|
Грибы
Хлебопечение.
Раньше в хлебопечении повсеместно использовалось дрожжевое
опарное тесто. Его и сейчас широко используют для выпечки ржаного хлеба, а
также в домашнем хозяйстве. Для получения такого теста используют опару –
небольшую порцию теста, оставленную от предыдущего замеса или замешанную
заранее, до основного замеса. В опаре содержатся и размножаются дрожжи и
молочнокислые бактерии, придающие черному хлебу приятную кислинку и аромат.
Дрожжевой белый хлеб выпекают безопарным способом – дрожжи помещают вместе с
мукой и др. компонентами сразу в основной замес. Непосредственно перед выпечкой
содержащаяся в опаре смешанная популяция стимулируется к размножению
добавлением молока, воды, сахара, муки. Полученное тесто «подходит»,
увеличиваясь в объеме за счет интенсивного выделения СО2 при быстром
размножении дрожжей, сбраживающих углеводы.
Виноделие.
На поверхности и внутри ягод живут разнообразные
микроорганизмы, среди которых много дрожжей. Поэтому отжатый сок – сусло –
начинает бродить без дополнительного добавления дрожжей. На этом основано
кустарное виноделие.
Процессу
брожения могут помешать прежде всего уксусно- и молочнокислые бактерии,
нежелательные дрожжи, дрожжеподобные грибы. Чтобы исключить риск порчи
виноматериала при промышленном производстве вина в виноградное сусло вводят
заранее выращенные и активированные винные дрожжи. Применяемые расы дрожжей,
чаще всего относящиеся к сахаромицетам, и ход процесса брожения определяют тип
вина. Так, например, при изготовлении хереса используют специальные хересные
дрожжи и бочки с вином не заполняют доверху (что недопустимо при изготовлении
других вин).
Процессы, используемые в виноделии, подробно изучил Луи Пастер. Дрожжи
сбраживают сахара, содержащиеся в виноградном соке (см. схему выше). Брожение
продолжается до тех пор, пока дрожжи не израсходуют весь сахар. Дрожжи образуют
спирт лишь в отсутствие кислорода или при его недостатке. Если кислорода много,
дрожжи окисляют сахар полностью до углекислого газа и воды. Пока брожение
протекает бурно, выделяющийся углекислый газ предохраняет поверхность сусла от
взаимодействия с кислородом воздуха. Когда брожение прекращается, бочку с
молодым вином надо запечатать. Если этого не сделать, уксуснокислые бактерии,
используя кислород, превратят спирт в уксусную кислоту. Именно таким образом
получают винный (или яблочный) уксус. На основании результатов своих
исследований Пастер рекомендовал виноделам Франции соблюдать микробиологическую
чистоту при приготовлении вина: тщательно мыть бочки и окуривать вино сернистым
ангидридом.
Пивоварение.
Пивоварение, как и винокурение, – традиционное производство
во многих странах мира. Как правило, оно индустриализировано сильнее, чем
виноделие, и дрожжевой компонент имеет здесь еще большее значение. Применяемые
штаммы – специальные виды сахаромицетов. Сбраживающие ячменное сусло дрожжевые
клетки за короткий срок доводят содержание в нем спирта до 3–5%. Чтобы
замедлить слишком интенсивное размножение дрожжей и накопить продукты,
придающие пиву его вкус (альдегиды, кетоны, многоатомные спирты), ферментацию
проводят при низких температурах – 2–8 °С. В этих условиях дальнейшее окисление
альдегидов и спиртов почти не происходит.
Многие пивоварни и сейчас оснащены открытыми бродильными чанами, и лишь крупные
заводы имеют гepмeтичные
емкости. Крупные дрожжевые клетки в готовом пиве отмирают и оседают, небольшая
их доля остается во взвеси, и продолжающееся брожение пива в емкостях для
хранения обуславливает насыщение его углекислым газом.
