5. Дрожжи
Общая характеристика
Дрожжи — одноклеточные неподвижные грибы; широко рас¬пространены в природе: встречаются в почве, на листьях, стеб¬лях и плодах растений, в разнообразных пищевых субстратах растительного и животного происхождения.
Широкое использование дрожжей в промышленности осно¬вано на их способности вызывать спиртовое брожение.
Форма и строение дрожжевой клетки. Форма клеток дрож¬жей чаще округлая, овально-яйцевидная или эллиптическая, реже цилиндрическая и лимоновидная (рис. 22). Встречаются дрожжи особой формы — серповидные, игловидные, стрело¬видные, треугольные. Размеры дрожжевых клеток обычно не превышают 10-15 мкм. Форма и размеры дрожжей могут за¬метно изменяться в зависимости от условий развития, а также возраста клеток.
Рис. 22. Форма и размеры дрожжей
Строение клетки дрожжей (рис. 23) сходно со строением клетки грибов. Дрожжи обладают всеми основными структура¬ми, характерными для эукариотного типа клетки (ядро, отграни¬ченное от цитоплазмы, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии, рибосомы, вакуоли). В качестве запасных питательных веществ в клетках обнаруживаются ка¬пельки жира, гранулы гликогена, волютина.
Рис. 23. Схематическое изображение поперечного разреза дрожжевой клетки: 1 — цитоплазматическая мембрана; 2 — цитоплазма; 3, 4 — эндоплазматическая сеть; 5 — капли жира; 6 — митохондрия; 7 — ядро; 8 — рубец в месте отпочкова¬ния дочерней клетки; 9 — ядрышко; 10 — гранулы метахроматина; 11 — рибосо¬мы (2+ 11 — рибосомы в цитоплазме); 12 — вакуоль; 13 — клеточная стенка
Клеточная стенка (оболочка) дрожжей слоиста, в ее состав у большинства дрожжей входят в основном (до 60-70 % сухой массы) гемицеллюлозы, в небольших количествах — белки, ли-пиды, хитин. У некоторых дрожжей оболочка может в той или иной степени ослизняться, вследствие чего клетки склеиваются друг с другом и при развитии в жидких средах образуют хлопья, оседающие на дно сосуда. Такие дрожжи называют хлопьевидны¬ми в отличие от пылевидных, клеточные стенки которых не ослизняются; пылевидные дрожжи в жидкости находятся во взве¬шенном состоянии.
Размножение дрожжей. Наиболее характерен для дрожжей ве¬гетативный способ размножения, осуществляемый почкованием, реже делением. Известны четыре типа почкования: мультилатеральное, биополярное, униполярное и равномерное.
Процесс почкования заключается в том, что на клетке появ¬ляется бугорок, или почка (иногда их несколько), который по¬степенно увеличивается. Почкованию предшествует разделение ядра на две части, и одна вместе с частью цитоплазмы и другими клеточными элементами переходит в формирующуюся молодую клетку. По мере роста почки в месте соединения ее с материн¬ской клеткой образуется перетяжка, отграничивающая молодую дочернюю клетку, которая затем либо отделяется (отшнуровывается) от материнской клетки, либо остается при ней. В месте от¬деления дочерней клетки остается рубец. При благоприятных ус¬ловиях процесс деления длится около 2 ч.
Почкующиеся клетки обычно образуют не одну, а несколько почек. Вместе с этим может начаться почкование и молодых кле¬ток. Так постепенно образуются скопления из многих объеди-ненных между собой клеток, называемые сростками почкования.
В некоторых случаях, особенно на поверхности жидких сред, такие сростки почкования образуют тонкую пленку, легко разру¬шающуюся при взбалтывании жидкости. Существуют дрожжи, которые образуют более или менее толстые морщинистые плен¬ки, прочно удерживающиеся при взбалтывании. Такие пленча¬тые дрожжи нередко вызывают порчу соленых и квашеных ово¬щей, вина, пива.
