. Их появление проявляется в виде пушистого налета белого цвета, который может покрывать поверхность сметаны, простокваши или творога. Плесень снижает их кислотность, отчего продукт портится. Некоторые ученые относят их к дрожжам в силу простоты клеточных цепочек и войлокообразного мицелия.

Плесень, которая размножается в холодильнике

Поражать продукты, которые хранятся при достаточно низкой температуре, могут несколько разновидностей грибов. В первую очередь это Botrytis, отличающийся стелющимся мицелием войлокообразного вида, с бесцветными конидиями, появляющимися пучками. К плесневым грибам относят также те, что отличаются коричневыми или оливковыми конидиеносцами. Подобный вид развивается в холодильнике при температуре ниже 5 градусов по Цельсию и поражает разнообразные продукты. Другим опасным для еды видом является Alternaria. К ним относят грибы с грушевидными или заостренными конидиями бурого или оливкового цвета. Такая плесень может поражать не только охлажденное, но и замороженное мясо, а также масло и другие продукты питания.

Класс Фома

Эти плесневые грибы отличаются от всех прочих оригинальным строением. Они не образуют наружного мицелия и чаще всего развиваются внутри субстрата, проходящего процесс гниения. Для размножения плесневые грибы Phoma используют короткие конидиеносцы с переплетенными гифами, окружающими их, как оболочку.

Как плесень воздействует на человеческий организм?

Далеко не все виды грибов так полезны для человечества, как пеницилловые. Чаще дело обстоит совсем наоборот, и появление плесени является недобрым знаком. Прежде всего, ее споры очень негативно воздействуют на слизистые оболочки организма, вызывая иммунные реакции. Это один из самых сильных аллергенов, и у людей с определенными проблемами в этой области гарантировано будет дискомфорт при малейшем контакте с плесенью. И дело не только в кратковременной реакции – со временем все может закончиться серьезными заболеваниями. В домах, пораженных плесневыми грибами, заболевают астмой восемь из десяти жильцов. Цифра весьма впечатляющая. И это далеко не все возможные проблемы.

У человека с ослабленным иммунитетом могут быть и другие заболевания. Почти тысяча видов грибков могут паразитировать на человеке или домашних животных, провоцируя болезни кожи, волос или ногтей – стригущий лишай, кандидоз, бластомикоз и другие.

Даже не затрагивая здоровье человека, плесень может принести серьезный вред. Например, паразитирующие на животных и растениях грибы могут распространяться и на пищевые продукты, материалы и изделия из кожи, на бумагу, пластмассу и дерево, произведения искусства, чем неизбежно вызовут повреждение пораженной области. Такая плесень может нанести огромный ущерб.

Как бороться с плесенью в доме?

Если возникла такая проблема, необходимо как можно скорее задуматься о способах уничтожения грибов. Для этого следует воспользоваться специальным антисептиком, который можно приобрести в магазине стройматериалов. Работать с ним необходимо максимально осторожно, изучив инструкцию по применению. Кроме того, перед началом борьбы с плесенью стоит осмотреть, насколько глубоко поражена поверхность. Иногда зараженный предмет лучше выкинуть. Если же поражение не так уж масштабно, можно приступать к действиям. В первую очередь обратите внимание на антисептическую грунтовку. Она не только уничтожит плесень, но и предотвратит ее повторное появление. Использовать такое средство достаточно просто, чаще всего не нужно даже разбавлять водой. Рекомендуется только очистить поверхность перед обработкой.

Если возможности или желания искать специальное средство нет, стоит обратиться к домашним способам. Например, отличным вариантом может оказаться отбеливатель. Содержащийся в нем гипохлорит натрия убивает не только плесень, но и ее споры. Отбеливатель идеально подойдет для случаев, когда нужно очистить плитку в ванной, пол или стекло. Но для других предметов он может быть опасен – многие вещи теряют цвет или портятся от такой обработки. К тому же, отбеливатель достаточно токсичен, поэтому использовать его стоит только в помещении, которое хорошо проветривается, вооружившись защитными резиновыми перчатками.

Менее опасен в таких случаях уксус. Он не настолько токсичен, поэтому его можно использовать без опасений. Использовать уксус стоит с помощью распылителя или смачивая в нем тряпку и протирая пораженную плесенью поверхность.

Для твердых поверхностей вроде плитки и стекла также подойдет нашатырный спирт. Достаточно в равных пропорциях смешать его с водой и распылить смесь по всей зараженной области, а через несколько часов промыть ее водой.

Самым безопасным средством станет пищевая сода. Она не навредит ни членам семьи, ни домашним животным. Для борьбы с плесенью чайная ложка соды растворяется в стакане воды, после чего смесью можно опрыскивать пораженные поверхности. Смывать раствор необязательно – он будет профилактическим средством.

Читайте также: