Mit Schimmelpilzen und Hefen

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Aus dem riesigen Königreich der Pilze sind Schimmelpilze und Hefen mit mehr als 100.000 Arten die ungewöhnlichsten Arten. Das Potenzial und der Umfang ihrer Verwendung durch den Menschen sind äußerst groß. Aber neben denen, die nützlich sind und zum Guten dienen können, gibt es viele unter ihnen, deren Schaden verschiedene Bereiche der Existenz betrifft.

Mit Schimmelpilzen und Hefen

Forschungsgeschichte

Die Erfindung des Mikroskops ermöglichte es den Menschen, kleine lebende Organismen zu untersuchen. Der Niederländer Anthony van Leeuwenhoek gilt als Entdecker der Mikrowelt, obwohl das erste Mikroskop von G. Galileo entworfen wurde. A. Levenguk war der erste, der die Arten und Formen von Mikroorganismen beschrieb. Allmählich führte diese Studie zu einer ganzen Wissenschaft, die ihre Struktur, ihren Lebensraum, ihre Wachstums- und Reproduktionsbedingungen untersucht, was als Mikrobiologie bezeichnet wird. Der Begründer der Mikrobiologie gilt als der französische Wissenschaftler L. Pasteur, der die Fähigkeit von Mikroorganismen entdeckte, nicht nur die Überreste toter organischer Verbindungen zu verarbeiten, sondern auch Wasser und Boden zu reinigen. Er bewies auch, dass Pilze und Hefeorganismen in der Lage sind, Funktionen auszuführen, die für den Menschen von Vorteil sind und Schaden verursachen.

Mit der Entwicklung der Mikrobiologie wurden viele wichtige Entdeckungen von russischen Wissenschaftlern gemacht: L.S.Tsenkovsky, I.I. Mechnikov, N. F. Gamaleya, D. I. Ivanovsky und andere. Mit ihrer Hilfe wurde erstmals der Grundstein für die Antibiotika-Doktrin gelegt und eine Wissenschaft zur Erforschung von Viren - Virologie - ins Leben gerufen.

Gegenwärtig wird viel Zeit und Mühe in die Untersuchung von Schimmelpilzen, Hefen sowie deren Verwendung und Einfluss investiert, was neue Möglichkeiten für ihre Verwendung in vielen Bereichen der Volkswirtschaft eröffnet.

allgemeine Charakteristiken

Pilze sind schmackhafte und gesunde Geschenke der Natur, sie kommen in Wäldern und Wiesen vor, sie haben große Fruchtkörper. Aber die Wissenschaft kennt die gefundenen Vertreter dieses Königreichs nicht weniger nützlich und vielfältiger - Schimmelpilzformen von Pilzen.

Sie erschienen vor etwa 200 Millionen Jahren.

Einige Sorten sind mycelisch und bestehen aus filamentösen Formationen (ein- oder mehrzellig) - Hyphen.

Andere - zu Hefe (runden Zellen) vermehren sie sich durch Knospen.

Und die letzten Arten - Makromyceten - sind nach unserem Verständnis traditionelle Pilze.

Schimmelpilze

Schimmelpilze sind mikroskopisch kleine Pilze, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind.

Ihr gebräuchlicher Name ist Mikromyceten - eine Gruppe von Pilzen, die zu den niederen und teilweise höheren gehören. Nach der Art der Nahrung sind sie Saprotrophe. Ihr Hauptmerkmal ist die Fähigkeit, die Überreste lebender Organismen zu verarbeiten und sie in organische und anorganische Verbindungen umzuwandeln. Unter ihnen finden sich aber auch Parasiten wie der Penicillus Prostata, der sich auf der Oberfläche von Äpfeln ansiedelt und zu einer weichen Braunfäule führt.

Die Verbreitung in der Natur ist nahezu allgegenwärtig. Es ist schwierig, ihre Bedeutung im Kreislauf von Materie und Energie in der Biosphäre zu überschätzen. Sie sind nicht wählerisch in Bezug auf die Lebensbedingungen: Die Hauptsache für sie ist Wärme, hohe Luftfeuchtigkeit und ein Nährmedium. Ihre Kolonien sind in der Lage, organische und anorganische Substanzen zu infizieren und charakteristische Ablagerungen zu bilden.

