Izmantojot veidnes un raugus
No plašās sēņu valstības, kurās ir vairāk nekā 100 tūkstoši sugu, pelējuma un rauga sēnītes ir visneparastākās. To izmantošanas potenciāls un apjoms cilvēkiem ir ārkārtīgi plašs. Bet bez tiem, kas ir noderīgi un spējīgi kalpot labā, viņu vidū ir daudz, kuru kaitējums ietekmē dažādas eksistences sfēras.
Izmantojot veidnes un raugus
Pētījumu vēsture
Mikroskopa izgudrošana ļāva cilvēkiem izpētīt mazos dzīvos organismus. Par mikropasaules atklājēju tiek uzskatīts holandietis Anthony van Leeuwenhoek, lai gan pirmo mikroskopu izstrādāja G. Galileo. A. Levenguks pirmais aprakstīja mikroorganismu veidus un formas. Pakāpeniski šī pētījuma rezultātā tika izveidota visa zinātne, kas pēta to struktūru, dzīvotni, augšanas un vairošanās apstākļus, ko sauc par mikrobioloģiju. Par mikrobioloģijas pamatlicēju uzskata franču zinātnieku L. Pastēru, kurš atklāja mikroorganismu spēju ne tikai apstrādāt mirušo organisko savienojumu paliekas, bet arī attīrīt ūdeni un augsni. Viņš arī pierādīja, ka sēnes un rauga organismi spēj veikt cilvēkiem izdevīgas funkcijas un nodarīt kaitējumu.
Attīstoties mikrobioloģijai, daudzus svarīgus atklājumus veica krievu zinātnieki: L.S.Tsenkovsky, I.I. Mečņikovs, N. F. Gamaleja, D.I.Ivanovskis un citi. Ar viņu palīdzību pirmo reizi tika likts pamats antibiotiku doktrīnai un parādījās zinātne, kas pēta vīrusus - viroloģija.
Pašlaik daudz laika un pūļu tiek veltīts pelējuma, rauga, kā arī to izmantošanas un ietekmes izpētei, paverot jaunas iespējas to izmantošanai daudzās tautsaimniecības nozarēs.
vispārīgās īpašības
Sēnes ir garšīgas un veselīgas dabas dāvanas, tās sastopamas mežos un pļavās, tām ir lieli augļu ķermeņi. Bet zinātne zina ne mazāk noderīgus un daudzveidīgākus atrastos šīs valstības pārstāvjus - sēņu pelējuma formas.
Tie parādījās apmēram pirms 200 miljoniem gadu.
Dažas šķirnes ir micēlijas, sastāv no pavedienu veidojumiem (viena vai daudzšūnu) - hifām.
Citi - līdz raugam (apaļām šūnām), tie pavairo, topot.
Un pēdējās sugas - makromicīti - tās mūsu izpratnē ir tradicionālas sēnes.
Pelējuma sēnītes
Veidnes ir mikroskopiskas sēnes, kuras nevar redzēt ar neapbruņotu aci.
Viņu parastais nosaukums ir mikromicīti - sēņu grupa, kas pieder pie apakšējās un daļēji augstākās. Pēc ēdiena veida tie ir saprotrofi. To galvenā iezīme ir spēja apstrādāt dzīvo organismu paliekas, pārvēršot tos par organiskiem un neorganiskiem savienojumiem. Bet starp tiem var atrast arī parazītus, piemēram, noliecies penicillus, kas nosēžas uz ābolu virsmas un izraisa to mīkstu brūnu puvi.
Izplatība dabā ir gandrīz visuresoša. Ir grūti pārvērtēt to nozīmi vielas un enerģijas apritē biosfērā. Viņi nav izvēlīgi pret dzīves apstākļiem: viņiem galvenais ir siltums, augsts mitrums un barības vielu vide. Viņu kolonijas spēj inficēt organiskas un neorganiskas vielas, veidojot raksturīgas nogulsnes.
