Utilizzo di muffe e lieviti
Dal vasto regno dei funghi, che conta più di 100mila specie, muffe e lieviti sono le specie più insolite. Il potenziale e la portata del loro utilizzo da parte dell'uomo è estremamente ampio. Ma oltre a quelli che sono utili, capaci di servire per il bene, ce ne sono molti tra loro, il cui danno colpisce diverse sfere dell'esistenza.
Utilizzo di muffe e lieviti
Storia della ricerca
L'invenzione del microscopio ha permesso alle persone di studiare piccoli organismi viventi. L'olandese Anthony van Leeuwenhoek è considerato lo scopritore del micromondo, sebbene il primo microscopio sia stato progettato da G. Galileo. A. Levenguk è stato il primo a descrivere le varietà e le forme dei microrganismi. A poco a poco, questo studio ha portato a un'intera scienza che studia la loro struttura, habitat, condizioni per la crescita e la riproduzione, che si chiama microbiologia. Il fondatore della microbiologia è considerato lo scienziato francese, L. Pasteur, che ha scoperto la capacità dei microrganismi non solo di elaborare i resti di composti organici morti, ma anche di purificare l'acqua e il suolo. Ha anche dimostrato che i funghi e gli organismi di lievito sono in grado di svolgere funzioni benefiche per l'uomo e causare danni.
Con lo sviluppo della microbiologia, molte importanti scoperte furono fatte da scienziati russi: L.S.Tsenkovsky, I.I. Mechnikov, N.F. Gamaleya, D.I.Ivanovsky e altri. Con il loro aiuto, per la prima volta, furono gettate le basi della dottrina degli antibiotici e apparve una scienza che studia i virus - la virologia.
Allo stato attuale, molto tempo e impegno sono dedicati allo studio di muffe, lieviti, nonché del loro utilizzo e influenza, aprendo nuove opportunità per il loro utilizzo in molti settori dell'economia nazionale.
caratteristiche generali
I funghi sono doni della natura gustosi e salutari, si trovano nei boschi e nei prati, hanno grandi corpi fruttiferi. Ma la scienza non conosce meno utili e più diversi rappresentanti trovati di questo regno: forme di muffe di funghi.
Sono apparsi circa 200 milioni di anni fa.
Alcune varietà sono miceliali, costituite da formazioni filamentose (singole o multicellulari) - ife.
Altri - al lievito (cellule rotonde), si riproducono germogliando.
E l'ultima specie - i macromiceti - sono funghi tradizionali nella nostra comprensione.
Funghi della muffa
Le muffe sono funghi microscopici che non possono essere visti ad occhio nudo.
Il loro nome comune è micromiceti, un gruppo di funghi appartenenti a quelli inferiori e in parte superiori. Per il tipo di cibo sono saprotrofi. La loro caratteristica principale è la capacità di elaborare i resti di organismi viventi, trasformandoli in composti organici e inorganici. Ma tra di loro si possono trovare anche parassiti, come il penicillo prostrato, che si depositano sulla superficie delle mele e causano il marciume bruno molle.
La distribuzione in natura è quasi onnipresente. È difficile sopravvalutare la loro importanza nel ciclo della materia e dell'energia nella biosfera. Non sono schizzinosi riguardo alle condizioni di vita: la cosa principale per loro è il calore, l'elevata umidità e un mezzo nutritivo. Le loro colonie sono in grado di infettare sostanze organiche e inorganiche, formando depositi caratteristici.
Irina Selyutina (biologa):
Una caratteristica delle muffe è la formazione di muffe sui nutrienti. Può assomigliare a una ragnatela, essere soffice o polveroso e avere una varietà di colori. Il nome del fungo è spesso associato al colore della placca: muffa grigia, muffa verde, muffa nera, ecc. La forma e il colore dello stampo sono caratteristiche sistematiche. Una delle condizioni necessarie per la formazione di muffe è considerata l'umidità sufficiente del substrato nutritivo e l'elevata umidità relativa dell'aria circostante. La maggior parte delle muffe sono saprofiti, ma ci sono anche parassiti facoltativi di piante, animali e esseri umani tra di loro. Sono caratterizzati da una gamma molto ampia di enzimi, grazie ai quali possono vivere di una varietà di nutrienti.
La struttura della maggior parte delle muffe, nonostante la diversità delle loro specie, ha caratteristiche comuni. Il loro micelio ha molti rami senza formare grandi corpi fruttiferi. Il loro corpo vegetativo è costituito da un gran numero di filamenti sottili - ife, che si diffondono sulla superficie o all'interno dei resti di un organismo vivente. Inoltre, può occupare vaste aree e crescere rapidamente. Sono eucarioti, cioè le loro cellule contengono un nucleo e un apparato genetico, a differenza dei procarioti, a cui appartengono i batteri. Le loro cellule non contengono clorofilla, che conferisce alle piante il loro colore verde e la capacità di convertire l'anidride carbonica in sostanze nutritive.
Si riproducono nei seguenti modi:
- vegetativamente: parti del micelio che, diffondendosi, iniziano ad esistere nel mezzo nutritivo, come organismo indipendente;
- sessualmente: quando due cellule sessuali si uniscono per formare uno zigote;
- asessuato: con la formazione di diversi tipi di spore.