Помимо почкования, некоторые дрожжи размножаются с помощью спор. Споры могут образовываться бесполым и поло¬вым путями. В первом случае ядро клетки делится на столько частей, сколько образуется спор у данного вида дрожжей, после чего постепенно в клетке (как в сумке) образуются аскоспоры (см. рис. 22, внизу справа). Образованию спор половым путем предшествует слияние (копуляция) клеток. У некоторых дрож¬жей копулируют прорастающие споры. Число спор в клетке раз¬ных видов дрожжей различно — их может быть две, четыре, а иногда восемь и даже двенадцать.
Споры большинства дрожжей округлые или овальные, у не¬которых — игловидные, шляповидные. На поверхности многих спор имеются различные образования типа выростов, бородавок, ободков.
Споры дрожжей более устойчивы к неблагоприятным воз¬действиям, чем вегетативные клетки, но менее стойки, чем бак¬териальные споры.
В благоприятных условиях споры прорастают в клетки.
У многих так называемых культурных дрожжей, т. е. культи¬вируемых человеком для производственно-хозяйственных целей, способность к спорообразованию в значительной степени ослаблена, а иногда полностью утрачена.
Основы систематики дрожжей
Дрожжи, как указывалось выше, относятся к классу сумчатых грибов (Ascomycetes), к подклассу голосумчатых, не образующих мицелия. Разделение голосумчатых грибов на порядки, семейст¬ва, роды основано на особенностях их размножения, морфологи¬ческих, физиологических и биохимических признаках. Однако есть представители, относящиеся к классу базидиомицетов.
Наибольший интерес представляет род Saccharomyces (сахаромицес), который объединяет как природные виды, так и куль¬турные, применяемые в промышленности. Отдельные их виды различаются способностью сбраживать те или иные сахара, ин¬тенсивностью брожения, количеством образуемого спирта, опти¬мальными температурами почкования и образования спор и т. д.
В промышленности наиболее широко используют дрожжи сахаромицес церевизия. В настоящее время в различных странах мира их вырабатывают более 2 блн т. Коммерческими продукта¬ми являются прессованные и высушенные различными способа¬ми дрожжи, а также пищевые дрожжи, характеризующиеся пол¬ностью инактивированными ферментными системами. Пищевые дрожжи используют как добавки к продуктам питания, а не как биологические катализаторы
Saccharomyces cerevisiae (сахаромицес церевизия) — дрожжи ок¬руглой или овальной формы. Применяют их в производстве эти¬лового спирта, пивоварении, квасоварении и хлебопечении. Ка-ждое производство применяет свои специфические расы (разно¬видности) данного вида дрожжей.
Saccharomyces vivi (сахаромицесс вини) — дрожжи эллиптиче¬ской формы. Их используют преимущественно в виноделии. Этот вид дрожжей также представлен многими расами.
Эти и некоторые другие виды рода Saccharomyces при спон¬танном (самопроизвольном) развитии в содержащих сахар пище¬вых продуктах вызывают их порчу — забраживание, прокисание.
Помимо спорообразующих существуют дрожжи, не образую¬щие спор, — аспорогенные. Нередко их называют дрожжеподоб- ными или несовершенными дрожжевыми организмами и отно-сят к несовершенным грибам.
Из аспорогенных дрожжей наибольшее значение имеют роды Candida (кандида) и Torulopsis (торулопсис). Многочислен¬ные представители их широко распространены в природе, боль¬шинство не способно к спиртовому брожению, многие вызыва¬ют порчу пищевых продуктов.
Торулопсис имеют клетки округлой или овальной формы. Многие из них способны вызывать лишь слабое спиртовое бро¬жение. Отдельные виды используют в производстве кумыса и ке¬фира.
Кандида — дрожжи, клетки которых имеют вытянутую фор¬му, способны к образованию псевдомицелия. Многие из них не способны к спиртовому брожению. Некоторые виды (например, Candida тусоderma), окисляющие сахар и этиловый спирт в орга¬нические кислоты или в углекислый газ и воду, являются вреди¬телями в производстве вин, пива, пекарских дрожжей, вызывая порчу квашеных овощей, безалкогольных напитков и многих других продуктов. Некоторые виды вызывают заболевания у лю¬дей — кандидозы, при которых поражаются слизистые оболочки рта и других органов.