3.Пенициллы
Род
Пенициллиум (Penicillium)
относится к порядку гифомицетов (Hyphomycetales)
из класса несовершенных грибов (Deuteromycota).
Естественное местообитание этих грибов – почва, они часто обнаруживаются на
самых разных субстратах, главным образом растительного происхождения.
Еще в XV–XVI
вв. в народной медицине при лечении гнойных ран использовалась зеленая плесень.
В 1928 г. английский микробиолог Александр Флеминг заметил, что пеницилиум,
случайно попавший в культуру стафилококка, полностью подавил рост бактерий. Эти
наблюдения Флеминга легли в основу учения об антибиозе (антагонизме между
отдельными видами микроорганизмов). В развитии исследований микробного
антагонизма значительную роль сыграли Л.Пастер, И.И. Мечников.
Противомикробное
действие зеленой плесени обусловлено особым веществом – пенициллином,
выделяемым этим грибом в окружающую среду. В 1940 г. пенициллин был получен в
чистом виде английскими исследователями Г.Флори и Э.Чейном, а в 1942 г.,
независимо от них, советскими учеными З.В. Ермольевой и Т.И. Балезиной. Во
время второй мировой войны пенициллин спас жизни сотен тысяч раненых. Спрос на
пенициллин был так велик, что его производство увеличилось с нескольких
миллионов единиц в 1942 г. до 700 млрд единиц в 1945 г.
Пенициллин
применяют при пневмонии, сепсисе, гнойничковых заболеваниях кожи, ангине,
скарлатине, дифтерии, ревматизме, сифилисе, гонорее и других заболеваниях,
вызванных грамположительными бактериями.
Открытие
пенициллина положило начало поиску новых антибиотиков и источников их
получения. С открытием антибиотиков появилась возможность успешного лечения
почти всех инфекционных заболеваний, вызываемых микробами.
Но
зеленые плесени успешно применяются не только в медицине. Большое значение
имеют пенициллы вида P.roqueforti.
В природе они обитают в почве. Мы хорошо знакомы с ними по группе сыров,
характеризующихся «мраморностью»: «Рокфор», родиной которого является Франция,
сыр «Горгонцола» из Северной Италии, сыр «Стилон» из Англии и др. Всем этим
сырам свойственны рыхлая структура, специфический «плесневелый» вид (прожилки и
пятна голубовато-зеленого цвета) и характерный аромат. P.roqueforti
нуждается в малом количестве кислорода, выносит высокие концентрации
углекислого газа.
При
приготовлении мягких французских сыров «Камамбер», «Бри» и некоторых других
используются P.camamberti
и P.caseicolum,
которые образуют на поверхности сыра характерный белый «войлочный» налет. под
воздействием ферментов этих грибов сыр приобретает сочность, маслянистость,
специфические вкус и аромат.
4.Аспергиллы
Аспергиллы,
так же как и пенициллы, относятся к классу несовершенных грибов. Естественное
их местообитание – верхние горизонты почв, особенно в южных широтах, где их
чаще всего обнаруживают на различных субстратах, главным образом растительного
происхождения. Большинство представителей этого рода – сапрофиты, но
встречаются и условные патогены человека и животных, которые, например, у людей
с ослабленным иммунитетом могут вызывать заболевания – аспергиллезы.
Грибы видов A.flavus и
A.oryzae
– главные компоненты сообщества плесневых грибов,
развивающихся на зерне и семенах, главным образом на рисе, горохе, соевых
бобах, арахисе. Они продуцируют ферменты: амилазы, липазы, протеиназы,
пектиназы, целлюлазы и др. Именно поэтому A.oryzae
и родственные ему виды используются на Востоке для пищевых целей в течение
многих столетий. Спиртовая промышленность Японии и других стран Востока, в
которых для изготовления рисовой водки сакэ требуется сначала осахарить крахмал
риса, целиком основана на ферментативных свойствах грибов этой группы.
