استخدام القوالب والخمائر
من مملكة الفطر الشاسعة ، التي يبلغ عددها أكثر من 100 ألف نوع ، تعد القوالب والخمائر من أكثر الأنواع غرابة. إن إمكانات ونطاق استخدامها من قبل البشر واسع للغاية. لكن إلى جانب أولئك الذين هم مفيدون وقادرون على خدمة الخير ، هناك الكثير من بينهم ، والذي يؤثر ضرره على مجالات الوجود المختلفة.
استخدام القوالب والخمائر
تاريخ البحث
سمح اختراع المجهر للناس بدراسة الكائنات الحية الصغيرة. يعتبر الهولندي أنتوني فان ليوينهوك هو مكتشف العالم المجهري ، على الرغم من أن أول مجهر صممه جي جاليليو. كان A. Levenguk أول من وصف أنواع وأشكال الكائنات الحية الدقيقة. تدريجيًا ، أسفرت هذه الدراسة عن علم كامل يدرس هيكلها وموئلها وظروف نموها وتكاثرها ، وهو ما يسمى علم الأحياء الدقيقة. يعتبر مؤسس علم الأحياء الدقيقة العالم الفرنسي ، L. Pasteur ، الذي اكتشف قدرة الكائنات الحية الدقيقة ليس فقط على معالجة بقايا المركبات العضوية الميتة ، ولكن أيضًا لتنقية المياه والتربة. كما أثبت أن الفطريات وكائنات الخميرة قادرة على أداء وظائف مفيدة للإنسان وتسبب الضرر.
مع تطور علم الأحياء الدقيقة ، تم إجراء العديد من الاكتشافات المهمة من قبل العلماء الروس: L.S.Tsenkovsky ، I.I. ميتشنيكوف ، إن إف جاماليا ، دي إيفانوفسكي وآخرين. بمساعدتهم ، ولأول مرة ، تم وضع أساس عقيدة المضادات الحيوية وظهر علم يدرس الفيروسات - علم الفيروسات.
في الوقت الحاضر ، يتم تخصيص الكثير من الوقت والجهد لدراسة القوالب والخمائر بالإضافة إلى استخدامها وتأثيرها ، مما يفتح فرصًا جديدة لاستخدامها في العديد من قطاعات الاقتصاد الوطني.
الخصائص العامة
الفطر هدايا طبيعية لذيذة وصحية ، توجد في الغابات والمروج ، ولها أجسام فاكهة كبيرة. لكن العلم لا يعرف أقل فائدة وأكثر تنوعًا من الممثلين الذين تم العثور عليهم لهذه المملكة - أشكال الفطريات.
ظهرت منذ حوالي 200 مليون سنة.
بعض الأصناف هي mycelial ، وتتكون من تكوينات خيطية (مفردة أو متعددة الخلايا) - خيوط.
البعض الآخر - إلى الخميرة (الخلايا المستديرة) ، يتكاثرون عن طريق التبرعم.
والأنواع الأخيرة - macromycetes - هي عيش الغراب التقليدي في فهمنا.
فطريات العفن
القوالب هي فطريات مجهرية لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة.
الاسم الشائع لها هو micromycetes - مجموعة من الفطريات تنتمي إلى الأسفل والأعلى جزئيًا. حسب نوع الطعام هم من الرخويات. السمة الرئيسية لها هي القدرة على معالجة بقايا الكائنات الحية ، وتحويلها إلى مركبات عضوية وغير عضوية. ولكن يمكن أيضًا العثور على الطفيليات بينها ، مثل البنسيليوس السجود ، تستقر على سطح التفاح وتتسبب في تعفن بني ناعم.
التوزيع في الطبيعة موجود في كل مكان تقريبًا. من الصعب المبالغة في تقدير أهميتها في دورة المادة والطاقة في المحيط الحيوي. إنهم ليسوا انتقائيين بشأن الظروف المعيشية: الشيء الرئيسي بالنسبة لهم هو الدفء والرطوبة العالية ووسط المغذيات. مستعمراتهم قادرة على إصابة المواد العضوية وغير العضوية ، وتشكيل لويحات مميزة.