Lievito
Il lievito ha bisogno di ossigeno per vivere
Il lievito appartiene ai funghi unicellulari, ci sono più di 1500 specie di rappresentanti di ascomiceti e basidiomiceti. Sono considerati uno degli organismi più antichi coltivati dall'uomo. Non hanno il micelio. La forma delle cellule è diversa e le dimensioni variano da 6 a 12 micron a 40 micron. Questi sono rappresentanti di eucarioti organotrofi che usano la materia organica per nutrirsi al fine di ottenere carbonio ed energia per la vita.
Si differenziano per il fatto che sono più esigenti in termini di condizioni nutrizionali rispetto alle muffe. Per la vita di questi organismi unicellulari, l'ossigeno è necessario, ma in sua assenza ricevono energia dagli alcoli formati durante la fermentazione. In condizioni anaerobiche possono mangiare solo glucosio e in condizioni aerobiche usano idrocarburi, composti organici e aromatici, alcoli e grassi.
Il lievito si moltiplica per divisione o germogliamento o sessualmente e questo processo in condizioni ottimali avviene ad alta velocità. La divisione e il germogliamento avvengono attraverso la formazione e, man mano che cresce, la separazione dalla cellula madre di una nuova, che è cresciuta fino a una certa dimensione.
Tipi di muffe e lieviti
La classificazione delle muffe note alla scienza comprende più di 300 varietà. La tassonomia del più famoso di loro ha la seguente descrizione:
- Penicilli: i più famosi rappresentanti superiori del genere degli stampi esistenti. Si trovano in vari luoghi, il loro habitat naturale è il suolo. Include specie per alimentazione: saprotrofi e parassiti deboli. La divisione si basa sulle caratteristiche strutturali dei conidiofori e dipende dalla stratificazione delle spazzole con conidi. L'antibiotico penicillina è uno dei loro prodotti più conosciuti. Nel 1929 g.Il microbiologo scozzese A. Fleming ha rivelato per la prima volta un'azione antibatterica in un rappresentante del genere e ne ha isolato una sostanza, chiamata "penicillina". I corpi fruttiferi di circa 40 delle loro specie sembrano clestoteci, visibili senza speciali mezzi ottici e aventi colori diversi. Il suo micelio è ramificato e trasparente. Si riproduce per spore.
- Aspergillus: muffe aerobiche superiori che formano colonie soffici e piatte. Il micelio ha setti ed è diffuso dalle spore. Estremamente resistente agli influssi ambientali. Preferiscono substrati arricchiti con ossigeno e carbonio - polisaccaridi e monosaccaridi, infettano anche specie contenenti amido, presenti sul pane e altri prodotti alimentari. I funghi Aspergillus differiscono dai penicilli in quanto i loro filamenti fruttiferi in cima hanno ispessimenti con escrescenze simili a bastoncelli, generalmente simili a una "testa ispida". È da queste escrescenze che si staccano le catene di spore.
- Mukor: un genere di muffe inferiori diffuse nel suolo, il cui micelio è una grande cellula multinucleata ramificata senza partizioni. La parte superiore di ciascuno dei suoi sporangiofori incolori, raggiungendo diversi centimetri di lunghezza, termina con una testa nera in cui maturano le spore. Questi funghi formano muffe sul cibo e si distinguono per la loro capacità di causare micosi (malattie fungine). I mukor sono saprotrofi per tipo di cibo.
- Fusarium: muffa anamorfica, rappresentativa delle ascomicotacee. Le sue specie causano danni significativi all'economia nazionale, colpendo piante e animali. Causa una varietà di malattie conosciute collettivamente come fusarium... Alcuni sono in grado di svilupparsi in simbiosi con le piante, vivendo sulle loro radici e producendo un rilascio di sostanze che hanno un effetto benefico sulla pianta.
I funghi di lievito sono divisi in gruppi in base alla modalità di riproduzione e ad alcune altre caratteristiche. Ci sono non sporogeni o asporogeni e sporogenici o sporogeni. I primi sono spesso chiamati simili al lievito e si distinguono i seguenti generi:
- Candida: forma un falso micelio e si moltiplica per gemmazione.
- Torulopsis: ha cellule rotonde e ovali, non forma pseudomicelio e fermenta scarsamente i carboidrati, spesso essendo parassiti.
- Rodotorula: moltiplicarsi sul cibo, formando pigmenti: rosso, giallo, rosa e nero.
Le famiglie si distinguono dal reparto lieviti sporigeni:
- Saccaromiceti: si distinguono per la loro capacità di fermentare gli zuccheri
- Schizosaccaromiceti: utilizzato nell'industria della fermentazione (nella produzione di bevande alcoliche, alcol, aceto, lievito, ecc.)
- Codice zucchero: appartengono ai parassiti di questa industria.
Uso umano
Gli stampi sono utilizzati in molte aree dell'attività umana. Il loro ruolo è particolarmente importante nell'industria alimentare e nella medicina.