Irina Selyutina (Biologin):

Ein charakteristisches Merkmal von Schimmelpilzen ist die Bildung von Schimmelpilzen auf Nährstoffen. Es kann einem Spinnennetz ähneln, flauschig oder staubig sein und eine Vielzahl von Farben haben. Der Name des Pilzes wird häufig mit der Farbe der Plakette in Verbindung gebracht: Grauschimmel, Grünschimmel, Schwarzschimmel usw. Die Form und Farbe der Form sind systematische Merkmale. Eine der notwendigen Bedingungen für die Bildung von Schimmel wird als ausreichende Feuchtigkeit des Nährstoffsubstrats und hohe relative Feuchtigkeit der Umgebungsluft angesehen. Die meisten Schimmelpilze sind Saprophyten, aber es gibt auch optionale Parasiten von Pflanzen, Tieren und Menschen unter ihnen. Sie zeichnen sich durch eine Vielzahl von Enzymen aus, dank derer sie von einer Vielzahl von Nährstoffen leben können.

Die Struktur der meisten Schimmelpilze weist trotz der Artenvielfalt Gemeinsamkeiten auf. Ihr Myzel hat viele Zweige, ohne große Fruchtkörper zu bilden. Ihr vegetativer Körper besteht aus einer großen Anzahl dünner Filamente - Hyphen, die sich auf der Oberfläche oder in den Überresten eines lebenden Organismus ausbreiten. Darüber hinaus kann es große Flächen einnehmen und schnell wachsen. Sie sind Eukaryoten, dh ihre Zellen enthalten im Gegensatz zu Prokaryoten, zu denen Bakterien gehören, einen Kern und einen genetischen Apparat. Ihre Zellen enthalten kein Chlorophyll, das den Pflanzen ihre grüne Farbe und die Fähigkeit verleiht, Kohlendioxid in Nährstoffe umzuwandeln.

Sie reproduzieren sich auf folgende Weise:

• vegetativ: Teile des Myzels, die sich als unabhängiger Organismus im Nährmedium ausbreiten;
• sexuell: wenn sich zwei Geschlechtszellen zu einer Zygote verbinden;
• asexuell: mit der Bildung verschiedener Arten von Sporen.

Hefe

Hefe braucht Sauerstoff zum Leben

Hefe gehört zu einzelligen Pilzen, es gibt mehr als 1500 Arten von Vertretern von Ascomyceten und Basidiomyceten. Sie gelten als einer der ältesten vom Menschen kultivierten Organismen. Sie haben kein Myzel. Die Zellform ist unterschiedlich und die Größen variieren von 6 bis 12 Mikrometer bis 40 Mikrometer. Dies sind Vertreter organotropher Eukaryoten, die organische Stoffe zur Ernährung verwenden, um Kohlenstoff und Energie für das Leben zu gewinnen.

Sie unterscheiden sich darin, dass sie ernährungsphysiologisch anspruchsvoller sind als Schimmelpilze. Für das Leben dieser einzelligen Organismen ist Sauerstoff notwendig, aber wenn er nicht vorhanden ist, erhalten sie Energie aus den Alkoholen, die während des Fermentationsprozesses gebildet werden. Unter anaeroben Bedingungen können sie sich nur von Glukose ernähren, und unter aeroben Bedingungen verwenden sie Kohlenwasserstoffe, organische und aromatische Verbindungen, Alkohole und Fette.

Hefe vermehrt sich durch Teilung oder Knospung oder sexuell, und dieser Prozess erfolgt unter optimalen Bedingungen mit hoher Geschwindigkeit. Teilung und Knospung erfolgen durch die Bildung und, während sie wächst, durch die Trennung von der Mutterzelle einer neuen Zelle, die bis zu einer bestimmten Größe gewachsen ist.

Arten von Schimmel und Hefe

Die Klassifizierung der der Wissenschaft bekannten Schimmelpilze umfasst mehr als 300 Sorten. Die Taxonomie der berühmtesten von ihnen hat die folgende Beschreibung:

