1.2. Строение микробной клетки.

Как следует из изложенного, в биохимических процессах культура микроорганизмов является основным элементом биотехнологической системы, определяющей ее эффективность. Микроорганизмы в процессе жизнедеятельности осуществляют различные функции, которые определяются сложной структурой клеток.

Дрожжи – это простейшие микроорганизмы из сумчатых грибов (аскомицетов). Большинство дрожжей факультативные анаэробы. Форма клеток дрожжей овальная, шаровидная или вытянутая. Дрожжи размножаются почкованием, но в отличие от бактерий материнская и дочерняя клетки различаются по размерам, морфологическим и физиологическим признакам. Дрожжи применяются как источник белка для получения пищевого спирта, вина, пива в хлебопекарной промышленности.

Бактерии также являются одноклеточными микроорганизмами, имеющими шарообразную форму (кокки) или цилиндрическую (палочки).

Палочки бывают прямые и изогнутые. Бактерии размножаются путем бинарного деления, при котором образуются две одинаковые клетки. Бактериальная клетка по размерам меньше, чем дрожжевая. Бактерии применяют в основном для биосинтеза ферментов, органических кислот, вакцин, средств защиты растений и др.

К бактериям относятся актиномицеты. Это одноклеточные микроорганизмы, образующиеся при росте мицелий. Актиномицеты растут на твердых и жидких питательных средах, размножаются вегетативно, бывают аэробные и анаэробные. Актиномицеты используют в качестве продуцентов при синтезе большинства антибиотиков и др. продуктов.

Микроскопические грибы – организмы, растущие в виде длинных гиф, которые могут быть разделены перегородками (септами) на отдельные клетки. При росте грибов гифы переплетаются, образуя разветвленный мицелий. Мицелиальные организмы отличаются значительной дифференциацией клеток и наличием особых структур. Микроскопические грибы размножаются вегетативно или бесполым путем. Они относятся к трофам, а по отношению к кислороду являются аэробами. Микроскопические грибы применяют в производстве антибиотиков, ферментов, витаминов и др.

Так как в пищевой технологии значительное место занимают дрожжи, то рассмотрим основные элементы клетки на примере дрожжевой клетки (рис. 1).

Клетка состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы, ядра эукариотической клетки, митохондрии, рибосомы, комплекса Гольджи и лизосомы. Могут, также находится в клетке вакуоли и гранулы.

Каждая из составляющих частей клетки выполняет свои определенные функции, Клеточная стенка (2) защищает клетку от воздействий внешней среды, поддерживает в клетке определенное осмотическое давление, участвует в транспорте питательных веществ. Она проницаема для низкомолекулярных соединений. У дрожжевой клетки 70% сухой массы стенки составляют полисахариды маннан и глюкан, а также липиды, белки, тейхоевые кислоты и др. Толщина клеточной стенки дрожжевой клетки – до 400 нм, бактериальной от 10 до 80 нм.

Цитоплазматическая мембрана (9) толщиной 7-8 нм, расположенная под клеточной стенкой и отделяющая ее от цитоплазмы, определяет осмотическое давление в клетке, обеспечивает избирательный транспорт питательных веществ и вывод метаболитов из клетки. Мембрана состоит из бимолекулярного слоя определенным образом ориентированных липидов.

Транспорт веществ через мембрану осуществляется молекулярной диффузией и за счет участия специфических ферментов. На мембране происходит биосинтез клеточных структур, в частности клеточной стенки.

Цитоплазма – основная масса клетки – представляет коллоидный раствор аминокислот, ферментов, углеводов, минеральных солей и др. в воде, заключенный в оболочку клетки.

Ядро клетки (6) вместе с ДНК и белками обеспечивает хранение и передачу генетической информации.

Митохондрии (5) осуществляют окислительно-восстановительные реакции в клетке, выполняя роль генератора энергии.

На рибосомах происходит процесс синтеза белков.

Комплекс Гольджи (8) представляет мембранное образование, способствующее выводу из клетки вредных веществ, а также распределение веществ между элементами клетки

В лизосомах разрушаются молекулы биополимеров.