1.2. Плісняві гриби
Плісняві гриби, як і бактерії, позбавлені хлорофілу і належать до нижчих рослинних організмів - еукаріотів. Через свою нездатність самостійно здійснювати фотосинтез, тобто створювати органічні речовини з вуглекислого газу для свого розвитку гриби потребують готових органічних речовин. Їм необхідний і кисень повітря. Представників відділу гриби поділяють на макро- і мікроміцети (або макрофіти і мікрофіти). Макроміцети утворюють великі плодові тіла (наприклад, їстивні гриби), що відсутні у мікроміцетів. Мікроміцети відомі як плісняві гриби.
Мікроскопічні гриби існують переважно на поверхні субстрату у вигляді пухнастих чи павутиноподібних утворень, а деякі – у вигляді плівок. Багато з них мають промислове значення через використання їх у виробництві органічних кислот, ферментів, антибіотиків, вітамінів, деяких сирів тощо.
Інші плісняві гриби зумовлюють псування харчових продуктів і промислових товарів. Деякі здатні викликати захворювання рослин, тварин чи людини.
Будова тіла грибів. За будовою клітини пліснявих грибів принципово не відрізняються від будови клітин бактерій і дріжджів, але мають одне, а іноді кілька відокремлених ядер. Клітини пліснявих грибів мають подовжену форму, що нагадують нитки, вони мають назву гіфи. Товщина їх складає 1-15мкм. Тіло грибів, яке утворено сплетінням гіфів, називається міцелієм або грибницею. Серед пліснявих грибів зустрічаються одноклітинні або багатоклітинні (рис.1.4.). Частина міцелію заглиблена в субстрат, вона всмоктує воду і поживні речовини; решта міцелію знаходиться на поверхні субстрату, утворюючи повітряний міцелій.
У багатьох грибів на міцелії, як правило поза субстратом, утворюються особливі гіфи, що несуть на собі спори, за допомогою яких гриб розмножується.
Будова клітини грибів подібна до клітин інших рослинних організмів, але у грибів відсутні пластиди. Клітинна оболонка складається з полісахаридів, білків і інших азотистих речовин, містить деяку кількість ліпідів. У цитоплазмі міститься більш розвинена, ніж у бактерій, система мембран, є вакуолі (порожнечі, що заповнені клітинним соком), мітохондрії – дрібні часточки, у яких здійснюються енергетичні процеси, а також рибосоми і запасні поживні речовини ( глікоген, волютин, крапельки жиру).
Рис. 1.4 - Міцеліальні гриби:
А - ризопус: 1 - спорангій; 2 - спори; 3 - спорангіеносій; 4 - різоїд. Б - аспергілус: 1 - конідії: 2 - стеригми; 3 – конідішосій; 4 - вегетативні гіфи. В - пеніциліум: 1 - конідії; 2 - стеригми; 3 - конідієносій; 4 - вегетативні гіфи. Г – оїдіум: 1 - оідії; 2 - гіф. Д - ботритис: 1,2 - конідієносій; 3 - конідії. Є - альтернарія: 1 - конідієносій; 2 - конідія.
Розмноження грибів. Відмінною особливістю грибів є велике різноманіття засобів і органів розмноження. Будь-який шматочок міцелію, що потрапляє на поживний субстрат, здатний до розвитку й утворення нового міцелію. Деякі гриби розмножуються за допомогою специфічних утворень (оідії, спори, конідії тощо).
Оідії – це особливі тільця, що є частиною міцелію. Утворюються вони деякими багатоклітинними грибами, у яких стиглий міцелій розпадається на багато дрібних часток, що здатні утворювати новий міцелій.
Спори – дрібні тільця різної форми, що містяться на кінцевих ланках повітряної частини міцелію всередині особливих утворень – спорангіїв. Гіфи повітряного міцелію, що утворюють спорангії, мають назву спорангієносіїв. Таке утворення спор характерно для одноклітинних грибів. У багатоклітинних формуються так звані екзоспори, тобто зовнішні, які відомі під назвою конідій, а повітряні гіфи, що несуть їх - конідієносіями.
Спорангієносії і конідієносії на поверхні субстратів, уражених пліснявими грибами, утворюють пухнастий нальот. Колір нальоту (зелений, чорний, рожевий, білий, сірий та ін.) зумовлений кольором конідій, спор чи оідій. Міцелій грибів, як правило, немає забарвлення.
