Dal vasto regno dei funghi, la numerazione di oltre 100 mila specie, muffe e lieviti sono le specie più insolite. Il potenziale e la portata del loro uso da parte degli esseri umani è estremamente ampio. Ma oltre a quelli che sono utili, capaci di servire il bene, ce ne sono molti, il cui danno colpisce diverse sfere dell'esistenza.
Usando 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 di microrganismi. A poco a poco, questo studio ha portato a un'intera scienza che studia la loro struttura, habitat, condizioni di crescita e 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 riciclare 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 sono state fatte da scienziati russi: L.S.Tsenkovsky, I.I. Mechnikov, N.F.Galealeya, D.I.Ivanovsky e altri. Con il loro aiuto, per la prima volta, furono poste le basi della dottrina degli antibiotici e apparve la scienza dei virus - la virologia.
Attualmente, molto tempo e sforzi sono dedicati allo studio di muffe, lieviti, nonché al loro uso e influenza, aprendo nuove possibilità per il loro uso in molti settori dell'economia nazionale.
Caratteristiche generali
I funghi sono doni gustosi e salutari della natura, si trovano nelle foreste e nei prati, hanno grandi corpi fruttiferi. Ma la scienza non è meno utile e più diversificata tra i 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 moltiplicano in erba.
E le ultime specie - i macromiceti - sono funghi tradizionali nella nostra comprensione.
Funghi muffa
I funghi della muffa sono funghi microscopici che non possono essere visti ad occhio nudo.
Il loro nome comune è micromiceti - un gruppo di funghi appartenenti alla parte inferiore e in parte superiore. Dal tipo di cibo sono saprotrofi. La loro caratteristica principale è la capacità di elaborare i resti di organismi viventi, convertendoli in composti organici e inorganici. Ma tra loro si possono trovare anche parassiti, come il penicillo prostrato, che si depositano sulla superficie delle mele e causano un morbido marciume bruno.
La distribuzione in natura è quasi onnipresente. È difficile sopravvalutare la loro importanza nel ciclo della materia e dell'energia nella biosfera. Non sono pignoli per le condizioni di vita: la cosa principale per loro è il calore, l'umidità elevata e un mezzo nutritivo. Le loro colonie sono in grado di infettare sostanze organiche e inorganiche, formando placche caratteristiche.
Irina Selyutina (Biologa):
Una caratteristica degli stampi 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'umidità relativa elevata dell'aria circostante. La maggior parte delle muffe sono saprofite, ma ci sono anche parassiti opzionali di piante, animali e umani. Sono caratterizzati da una vasta gamma di enzimi, grazie ai quali possono vivere con una varietà di nutrienti.
La struttura della maggior parte delle muffe, nonostante la diversità delle loro specie, ha caratteristiche comuni. Il loro micelio ha molte ramificazioni senza formare grandi corpi fruttiferi. Il loro corpo vegetativo è costituito da un gran numero di sottili filamenti: ife, che si diffondono sulla superficie o all'interno dei resti di un organismo vivente. Tuttavia, può occupare vaste aree e crescere rapidamente. Sono eucarioti, cioè le loro cellule contengono un nucleo e un apparato genetico, al contrario 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: da parti del micelio che, diffondendosi, iniziano ad esistere nel mezzo nutritivo, come un organismo indipendente;
- sessualmente: quando due cellule sessuali si uniscono per formare uno zigote;
- asessuale: con la formazione di diversi tipi di spore.
Lievito
Il lievito ha bisogno di ossigeno per vivere
Il lievito appartiene a funghi unicellulari, ci sono più di 1500 specie di rappresentanti di ascomiceti e basidiomiceti. Sono considerati uno degli organismi più antichi che l'uomo coltiva. Non hanno micelio. La forma della cellula è diversa e le dimensioni variano da 6 - 12 micron a 40 micron. Questi sono rappresentanti di eucarioti organotrofici che usano la materia organica per l'alimentazione per ottenere carbonio ed energia per la vita.
Si differenziano per il fatto che sono più esigenti in termini nutrizionali rispetto alle muffe. Per la vita di questi organismi unicellulari, è necessario ossigeno, ma in assenza di esso ricevono energia dagli alcoli formati durante il processo di fermentazione. In condizioni anaerobiche, possono nutrirsi solo di 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 degli stampi noti alla scienza ha più di 300 varietà. La tassonomia dei più famosi ha la seguente descrizione:
- penicilli: i più alti rappresentanti più famosi del genere di stampi esistenti. Si trovano in vari luoghi, il loro habitat naturale è il suolo. Comprende le specie per l'alimentazione: saprotrofi e parassiti deboli. La divisione si basa sulle caratteristiche strutturali dei conidiofori e dipende dalla stratificazione delle spazzole con i conidi. La penicillina antibiotica è uno dei loro prodotti più noti. Nel 1929, il microbiologo scozzese A. Fleming rivelò per la prima volta un effetto antibatterico in un rappresentante del genere e ne isolò una sostanza, che fu chiamata "penicillina". I corpi fruttiferi di circa 40 delle loro specie sembrano clestotecia, visibili senza mezzi ottici speciali e con colori diversi. Il suo micelio è ramificato e trasparente. Si riproduce per spore.
- Aspergillus: muffe aerobiche superiori che formano colonie soffici e di forma piatta. Il micelio ha setti ed è diffuso dalle spore. Estremamente resistente alle influenze esterne. Preferiscono substrati arricchiti con ossigeno e carbonio - polisaccaridi e monosaccaridi, infettano anche specie contenenti amido, presenti sul pane e su 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 irsuta". È da queste escrescenze che le catene di spore si staccano.