Среди аспорогенных дрожжей имеются окрашенные в жел¬тый, розовый, красный цвета, что обусловлено наличием в клет¬ках пигментов — каротиноидов. В настоящее время некоторые из этих дрожжей (виды рода родоторула — Rhodotorula) исполь¬зуют для получения кормовых белково-каротиноидных препара¬тов, которые служат источником витамина А для животных.
В последнее время дрожжи широко применяют для получе¬ния белка, аминокислот, витаминов и ферментов. Например, Candida utilus синтезирует белок при выращивании ее на отходах бумажной промышленности, а Saccharomyces lipolitica — на алканах нефти; Saccharomycescerevisiae используют для получения фермента инвертазы.
В МИНХе им. Г. В. Плеханова А.А. Кудряшовой с группой сотрудников получен препарат из дрожжей «Александрина», предназначенный для использования в лечебно-профилактиче¬ских целях. Он представляет собой полностью растворяющуюся в воде смесь аминокислот, витаминов и минеральных элементов. В пищевой промышленности он может применяться в качестве высокоэффективной и полифункциональной натуральной пище¬вой добавки, не оказывающей негативного влияния на органолептические свойства продуктов питания. Добавление этого пре¬парата к пищевым продуктам способствует повышению их фи¬зиологической ценности, появлению новых положительных признаков и свойств или усилению им присущих (повышение качества, усиление пеностойкости напитков и желеобразующей способности кондитерских изделий, замедление черствения хле¬бобулочных изделий, сохранение формы мучных изделий при варке, снижение калорийности сахаристых изделий и др.). Отходы, образующиеся при производстве этого препарата, могут ис¬пользоваться как в пищевой промышленности, так и в области животноводства, растениеводства, при выращивании лаборатор¬ных и промышленных микроорганизмов, пушных зверей, рыбы, шляпочных грибов, цветов и др.
Новая натуральная биопродукция позволяет получать эколо¬гические безопасные продукты питания, эффективные корма для животных и питательные среды для микроорганизмов, но¬вые медицинские препараты и парфюмерно-косметические из¬делия высокой биологической активности.
Разрешение на ее промышленное производство и реализа¬цию для населения получены в Минздраве РФ и в Госстандарте.
Общая характеристика
Дрожжи — одноклеточные неподвижные грибы; широко рас¬пространены в природе: встречаются в почве, на листьях, стеб¬лях и плодах растений, в разнообразных пищевых субстратах растительного и животного происхождения.
Широкое использование дрожжей в промышленности осно¬вано на их способности вызывать спиртовое брожение.
Форма и строение дрожжевой клетки. Форма клеток дрож¬жей чаще округлая, овально-яйцевидная или эллиптическая, реже цилиндрическая и лимоновидная (рис. 22). Встречаются дрожжи особой формы — серповидные, игловидные, стрело¬видные, треугольные. Размеры дрожжевых клеток обычно не превышают 10-15 мкм. Форма и размеры дрожжей могут за¬метно изменяться в зависимости от условий развития, а также возраста клеток.
Рис. 22. Форма и размеры дрожжей
Строение клетки дрожжей (рис. 23) сходно со строением клетки грибов. Дрожжи обладают всеми основными структура¬ми, характерными для эукариотного типа клетки (ядро, отграни¬ченное от цитоплазмы, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии, рибосомы, вакуоли). В качестве запасных питательных веществ в клетках обнаруживаются ка¬пельки жира, гранулы гликогена, волютина.
Рис. 23. Схематическое изображение поперечного разреза дрожжевой клетки: 1 — цитоплазматическая мембрана; 2 — цитоплазма; 3, 4 — эндоплазматическая сеть; 5 — капли жира; 6 — митохондрия; 7 — ядро; 8 — рубец в месте отпочкова¬ния дочерней клетки; 9 — ядрышко; 10 — гранулы метахроматина; 11 — рибосо¬мы (2+ 11 — рибосомы в цитоплазме); 12 — вакуоль; 13 — клеточная стенка
Клеточная стенка (оболочка) дрожжей слоиста, в ее состав у большинства дрожжей входят в основном (до 60-70 % сухой массы) гемицеллюлозы, в небольших количествах — белки, ли-пиды, хитин. У некоторых дрожжей оболочка может в той или иной степени ослизняться, вследствие чего клетки склеиваются друг с другом и при развитии в жидких средах образуют хлопья, оседающие на дно сосуда. Такие дрожжи называют хлопьевидны¬ми в отличие от пылевидных, клеточные стенки которых не ослизняются; пылевидные дрожжи в жидкости находятся во взве¬шенном состоянии.