Традиционный соевый соус «сэю», соево-рисовый соус «тыонг» (Вьетнам), суповая
заправка на основе соевых бобов «мисо» (Япония, Китай, Филиппины) и другие
продукты питания изготавливают с использованием аспергиллов.
Широкое применение в биотехнологии получила способность A.niger
и других видов этой группы к образованию лимонной, щавелевой, глюконовой,
фумаровой кислот. Кроме органических кислот аспергиллы, и в частности A.niger,
cпocoбны
cинтeзиpoвaть
витамины: биотин, тиамин, рибофлавин и др. Это их свойство находит промышленное
применение.
Таблица
1. Свойства грибов
|
гриб
|
отрицательные свойства
|
положительные свойства
|
дерматофиты
|
грибковые заболевания кожи
|
в природе разлагают кератин
|
спорынья
|
паразит злаков, ядовит
|
применяется в акушерстве, гинекологии
|
пенициллы
|
порча продуктов питания
|
применяются в
производствах антибиотиков, сыров
|
аспергиллы
|
микозы (болезни птиц)
|
применяются в
производствах сыров, соусов, сакэ
|
Гриб-хищник нашли в куске янтаря
Янтарь
запечатлел, как древний хищный грибок окольцевал червя-нематоду, возможно, с
целью его съесть
Немецкие
учёные из берлинского университета Гумбольдта (Humboldt-Universität zu Berlin)
под руководством Александра Шмидта (Alexander Schmidt)
обнаружили в карьере на юго-западе Франции кусок янтаря, в котором сохранился,
предположительно, хищный гриб возрастом около 100 миллионов лет и останки
нематод.
Находка
побила предыдущий рекорд: найденный тогда хищный гриб был лишь 15-20 миллионов
лет от роду. Но не только это удивило исследователей. Обычно хищные грибы
проживают в почве, и у них весьма невелик шанс быть "замороженными" в
янтаре (являющемся изначально древесной смолой). Теперь учёные надеются, что
данный экземпляр хоть немного прояснит, как эволюционировали эти странные
существа.
Современные
хищные грибы часто ловят в свои липкие "сети" и кольца (срабатывающие
подобно лассо) очень маленьких червей нематод, которые питаются на их
поверхности. Когда червь умирает, ткани гриба прорастают в него и переваривают.
Пока
учёным неизвестно, как хищные грибы изменялись в течение всей своей истории, а
изучить это практически невозможно. У грибов отсутствуют скелет или раковина,
поэтому, когда они отмирают, ничего не остаётся. Именно поэтому для
исследователей так важна эта находка.
Так как
найденный гриб обладает такими же, как и современные представители, петлями
(около 10 микрометров в диаметре), то биологи делают вывод, что подобное
пищевое поведение было свойственно ещё древним представителям хищных грибов.
Хищные
грибы к вашим услугам
Вам
когда-либо попадался в лесу зубастый подберезовик? А вооруженного острыми
когтями масленка не видали?
Нет?
Тогда все правильно. Лесные грибы - народ мирный. Даже пользующийся недоброй
славой красавец мухомор ни на кого нападать не собирается. Стоит себе на лесной
полянке, зверей поджидает. Говорят, лоси его очень любят. А страшная бледная
поганка сама перепугана до смерти, от людей старается подальше держаться, в
лесной чаще таится. И не вина ее, а беда, что на шампиньон слегка похожа.
И
все-таки они существуют, эти странные хищные грибы, столь непохожие на знакомые
всем дары леса.
Сначала
на экране появился изящный червячок. Многократно увеличенный съемкой, он вольно
плавал в растворе, изгибался, охотно позируя. Но вот в углу кадра возникли
какие-то странные нити. Они медленно, но верно ползли к червячку. От нитей
отходили отростки, превращались в крючки и петли. Вот уже вокруг червячка
выросла целая сеть. Он еще пытается освободиться, отчаянно бьется, но кольца и
петли сжимаются все туже. Конец.
