4. Промислове використання дріжджів

Фізіолого-біохімічні властивості дріжджів зумовили їх широке застосування у різних галузях народного господарства. Традиційні галузі застосування дріжджів – хлібопечення та приготування алкогольних напоїв (пива, вина, квасу та ін.) – використовують здатність дріжджів до спиртового бродіння. У процесі спиртового бродіння утворюється етанол, який є основним компонентом алкогольних напоїв, та вуглекислий газ, який створює піднімальну силу тіста. Важливими також є вторинні або побічні продукти спиртового бродіння, які надають відповідних смакових якостей хлібобулочним виробам та алкогольним напоям.

Галузі застосування дріжджів (біотехнологія дріжджів)

Дріжджі також застосовують у виробництві ксиліту, ферментів, вітамінів, харчових добавок, біоетанолу, у біоремедіації (для очищення, н-д, від нафтових забруднень). Дріжджі багаті на білки та незамінні амінокислоти, тому їх широко застосовують як харчові добавки для тварин та людини. На заході для харчування (особливо серед вегетаріанців) широко використовуються дріжджові екстракти, отримані на основі автолізатів (руйнування під дією власних ферментів) або гідролізатів (руйнування під дією спеціальних речовин) дріжджів та добавки на основі дезактивованих харчових дріжджів. У медицині висушені пивні дріжджі широко використовуються як джерело біологічно активних речовин при різних імунодефіцитах. Створюються нові штами дріжджів, здатних для біодеградації токсичних сполук та ефективної утилізації сільськогосподарських відходів та відходів паперово-целюлозної промисловості з отриманням біоетанолу.

Препарати медичного застосування, які отримують за допомогою дріжджів

• Прокаріотичні продукти: фрагмент C токсину збудника правця, стрептокіназа

• Поверхневі антигени вірусів: гепатиту Б, ВІЛ, захворювань мишей, грипу, поліомієліту, поліоми, Епштейна-Барр, онкогенних ретровірусів

• Малярійний антиген

• Продукти тварин: свинячий інтерферон, інтерлейкіни, інгібітор трипсину, гірудин

• Гормони людини та людські фактори росту: інсулін, паратгормон, гормон росту, хоріонічний гонадотропін; IGF1, EGF, тканинний фактор, CSF, GM-CSF, TNF

• Білки крові людини: гемоглобін, фактори VIII і XIII, альфа-1-антитрипсин, антитромбін III, сироватковий альбумін

• Різні ферменти людини, CFTR, рецептор естрогену, INF-альфа, INF-бета1.

5. Загальні принципи класифікації і систематики дріжджів

Перша наукова класифікація дріжджів була розроблена датським мікологом Е.Х. Хансеном в 1896 році Він об’єднав дріжджі, які утворюють спори, у 8 родів родини Saccharomycetaceae. Найвідоміші класифікації, опубліковані в першій половині ХХ ст. – це системи представників голландської школи Дж. Лоддер і Н. Дж. В. Крегер-ван Рій (1952 р.) та радянського вченого В.І. Кудрявцева (1954 р.). Перша класифікація базувалась, в основному, на морфолого-фізіологічних властивостях дріжджів; друга, окрім цих ознак, враховувала належність видів до певних місць існування та їх адаптацію до цих умов. Значний крок у систематиці дріжджів було зроблено завдяки застосуванню геносистематики – вивчення життєвих циклів, концепції статті та схрещування. Донедавна більшість дослідників розміщували дріжджі у три підвідділи – Аскоміцетові, Базидіоміцетові та Дейтероміцети. Аскоміцети утворюють сумки з ендогенними статевими спорами, базидіоміцети – теліоспори і базидіоподібні спорофори з екзогенними статевими спорами, дейтероміцети – лише безстатеві спори, вони не мають статевого процесу.

Важливим для створення філогенетичної систематики дріжджів виявилося використання молекулярно-біологічних методів, зокрема це стосується секвенування нуклеотидних послідовностей рДНК. У дріжджів філогенетична систематика базується, в основному, на виявленні консервативних ділянок у рДНК, яка кодує 18S рНК, та окремі домени 28S рРНК і 5,8 S рРНК.

На сьогодні відомо понад 1500 видів дріжджів, об’єднаних в понад 60 родів. Описання виду у дріжджів, на відміну від інших грибів, базується не так на морфологічних, як на фізіологічних ознаках.

Ознаки, які використовуються в систематиці дріжджів, за своєю природою можна розділити на такі групи:

- макроморфологічні (культуральні) ознаки, які характеризують ріст штаму на різних середовищах (особливості утворення плівки, осаду, колоній);

- мікроморфологічні особливості клітинної морфології, розміри і форма клітин, тип вегетативного розмноження, будова міцелію і псевдоміцелію, формування безстатевих спор, характеристики статевого розмноження;

- цитологічні – особливості будови клітини і клітинних структур;

- фізіологічні – тип живлення і здатність до росту в різних умовах;

- генетичні – характеристика геному;

- екологічні – характер поширення виду в природних умовах, стійкість до екологічних факторів, патогенні властивості.

У 1998 році було опубліковане четверте видання Визначника дріжджів за редакцією американських вчених К.П. Куртцмана та Дж. В. Фела (Kurtzman C.P., Fell J.W. (eds.) The Yeasts, a taxonomic study. Fourth edition. Amsterdam: Elsevier Science B.V., 1998). Згідно з Визначником, аспорогенні (недосконалі) дейтероміцетні дріжджі не існують як самостійний окремий таксон, а належать до аско- і базидіоміцетових дріжджів. Важається, що і вони здатні розмножуватися статевим шляхом, проте до цих пір не підібрані (встановлені) умови, за яких може відбуватися статевий процес. У 2000 році було опубліковано філогенетичну класифікацію дріжджів К.П. Курцмана.