Irina Seljutina (biologe):
Raksturīga pelējuma iezīme ir pelējuma veidošanās uz barības vielām. Tas var atgādināt zirnekļa tīklu, būt pūkains vai putekļains, un tam ir dažādas krāsas. Sēnes nosaukums bieži tiek saistīts ar plāksnes krāsu: pelēks pelējums, zaļš pelējums, melns pelējums utt. Formas forma un krāsa ir sistemātiskas iezīmes. Tiek uzskatīts, ka viens no pelējuma veidošanās nosacījumiem ir pietiekams uzturvielu substrāta mitrums un augsts apkārtējā gaisa relatīvais mitrums. Lielākā daļa pelējuma ir saprofīti, bet starp tām ir arī izvēles augu, dzīvnieku un cilvēku parazīti. Viņiem raksturīgs ļoti plašs fermentu klāsts, pateicoties kuriem viņi var dzīvot ar dažādām barības vielām.
Lielākajai daļai veidņu struktūrai, neskatoties uz to sugu daudzveidību, ir kopīgas iezīmes. Viņu micēlijam ir daudz zaru, neveidojot lielus augļķermeņus. Viņu veģetatīvo ķermeni veido liels skaits plānu pavedienu - hifu, kas izplatās uz dzīvā organisma palieku virsmas vai iekšpusē. Turklāt tas var aizņemt lielas platības un strauji augt. Tie ir eikarioti, tas ir, to šūnās ir kodols un ģenētiskais aparāts, atšķirībā no prokariotiem, pie kuriem pieder baktērijas. Viņu šūnas nesatur hlorofilu, kas augiem piešķir zaļo krāsu un spēju pārveidot oglekļa dioksīdu barības vielās.
Viņi pavairo šādos veidos:
- veģetatīvi: micēlija daļas, kas, izplatoties, sāk pastāvēt barības vielu vidē kā patstāvīgs organisms;
- seksuāli: kad divas dzimuma šūnas apvienojas, veidojot zigotu;
- bezdzimuma: veidojoties vairāku veidu sporām.
Raugs
Raugam dzīvošanai nepieciešams skābeklis
Raugs pieder vienšūnu sēnītēm, ir vairāk nekā 1500 ascomycetes un basidiomycetes pārstāvju sugu. Tie tiek uzskatīti par vienu no senākajiem organismiem, kurus kultivē cilvēki. Viņiem nav micēlija. Šūnu forma ir atšķirīga, un izmēri svārstās no 6 - 12 mikroniem līdz 40 mikroniem. Tie ir organotrofisko eikariotu pārstāvji, kuri izmanto organiskās vielas uzturā, lai iegūtu oglekli un enerģiju dzīvībai.
Tās atšķiras ar to, ka uztura apstākļiem ir prasīgākas nekā pelējuma. Šo vienšūnu organismu dzīvībai skābeklis ir nepieciešams, bet, ja tā nav, tie saņem enerģiju no spirtiem, kas veidojas fermentācijas laikā. Anaerobos apstākļos viņi var ēst tikai glikozi, un aerobos apstākļos viņi izmanto ogļūdeņražus, organiskos un aromātiskos savienojumus, spirtus un taukus.
Raugs reizinās ar dalīšanos vai dīgšanu vai seksuāli, un šis process optimālos apstākļos notiek lielā ātrumā. Dalīšanās un sākšanās notiek, veidojoties un, augot, atdaloties no mātes šūnas jaunai, kas izaugusi līdz noteiktam izmēram.
Pelējuma un rauga veidi
Zinātnei zināmā veidņu klasifikācija ietver vairāk nekā 300 šķirnes. Slavenāko no tām taksonomijai ir šāds apraksts:
- Penicilli: slavenākie augstākie esošo veidņu ģints pārstāvji. Tie ir sastopami dažādās vietās, to dabiskais biotops ir augsne. Ietver sugas barošanas veidā - saprotrofus un vājus parazītus. Sadalījums ir balstīts uz konidioforu strukturālajām īpašībām un ir atkarīgs no suku slāņošanās ar konidijām. Antibiotika penicilīns ir viens no viņu pazīstamākajiem produktiem. 1929. gadā g.Skotu mikrobiologs A. Flemings vispirms atklāja antibakteriālu iedarbību ģints pārstāvī un no tā izolēja vielu, kuras nosaukums bija "penicilīns". Aptuveni 40 to sugu augļķermeņi izskatās kā klestotēcijas, kas redzamas bez īpašiem optiskiem līdzekļiem un kurām ir dažādas krāsas. Tās micēlijs ir sazarots un caurspīdīgs. Atveido pēc sporām.
