На чем растут дрожжи

ГК «Униконс»

Продвижение и реализация комплексных пищевых добавок, антисептиков и др. продукции.

«Антисептики Септоцил»

Септоцил. Бытовая химия, антисептики.

«Петритест»

Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.

«АльтерСтарт»

Закваски, стартовые культуры. Изготовление любых заквасок для любых целей.

5.3. Факторы роста и выживания дрожжей

К основным факторам роста и выживания дрожжей в пищевых продуктах относятся свойства продуктов (внутренние факторы), условия окружающей среды (внешние факторы), физиологические характеристики дрожжей и биологические взаимодей­ствия между дрожжами, а также между дрожжами и другими микроорганизмами (неявные факторы).

5.3.1. Метаболическая активность дрожжей

Подобно грибам дрожжи являются аэробными организмами и необходимые пита­тельные вещества получают посредством дыхания. Вопреки распространенному мнению только около половины видов дрожжей способны сбраживать сахара. Такие дрожжи являются факультативными анаэробами, а спиртовое брожение – наиболее замечательное свойство ряда дрожжей. Наиболее энергично сбраживают сахар дрожжи рода Saccharomyces – они выдерживают высокие концентрации этанола (до 15% об.). Этанол (этиловый спирт) является ценным компонентом различных пи­щевых продуктов, а другой основной конечный продукт деятельности дрожжей, ди­оксид углерода, может способствовать их порче.

В анаэробных условиях дрожжи могут утилизировать самые простые пищевые вещества – моно- и дисахариды, органические кислоты, спирты и аминокислоты, и лишь ограниченное число сахаров (главным образом гексозы и некоторые дисахари­ды) могут использоваться ими в качестве субстратов брожения. Далеко не все дрож­жи способны гидролизовывать макромолекулы. В частности, только немногие виды дрожжей обладают амилолитическими ферментами, необходимыми для гидролиза крахмала. К частичному гидролизу крахмала способна особая разновидность Saccharomyces cerevisiaе (часто рассматриваемая как отдельный вид) – Saccharo­myces diastaticus. Наиболее активные амилолитические дрожжи Debaryomyces occidentalis и Saccharomycopsis fibuligera могут вызывать порчу хлеба и других хлебо­пекарных изделий (с появлением дефекта, называемого «меловом хлебом»). В дрож­жевых клетках зачастую присутствуют липолитические и протеолитические фер­менты, но их активность редко бывает достаточной для интенсивного гидролиза. Причиной липолитической и протеолитической порчи мясных и молочных продук­тов могут являться дрожжи Yarrowia lipolytica, а также некоторые виды Candida и Rhodotorula.

5.3.2. Условия роста дрожжей

Популяции дрожжей, которые размножаются почкованием или делением, имеют типичную, такую же как и у бактерий, кривую роста, которая в зависимости от ско­рости размножения может быть разделена на лаг-фазу (фазу задержки), экспонен­циальную и стационарную фазы, фазу замедления и отмирания. Продолжитель­ность этих фаз в значительной степени зависит от внутренних и внешних факторов, при этом скорость роста максимальна в экспоненциальной фазе. В целом скорость роста у дрожжей ниже, чем у бактерий, но выше, чем при нитевидном росте плесе­ней. Это дает бактериям конкурентное преимущество над дрожжами в большинстве естественных мест обитания и в пищевых продуктах. Тем не менее в случае благо­приятных условии рост дрожжей может легко опередить рост бактерии. При опти­мальных условиях время генерации дрожжей составляет примерно от 1 до 2 ч, что соответствует скорости роста 0,70-0,35 ч-1. Отдельные дрожжи (например, Zygosaccharomyces и Galactomyces) растут медленнее, и их время генерации может составлять 4-8 ч и более (табл. 5.3). При неблагоприятных условиях скорость роста снижается и увеличивается продолжительность лаг-фазы.

Дрожжи способны расти при определенных условиях внешней среды (темпера­тура, влажность, рН и др.). Вне определенного диапазона для каждого из этих параметров их рост останавливается, однако при этом они способны выживать. Дрожжи значительно различаются по своей устойчивости к неблагоприятным факторам, изучение которых представляется особенно важным, поскольку создает основу для разработки методов защиты пищевых продуктов от возможной дрожжевой порчи.

