Iz ogromnega kraljestva gob, ki šteje več kot 100 tisoč vrst, so plesni in kvasovke najbolj nenavadne vrste. Potencial in obseg njihove uporabe pri ljudeh je izredno širok. Toda poleg tistih, ki so koristni, sposobni služiti dobremu, je med njimi tudi veliko, katerih škoda vpliva na različne sfere obstoja.
Uporaba plesni in kvasovk
Zgodovina raziskav
Izum mikroskopa je ljudem omogočil preučevanje majhnih živih organizmov. Nizozemec Anthony van Leeuwenhoek velja za odkritelja mikrosvetov, čeprav je prvi mikroskop zasnoval G. Galileo. A. Levenguk je prvi opisal sorte in oblike mikroorganizmov. Postopoma je iz te študije nastala cela znanost, ki preučuje njihovo strukturo, habitat, pogoje za rast in razmnoževanje, ki se imenuje mikrobiologija. Za utemeljitelja mikrobiologije velja francoski znanstvenik L. Pasteur, ki je odkril sposobnost mikroorganizmov, da ne le reciklirajo ostanke mrtvih organskih spojin, temveč tudi očistijo vodo in zemljo. Dokazal je tudi, da so glive in kvasni organizmi sposobni opravljati funkcije, ki so koristne za človeka in povzročajo škodo.
Z razvojem mikrobiologije so ruska znanstvenika naredila številna pomembna odkritja: L.S.Tsenkovsky, I.I. Mečnikov, N. F. Gamaleya, D.I.Ivanovsky in drugi. Z njihovo pomočjo so prvič postavili temelje doktrine antibiotikov in pojavila se je znanost, ki preučuje viruse - virologijo.
Trenutno je veliko časa in truda namenjenega preučevanju plesni, kvasovk, pa tudi njihovi uporabi in vplivu, kar odpira nove možnosti za njihovo uporabo v številnih sektorjih državnega gospodarstva.
Splošne značilnosti
Gobe so okusni in zdravi darovi narave, najdemo jih v gozdovih in travnikih, imajo velika sadna telesa. Toda znanost ne pozna nič manj koristnih in bolj raznolikih najdenih predstavnikov tega kraljestva - plesnivih oblik gliv.
Pojavili so se pred približno 200 milijoni let.
Nekatere sorte so micelijske, sestavljene so iz nitastih tvorb (enojnih ali večceličnih) - hif.
Drugi - na kvas (okrogle celice), pomnožijo se z brsti.
In zadnje vrste - makromiceti - so po našem razumevanju tradicionalne gobe.
Plesen glive
Glive plesni so mikroskopske glive, ki jih ni mogoče videti s prostim očesom.
Njihovo skupno ime je mikromicete - skupina gliv, ki pripadajo spodnjim in delno višjim. Po vrsti hrane so saprotrofi. Njihova glavna značilnost je sposobnost obdelave ostankov živih organizmov, ki jih pretvorijo v organske in anorganske spojine. Toda med njimi je mogoče najti tudi zajedavce, na primer prostrani penicillus, ki se naselijo na površini jabolk in povzročijo mehko rjavo gnilobo.
Porazdelitev v naravi je skoraj vseprisotna. Težko je preceniti njihov pomen v ciklu snovi in energije v biosferi. Glede življenjskih razmer niso izbirčni: glavna stvar zanje je toplota, visoka vlažnost in hranilni medij. Njihove kolonije so sposobne okužiti organske in anorganske snovi, tvorijo značilne plake.
Irina Selyutina (biolog):
Značilna značilnost plesni je tvorba plesni na hranilih. Lahko spominja na pajčevino, je puhasto ali prašno in ima različne barve. Ime glive je pogosto povezano z barvo plaka: siva plesen, zelena plesen, črna plesen itd. Oblika in barva plesni sta sistematični značilnosti. Eden od potrebnih pogojev za nastanek plesni se šteje za zadostno vlažnost hranilnega substrata in visoko relativno vlažnost okoliškega zraka. Večina plesni je saprofit, med njimi pa so tudi neobvezni zajedavci rastlin, živali in ljudi. Zanje je značilen zelo širok spekter encimov, zahvaljujoč temu, da lahko živijo na različnih hranilih.