- Aspergillus: augstākas aerobās veidnes, kas veido pūkainas, plakanas formas kolonijas. Micēlijam ir starpsienas, un to izplata sporas. Īpaši izturīgs pret vides ietekmēm. Viņi dod priekšroku substrātiem, kas bagātināti ar skābekli un oglekli, - polisaharīdiem un monosaharīdiem, kā arī inficē cieti saturošās sugas, kas atrodamas uz maizes un citiem pārtikas produktiem. Aspergillus sēnes atšķiras no penicilliem ar to, ka to augļu pavedieniem virsotnēs ir sabiezējumi ar stienim līdzīgiem izaugumiem, kas parasti atgādina "pinkaino galvu". Tieši no šiem izaugumiem ir atdalītas sporu ķēdes.
- Mukors: augsnē plaši izplatīta apakšējo pelējumu ģints, kuras micēlijs ir viena liela sazarota daudzkodolu šūna bez starpsienām. Katra tā bezkrāsainā sporangiofora augšdaļa, kura garums sasniedz vairākus centimetrus, beidzas ar melnu galvu, kurā nobriest sporas. Šīs sēnītes uz pārtikas veido pelējumu un atšķiras ar spēju izraisīt mikozes (sēnīšu slimības). Mukori ir saprotrofi pēc ēdiena veida.
- Fusarium: anamorfā pelējuma sēne, kas pārstāv ascomycotaceae. Tās sugas nodara ievērojamu kaitējumu valsts ekonomikai, ietekmējot augus un dzīvniekus. Izraisīt dažādas slimības, ko kopā sauc par fuzārijs... Daži no tiem spēj attīstīties simbiozē ar augiem, dzīvojot uz saknēm un izdalot vielas, kas labvēlīgi ietekmē augu.
Rauga sēnes iedala grupās pēc reprodukcijas veida un dažām citām īpašībām. Ir nesporogēni vai asporogēni un sporogēni vai sporogēni. Pirmos bieži sauc par raugiem līdzīgiem, un izšķir šādas ģintis:
- Candida: veido viltus micēliju un vairojas ar pumpurošanu.
- Torulopsis: ir apaļas un ovālas šūnas, neveido pseidomiceliumu un slikti fermentē ogļhidrātus, bieži vien ir kaitēkļi.
- Rodotorula: vairoties uz pārtikas, veidojot pigmentus - sarkanu, dzeltenu, rozā un melnu.
Ģimenes atšķiras no sporu veidojošā rauga nodaļas:
- Saccharomycetes: atšķiras ar spēju raudzēt cukurus
- Šizosaharomicēti: izmanto fermentācijas nozarē (alkoholisko dzērienu, spirta, etiķa, rauga utt. ražošanā)
- Cukura kods: pieder pie šīs nozares kaitēkļiem.
Lietošana cilvēkiem
Veidnes tiek izmantotas daudzās cilvēku darbības jomās. Viņu loma ir īpaši svarīga pārtikas rūpniecībā un medicīnā.
Tomēr tie ne vienmēr dod labumu, nesot kaitējumu un zaudējumus, liekot tērēt daudz līdzekļu, centienus pret tiem cīnīties un to postošo ietekmi.
Pārtikas rūpniecībā
Raugs ir atradis ceļu gatavošanā
Pelējumu un raugu izmanto pārtikas rūpniecībā.
Cepot, tiek izmantots raugs - tas piešķir maizei porainību, papildu uzturvērtības īpašības un palielina svaiguma saglabāšanas periodu. Un tiem pievienotais amilāzes ferments, ko izdala pelējums, uzlabo tā aromātu un garšu. Tajā pašā laikā cits ferments - invertāze - palielina konditorejas izstrādājumu derīguma termiņu.
Alkohola ražošanai tiek izmantota īpaša rauga sēne, kas izolēta no aļģēm, un vīnam - tīras noteikta veida rauga kultūras, kas piešķir tai īpašu garšu un aromātu.
Sieru un fermentētu piena produktu ražošanā tiek izmantotas rauga kultūras un daži pelējuma veidi. Kopā ar baktērijām piena fermentācijā kefīra ražošanai ir iesaistītas sēnītes.Sieru ražošanā to fermentēšanai izmanto Torula ģints sēnes. Un viņu pārstāvis no Penicillum klana, t.s. "Cēls pelējums" ir neaizstājams, lai iegūtu "Camembert", "Roquefort" un "Brie" šķirnes, piešķirot tiem raksturīgu struktūru (ar zilganu pelējuma klātbūtni siera masas biezumā) un unikālu garšu.