- Mukor: un genere di muffe inferiori diffuse nel terreno, il cui micelio è una cellula multinucleata ramificata di grandi dimensioni che non ha partizioni. La parte superiore di ciascuno dei suoi sporangiophores incolori, che raggiunge alcuni centimetri di lunghezza, termina in una testa nera in cui le spore maturano. Questi funghi formano muffa 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, un rappresentante delle ascomicotaceae. Le sue specie causano danni significativi all'economia nazionale, colpendo piante e animali. Causa una varietà di malattie collettivamente conosciute 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 nonsporogenici o asporogenici e sporogenici o sporogenici. I primi sono spesso chiamati lieviti e si distinguono i seguenti generi:
- Candida: forma falso micelio e si moltiplica per erba.
- Torulopsis: ha cellule rotonde e ovali, non forma pseudomicelio e carboidrati scarsamente fermentati, spesso parassiti.
- Rodotorula: moltiplicarsi sul cibo, formando pigmenti: rosso, giallo, rosa e nero.
Le famiglie si distinguono dal dipartimento del lievito che forma le spore:
- Saccharomycetes: si distinguono per la loro capacità di fermentare gli zuccheri
- Schizosaccharomycetes: utilizzato nell'industria della fermentazione (nella produzione di bevande alcoliche, alcool, aceto, lievito, ecc.)
- Zucchero-code: appartengono ai parassiti di questo settore.
Uso umano
Le muffe sono utilizzate in molte aree dell'attività umana. Il loro ruolo è particolarmente importante nell'industria alimentare e in medicina.
Tuttavia, non portano sempre 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 nella cucina
Muffa e lievito sono utilizzati nell'industria alimentare.
Durante la cottura viene utilizzato il lievito: conferisce al pane porosità, proprietà nutritive aggiuntive e aumenta la sua fresca conservazione. E l'enzima amilasi aggiunto ad essi, secreto dallo stampo, 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 lattiero-caseari fermentati vengono utilizzate colture di lieviti e alcuni tipi di muffe. Insieme ai batteri, i funghi sono coinvolti nella fermentazione del latte per la produzione di kefir. Nella produzione di formaggi, i funghi del genere Torula vengono utilizzati per la loro fermentazione. E il loro rappresentante del clan Penicillum, il cosiddetto. Lo "stampo 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 del formaggio) e un gusto unico.
La qualità della carne e dei prodotti ittici è migliorata dall'enzima proteinasi di origine fungina. Dalla carne cruda e dura o dal pesce di scarsa qualità, produce un prodotto delicato e morbido, migliorandone anche il gusto. Il fungo del lievito del genere Torulopsis, aggiunto al burro, non consente di essere influenzato da altri tipi di muffe, che ne compromettono significativamente il gusto e ne riducono la durata. E l'aspergillus, i cui conidi sembrano muffa nera, produce acido citrico.
In agricoltura e altre industrie
In agricoltura vengono anche ampiamente utilizzati stampi e sostanze da essi derivati. Il trichodermin ottenuto da loro inibisce con successo la crescita di microrganismi patogeni che infettano le piante. Alcuni tipi di muffe che sono pericolosi per i parassiti degli insetti vengono utilizzati nella lotta contro di loro. Alcuni funghi del genere Fusarium promuovono la crescita delle piante e aumentano la loro produttività.
Tuttavia, tra questi ci sono molti parassiti responsabili del deterioramento e della riduzione della durata di conservazione dei prodotti, che rilasciano tossine nel corso della loro attività vitale. Possono persino portare alla combustione spontanea di prodotti infiammabili: fieno, paglia, colture foraggere. I pesticidi sono usati per combatterli.
Uso medico
Le muffe sono ampiamente utilizzate dall'uomo per scopi medicinali. L'aiuto del loro rappresentante, il penicillum, ha un valore inestimabile nella creazione della penicillina antibiotica, il cui aspetto ha contribuito a salvare la salute di milioni di persone. Oggi le cefalosporine sono uno dei gruppi più popolari ed efficaci. Lo sviluppo della microbiologia ha permesso di condurre test in cui, trattando gli stampi con mutageni chimici, sono state ottenute le loro nuove forme: ancomiceti, produzione di penicillina, streptomicina e produzione di altri antibiotici in grandi quantità.
Altrettanto importanti farmaci derivati dalle muffe sono le statine, utilizzate per abbassare il colesterolo e trattare l'aterosclerosi.
L'uso del lievito in medicina non è meno importante. In forma essiccata, vengono utilizzati per ottenere medicinali e integratori alimentari, in forma liquida, vengono utilizzati per trattare le allergie e ripristinare la microflora del tratto gastrointestinale.
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Funghi patogeni e misure di controllo
Le condizioni di temperatura e umidità delle nostre case sono in alcuni casi buone per la riproduzione e la vita della muffa fungina.
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 eseguita utilizzando agenti che distruggono i ceppi dannosi 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. La determinazione dei parametri di resistenza dei polimeri a tali agenti aiuta a prevenire il loro degrado e aumenta la durata.
Conclusione
Le informazioni sullo sviluppo della scienza della microbiologia e sui fatti da essa rivelati sono costantemente aggiornate. Il compito umano è di dirigere le proprietà degli stampi nella giusta direzione.