Температурный диапазон роста дрожжей в целом охватывает интервал от не­скольких градусов ниже 0°С и до нескольких градусов выше 40°С. Большинство дрожжей являются мезофильными и лучше растут при температуре 25-30°С, тогда как у психротрофных дрожжей оптимальная температура роста ниже 20°С. Некото­рые дрожжи могут расти только при температурах до 45–47°С, по даже их нельзя считать истинными термофилами (табл. 5.4). В случае отклонения от оптимальной температуры (табл. 5.5) скорость роста падает. Большинство дрожжей более толерантно к пониженной активности воды (αω), чем бактерии, и для большинства ДВПП минимальное значение αω, необходимое для их роста, находится в интервале 0,90-0.95. Некоторые виды дрожжей, например Zygosaccharomyces rouxii, могут рас­ти при αω ниже 0,70 и при высокой концентрации сахара или соли. Их обычно отно­сят к осмофильным дрожжам, но точнее их называть ксеротолерантными (табл. 5.6).

Таблица 5.3. Характеристики роста некоторых ДВПП*

* Аэрируемые культуры в питательной среде при рН 4 и 30°С

Таблица 5.4. Пороговые значения максимальных температур роста некоторых пищевых дрожжей*

* Средние значения по 7-16 штаммам, измеренные в искусственной среде.

Таблица 5.5. Влияние температуры на рост винных дрожжей (по [2])

Таблица 5.6. Пороговые значения активности воды для некоторых пищевых дрожжей*

* Получены на бульонных культурах, выращиваемых при комнатной температуре до 120 сут.

Влияние экологических факторов на рост дрожжей зависит от их сочетания: на­пример, при низких значениях αω минимальная температура роста возрастает, а в случае низких Температур для роста дрожжей требуются одновременно более высо­кие минимальные значения рН и αω. Этот факт служит основой для разработки раз­личных комбинированных методов консервирования. В этом отношении важную роль играет взаимодействие дрожжей с другими микроорганизмами, хотя практиче­ское значение биологического взаимодействия все еще изучено недостаточно. Дрожжи и молочнокислые бактерии одновременно встречаются как во многих есте­ственных местах обитания, так и в пищевых системах, поскольку у них общие эколо­гические детерминанты.

Источник

С давних пор человек использует дрожжи для приготовления хлеба.

Дрожжи быстро растут, что определяется необычайно высокой скоростью их обмена веществ. При этом они значительно изменяют химический состав окружающей среды. Наиболее известный процесс, который они осуществляют, – спиртовое брожение. Дрожжи питаются сахаром, превращая его в спирт. При этом выделяется углекислый газ, который способствует подниманию теста, делают его лёгким и пористым.

Аскомицетные и базидиомицетные дрожжи

Различить дрожжи, принадлежащие к разным отделам грибов, можно как по характеристикам их жизненного цикла, так и без его наблюдения, только по признакам аффинитета. К ним относится:

Особенности метаболизма дрожжей

Дрожжи являются хемоорганогетеротрофами и используют органические соединения как для получения энергии, так и в качестве источника углерода. Им необходим кислород для дыхания, однако при его отсутствии многие виды способны получать энергию за счёт брожения с выделением спиртов (факультативные анаэробы). В отличие от бактерий, среди дрожжей нет облигатных анаэробов, гибнущих при наличии кислорода в среде. При пропускании воздуха через сбраживаемый субстрат дрожжи прекращают брожение и начинают дышать (поскольку этот процесс эффективнее), потребляя кислород и выделяя углекислый газ. Это ускоряет рост дрожжевых клеток (эффект Пастера ). Однако даже при доступе кислорода в случае высокого содержания глюкозы в среде дрожжи начинают её сбраживать (эффект Кребтри).

Клетки пекарских дрожжей, флюоресцентная микроскопия.

Дрожжи достаточно требовательны к условиям питания. В анаэробных условиях дрожжи могут использовать в качестве источника энергии только углеводы, причём в основном гексозы и построенные из них олигосахариды. Некоторые виды (Pichia stipitis, Pachysolen tannophilus, Phaffia rhodozyma) усваивают и пентозы, например, ксилозу. Виды Schwanniomyces occidentalis и Saccharomycopsis fibuliger способны сбраживать крахмал, вид Kluyveromyces fragilis — инулин. В аэробных условиях (при наличии кислорода) круг усваиваемых субстратов шире: помимо углеводов усваиваются также жиры, углеводороды, ароматические и одноуглеродные соединения, спирты, органические кислоты. Гораздо больше видов способно использовать пентозы в аэробных условиях. Тем не менее, сложные соединения (лигнин, целлюлоза) для большинства дрожжей (за исключением некоторых видов рода Trichosporon, проявляющих целлюлолитическую активность) недоступны.

