Д6343 Черныш ВГ Изучение морфологии различных видов дрожжей

нологическое оборудование. Эти дрожжи не оказывают существенного влияния на сохранение и качество зерна, но при повышении влажности способствуют самосогреванию и появлению в зерне «амбарного» запаха. Попав в тесто, посторонние дрожжи могут отрицательно повлиять на процесс брожения и ухудшить качество хлебобулочных изделий.

1.6. Дрожжи в производстве кваса

Хлебный квас является продуктом незаконченного спиртового и молочнокислого брожения. Сырьем для производства кваса обычно служат ржаной и ячменный солод, ржаная мука, вода, сахар.

Для сбраживания квасного сусла применяют комбинированные закваски дрожжей и молочнокислых бактерий. Обычно используют расы S. cerevisiae и гетероферментативных молочнокислых бактерий. В процессе спиртового брожения в квасе накапливается 0,2–0,3 % этилового спирта, СО2, молочная и уксусная кислоты, летучие ароматические вещества (этилацетат и диацетил), которые создают специфические аромат и вкус кваса.

Впорче кваса принимают участие следующие виды дрожжей: C. krusei и C. valida (образуют пленку); C. guilliermondii (окисляют спирт, продуцируют органические кислоты, угнетают культурные дрожжи и придают квасу неприятный привкус).

1.7. Дрожжи в молочной промышленности

Приготовление кисломолочных продуктов основано на применении специфических для каждого изделия заквасок. Дрожжи являются необходимым компонентом заквасок, используемых для получения кефира и национальных напитков: кумыса, курунги, чала и др. В «кефирных грибках» обнаружены две группы дрожжей. К первой группе относятся виды, сбраживающие лактозу с образованием спирта: K.marxianus var. marxianus, K.marxianus var. lactis, C.kefyr и C.pseudotropicalis. Вторая группа включает дрожжи, не ферментирующие лак-

тозу: S.cerevisiae, S.unisporus, S.delbrueckii и C.holmii. Дрожжи второй группы в кефирных зернах преобладают.

11

Спиртовое брожение лежит в основе получения ацидофильнодрожжевого молока и различных напитков из сыворотки. При этом используют виды дрожжей, как сбраживающих, так и не сбраживающих лактозу. При сбраживании сыворотки чаще используют K.fragilis, которые могут утилизировать до 98 % лактозы.

Считается, что некоторые виды дрожжей (например, C.lipolytica) оказывают благоприятное действие на качество сливочного масла, повышая его стойкость к образованию горечи и развитию плесени.

Осмофильные дрожжи наносят большой вред сгущенному молоку, разжижая его. Причиной вспучивания сыров, появления вкусовых дефектов и цветных пятен на их поверхности могут быть дрожжи Torulopsis. В испорченных образцах сыров обнаруживают повышен-

ное содержание Debariomyces и Rhodotorula.

1.8. Дрожжи в продуктах с высоким содержанием сахара

Пищевые продукты с высоким содержанием сахаров (сахарные сиропы, джемы, концентраты фруктов, кондитерские изделия) представляют собой хорошую питательную среду для дрожжей, вызывающих ферментативную порчу. В такой порче обычно участвуют осмо- и ксеротолерантные дрожжи, S.cerevisiae и некоторые представители родов Candida и Pichia. Сбраживание сахаров – основная реакция порчи под действием дрожжей-сахаромицетов. Продукты метаболизма при этом (диоксид углерода и этиловый спирт, вторичные метаболиты: органические кислоты, высшие спирты, сложные эфиры, альдегиды, кетоны, серосодержащие летучие соединения) изменяют органолептические свойства продукта.

Быструю порчу безалкогольных напитков в бутылках вызывает в основном S.cеrеvisiae.

Порчу меда могут вызвать осмотолерантные дрожжи Zygosaccharomyces и Torulopsis.

Некоторые сорта глазированных конфет с ликерной начинкой или сливочной помадкой подвержены микробной порче: корпус конфет может растрескаться под давлением газов, образуемых осмофильными дрожжами родов Saccharomyces и Brettanomyces. Порче подвергаются также пастила, зефир, мармелад.