1. Penicilli: die bekanntesten höheren Vertreter der Gattung der vorhandenen Schimmelpilze. Sie kommen an verschiedenen Orten vor, ihr natürlicher Lebensraum ist Boden. Umfasst Arten durch Fütterung - Saprotrophe und schwache Parasiten. Die Unterteilung basiert auf den strukturellen Merkmalen der Konidiophoren und hängt von der Schichtung der Bürsten mit Konidien ab. Das Antibiotikum Penicillin ist eines ihrer bekanntesten Produkte. Im Jahr 1929 g.Der schottische Mikrobiologe A. Fleming entdeckte zuerst eine antibakterielle Wirkung bei einem Vertreter der Gattung und isolierte daraus eine Substanz, die als "Penicillin" bezeichnet wurde. Fruchtkörper von etwa 40 ihrer Arten sehen aus wie Clestothecia, die ohne spezielle optische Mittel sichtbar sind und unterschiedliche Farben haben. Sein Myzel ist verzweigt und transparent. Vermehrung durch Sporen.
2. Aspergillus: höhere aerobe Schimmelpilze, die flauschige, flach geformte Kolonien bilden. Das Myzel hat Septen und wird von Sporen verbreitet. Extrem widerstandsfähig gegen Umwelteinflüsse. Sie bevorzugen mit Sauerstoff und Kohlenstoff angereicherte Substrate - Polysaccharide und Monosaccharide - und infizieren auch stärkehaltige Spezies, die auf Brot und anderen Nahrungsmitteln vorkommen. Aspergillus-Pilze unterscheiden sich von Penicilli dadurch, dass ihre Fruchtfilamente an den Spitzen Verdickungen mit stäbchenförmigen Auswüchsen aufweisen, die im Allgemeinen einem "zotteligen Kopf" ähneln. Von diesen Auswüchsen lösen sich die Sporenketten.
3. Mukor: Eine im Boden weit verbreitete Gattung niedrigerer Schimmelpilze, deren Myzel eine große verzweigte mehrkernige Zelle ohne Trennwände ist. Die Oberseite jedes seiner farblosen Sporangiophoren, die mehrere Zentimeter lang sind, endet in einem schwarzen Kopf, in dem die Sporen reifen. Diese Pilze bilden Schimmel auf Lebensmitteln und zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, Mykosen (Pilzkrankheiten) zu verursachen. Mukors sind nach Art der Nahrung Saprotrophe.
4. Fusarium: anamorphotischer Schimmelpilz, repräsentativ für die Ascomycotaceae. Seine Arten schädigen die Volkswirtschaft erheblich und betreffen Pflanzen und Tiere. Verursachen eine Vielzahl von Krankheiten, die zusammen als bekannt sind Fusarium... Einige können sich in Symbiose mit Pflanzen entwickeln, von ihren Wurzeln leben und Substanzen freisetzen, die sich positiv auf die Pflanze auswirken.

Hefepilze werden nach Fortpflanzungsart und einigen anderen Merkmalen in Gruppen eingeteilt. Es gibt nichtporogene oder asporogene und sporogene oder sporogene. Die ersteren werden oft als hefeartig bezeichnet und die folgenden Gattungen werden unterschieden:

1. Candida: bildet falsches Myzel und vermehrt sich durch Knospen.
2. Torulopsis: hat runde und ovale Zellen, bildet kein Pseudomycel und fermentiert Kohlenhydrate schlecht, wobei es sich häufig um Schädlinge handelt.
3. Rodotorula: Vermehrung auf Lebensmitteln unter Bildung von Pigmenten - rot, gelb, rosa und schwarz.

Familien unterscheiden sich von der Abteilung für sporenbildende Hefen:

1. Saccharomyceten: zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, Zucker zu fermentieren
2. Schizosaccharomyceten: Verwendung in der Fermentationsindustrie (bei der Herstellung von alkoholischen Getränken, Alkohol, Essig, Hefe usw.)
3. Zucker-Code: gehören zu den Schädlingen dieser Branche.

Menschlicher Gebrauch

Schimmelpilze werden in vielen Bereichen der menschlichen Tätigkeit eingesetzt. Ihre Rolle ist besonders wichtig in der Lebensmittelindustrie und in der Medizin.

Sie bringen jedoch nicht immer Vorteile, Schaden und Verluste mit sich, zwingen dazu, viel Geld auszugeben, Anstrengungen zu unternehmen, um sie zu bekämpfen, und ihre zerstörerischen Auswirkungen.

In der Lebensmittelindustrie

Hefe hat den Weg ins Kochen gefunden

Schimmel und Hefe werden in der Lebensmittelindustrie eingesetzt.

Beim Backen wird Hefe verwendet - sie verleiht dem Brot Porosität, zusätzliche Nährstoffeigenschaften und erhöht die Frischhaltbarkeit. Und das ihnen zugesetzte Amylaseenzym, das vom Schimmelpilz ausgeschieden wird, verbessert sein Aroma und seinen Geschmack. Gleichzeitig erhöht ein anderes Enzym - Invertase - die Haltbarkeit von Süßwaren.

Für die Herstellung von Alkohol wird ein spezieller Hefepilz verwendet, der aus Algen isoliert wurde, und für Wein - Reinkulturen einer bestimmten Art von Hefe, die ihm einen besonderen Geschmack und ein besonderes Aroma verleihen.

Bei der Herstellung von Käse und fermentierten Milchprodukten werden Hefekulturen und einige Arten von Schimmelpilzen verwendet. Pilze sind neben Bakterien an der Fermentation von Milch zur Herstellung von Kefir beteiligt.Bei der Herstellung von Käse werden Pilze der Gattung Torula für ihre Gärung verwendet. Und ihr Vertreter aus dem Penicillum-Clan, der sogenannte. "Edler Schimmel" ist für die Gewinnung der Sorten "Camembert", "Roquefort" und "Brie" unverzichtbar und verleiht ihnen eine charakteristische Struktur (mit bläulichem Schimmel in der Dicke der Käsemasse) und einen einzigartigen Geschmack.