Tuttavia, non sempre portano benefici, portando danni e perdite, costringendo a spendere molti fondi, sforzi per combatterli e il loro impatto distruttivo.
Nell'industria alimentare
Il lievito ha trovato la sua strada in cucina
La muffa e il lievito vengono utilizzati nell'industria alimentare.
Durante la cottura viene utilizzato il lievito: conferisce al pane porosità, proprietà nutritive aggiuntive e aumenta la durata di conservazione del pane fresco. E l'enzima amilasi aggiunto a loro, secreto dalla muffa, ne migliora l'aroma e il gusto. Allo stesso tempo, un altro enzima, l'invertasi, aumenta la durata di conservazione dei prodotti dolciari.
Per la produzione di alcol viene utilizzato uno speciale fungo di lievito isolato dalle alghe e per il vino - colture pure di un certo tipo di lievito, che gli conferiscono un gusto e un aroma speciali.
Nella produzione di formaggi e prodotti a base di latte fermentato vengono utilizzati fermenti di lievito e alcuni tipi di muffe. Insieme ai batteri, i funghi sono coinvolti nella fermentazione del latte per la produzione di kefir.Nella produzione dei formaggi vengono utilizzati per la loro fermentazione i funghi del genere Torula. E il loro rappresentante del clan Penicillum, il cosiddetto. "Muffa nobile", è indispensabile per ottenere le varietà "Camembert", "Roquefort" e "Brie", conferendo loro una struttura caratteristica (con presenza di muffa bluastra nello spessore della massa di formaggio) e un gusto unico.
La qualità della carne e dei prodotti ittici è migliorata dall'enzima proteinasi di origine fungina. Da carne cruda e dura o pesce di scarsa qualità, si ottiene un prodotto delicato e morbido, migliorandone anche il gusto. Il fungo di lievito del genere Torulopsis, aggiunto al burro, non gli permette di essere influenzato da altri tipi di muffe, che ne alterano notevolmente il gusto e ne accorciano la conservabilità. E l'aspergillo, i cui conidi sembrano muffe nere, produce acido citrico.
Nell'agricoltura e in altri settori
In agricoltura trovano largo impiego anche muffe e sostanze da esse derivate. La trichodermina ottenuta da loro inibisce con successo la crescita di microrganismi patogeni che infettano le piante. Alcuni tipi di muffe pericolose per i parassiti degli insetti vengono utilizzati nella lotta contro di loro. Alcuni funghi del genere Fusarium promuovono la crescita delle piante e ne aumentano la produttività.
Tuttavia, tra questi ci sono anche molti parassiti responsabili del deterioramento e dell'accorciamento della durata di conservazione dei prodotti, che emettono tossine nel corso della loro attività vitale. Possono persino portare alla combustione spontanea di prodotti infiammabili: fieno, paglia, colture foraggere. I pesticidi vengono utilizzati per combatterli.
Uso medico
Le muffe sono ampiamente utilizzate dall'uomo per scopi medicinali. L'aiuto del loro rappresentante, il penicillum, è inestimabile per creare l'antibiotico penicillina, il cui aspetto ha contribuito a salvare la salute di milioni di persone. Oggi, uno dei gruppi più popolari ed efficaci sono le cefalosporine. Lo sviluppo della microbiologia ha permesso di condurre test in cui, trattando le muffe con mutageni chimici, sono state ottenute le loro nuove forme: ancomiceti, producendo penicillina, streptomicina e producendo altri antibiotici in grandi quantità.
Farmaci altrettanto importanti derivati dalle muffe sono le statine utilizzate per abbassare il colesterolo e curare l'aterosclerosi.
L'uso del lievito in medicina non è meno importante. In forma secca, vengono utilizzati per ottenere medicinali e integratori alimentari, in forma liquida, vengono utilizzati per trattare le allergie e ripristinare la microflora del tratto gastrointestinale.
Funghi patogeni e misure di controllo
Le condizioni di temperatura e umidità delle nostre case in alcuni casi sono buone per la riproduzione e la vita delle muffe fungine.
Una persona ha spesso una reazione allergica ai funghi della muffa. L'effetto della muffa nera in casa è il rilascio di tossine. Entrano nel tratto respiratorio, minando la salute e provocando varie complicazioni. Per distruggere la muffa nera, la disinfezione viene effettuata utilizzando agenti che distruggono i ceppi nocivi e le misure per combattere l'umidità.
Anche l'avvelenamento con cibo ammuffito è pericoloso. Il più pericoloso di questi è il fungo Aspergillus giallo, che tende a crescere su una varietà di substrati alimentari: legumi e semi oleosi, cacao, caffè, pesce essiccato, marmellata.
Anche nella produzione ad alta tecnologia di materiali polimerici, un compito importante è proteggerli dai danni biologici causati da muffe patogene. Determinare i parametri di resistenza dei polimeri a tali agenti aiuta a prevenirne il degrado e ad aumentare la durata.
Conclusione
Le informazioni sullo sviluppo della scienza della microbiologia e sui fatti da essa rivelati sono costantemente aggiornate. Il compito dell'uomo è dirigere le proprietà degli stampi nella giusta direzione.