12

Какао-бобы являются сырьем для приготовления шоколада, шоколадных конфет, шоколадного крема и других кондитерских изделий. Для улучшения вкуса какао-бобы подвергают ферментации, сушке и обжарке, при обжарке большинство микроорганизмов погибают. Вторичное обсеменение происходит при длительном хранении в условиях повышенной влажности. Их порчу могут вызвать мицелиальные грибы, дрожжи рода Candida и др.

1.9. Дрожжи и консервированные растительные продукты

При квашении капусты, огурцов, помидоров, яблок, арбузов, маслин и других овощей и фруктов ведущую роль играют молочнокислые бактерии и в меньшей степени – дрожжи. В начальный период квашения принимают участие дрожжи рода Rhodotorula, в период интенсивного брожения появляются такие виды, как C.krusei, C.tropicalis, Hansenula anomala, Torulopsis sphaerica и др.

Наиболее распространенным родом в пленках различных рассолов являются представители рода Debaryomyces, характеризующиеся высокой солетолерантностью, кислотоустойчивостью и способностью ассимилировать различные источники углерода. Дрожжи в рассолах играют отрицательную роль, так как потребляют сахара и молочную кислоту, которая наряду с солью является консервирующим агентом.

Дрожжи, размножающиеся в глубинных слоях (виды родов

Saccharomyces, Hansenula, Brettanomyces и Candida), обладают значи-

тельной бродильной активностью и сбраживают сахара, выделяющиеся с клеточным соком. Это вызывает вздутие и образование полостей в плодах.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ДРОЖЖЕЙ

Дрожжи – это эукариотические одноклеточные организмы, подобные на биохимическом уровне всем остальным эукариотическим клеткам. Основная единица в классификации дрожжей – раса (штамм), которая является чистой культурой выделенной дрожжевой клетки в пределах одного и того же вида. Расы объединяются в виды, виды –

13

в роды, роды – в семейства. В настоящее время большинство исследователей размещают дрожжи в три подотдела: Ascomycetes (аскомице-

товых), Basidiomycetes (базидиомицетовых) и Fungi Imperfecti, или

Deuteromycetes (несовершенных грибов), отдела Eumycota царства

Mycotа.

2.1.Аскомицетовые дрожжи

Кклассу аскомицетовых относятся четыре группы дрожжей: А,

Б, В, Г.

Кгруппе А относятся дрожжи родов, имеющие вегетативный тип размножения только делением: Schizosaccharomyces, Endomyces.

Кгруппе Б относятся дрожжи родов, имеющие обильные септированные гифы (почкование если и имеется, то очень скудное):

Guilliermondella, Nematospora, Arthroascus, Saccharomycopsis. К груп-

пе В относятся дрожжи родов, клетки которых имеют апикулятную (лимоновидную, с небольшими тупыми выступами на полюсах) форму, почкующиеся, не образующие мицелий: Nadsonia, Saccharomycodes, Lypomyces, Hanseniaspora. К группе Г относят дрожжи, вегета-

тивно размножающиеся почкованием, иногда образующие псевдоми-

целий: Pachysolen, Saccharomyces, Kluyveromyces, Fabospora, Zygosaccharomyces, Hansenula, Pichia, Deccera, Citeromyces, Debariomyces, Zygofabospora.

Дрожжи рода Schizosaccharomyces – это преимущественно делящиеся одиночные клетки, образующие очень скудный мицелий. Клетки образуются от круглых до цилиндрических. Аскоспоры округлые, изредка овальные или бобовидные, у разных видов от четырех до восьми в аске. Они могут освобождаться из сумок на ранних стадиях развития.

Дрожжи рода Saccharomyces образуют клетки в основном круглой и овальной форм, иногда удлиненные. Размеры – (2,5–7)×(6–20) мкм. Размножаются вегетативно-многосторонним почкованием. В процессе вегетативного размножения из материнской клетки в дочернюю переходит часть структурных образований цитоплазмы и ядра. К моменту отделения от родительской клетки в благоприятных условиях почка обычно достигает размеров материнской клетки. На протяжении всего периода жизни клетка может иметь 25–30 почек. Дальнейшее почкование клетки

14

невозможно из-за изменения структуры клеточной оболочки, связанного с образованием рубцов, уменьшающих полезную поверхность материнской клетки. Дрожжи могут образовывать примитивный псевдомицелий, истинного мицелия не образуют.