Die Qualität von Fleisch- und Fischprodukten wird durch das Enzym Proteinase pilzlichen Ursprungs verbessert. Aus rohem und zähem Fleisch oder Fisch von schlechter Qualität ergibt sich ein zartes und weiches Produkt, das auch seinen Geschmack verbessert. Der Hefepilz der Gattung Torulopsis, der Butter zugesetzt wird, lässt nicht zu, dass er von anderen Schimmelpilztypen befallen wird, die seinen Geschmack erheblich beeinträchtigen und die Haltbarkeit verkürzen. Und Aspergillus, dessen Konidien wie schwarzer Schimmel aussehen, produziert Zitronensäure.

In der Landwirtschaft und anderen Branchen

In der Landwirtschaft sind auch Schimmelpilze und daraus abgeleitete Substanzen weit verbreitet. Von ihnen gewonnenes Trichodermin hemmt erfolgreich das Wachstum pathogener Mikroorganismen, die Pflanzen infizieren. Einige Arten von Schimmelpilzen, die für Insektenschädlinge gefährlich sind, werden im Kampf gegen sie eingesetzt. Einige Pilze der Gattung Fusarium fördern das Pflanzenwachstum und steigern ihre Produktivität.

Unter ihnen gibt es jedoch viele Parasiten, die für den Verderb und die Verkürzung der Haltbarkeit von Produkten verantwortlich sind und im Verlauf ihrer lebenswichtigen Aktivität Toxine emittieren. Sie können sogar zu einer spontanen Verbrennung brennbarer Produkte führen - Heu, Stroh, Futterpflanzen. Pestizide werden eingesetzt, um sie zu bekämpfen.

Medizinische Verwendung

Schimmelpilze werden vom Menschen häufig für medizinische Zwecke verwendet. Die Hilfe ihres Vertreters Penicillum ist von unschätzbarem Wert bei der Herstellung des Antibiotikums Penicillin, dessen Aussehen dazu beigetragen hat, die Gesundheit von Millionen von Menschen zu retten. Eine der beliebtesten und wirksamsten Gruppen von ihnen sind heute Cephalosporine. Die Entwicklung der Mikrobiologie ermöglichte die Durchführung von Tests, bei denen durch Behandlung von Schimmelpilzen mit chemischen Mutagenen ihre neuen Formen erhalten wurden - Ancomyceten, die Penicillin, Streptomycin und andere Antibiotika in großen Mengen produzieren.

Ebenso wichtige Arzneimittel aus Schimmelpilzen sind Statine zur Senkung des Cholesterinspiegels und zur Behandlung von Arteriosklerose.

Die Verwendung von Hefe in der Medizin ist nicht weniger wichtig. In getrockneter Form werden sie zur Gewinnung von Arzneimitteln und Nahrungsergänzungsmitteln verwendet, in flüssiger Form zur Behandlung von Allergien und zur Wiederherstellung der Mikroflora des Magen-Darm-Trakts.

Pathogene Pilze und Kontrollmaßnahmen

Die Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen unserer Häuser sind in einigen Fällen gut für die Fortpflanzung und Lebensdauer von Pilzschimmel.

Eine Person reagiert häufig allergisch auf Schimmelpilze. Die Wirkung von Schwarzschimmel im Haushalt ist die Freisetzung von Toxinen. Sie gelangen in die Atemwege, beeinträchtigen die Gesundheit und verursachen verschiedene Komplikationen. Zur Zerstörung von Schwarzschimmel wird die Desinfektion mit Mitteln durchgeführt, die schädliche Belastungen und Maßnahmen zur Bekämpfung von Feuchtigkeit zerstören.

Eine Vergiftung mit schimmeligen Lebensmitteln ist ebenfalls gefährlich. Der gefährlichste von ihnen ist der gelbe Aspergillus-Pilz, der auf einer Vielzahl von Nahrungssubstraten wächst - Hülsenfrüchte und Ölsaaten, Kakao, Kaffee, getrockneter Fisch, Marmelade.

Selbst bei der Hightech-Herstellung von Polymermaterialien besteht eine wichtige Aufgabe darin, diese vor biologischen Schäden durch pathogene Schimmelpilze zu schützen. Die Bestimmung der Parameter der Beständigkeit von Polymeren gegenüber solchen Mitteln hilft, deren Abbau zu verhindern und die Lebensdauer zu erhöhen.

Fazit

Informationen über die Entwicklung der Wissenschaft der Mikrobiologie und die darin offenbarten Fakten werden ständig aktualisiert. Die menschliche Aufgabe besteht darin, die Eigenschaften von Formen in die richtige Richtung zu lenken.