Struktura večine plesni kljub raznolikosti njihovih vrst ima skupne značilnosti. Njihov micelij ima številne posledice, ne da bi oblikoval velika plodna telesa. Njihovo vegetativno telo je sestavljeno iz velikega števila tankih nitk - hif, ki se širijo na površini ali znotraj ostankov živega organizma. Vendar lahko zasede velike površine in hitro raste. So evkarioti, torej njihove celice vsebujejo jedro in genetski aparat v njem, v nasprotju s prokarioti, kamor spadajo bakterije. Njihove celice ne vsebujejo klorofila, kar daje rastlinam zeleno barvo in sposobnost pretvorbe ogljikovega dioksida v hranila.
Razmnožujejo se na naslednje načine:
- vegetativno: po delih micelija, ki se širijo, začnejo obstajati v hranilnem mediju, kot neodvisen organizem;
- spolno: ko se dve spolni celici združita in tvorita zigoto;
- aseksualno: z nastankom več vrst spore.
Kvas
Kvas potrebuje kisik za življenje
Kvas spada med enocelične glive, v njem živi več kot 1500 vrst predstavnikov askomicetov in bazidiomicetov. Veljajo za enega najstarejših organizmov, ki ga gojijo ljudje. Nimajo micelija. Oblika celice je različna, velikosti pa se razlikujejo od 6 - 12 mikronov do 40 mikronov. To so predstavniki organotrofnih evkariontov, ki za prehrano uporabljajo organsko snov, da pridobijo ogljik in energijo za življenje.
Razlikujejo se po tem, da so na prehranske pogoje bolj zahtevne kot plesni. Za življenje teh enoceličnih organizmov je potreben kisik, vendar v odsotnosti le-tega dobivajo energijo iz alkoholov, ki se tvorijo med fermentacijo. V anaerobnih pogojih se lahko prehranjujejo le z glukozo, v aerobnih pogojih pa uporabljajo ogljikovodike, organske in aromatične spojine, alkohole in maščobe.
Kvas se množi z delitvijo ali brstijo ali spolno in ta proces v optimalnih pogojih poteka z veliko hitrostjo. Delitev in brstenje poteka skozi nastajanje in, ko raste, ločitev od matične celice nove, ki je zrasla do določene velikosti.
Vrste plesni in kvasa
Znanstvena razvrstitev plesni vsebuje več kot 300 sort. Taksonomija najbolj znanih med njimi ima naslednji opis:
- Penicilli: najbolj znani najvišji predstavniki rodu obstoječih plesniv. Najdemo jih na različnih krajih, njihov naravni habitat so tla. Vključuje vrste s hranjenjem - saprotrofe in šibke parazite. Delitev temelji na strukturnih značilnostih konidiofor in je odvisna od plastenja ščetk s konidiji. Antibiotik penicilin je eden njihovih najbolj znanih izdelkov. Leta 1929 je škotski mikrobiolog A. Fleming prvič predstavil antibakterijski učinek pri predstavniku rodu in iz njega izoliral snov, ki so jo poimenovali "penicilin". Plodna telesa približno 40 njihovih vrst so videti kot clestothecia, vidna brez posebnih optičnih sredstev in različnih barv. Njen micelij je razvejan in prozoren. Razmnožuje po sporih.
- Aspergillus: višji aerobni plesni, ki tvorijo puhaste kolonije ravnih oblik. Micelij ima sepse in se širi s sporami. Izjemno odporen na zunanje vplive. Najraje imajo podlage, obogatene s kisikom in ogljikom - polisaharidi in monosaharidi, okužijo tudi vrste, ki vsebujejo škrob, ki jih najdemo na kruhu in drugih živilskih izdelkih. Gobe Aspergillus se razlikujejo od penicillija po tem, da imajo njihovi plodni nitki na vrhovih odebelitve s palicami podobnimi izrastki, ki ponavadi spominjajo na "poraščeno glavo". Prav iz teh izrastkov so ločene verige spore.