Gaļas un zivju produktu kvalitāti uzlabo sēnīšu izcelsmes enzīmu proteināze. No jēlas un izturīgas gaļas vai sliktas kvalitātes zivīm viņš gatavo smalku un mīkstu produktu, uzlabojot arī tā garšu. Torulopsis ģints rauga sēnīte, kas pievienota sviestam, neļauj tai ietekmēt cita veida pelējumu, kas ievērojami pasliktina tā garšu un saīsina glabāšanas laiku. Un aspergillus, kura konidijas izskatās kā melna pelējuma, ražo citronskābi.
Lauksaimniecībā un citās nozarēs
Lauksaimniecībā plaši izmanto arī veidnes un no tām iegūtās vielas. No tiem iegūtais trihodermīns veiksmīgi kavē patogēno mikroorganismu augšanu, kas inficē augus. Daži kukaiņu kaitēkļiem bīstamu veidņu veidi tiek izmantoti cīņā pret tiem. Dažas Fusarium ģints sēnes veicina augu augšanu un palielina to produktivitāti.
Tomēr starp tiem ir arī daudzi parazīti, kas ir atbildīgi par produktu sabojāšanos un produktu derīguma termiņa saīsināšanu, izdalot toksīnus, veicot to vitālo darbību. Tie var izraisīt pat viegli uzliesmojošu produktu - siena, salmu, lopbarības kultūru - sadedzināšanu. Lai cīnītos pret tiem, tiek izmantoti pesticīdi.
Medicīniska lietošana
Cilvēki plaši izmanto veidnes medicīniskiem nolūkiem. Viņu pārstāvja penicillum palīdzība ir nenovērtējama, veidojot antibiotiku penicilīnu, kura izskats palīdzēja glābt miljoniem cilvēku veselību. Mūsdienās viena no populārākajām un efektīvākajām to grupām ir cefalosporīni. Mikrobioloģijas attīstība ļāva veikt testus, kuru laikā, apstrādājot veidnes ar ķīmiskajiem mutagēniem, tika iegūtas to jaunās formas - anomicīti, ražojot penicilīnu, streptomicīnu un ražojot citas antibiotikas lielos daudzumos.
Tikpat svarīgas zāles, kas iegūtas no veidnēm, ir statīni, ko lieto holesterīna līmeņa pazemināšanai un aterosklerozes ārstēšanai.
Ne mazāk svarīga ir rauga izmantošana medicīnā. Žāvētā veidā tos izmanto zāļu un uztura bagātinātāju iegūšanai, šķidrā veidā tos lieto alerģiju ārstēšanai un kuņģa-zarnu trakta mikrofloras atjaunošanai.
Patogēnās sēnes un kontroles pasākumi
Mūsu māju temperatūras un mitruma apstākļi dažos gadījumos ir noderīgi sēnīšu pelējuma reprodukcijai un dzīvībai.
Personai bieži ir alerģiska reakcija uz pelējuma sēnītēm. Melnās pelējuma ietekme mājās ir toksīnu izdalīšanās. Viņi nonāk elpošanas traktā, graujot veselību un provocējot dažādas komplikācijas. Lai iznīcinātu melno pelējumu, dezinfekciju veic, izmantojot līdzekļus, kas iznīcina kaitīgos celmus, un pasākumus, lai apkarotu mitrumu.
Arī saindēšanās ar sapelējušu pārtiku ir bīstama. Visbīstamākā no tām ir dzeltenā Aspergillus sēne, kurai ir tendence augt uz dažādiem pārtikas substrātiem - pākšaugiem un eļļas augu sēklām, kakao, kafijas, kaltētām zivīm, ievārījumam.
Pat augsto tehnoloģiju polimēru materiālu ražošanā svarīgs uzdevums ir pasargāt tos no bioloģiskiem bojājumiem ar patogēnām veidnēm. Polimēru izturības pret šādiem līdzekļiem parametru noteikšana palīdz novērst to noārdīšanos un palielināt kalpošanas laiku.
Secinājums
Informācija par mikrobioloģijas zinātnes attīstību un tās atklātajiem faktiem tiek pastāvīgi atjaunināta. Cilvēka uzdevums ir virzīt veidņu īpašības pareizajā virzienā.