Размножение дрожжей. Наиболее характерен для дрожжей ве¬гетативный способ размножения, осуществляемый почкованием, реже делением. Известны четыре типа почкования: мультилатеральное, биополярное, униполярное и равномерное.
Процесс почкования заключается в том, что на клетке появ¬ляется бугорок, или почка (иногда их несколько), который по¬степенно увеличивается. Почкованию предшествует разделение ядра на две части, и одна вместе с частью цитоплазмы и другими клеточными элементами переходит в формирующуюся молодую клетку. По мере роста почки в месте соединения ее с материн¬ской клеткой образуется перетяжка, отграничивающая молодую дочернюю клетку, которая затем либо отделяется (отшнуровывается) от материнской клетки, либо остается при ней. В месте от¬деления дочерней клетки остается рубец. При благоприятных ус¬ловиях процесс деления длится около 2 ч.
Почкующиеся клетки обычно образуют не одну, а несколько почек. Вместе с этим может начаться почкование и молодых кле¬ток. Так постепенно образуются скопления из многих объеди-ненных между собой клеток, называемые сростками почкования.
В некоторых случаях, особенно на поверхности жидких сред, такие сростки почкования образуют тонкую пленку, легко разру¬шающуюся при взбалтывании жидкости. Существуют дрожжи, которые образуют более или менее толстые морщинистые плен¬ки, прочно удерживающиеся при взбалтывании. Такие пленча¬тые дрожжи нередко вызывают порчу соленых и квашеных ово¬щей, вина, пива.
Помимо почкования, некоторые дрожжи размножаются с помощью спор. Споры могут образовываться бесполым и поло¬вым путями. В первом случае ядро клетки делится на столько частей, сколько образуется спор у данного вида дрожжей, после чего постепенно в клетке (как в сумке) образуются аскоспоры (см. рис. 22, внизу справа). Образованию спор половым путем предшествует слияние (копуляция) клеток. У некоторых дрож¬жей копулируют прорастающие споры. Число спор в клетке раз¬ных видов дрожжей различно — их может быть две, четыре, а иногда восемь и даже двенадцать.
Споры большинства дрожжей округлые или овальные, у не¬которых — игловидные, шляповидные. На поверхности многих спор имеются различные образования типа выростов, бородавок, ободков.
Споры дрожжей более устойчивы к неблагоприятным воз¬действиям, чем вегетативные клетки, но менее стойки, чем бак¬териальные споры.
В благоприятных условиях споры прорастают в клетки.
У многих так называемых культурных дрожжей, т. е. культи¬вируемых человеком для производственно-хозяйственных целей, способность к спорообразованию в значительной степени ослаблена, а иногда полностью утрачена.
Основы систематики дрожжей
Дрожжи, как указывалось выше, относятся к классу сумчатых грибов (Ascomycetes), к подклассу голосумчатых, не образующих мицелия. Разделение голосумчатых грибов на порядки, семейст¬ва, роды основано на особенностях их размножения, морфологи¬ческих, физиологических и биохимических признаках. Однако есть представители, относящиеся к классу базидиомицетов.
Наибольший интерес представляет род Saccharomyces (сахаромицес), который объединяет как природные виды, так и куль¬турные, применяемые в промышленности. Отдельные их виды различаются способностью сбраживать те или иные сахара, ин¬тенсивностью брожения, количеством образуемого спирта, опти¬мальными температурами почкования и образования спор и т. д.
В промышленности наиболее широко используют дрожжи сахаромицес церевизия. В настоящее время в различных странах мира их вырабатывают более 2 блн т. Коммерческими продукта¬ми являются прессованные и высушенные различными способа¬ми дрожжи, а также пищевые дрожжи, характеризующиеся пол¬ностью инактивированными ферментными системами. Пищевые дрожжи используют как добавки к продуктам питания, а не как биологические катализаторы
Saccharomyces cerevisiae (сахаромицес церевизия) — дрожжи ок¬руглой или овальной формы. Применяют их в производстве эти¬лового спирта, пивоварении, квасоварении и хлебопечении. Ка-ждое производство применяет свои специфические расы (разно¬видности) данного вида дрожжей.