В неблагоприятных условиях в вегетативных клетках образуются аски со спорами. В аске могут быть две–четыре споры. Аскоспоры имеют сферическую форму и обладают более толстой и прочной стенкой, чем вегетативные клетки. Половое размножение этих дрожжей происходит после прорастания и слияния аскоспор.

На плотной питательной среде образуют пастообразные гладкие тускло блестящие, белые с желтоватым оттенком колонии с ровными краями.

Дрожжи Kluyveromyces образуют клетки круглые, овальные или вытянутые; размножаются вегетативно почкованием. Могут образовывать псевдомицелий. Аски формируются или непосредственно из вегетативных клеток, или после их коньюгации. Аскоспоры формируют гладкие бобовидные, круглые или овальные, одна – четыре в аске. Колонии могут приобретать красные (не каротиноидной природы) пигменты.

Дрожжи Hansenula образуют клетки круглой, овальной или удлиненной формы. Вегетативно размножаются многосторонним почкованием. Могут образовывать псевдомицелий или истинный мицелий. Аскоспоры шляповидные или сатурновидные. В аске располагаются от одной до четырех спор, которые после созревания быстро высвобождаются. Многие виды образуют слизистые колонии на плотных питательных средах, так как образуют полисахариды – фосфоманнаны.

Дрожжи Debaryomyces образуют клетки округлые, овальные; почкование многостороннее, часто множественное. Псевдомицелий не образуют или образуют скудный. Аскоспорообразованию предшествует коньюгация между почкой и материнской клеткой, которая превращается в аск с одной-четырьмя круглыми или слегка овальными бородавчатыми аскоспорами.

Род дрожжей Endomyces включает виды, образующие септированный, активно развитый мицелий, легко распадающийся на угловатые, овальные или округлые тонкостенные артроспоры, которые содержат от одной до восьми круглых, овальных или шляповидных аскоспор. Почкование отсутствует. Представителями данной группы являются следующие дрожжи.

15

Дрожжи рода Guilliermondella образуют хорошо развитый истинный мицелий с редкими септами (перегородками), а также псевдомицелий с бластоспорами (бесполыми спорами, образующимися на ложном мицелии путем почкования в месте соединения осевых клеток псевдогиф или в конце вытянутой клетки) овальной формы. Аскоспоры имеют серповидную форму. Дрожжи этого рода образуют плотные бугристые колонии, врастающие в агар.

К роду Nematospora относятся дрожжи, которые образуют полиморфные клетки, вегетативно размножающиеся многосторонним почкованием. Формируют хорошо развитый псевдомицелий с цепочками бластоспор и истинный мицелий из редко септированных разветвленных гиф. Сумки асков содержат до восьми веретенообразных спор с хлыстовидными придатками.

Дрожжи рода Arthroаscus образуют длинные клетки, часто с зубчиками, у которых почкование выражено слабо. Почки закладываются только на молодых клетках. Старые колонии состоят из септированных гиф, которые имеют перетяжки и легко расчленяются на отдельные отрезки. Образуют плоские колонии с ограниченным ростом.

Клетки дрожжей рода Saccharomycopsis овальные или удлиненные, вегетативно размножаются многосторонним почкованием. Кроме того, образуют истинный мицелий с септами. Аски образуются на мицелии; аскоспоры – круглые, овальные, полушаровидные с экваториальными или смещенными выступами-ободками.

Дрожжи рода Nadsonia образуют клетки апикулятной, овальной или удлиненной формы. Размножаются вегетативно биполярным почкующимся делением. Псевдомицелий не образуют или образуют рудиментарный. Аском становится новая почка, образующаяся на противоположном конце исходной материнской клетки. При этом возникают характерные «триады» клеток. Иногда в аск превращается материнская клетка или копулирующая почка. В аске содержится одна или реже две-три круглые коричневые шиповатые аскоспоры. Колонии старых культур приобретают шоколадно-коричневый цвет. Дрожжи данного рода на жидком сусле образуют пленку.

Клетки дрожжей рода Saccharomycodes крупные, до 20 мкм и более в длину, лимоновидные или удлиненно-овальные. Вегетативное размножение – биполярное почкующееся деление, псевдомицелий не образуют. Сумки возникают из диплоидных вегетативных клеток. Они содержат две–четыре круглые аскоспоры, расположенные попарно.