- Mukor: rod nižjih plesni, ki je razširjen v tleh, katerega micelij je ena velika razvejana večbarvna celica, ki nima predelnih sten. Vrh vsakega njenega brezbarvnega sporangiofora, ki doseže dolžino nekaj centimetrov, se konča v črni glavi, v kateri dozorijo spore. Te glive tvorijo plesen na hrani in se odlikujejo po sposobnosti povzročanja mikoz (glivičnih bolezni). Mukorji so saprotrofi po vrsti hrane.
- Fusarium: anamorfna plesen, predstavnik ascomycotaceae. Njena vrsta povzroča znatno škodo nacionalnemu gospodarstvu, saj prizadene rastline in živali. Povzročajo različne bolezni, skupaj znane kot fusarij... Nekatere se lahko razvijejo v simbiozi z rastlinami, živijo na svojih koreninah in proizvajajo snovi, ki ugodno vplivajo na rastlino.
Kvasne gobe razdelimo v skupine glede na način razmnoževanja in nekatere druge značilnosti. Obstajajo nesporogeni ali asporogeni ter sporogeni ali sporogeni. Prve pogosto imenujemo kvasovke in razlikujemo naslednje rodove:
- Candida: tvori lažni micelij in se razmnožuje z brsti.
- Torulopsis: ima okrogle in ovalne celice, ne tvorijo psevdomicelije in slabo fermentirajo ogljikove hidrate, pogosto so škodljivci.
- Rodotorula: množijo se na hrani in tvorijo pigmente - rdeče, rumene, roza in črne.
Družine se ločijo od oddelka kvasovk, ki tvorijo spore:
- Saharomycetes: se odlikujejo po sposobnosti fermentacije sladkorjev
- Schizosaccharomycetes: uporablja se v fermentacijski industriji (pri proizvodnji alkoholnih pijač, alkohola, kisa, kvasa itd.)
- Šifra sladkorja: spadajo med škodljivce te industrije.
Človeška uporaba
Plesen se uporablja na številnih področjih človeške dejavnosti. Njihova vloga je še posebej pomembna v prehrambeni industriji in medicini.
Vendar ne prinašajo vedno koristi, saj povzročajo škodo in izgubo, silijo, da porabijo veliko sredstev, prizadevanja za boj proti njim in njihov uničujoč vpliv.
V prehrambeni industriji
Kvas je našel pot v kuhanju
Obloga in kvas se uporabljata v prehrambeni industriji.
Pri peki uporabljamo kvas - daje poroznosti kruha, dodatne hranilne lastnosti in poveča njegovo življenjsko dobo. In dodani encim amilaza, ki ga izloča plesen, izboljša njeno aromo in okus. Hkrati še en encim - invertaza - poveča rok uporabnosti slaščičarskih izdelkov.
Za proizvodnjo alkohola se uporablja posebna kvasna gliva, izolirana iz alg, za vino - čiste kulture določene vrste kvasa, ki ji dajejo poseben okus in aromo.
Pri proizvodnji sirov in fermentiranih mlečnih izdelkov se uporabljajo kvasne kulture in nekatere vrste plesni. Skupaj z bakterijami glive sodelujejo pri fermentaciji mleka za proizvodnjo kefirja. Pri proizvodnji sirov se za njihovo fermentacijo uporabljajo gobe rodu Torula. In njihov predstavnik iz klana Penicillum, t.i. "Plemenita plesen", je nepogrešljiva za pridobivanje sort "Camembert", "Roquefort" in "Brie", ki jim daje značilno strukturo (s prisotnostjo modrikaste plesni v debelini sirarske mase) in edinstven okus.