إيرينا سيليوتينا (عالم أحياء):
السمة المميزة للقوالب هي تكوين العفن على العناصر الغذائية. يمكن أن يشبه شبكة العنكبوت ، ويكون رقيقًا أو متربًا ، وله مجموعة متنوعة من الألوان. غالبًا ما يرتبط اسم الفطر بلون البلاك: قالب رمادي ، قالب أخضر ، قالب أسود ، إلخ. شكل ولون القالب من السمات المنتظمة. تعتبر الرطوبة الكافية لطبقة المغذيات والرطوبة النسبية العالية للهواء المحيط أحد الشروط الضرورية لتكوين العفن. معظم العفن عبارة عن نباتات رمية ، ولكن هناك أيضًا طفيليات اختيارية من النباتات والحيوانات والبشر. تتميز بمجموعة واسعة جدًا من الإنزيمات ، بفضل أنها يمكن أن تعيش على مجموعة متنوعة من العناصر الغذائية.
تتميز بنية معظم القوالب ، على الرغم من تنوع أنواعها ، بسمات مشتركة. تمتلك الفطريات العديد من الفروع دون تكوين أجسام ثمرية كبيرة. يتكون جسمهم النباتي من عدد كبير من الخيوط الرفيعة - خيوط ، تنتشر على السطح أو داخل بقايا كائن حي. علاوة على ذلك ، يمكن أن تحتل مساحات كبيرة وتنمو بسرعة. إنها حقيقيات النوى ، أي أن خلاياها تحتوي على نواة وجهاز وراثي فيها ، على عكس بدائيات النوى ، التي تنتمي إليها البكتيريا. لا تحتوي خلاياها على الكلوروفيل ، مما يعطي النباتات لونها الأخضر والقدرة على تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مغذيات.
يتكاثرون بالطرق التالية:
- نباتيًا: أجزاء من الميسيليوم ، التي تنتشر ، تبدأ في الوجود في وسط المغذيات ، ككائن حي مستقل ؛
- جنسيًا: عندما تتحد خليتان جنسيتان معًا لتكوين زيجوت ؛
- اللاجنسي: مع تكوين عدة أنواع من الجراثيم.
خميرة
تحتاج الخميرة إلى الأكسجين لتعيش
تنتمي الخميرة إلى الفطريات أحادية الخلية ، وهناك أكثر من 1500 نوع من ممثلي الفطريات الزائدة والفطريات القاعدية. تعتبر واحدة من أقدم الكائنات الحية التي زرعها الإنسان. ليس لديهم الفطريات. يختلف شكل الخلية وتتراوح أحجامها من 6 - 12 ميكرون إلى 40 ميكرون. هؤلاء هم ممثلو حقيقيات النوى العضوية التي تستخدم المواد العضوية للتغذية من أجل الحصول على الكربون والطاقة للحياة.
وهي تختلف من حيث أنها تتطلب ظروفًا غذائية أكثر من العفن. من أجل حياة هذه الكائنات أحادية الخلية ، فإن الأكسجين ضروري ، ولكن في حالة عدم وجوده ، فإنها تتلقى الطاقة من الكحول المتكون أثناء عملية التخمير. في ظل الظروف اللاهوائية ، يمكنهم أن يتغذوا فقط على الجلوكوز ، وفي ظل الظروف الهوائية ، يستخدمون الهيدروكربونات والمركبات العضوية والعطرية والكحوليات والدهون.
تتكاثر الخميرة بالانقسام أو التبرعم أو جنسيًا ، وتحدث هذه العملية في ظل الظروف المثلى بسرعة عالية. يحدث الانقسام والتبرعم من خلال التكوين ، ومع نموها ، يتم الانفصال عن الخلية الأم لخلية جديدة ، والتي نمت إلى حجم معين.
أنواع الفطريات والخميرة
يشمل تصنيف القوالب المعروفة للعلم أكثر من 300 نوع. يحتوي تصنيف أشهرها على الوصف التالي:
- البنسلي: أشهر الممثلين الأعلى من جنس القوالب الموجودة. توجد في أماكن مختلفة ، موطنها الطبيعي هو التربة. يشمل الأنواع عن طريق التغذية - الرخويات والطفيليات الضعيفة. يعتمد التقسيم على السمات الهيكلية للكونيديوفورات ويعتمد على طبقات الفرش مع الكونيديا. يعتبر البنسلين المضاد الحيوي أحد أشهر منتجاتها. في عام 1929 ز.كشف عالم الأحياء الدقيقة الاسكتلندي أ. فليمنج لأول مرة عن تأثير مضاد للجراثيم في ممثل الجنس وعزل مادة منه تسمى "البنسلين". تبدو أجسام الثمار لحوالي 40 نوعًا منها مثل clestothecia ، وهي مرئية بدون وسائل بصرية خاصة ولها ألوان مختلفة. فطيرةها متفرعة وشفافة. تتكاثر عن طريق الجراثيم.