Источниками азота для всех дрожжей могут быть соли аммония, примерно половина видов имеет нитратредуктазу и может усваивать нитраты. Пути усвоения мочевины различны у аскомицетовых и базидиомицетовых дрожжей. Аскомицетовые сначала карбоксилируют её, затем гидролизуют, базидиомицетовые — сразу гидролизуют ферментом уреазой.

Для практического применения важны продукты вторичного метаболизма дрожжей, выделяемые в малых количествах в среду: сивушные масла, ацетоин (ацетилметилкарбинол), диацетил, масляный альдегид, изоамиловый спирт, диметилсульфид и др. Именно от них зависят органолептические свойства полученных с помощью дрожжей продуктов.

Распространение дрожжей

Места обитания дрожжей связаны преимущественно с субстратами, богатыми сахарами: поверхностями плодов и листьев (где дрожжи питаются прижизненными выделениями растений), нектаром цветов, раневыми соками растений, мёртвой фитомассой и т. д. Дрожжи распространены также в почве (особенно в подстилке и органогенных горизонтах) и природных водах. Дрожжи (роды Candida, Pichia, Ambrosiozyma) постоянно присутствуют в кишечнике и ходах ксилофагов (питающихся древесиной насекомых), богатые дрожжевые сообщества развиваются на листьях, поражённых тлёй. Представители рода Lypomyces являются типичными почвенными обитателями.

Жизненный цикл дрожжей

Отличительной особенностью дрожжей является способность к вегетативному размножению в одноклеточном состоянии. При сопоставлении с жизненными циклами грибов это выглядит как почкование спор или зиготы. Многие дрожжи также способны к реализации полового жизненного цикла (его тип зависит от аффинитета), в котором могут быть и мицелиальные стадии.

У некоторых дрожжеподобных грибов, образующих мицелий (роды Endomyces, Galactomyces, Arxula, Trichosporon), возможен распад мицелия на клетки (артроспоры). У родов Arxula и Trichosporon артроспоры после образования начинают почковаться. У грибов рода Trichosporon внутри клеток мицелия также образуются вегетативные эндоспоры.

Одноклеточные грибы

Принцип деления грибов

Эти организмы подлежат классификации по наличию или отсутствию грибницы и плодового тела. Основные типы:

Дрожжи часто называют внетаксономической группой одноклеточных грибов, которые перешли к постоянному обитанию в средах (жидких и полужидких), богатых питательными веществами. Здесь есть виды относящиеся к аскомицетам, есть принадлежащие к базидиомицетам.

По размерам организма идет деление грибов на следующие группы:

Описание одноклеточных

Тонкие нити (гифы) служат для переплетения и являются главными для формирования грибницы и плодового тела. В каждой клеточной стенке гриба есть хитин, а в продуктах распада мочевина.

Классификация

Особенности жизнедеятельности

Царство этих организмов огромно. Многие из представителей в процессе эволюции нашли для себя место в земле и в воде.

Все процессы, которые сопровождают их жизнь, ведут к выделению тех или иных ферментов, при помощи которых в последствии они получают себе пропитание.

Выпуская из себя образования, напоминающие ризоиды, они быстро присасываются ими к намеченному месту и поглощают пищу. Некоторые представители делают это своей поверхностью.

Зоопагалисы научились питаться мелкими насекомыми, членистоногими или простейшими, которые сами прилипают к их наружному слою.

Липкая поверхность постепенно переваривает все, что на ней оказалось. Поэтому зоопагалисов считают хищниками.

Дрожжи действуют иначе. Они вырабатывают в своем тела ферменты и химические соединения, которые позволяют им выжиывать, используя для своего питания сахар в процессе брожения. Жизнедеятельность других организмов позволяет получить необходимые вещества для создания лекарств.

Описание видов

В мире очень много разновидностей одноклеточных грибов

У всех этих организмов есть определенные особенности образа жизни и размножения. Мицелий почти не развит, и передвижение происходит за счет жгутиков. Почвенные особи образуют микоризу с корнями растений. Их клеточный состав похож. В основном это паразиты, облигатные или факультативные, с которыми человечество сталкивается каждый день.

Плесевый гриб мукор

Самым ярким и известным представителем является плесень и в частности типичный ее образователь – гриб мукор. Она есть как на почве в виде серого, так и в сырых помещениях (в подвале или ванной комнате) или продуктах питания, хранящихся в не совсем надлежащих условиях уже длительное время.