Так,
почти фильмом ужасов начала свой доклад о хищных грибах на Всесоюзной
конференции «Пути совершенствования микробиологической борьбы с вредными
насекомыми и болезнями растений» доктор биологических наук Нисса Ашрафовна
Мехтиева.
УКСУСНАЯ
УГРИЦА И ДРУГИЕ
Героиня
фильма, уксусная угрица - существо безобидное. Живет себе в забродившем
уксусе, никому не мешает. Исследователи любят использовать ее как модельный
организм для разных опытов. Для этого достаточно капнуть немного уксуса в
крахмальный клейстер. Но не таковы ее многочисленные братья и сестры по классу
нематод, или круглых червей.
Хочу,
чтобы меня поняли правильно. Вовсе не собираюсь бросить тень на весь этот
класс, по числу особей самый многочисленный в царстве животных и уступающий
лишь классу насекомых по числу видов. Многие его представители честно трудятся
в отдаленных уголках Земли, подчас в очень нелегких условиях, внося неоценимый
вклад в круговорот веществ в природе. Это достойные, уважаемые жители воды и
суши. Особенно много нематод живет в почве.
Но есть
среди них виды, роды и даже целые отряды, вступившие на скользкую дорожку
паразитического существования. Одни поселяются в тканях растений, другие
внедряются в организм животных и живут за счет хозяина.
Возьмем
фитонематод, живущих в тканях растений. Раньше неурожаи картофеля и свеклы
после нескольких лет монокультуры приписывали «утомлению почвы». Лишь в нашем
веке было открыто, что виноваты нематоды. Ежегодные потери мировой
сельскохозяйственной продукции от них около 12 %. В денежном выражении для 20
основных культур это 77 миллиардов долларов. И не подумайте, что такая беда
только в развивающихся странах с отсталой агротехникой. Так, в США
фитонематоды причиняют ежегодный убыток в 5-8 миллиардов долларов. И поэтому
сейчас по сравнению с 1967 годом затраты на изучение фитонематод возросли в
США в восемь раз.
Эти
крошечные червячки вредят на полях, в огородах и теплицах. Например, огурцы и
помидоры терзают так называемые галловые нематоды, образующие вздутия на корнях.
ВЕЧНЫЙ
БОЙ
Для
борьбы с нематодами в теплицах почву пропаривают и вносят ядохимикат -
какой-либо нематицид, например дазомет или гетерофос. Для розничной продажи
населению у нас разрешен только один нематицид - тиазон 40 %. Его рекомендуют
равномерно вносить в почву (тщательно перемешивая ее при этом на глубину
пахотного слоя). При сильном заражении галловыми нематодами приходится менять
всю землю в теплице.
Чтобы
избавиться от нематод на полях, земледельцы издавна применяют чередование
культур. Например, после 5-7 лет монокультуры картофеля выращивают люпин или
другие бобовые. Замечено также, что нематод отпугивают некоторые растения,
например редька и бархатцы.
Однако
полного оздоровления почвы эти меры не дают.
Больше
надежд на селекционеров, на устойчивые сорта. Начиная с шестидесятых годов в
разных странах выведено много устойчивых к нематодам сортов картофеля. Увы,
нередко их клубни оказываются невкусными не только для нематод, но и для нас.
Так получилось, например, с сортом Мета, выведенным Литовским НИИ земледелия
совместно с Всесоюзным НИИ гельминтологии им. К. И. Скрябина. Районированный в
Литве, Белоруссии и нескольких областях РСФСР, он не находит сбыта из-за низких
вкусовых качеств.
К
борьбе с нематодами подключилась и генная инженерия. Прошлым летом две
американские фирмы, «Микоген» и «Монсанто», подписали соглашение о введении
гена, ответственного за выработку токсина бактерии Bacillus turyngiensis
в растения сои, хлопчатника, томатов и картофеля. Этот токсин убивает
фитонематод. Полагают, что растения таким образом будут сами себя защищать.