16

Образуют белые пастообразные колонии. Имеют хлопьевидный рост в жидких средах, образуют осадок и кольцо.

Дрожжи рода Hanseniaspora образуют клетки лимоновидной или овальной формы, размножающиеся биполярным делением. Некоторые штаммы формируют хорошо развитый псевдомицелий. Вегетативные клетки превращаются в аски с одной–четырьмя шляповидными или круглыми аскоспорами.

Клетки дрожжей рода Lipomyces крупные, круглые или овальные, в старых культурах целиком заполненные каплей жира. Обычно образуют капсулы. Вегетативное размножение – многостороннее почкование. Колонии слизистые. Могут образовывать примитивный псевдомицелий, в котором имеются широкие перетяжки и клетки разделены септами. У некоторых видов количество спор в сумке может достигать 30, они круглые или слегка овальные, желтые, гладкие или со складчатой поверхностью.

Дрожжи рода Pachysolen образуют клетки от эллипсовидной до округлой формы. Вегетативно размножаются многосторонним почкованием, псевдомицелий образуют скудный. При спорообразовании клетка образует длинный трубчатый вырост, на конце которого в круглом вместилище находятся четыре споры шляповидной формы. В этом месте стенка тонкая и легко разрывается при созревании спор. Колонии образуют сначала слизистые, которые затем становятся маслянистыми.

Клетки дрожжей рода Fabospora имеют овальную, вытянутую или изогнутую форму. Образуют псевдомицелий. Аскоспоры гладкие бобовидные, легко высвобождаются из аска.

Дрожжи рода Zygosaccharomyces образуют клетки круглой и овальной форм, вегетативно размножаются многосторонним почкованием. Аскоспоры круглые или слегка овальные, от одной до четырех в сумке.

Дрожжи рода Dekkera образуют округлые и овальные, обычно более заостренные с одного полюса, клетки. В результате полового размножения образуют от одной до четырех аскоспор с тангенциальным ободком, что придает им шляповидную форму. На сусле растут медленно и быстро гибнут из-за накопления в среде значительного количества уксусной кислоты. Образуют пахучие вещества.

У дрожжей рода Citeromyces клетки круглые, почкование многостороннее. Псевдомицелий дрожжи не образуют. При обильном образовании аскоспор культуры становятся коричневыми.

17

Клетки дрожжей рода Zygofabospora имеют эллипсоидную, иногда несколько вытянутую и слегка изогнутую форму. Размножаются многосторонним почкованием и образуют примитивный псевдомицелий. Перед спорообразованием клетки попарно копулируют, и зиготы превращаются в сумки. Аскоспры бобовидные с гладкой поверхностью, обычно четыре в сумке. После созревания легко освобождаются из сумок.

2.2.Базидиомицетовые дрожжи

Вэтом классе выделяют две группы – А и Б. К группе А относят дрожжи, образующие телиоспоры, – Rhodosporidium и Leucosporidium. К группе Б относят дрожжи, образующие базидиоподобные спо-

рофоры, – Filobasidiella и Filobasidium.

Дрожжи Rhodosporidium – это пигментированные культуры, цвет колоний изменяется от оранжевого до розового, рост на плотных питательных средах слизистый. Вегетативные клетки гаплоидной дрожжевой фазы круглые, овальные или продолговатые; размножаются односторонним почкованием.

К непигментированным культурам относятся дрожжи Leucosporidium. Клетки овальные. Образуют псевдомицелий, иногда – истинный мицелий. Виды этого рода, как правило, психрофилы, многие культуры не растут при температуре выше 20 °С.

Дрожжи Filobasidiella образуют клетки овальные капсулированные, размножаются почкованием, формируют истинный мицелий. Дрожжи патогенны для человека и животных.

Дрожжи родов Filobasidium образуют клетки круглые, овальные, находящиеся в капсулах; вегетативно размножаются почкованием. На плотных средах формируют белые или кремовые колонии.

2.3.Несовершенные грибы

Вклассе несовершенных грибов выделяют две группы – А и Б. Дрожжи, относящиеся к группе А, способны образовывать баллистоспоры (споры, образующиеся на стеригме – шипообразном выросте, несущем отстреливающуюся при созревании баллистоспору, с силой

18

отбрасываемую при созревании). В эту группу входят дрожжи родов

Sporobolomyces и Burella.