При сприятливих умовах багато грибів здатні до статевого розмноження. При цьому утворюються особливі плодові тіла, які в окремих випадках досягають величезних розмірів (шляпочні, пластинчасті, трубчасті й інші гриби). Гриби, які здатні до статевого розмноження, називаються досконалими. Деякі гриби, що не здатні до статевого розмноження, мають назву недосконалих.
Багато грибів, через наявність несприятливих умов, здатні утворювати склероції, які уявляють собою стадію спокою. Це міцні, тверді з поверхні, зазвичай темні, а всередині білі утворення різних форм і розмірів, які складаються з щільно переплетених гіфів. Склероції, що потрапляють до сприятливих умов розвитку, зростають і утворюють ті чи інші (залежно від виду грибів) органи розмноження чи новий міцелій. Вони часто спостерігаються на колосі злаків.
Гриби порівняно до бактерій, більш досконалі організми, про що свідчить багатоклітинна будова, розподіл життєвих функцій між частинами міцелію (повітряний і заглиблений у субстрат міцелій).
Систематика грибів
До теперішнього часу відомо десятки тисяч видів грибів. Усі гриби поділяють на дві групи: міксоміцети і справжні гриби. Залежно від особливостей будови міцелію, будови органів безстатевого розмноження, здатності до статевого розмноження і інших ознак, усі гриби поділяють на шість класів.
1. Хітрідіоміцети – гриби, що існують без утворення міцелію або утворюють слаборозвинений міцелій. Розмножуються переважно безстатевим шляхом, утворюють джгутикоподібні рухомі спори. Це найбільш примітивні гриби. Більшість представників цього класу є внутрішньоклітинними паразитами вищих форм живих організмів. Вони вражають розсаду капусти, молоді пагінці і столони бульби картоплі та інші рослини.
Ооміцети - мають добре розвинений одноклітинний міцелій. Безстатеве розмноження здійснюється за допомогою рухомих спор. Статеве розмноження здійснюється за допомогою ооспор. Більшість грибів цього класу викликає захворювання рослин. Найбільше значення мають фітофтора і плазмопара. Фітофтора відома як картопляний гриб, що вражає бульби і бадилля картоплі, томати і баклажани. Плазмопара викликає захворювання винограду - мільдью. Гриб вражає листя і ягоди. Розвитку плазмопари сприяє підвищена вологість повітря. Спори плазмопари здатні зимувати в ґрунті і зберігати життєздатність протягом кількох років.
Зигоміцети – мають розвинений одноклітинний міцелій. Розмноження безстатеве і статеве. Безстатеве розмноження здійснюється за допомогою нерухомих спор, що утворюються у спорангіях, статеве – зигоспорами. Представники цього класу поширені у природі, багато з них викликають псування харчових продуктів. Переважно зустрічаються плісняві гриби з роду мукор та різопус.
Мукор, відомий як сіра пліснява, яка дуже швидко розмножується, є виключно невимогливим збудником псування плодів, овочів, кулінарних виробів, товарів і матеріалів.
Гриби з роду різопус розмножуються спорангієспорами. Гриби швидко розповсюджуються по поверхні субстрату, утворюючи столони – скупчення гіфів, які, у свою чергу, утворюють нові колонії грибів. Різопус викликає м’яку гниль ягід, плодів, овочів.
Деякі мукорові гриби відіграють позитивну роль, завдяки здатності продукувати органічні кислоти, ферменти, зброджувати цукор до етилового спирту. У східних країнах їх використовують поряд з дріжджами у виробництві спирту та напоїв. Серед мукорових грибів існують і збудники захворювань людини і тварин.
4. Аскоміцети – це сумчасті гриби з гіллястим міцелієм. Безстатеве розмноження здійснюється за допомогою конідій, статеве – за допомогою аскоспор, що містяться у особливих мішечках (асках).
Клас аскоміцетів нараховує багато різновидів, що відрізняються за будовою і властивостями. Серед них багато паразитів рослин, збудників псування харчових продуктів, а також грибів, що використовують для отримання корисних речовин (вітамінів, антибіотиків).
Деякі сумчасті гриби не мають плодових тіл і їхні “сумки” розвиваються безпосередньо з міцелію. Гриби, що утворюють плодові тіла, називаються плодосумчастими, а ті, що не утворюють плодових тіл, – голосумчастими.
Широко розповсюдженими плодосумчастими грибами є гриби з роду аспергіліус і пеніциліум. Плодові тіла їх мають вигляд дрібних кульок, всередині яких містяться сумки із спорами. Ці гриби поширені в природі завдяки підвищеній стійкості до умов навколишнього середовища. Вони є збудниками псування більшості харчових продуктів і різноманітних органічних матеріалів, наприклад, паперу, шкіри, бавовняного волокна, тканин тощо. Уражені матеріали вкриваються пухнастим нальотом білого, а потім забарвленого кольору.