Мицелий этого одноклеточного гриба характеризуется наличием многих ядер. и обладает большим ветвящимся мицелием, у него лишь одна клетка. Принадлежит к зигомицетам, из которых готовят китайскую закваску, похожую на наши дрожжи. Ферменты, которые данные организмы содержат в своем составе, используются в медицинских целях.

Ирина Селютина (Биолог):

Представители рода Мукор в странах Азиатского континента используются как одна из составляющих закваски («китайские дрожжи», «рага») или же непосредственно для получения сброженных продуктов питания, т.к. соевый сыр, темпе. Для приготовления используются бобы сои, злаки (рис и др.), ядра кокосового ореха. Также мукоровые находят свое применение и для получения спирта из клубней картофеля.

Часть мукоровых способна вызывать микозы (мукоромикозы) легких (ложный туберкулез), мозга или других органов человека, домашней птицы и сельскохозяйственных животных. К ним относятся, например, абсидия ветвистая, мукор мелкий, ризопус Кона.

Внешне, колония мукора похожа на серый пушок или бежевый налет. Вызывает разложение органики и служит природным санитаром.

Дрожжи

Дрожжевой грибок известен всем хозяйкам, которые хоть однажды сталкивались с домашней выпечкой. Этот организм живет постоянно почкующимися колониями. Состоит из одного мицелия, часть перегородки отсутствует.Их причисляют к полезным организмам. Некоторые штаммы были выведены искусственным путем.

По своей природе простейшие дрожжи относятся к факультативным паразитам. Как большинство живых организмов, они умеют дышать кислородом и выделять углекислый газ. При взаимодействии с сахаром происходит брожение. Разные виды питаются субстратами. Одни лучше взаимодействуют с гексозой, а другие – с липидами или белками. В результате их жизнедеятельности возникает диацетил, сивушные масла, диметилсульфид и изоамиловый спирт – результат брожения.

Паразиты

В числе одноклеточных есть опасные для человека представители, которые способны вызывать разнообразные заболевания. Список паразитических представителей достаточно велик. К самым известным относятся те, что вызывают болезни кожи, волос, ногтей у человека, вредят растениям и животным.

Кожные заболевания способны вызвать трихофитон и микроспорум. Кандида является причиной кандидоза у женщин. От дерматофитов страдают ногти. Лишай и черные пятна на теле вызывает пьедра.

Ирина Селютина (Биолог):

Диагнозы микоза волосистой части головы устанавливаются на основании данных т.н. клинической картины и микроскопии вырванного для исследования волоса (соскоба чешуек) во влажном препарате с использованием КОН. Изучение внешнего и внутреннего вида стержня волоса, размер спор – позволяют идентифицировать паразита и назначить лечение.

Для растений опасна фитофтора. Она поражает корневую систему и листовой покров. Возникает гниль, часть растений гибнет.

Дрожжевой антимикробный препарат

Выделена дрожжевая культура, превосходящая Sacharomyces (сахаромицеты) по антибиотическому эффекту и обладающая широким спектром ферментативной активности.

1.Дрожжи и их место в жизни человека

Дрожжи – сборная группа одноклеточных грибов, насчитывающая около 500 видов, которые подразделяют на три класса – аскомицеты, базидиомицеты и дейтеромицеты. Образуют ограниченные бесцветные (большинство дрожжей), желтые или красные (базидиомицеттовые) колонии.

2. Исследуемая культура дрожжей

3. Медико-биологические аспекты применения исследуемой культуры

Выделенная культура Sacharomycesacedumlactum тоже является продуцентом антибиотиков, но для практического использования гораздо важнее ее повышенная ферментативная активность. По этому критерию ее можно характеризовать как всеядную и суперзащищенную. Этот вид дрожжей растет и размножается практически на всех средах растительного и животного происхождения, не требуя стерильных условий для посева. Доминирование среди других микроорганизмов, по-видимому, возникает благодаря широкому антибиотическому спектру метаболитов выделенной дрожжевой культуры. Это может быть связано с ее необычной протеазной активностью. При ферментации разных питательных сред исследуемая культура продуцирует сильные протеолитические ферменты. Одним из них является аналог сычужного фермента (реннина, химозина), который издавна используют в сыроварении для створаживания молока. Дрожжи производят этот фермент при высоком значении рН

Учитывая биологические достоинства выделенных дрожжей, целесообразно изучить возможности их использования для получения средств защиты растений, лекарственных средств для лечения диареи, отравлений и других заболеваний желудочно-кишечного тракта у животных, а также ферментных препаратов, прежде всего, для молочной и других отраслей пищевой промышленности.

Биология в лицее

Источник