- فطر الرشاشيات: القوالب الهوائية الأعلى التي تشكل مستعمرات رقيقه ومسطحة الشكل. تحتوي الفطريات على حواجز وتنتشر عن طريق الجراثيم. مقاومة شديدة للتأثيرات البيئية. إنهم يفضلون الركائز المخصبة بالأكسجين والكربون - السكريات الأحادية والسكريات الأحادية ، كما أنها تصيب الأنواع المحتوية على النشا الموجودة في الخبز والمنتجات الغذائية الأخرى. تختلف فطريات الرشاشيات عن البنسلي من حيث أن خيوط الثمار الموجودة في القمم لها سماكة ذات نواتج تشبه العصي ، تشبه بشكل عام "الرأس الأشعث". من هذه النواتج يتم فصل سلاسل البوغ.
- موكور: جنس من القوالب السفلية منتشر في التربة ، والفطيرة منها عبارة عن خلية كبيرة متعددة النوى متفرعة بدون حواجز. وينتهي الجزء العلوي من كلٍ من حويصلات الأبواغ عديمة اللون ، والذي يصل طوله إلى عدة سنتيمترات ، برأس أسود تنضج فيه الأبواغ. تتشكل الفطريات على الطعام وتتميز بقدرتها على التسبب في داء فطري (أمراض فطرية). Mukors هي نباتات رخوة حسب نوع الطعام.
- الفيوزاريوم: فطر العفن صورة بصرية مشوهة ، ممثل الزقدة الفطرية. تسبب أنواعه أضرارًا جسيمة للاقتصاد الوطني ، مما يؤثر على النباتات والحيوانات. تسبب مجموعة متنوعة من الأمراض المعروفة مجتمعة باسم الفيوزاريوم... البعض قادر على التطور في التعايش مع النباتات ، والعيش على جذورها وإنتاج مواد لها تأثير مفيد على النبات.
تقسم خميرة عيش الغراب إلى مجموعات حسب طريقة التكاثر وبعض الخصائص الأخرى. هناك غير مموج أو أسبوجينيك وسبوروجينيك أو سبوروجينيك. غالبًا ما يطلق على النوع الأول اسم الخميرة ويتم تمييز الأجناس التالية:
- المبيضات: تشكل الفطريات الكاذبة وتتكاثر عن طريق التبرعم.
- Torulopsis: يحتوي على خلايا مستديرة وبيضاوية ، ولا يشكل الكاذب الكاذب والكربوهيدرات التي تخمر بشكل سيئ ، وغالبًا ما تكون آفات.
- رودوتورولا: تتكاثر على الطعام وتشكل أصباغ - أحمر ، أصفر ، وردي ، أسود.
تتميز العائلات عن قسم الخميرة المكونة للجراثيم:
- الفطريات السكرية: تتميز بقدرتها على تخمير السكريات
- شيزوساكاروميسيتيس: تستخدم في صناعة التخمير (في إنتاج المشروبات الكحولية والكحول والخل والخميرة وما إلى ذلك)
- كود السكر: تنتمي إلى آفات هذه الصناعة.
استخدام الإنسان
تستخدم القوالب في العديد من مجالات النشاط البشري. دورهم مهم بشكل خاص في صناعة الأغذية والطب.
ومع ذلك ، فهي لا تجلب دائمًا المنافع ، وتجلب الضرر والخسائر ، وتجبر على إنفاق الكثير من الأموال ، والجهود المبذولة لمكافحتها وتأثيرها المدمر.
في صناعة المواد الغذائية
وجدت الخميرة طريقها إلى الطهي
يستخدم العفن والخميرة في صناعة المواد الغذائية.
عند الخبز ، يتم استخدام الخميرة - فهي تعطي مسامية للخبز وخصائص غذائية إضافية وتزيد من فترة الحفاظ على نضارته. وإنزيم الأميليز المضاف إليها ، والذي يفرزه العفن ، يحسن رائحته وطعمه. في الوقت نفسه ، يزيد إنزيم آخر - الانفرتيز - من العمر الافتراضي لمنتجات الحلويات.
لإنتاج الكحول ، يتم استخدام فطر خميرة خاص معزول من الطحالب ، وللنبيذ - مزارع نقية من نوع معين من الخميرة ، مما يمنحها طعمًا ورائحة خاصة.
في إنتاج الجبن ومنتجات الألبان المخمرة ، يتم استخدام مزارع الخميرة وبعض أنواع العفن. جنبا إلى جنب مع البكتيريا ، تشارك الفطريات في تخمير الحليب لإنتاج الكفير.في إنتاج الجبن ، يتم استخدام عيش الغراب من جنس Torula للتخمير. وممثلهم من عشيرة Penicillum ، ما يسمى. لا غنى عن "العفن النبيل" للحصول على أصناف "كاممبرت" و "روكفور" و "بري" ، مما يمنحها بنية مميزة (مع وجود العفن المزرق في سمك كتلة الجبن) ومذاق فريد.