Kakovost mesa in ribjih izdelkov izboljšuje encim proteinaza glivičnega izvora. Iz surovega in žilavega mesa ali slabe kakovosti rib naredi nežen in mehak izdelek, ki izboljša tudi njegov okus. Kvasna gliva iz rodu Torulopsis, dodana maslu, ne dopušča, da bi nanjo vplivale druge vrste plesni, ki znatno poslabšajo njen okus in skrajšajo rok trajanja. In aspergillus, katerega konidiji izgledajo kot črna plesen, proizvaja citronsko kislino.
V kmetijstvu in drugih panogah
V kmetijstvu se široko uporabljajo tudi plesni in snovi, ki izhajajo iz njih. Trichodermin, pridobljen iz njih, uspešno zavira rast patogenih mikroorganizmov, ki okužijo rastline. V boju proti njim se uporabljajo nekatere vrste plesni, ki so nevarne za žuželke. Nekatere glive iz rodu Fusarium pospešujejo rast rastlin in povečajo njihovo produktivnost.
Vendar pa je med njimi veliko parazitov, odgovornih za kvarjenje in skrajšanje roka uporabnosti izdelkov, ki v procesu svoje vitalne aktivnosti sproščajo toksine. Lahko celo privedejo do spontanega zgorevanja vnetljivih proizvodov - sena, slame, krmnih pridelkov. Za boj proti njim se uporabljajo pesticidi.
Medicinska uporaba
Plesen se pri ljudeh široko uporablja za zdravilne namene. Pomoč njihovega predstavnika, penicilluma, je neprecenljiva pri ustvarjanju antibiotika penicilina, katerega videz je pomagal rešiti zdravje milijonov ljudi. Danes so cefalosporini ena najbolj priljubljenih in učinkovitih skupin. Razvoj mikrobiologije je omogočil izvajanje testov, v katerih so z obdelavo plesni s kemičnimi mutageni dobili nove oblike - ankomicete, ki proizvajajo penicilin, streptomicin in v velikih količinah proizvajajo druge antibiotike.
Enako pomembna zdravila, pridobljena iz plesni, so statini, ki se uporabljajo za zniževanje holesterola in zdravljenje ateroskleroze.
Uporaba kvasovk v medicini ni nič manj pomembna. V posušeni obliki se uporabljajo za pridobivanje zdravil in prehranskih dopolnil, v tekoči obliki se uporabljajo za zdravljenje alergij in obnovo mikroflore prebavil.
Kalupi in kvas. Video vadnica o biologiji 5. razred
Plesni in kvasovke | Biologija 6. razred 9 | Info lekcija
Kalupi in kvas. 5. razred biologije.
Patogene glive in nadzorni ukrepi
Temperaturni in vlažni pogoji naših hiš so v nekaterih primerih dobri za razmnoževanje in življenje glivične plesni.
Oseba ima pogosto alergijsko reakcijo na glive plesni. Učinek črne plesni v domu je sproščanje toksinov. Vstopijo v dihala, spodkopavajo zdravje in izzovejo različne zaplete. Za uničenje črne plesni se dezinfekcija izvaja z uporabo sredstev, ki uničujejo škodljive seve in ukrepov za boj proti vlagi.
Zastrupitve z plesnivo hrano so tudi nevarne. Najnevarnejša med njimi je rumena goba Aspergillus, ki ponavadi raste na različnih prehranskih substratih - stročnicah in oljnicah, kakavu, kavi, suhih ribah, marmeladi.
Tudi pri visokotehnološki proizvodnji polimernih materialov je pomembna naloga zaščita pred biološko škodo s patogenimi plesni. Določitev parametrov odpornosti polimerov na takšne snovi pomaga preprečiti njihovo razgradnjo in povečati življenjsko dobo.
Zaključek
Informacije o razvoju znanosti o mikrobiologiji in dejstvih, ki jih razkriva, se stalno posodabljajo. Človekova naloga je usmeriti lastnosti plesni v pravo smer.