Saccharomyces vivi (сахаромицесс вини) — дрожжи эллиптиче¬ской формы. Их используют преимущественно в виноделии. Этот вид дрожжей также представлен многими расами.
Эти и некоторые другие виды рода Saccharomyces при спон¬танном (самопроизвольном) развитии в содержащих сахар пище¬вых продуктах вызывают их порчу — забраживание, прокисание.
Помимо спорообразующих существуют дрожжи, не образую¬щие спор, — аспорогенные. Нередко их называют дрожжеподоб- ными или несовершенными дрожжевыми организмами и отно-сят к несовершенным грибам.
Из аспорогенных дрожжей наибольшее значение имеют роды Candida (кандида) и Torulopsis (торулопсис). Многочислен¬ные представители их широко распространены в природе, боль¬шинство не способно к спиртовому брожению, многие вызыва¬ют порчу пищевых продуктов.
Торулопсис имеют клетки округлой или овальной формы. Многие из них способны вызывать лишь слабое спиртовое бро¬жение. Отдельные виды используют в производстве кумыса и ке¬фира.
Кандида — дрожжи, клетки которых имеют вытянутую фор¬му, способны к образованию псевдомицелия. Многие из них не способны к спиртовому брожению. Некоторые виды (например, Candida тусоderma), окисляющие сахар и этиловый спирт в орга¬нические кислоты или в углекислый газ и воду, являются вреди¬телями в производстве вин, пива, пекарских дрожжей, вызывая порчу квашеных овощей, безалкогольных напитков и многих других продуктов. Некоторые виды вызывают заболевания у лю¬дей — кандидозы, при которых поражаются слизистые оболочки рта и других органов.
Среди аспорогенных дрожжей имеются окрашенные в жел¬тый, розовый, красный цвета, что обусловлено наличием в клет¬ках пигментов — каротиноидов. В настоящее время некоторые из этих дрожжей (виды рода родоторула — Rhodotorula) исполь¬зуют для получения кормовых белково-каротиноидных препара¬тов, которые служат источником витамина А для животных.
В последнее время дрожжи широко применяют для получе¬ния белка, аминокислот, витаминов и ферментов. Например, Candida utilus синтезирует белок при выращивании ее на отходах бумажной промышленности, а Saccharomyces lipolitica — на алканах нефти; Saccharomycescerevisiae используют для получения фермента инвертазы.
В МИНХе им. Г. В. Плеханова А.А. Кудряшовой с группой сотрудников получен препарат из дрожжей «Александрина», предназначенный для использования в лечебно-профилактиче¬ских целях. Он представляет собой полностью растворяющуюся в воде смесь аминокислот, витаминов и минеральных элементов. В пищевой промышленности он может применяться в качестве высокоэффективной и полифункциональной натуральной пище¬вой добавки, не оказывающей негативного влияния на органолептические свойства продуктов питания. Добавление этого пре¬парата к пищевым продуктам способствует повышению их фи¬зиологической ценности, появлению новых положительных признаков и свойств или усилению им присущих (повышение качества, усиление пеностойкости напитков и желеобразующей способности кондитерских изделий, замедление черствения хле¬бобулочных изделий, сохранение формы мучных изделий при варке, снижение калорийности сахаристых изделий и др.). Отходы, образующиеся при производстве этого препарата, могут ис¬пользоваться как в пищевой промышленности, так и в области животноводства, растениеводства, при выращивании лаборатор¬ных и промышленных микроорганизмов, пушных зверей, рыбы, шляпочных грибов, цветов и др.
Новая натуральная биопродукция позволяет получать эколо¬гические безопасные продукты питания, эффективные корма для животных и питательные среды для микроорганизмов, но¬вые медицинские препараты и парфюмерно-косметические из¬делия высокой биологической активности.
Разрешение на ее промышленное производство и реализа¬цию для населения получены в Минздраве РФ и в Госстандарте.
Последнее изменение: Воскресенье 11 Сентябрь 2011, 16:36