Дрожжи, относящиеся к группе Б, баллистоспор не образуют.

Сюда входят: Trigonopsis, Trichosporon, Trichosporonoides, Candida, Sterigmatomyces, Rhodotorula, Brettanomyces, Cryptococcus.

Дрожжи Sporobolomyces образуют клетки от овальной до продолговатой формы, размножаются многосторонним почкованием и путем образования ассиметричных почковидных или серповидных баллистоспор на кончиках воздушных стеригм. Некоторые виды образуют псевдомицелий и истинные септированные гифы без пряжек. Колонии образуют обычно красные или розовые, но некоторые виды этого рода образуют непигментированные колонии.

Роды дрожжей Trigonopsis образуют треугольные или эллипсовидные клетки, возможно также образование ромбовидных и тетраэдрических форм. Размножаются многосторонним почкованием клетки овальных форм и по углам – треугольных или тетраэдрических форм. Псевдомицелий не образуют. На плотных средах обычно формируют бесцветные, мягкие колонии, на жидких средах образуют тонкую пленку.

Дрожжи Trichosporonoides в молодых культурах – это почкующиеся клетки овальной и яйцевидной форм, впоследствии образующие псевдомицелий с бластоспорами и септированный мицелий, распадающийся на артроспоры. Кроме того, имеются конидиофоры с конидиями. Конидиофоры воздушные и погруженные, несептированные, со вздутием на конце. Такие вздутия, несущие конидии, иногда образуются интеркалярно на мицелии. Конидии одноклеточные, сначала бесцветные, при созревании становятся коричневыми, располагаются одиночно на маленьких стеригмах по всей поверхности «головки» конидиофора.

Колонии до образования конидиоспор бесцветные, при развитии мицелия становятся кремовыми, а при созревании конидий – от желто-коричневых до черных. Хорошо растут при 37 °С, но образования конидий в этих условиях практически не происходит.

Дрожжи Candida образуют клетки круглые, яйцевидные или удлиненные, иногда неправильной формы. Размножаются многосторонним почкованием. Псевдомицелий имеется у всех видов рода Candida, он может быть примитивным, но обычно дифференцирован на псевдогифы и бластоспоры. Дрожжи этого рода могут образовывать

19

хламидоспоры (бесполые покоящиеся споры с толстой оболочкой) и истинный мицелий. Колонии чаще всего образуют складчатые, морщинистые, с мицелиальным краем, но бывают гладкие и слизистые.

Дрожжи Brettanomyces образуют клетки эллипсовидные, цилиндрические или удлиненно-продолговатые, нередко стреловидно заостренные с одного конца. Псевдомицелий образуют рудиментарный. На сусле и сусле-агаре растут медленно, культуры обычно быстро отмирают из-за образования уксусной кислоты в токсической концентрации. При этом дрожжи вызывают характерный аромат.

Дрожжи Torulopsis образуют клетки круглые, овальные, яйцевидные или, реже, удлиненные. Размножаются многосторонним почкованием. Псевдомицелий образуют рудиментарный, спор не создают. Образуют бесцветные колонии на плотной питательной среде.

Дрожжи Rhodotorula образуют клетки круглые, яйцевидные, овальные или удлиненные. Размножаются многосторонним почкованием, могут формировать примитивный псевдомицелий, редко – зачатки истинного мицелия.

Колонии на плотной питательной среде образуют красные, желтые, часто слизистой консистенции, клетки в таких колониях имеют капсулы.

Дрожжи Cryptococcus образуют преимущественно круглые, овальные клетки, обычно капсулированные. Почкование – многостороннее. Истинный мицелий и псевдомицелий, как правило, не образуют. На плотных средах молодые культуры малиновые, с возрастом бурые, желтоватые, розовые, кремовые, у большинства видов – слизистые, так как синтезируют внеклеточные полисахариды, в состав которых входят ксилоза, манноза и глюкоровая кислота.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ

Общее размещение микробиологической лаборатории должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 51446–99. Микробиологическая лаборатория состоит из следующих помещений: для проведения микробиологических работ; для подготовительных работ (моечная, препараторская, для приготовления и розлива питательных сред); стерилизационной; термостатной; для отдыха и приема пищи; для работы с документацией и литературой; подсобных помещений и специального

20