Деякі види цих грибів використовують для промислового виробництва лимонної кислоти з цукру, а також антибіотиків.
Прикладом голосумчастих грибів є дріжджі і грибки, що подібні до них, наприклад, ендоміцес, верналіс. Вони здатні до розвитку на бідних, у їстівному відношенні, дешевих субстратах, наприклад, на відходах целюлозо –паперової промисловості; при цьому вони здатні накопичувати до 30% жиру (до сухої маси), тому їх використовують у промисловості для одержання жиру мікробіологічним шляхом біоліпідів. Представники цієї групи грибів здатні викликати крейдяну хворобу хліба, ознакою якої є поява на м’якіші білих сухих плям, подібних до крейдяного пилу.
5. Базідіоміцети мають гіллястий септований міцелій, здатні до статевого і безстатевого розмноження, мають багато різновидів. До цього класу належать всі відомі шляпочні гриби, трутовики, будинкові гриби та ін.
Багато шляпочних грибів використовують у їжу; трутовики здатні руйнувати деревину, дерев’яні будівельні матеріали, що мають підвищену вологість; домові гриби здатні руйнувати деревину і вироби з неї, навіть за невисокою вологістю. До цього класу належать паразитичні гриби, що вражають плодові дерева, ягідники, городину тощо. Головневі гриби вражають злакові рослини, кукурудзу. Рослини через ці захворювання набувають чорного кольору. Якщо спори головні потрапляють з харчовими продуктами до організму людини, це спричиняє подразнення слизових оболонок, розлад кишечника та інші хвороботворні явища. Борошно, що містить спори головні, набуває неприємного запаху оселедця, який зберігається й у виробах. Згідно до нормативних вимог вміст ураженого зерна не повинен перевищувати 5%.
6. Дейтероміцети (недосконалі гриби) мають багатоклітинний міцелій, здатні лише до безстатевого розмноження, при цьому утворюються конідії та оідії.
Недосконалі гриби розповсюджені у природі. Багато з них викликають пліснявіння харчових продуктів і різних матеріалів (тканин, бавовни, паперу, вовни та ін.). Інші гриби паразитують на рослинах.
Представниками цієї групи є гриби фузаріум, ботритис, альтернарія, оїдіум та інші. Фузаріум викликає захворювання картоплі, яке відоме як суха гниль. Уражені ділянки бульби зморщуються, перетворюючись на суху крохмалисту масу. Цей гриб часто вражає корені рослин, через що вони засихають, такі хвороби рослин мають назву фузаріози.
Ботритис викликає шийкову гниль цибулі, сіру гниль різних овочів (капусти, моркви, томатів та ін.) і ягід (малини, агрусу, полуниці). Уражені овочі і ягоди вкриваються пухнастим сірим нальотом, тканини їх набувають водянистої консистенції, буріють і розм’якшуються .
Альтернарія вражає коренеплоди під час зберігання, викликаючи чорну гниль у вигляді сухих утиснутих темно-сірих плям.
Оїдіум утворює гіллястий міцелій, який у дорослих грибів розпадається на оідії. Гриби цього виду утворюють кремово-білу оксамитову плівку на поверхні кисломолочних і інших продуктів. Якщо гриби потрапляють до квашених овочів, вони використовують молочну кислоту і зменшують її концентрацію. Через зменшення вмісту кислоти квашені овочі стають доступними до розвитку гнилісних мікроорганізмів.
Деякі недосконалі гриби можуть викликати важкі захворювання людини – дерматомікози.
1.3. Дріжджі
Група дріжджів об’єднує одноклітинні грибкові організми, що не мають дійсного міцелію, вони нерухомі, досить поширені у природі, зустрічаються на ґрунті, плодах, особливо стиглих, на листях рослин. Дріжджі використовують у багатьох виробництвах: хлібопеченні, виноробстві, виробництві спирту, пивоварінні, виробництві заквасок та ін. З іншого боку, розвиток дріжджів у харчових продуктах здатний викликати їх псування (здуття, погіршення смаку та запаху).
Технічне значення дріжджів засноване на їхній здатності перетворювати вуглеводи на етиловий спирт і вуглекислий газ.
Завдяки здатності накопичувати велику кількість білків, жирів і вітамінів у клітинах, дріжджі використовують як домішки до їстівних речовин для відгодівлі свійських тварин або призначаються як ліки під час захворювання, які пов’язані з порушенням обміну речовин.