Почему
же так трудна борьба с нематодами?
Дело в
том, что за многие века эволюции нематоды выковали очень серьезное оружие -
способность образовывать цисты. Циста - это старая самка, набитая личинками.
Этакий кожаный мешочек. Благодаря своей прочной оболочке, циста спокойно переносит
все невзгоды - и пропаривание, и химические обработки почвы. Циста может
храниться в земле десятками лет. А придет время - личинки выйдут из нее и
примутся за свое. Но вернемся к хищным грибам.
ТРЕТЬЕ
ЦАРСТВО
Карл
Линней, создатель систематики живого, отнес грибы к царству растений. У него
были для этого веские основания. Как и у растений, клетки грибов окружены
оболочкой из клетчатки, и, полагал Линней, грибы, в отличие от животных,
неспособны к активному движению.
Однако
в наши дни специалисты выделяют грибы в отдельное, отличное от растений и
животных третье царство. Число видов в нем огромно. Многие из них по отношению
к людям настроены враждебно: вызывают болезни человека. Не милуют они и
животных, и растения, портят пищу, древесину, текстиль и другие материалы. Но
есть среди грибов такие, кого мы с полным правом можем называть друзьями. Среди
них и герои моего рассказа. Английский ученый К. Л. Даддингтон так и озаглавил
свою книгу о них: «Хищные грибы - друзья человека».
В науке
они фигурируют не так уж давно, с шестидесятых годов прошлого века. Именно
тогда известный русский миколог и фитопатолог, специалист по грибам и болезням
растений Михаил Степанович Воронин, исследуя под микроскопом почвенный гриб Arthrobotrys oligospora,
тщательно описал и зарисовал никем еще не виданные крючки, петли и кольца, в
изобилии образующиеся на нитях и спорах гриба. Увы, их назначение многие годы
оставалось загадкой.
Лишь в
80-х годах того же XIX века Вильгельм Цопф, профессор
университета в Галле, установил, что странные образования не что иное, как
орудия охоты! Ловчие петли, кольца и крючки нужны хищным грибам для того, чтобы
охотиться на нематод, превосходящих их силой и размерами.
ОБИТАТЕЛИ
ТРУХЛЯВЫХ ПНЕЙ
Исследования
в США, Великобритании и Франции, а начиная с 1946 года и в нашей стране,
показали, что в природе хищные грибы отнюдь не редкость. Например, они всюду
встречаются в почве, компосте и трухлявых пнях - словом, там, где происходит
разложение растительных остатков.
Как и
хорошо известные всем лесные грибы, хищники состоят из тонких длинных нитей -
гифов, образующих грибницу, или мицелий. Но плодовых тел, которые мы в обиходе
называем грибами, у них нет. Размножаются миниатюрные хищные грибы спорами,
образующимися на концах гифов. Обнаружить их можно с помощью микроскопа.
Питаясь
растительными остатками, хищные грибы пополняют свое меню животной пищей.
Долгое время никто не знал, как им удается справляться со своими жертвами.
Высказывали предположения, будто хищные грибы вооружены химическим оружием -
выделяют антибиотики, токсины и другие биологически активные вещества. И
действительно, такое оружие было у них найдено. Но когда в опытах его обрушили
на нематод, гибель не превысила 20 %.
Азербайджанские
ученые под руководством Н. А. Мехтиевой - помните рассказ о кинофильме? - для
изучения химического состава хищных грибов применили метод тонкослойной
хроматографии. Оказалось, что в их химическом арсенале есть плохо растворимые в
воде вещества, которые действуют как контактные яды. Едва нематоды оказываются
в ловчей сети гриба, на поверхности колец выделяются капельки клея вроде
латекса, прочно удерживающие жертву, как муху на липкой бумаге.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|
|