يتم تحسين جودة منتجات اللحوم والأسماك من خلال إنزيم بروتيناز من أصل فطري. من اللحوم النيئة والقاسية أو الأسماك ذات الجودة الرديئة ، فإنه يصنع منتجًا دقيقًا ولينًا ، مما يحسن مذاقه أيضًا فطر الخميرة من جنس Torulopsis ، المضاف إلى الزبدة ، لا يسمح لها بالتأثر بأنواع أخرى من العفن ، مما يضعف بشكل كبير مذاقه ويقصر من العمر الافتراضي. وتنتج الرشاشيات ، التي تبدو كونيديا مثل العفن الأسود ، حامض الستريك.
في الزراعة والصناعات الأخرى
في الزراعة ، تستخدم القوالب والمواد المشتقة منها على نطاق واسع. Trichodermin الذي تم الحصول عليه منهم يمنع بنجاح نمو الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض التي تصيب النباتات. تستخدم بعض أنواع القوالب التي تشكل خطورة على الآفات الحشرية في مكافحتها. بعض الفطريات من جنس Fusarium تعزز نمو النبات وتزيد من إنتاجيتها.
ومع ذلك ، من بينها أيضًا العديد من الطفيليات المسؤولة عن التلف وتقصير العمر الافتراضي للمنتجات ، وتنبعث منها السموم في سياق نشاطها الحيوي. حتى أنها يمكن أن تؤدي إلى الاحتراق التلقائي للمنتجات القابلة للاشتعال - التبن والقش ومحاصيل العلف. مبيدات الآفات تستخدم لمكافحتها.
الاستخدام الطبي
يستخدم البشر القوالب على نطاق واسع للأغراض الطبية. إن مساعدة ممثلهم ، البنسيلوم ، لا تقدر بثمن في صنع البنسلين المضاد الحيوي ، الذي ساعد ظهوره في إنقاذ صحة ملايين الأشخاص. اليوم ، واحدة من أكثر المجموعات شعبية وفعالية منها هي السيفالوسبورينات. أتاح تطور علم الأحياء الدقيقة إجراء الاختبارات التي تم فيها الحصول على أشكال جديدة من خلال معالجة القوالب بالمطفرات الكيميائية - الفطريات ، وإنتاج البنسلين والستربتومايسين وإنتاج مضادات حيوية أخرى بكميات كبيرة.
الأدوية المشتقة من العفن بنفس القدر من الأهمية هي الستاتينات المستخدمة لخفض الكوليسترول وعلاج تصلب الشرايين.
استخدام الخميرة في الطب لا يقل أهمية. في الشكل المجفف ، يتم استخدامها للحصول على الأدوية والمكملات الغذائية ، في شكل سائل ، وتستخدم لعلاج الحساسية واستعادة البكتيريا الدقيقة في الجهاز الهضمي.
الفطريات المسببة للأمراض وإجراءات المكافحة
تكون ظروف درجة الحرارة والرطوبة في منازلنا جيدة في بعض الحالات لتكاثر العفن الفطري وحياةه.
غالبًا ما يكون لدى الشخص رد فعل تحسسي تجاه فطريات العفن. تأثير العفن الأسود في المنزل هو إطلاق السموم. يدخلون الجهاز التنفسي ويقوضون الصحة ويثيرون مضاعفات مختلفة. للقضاء على العفن الأسود ، يتم التطهير باستخدام عوامل تدمر السلالات الضارة وتدابير مكافحة الرطوبة.
التسمم بالطعام المتعفن خطير أيضًا. أخطرها هو فطر الرشاشيات الأصفر ، والذي يميل إلى النمو على مجموعة متنوعة من ركائز الطعام - البقوليات والبذور الزيتية والكاكاو والقهوة والأسماك المجففة والمربى.
حتى في الإنتاج عالي التقنية لمواد البوليمر ، فإن المهمة المهمة هي حمايتها من التلف البيولوجي بواسطة القوالب المسببة للأمراض. يساعد تحديد معلمات مقاومة البوليمرات لهذه العوامل على منع تدهورها وزيادة عمر الخدمة.
استنتاج
يتم تحديث المعلومات حول تطور علم الأحياء الدقيقة والحقائق التي كشفت عنها باستمرار. تتمثل مهمة الإنسان في توجيه خصائص القوالب في الاتجاه الصحيح.
