«Біологія розвитку дріжджів і особливості їх практичного використання»

Ім'я файлу: Біологія Реферат.docx
Розширення: docx
Розмір: 502кб.
Дата: 03.12.2023
скачати
Пов'язані файли:
kursova_robota (2).docx
78869.rtf
Міністерство освіти і науки України.docx
Міжпредметні зв'язки педагогіки.docx
Соц.-правове забезпечення.docx
Горбик Катерина (1).pdf
модуль епідемка.docx
клінічна імунологія.pptx
ДИПЛОМ Бойко.pdf
практика.pdf
Лекція 3 Основні етапи становлення і розвитку етнографії України
сімя 3.doc
Лабораторна робота 21 Бот ІІ курс 1 сем.pdf
проект.docx
76 (1).docx
4.18.7_Лекция 9 Инновационные технологии операционного менеджмен
СТАТТЯ ВВС.doc
Лантух Стаття.docx
колос.docx
Товарознавча характеристика нарізної батона в московській торгов
upload-1277755-1695793753502188044.docx
Вплив американської революції на вестфальську систему міжнародни
СМ 342 Завдання для папки з ресурсами в кризових ситуаціях (1).d
СМ 342 Завдання для папки з ресурсами в кризових ситуаціях (1).d

Реферат

з дисципліни «Біологія»

Тема: «Біологія розвитку дріжджів і особливості їх практичного використання»

Тема. Біологія розвитку дріжджів і особливості їх практичного використання

ЗМІСТ

І. Вступ

1. Мета роботи

2. Задачі.

ІІ. Основні розділи

1. Дріжджові гриби — велика група мікроскопічних грибів.

2. Історія вивчення дріжджів.

3. Будова, ріст та розвиток дріжджів.

4. Практичне використання.

ІІІ. Висновок

ІV. Джерела інформації.

ВСТУП

Ще за давніх часів людина навчилася використовувати дріжджі : пекти хліб, виготовляти вино і пиво. Багато століть людина використовувала ці організми у своїх інтересах, навіть не знаючи, що це - живі істоти. І лише кілька століть тому великий учений Левенгук за допомогою мікроскопа побачив їх. Почалося вивчення дріжджів, яке триває і сьогодні.

Завдяки цьому реферату хочу докладно вивчити дріжджі, розглянути їх життєві цикли, дізнатися, як їх використовують люди, ознайомитися з історією розвитку знання про ці організми.

1. Мета реферату

Ознайомлення з біологією розвитку дріжджів та їх практичним використанням.

2. Задачі реферату

1). Дати загальне уявлення розвитку дріжджів та їх місця в природі.

2). Описати будову та процес розмноження дріжджів.

3). Навести приклади практичного використання дріжджів.

ІІ ОСНОВНІ РОЗДІЛИ

1. Дріжджові гриби — велика група мікроскопічних грибів.

Слово «дріжджі» має спільний корінь зі словами «тремтіння», «тремтіти», які застосовувалися під час опису спінювання рідини, що часто супроводжує бродіння, здійснюване дріжджами. Англійське слово «yeast» (дріжджі) походить від староанглійського «gist», «gyst», що означає «піна, кипіти, виділяти газ».

Дріжджові гриби — велика група мікроскопічних грибів, у яких міцелій спрощений і легко розпадається на окремі клітини (клас Аскоміцети).

Середовище життя рідке або дуже висока вологість (через відсутність розвиненого міцелію, дріжджі не можуть поглинати воду в одному місці і транспортувати її в інше).

У природних умовах дріжджі живуть на поверхні плодів і листків, нектарі квіток тощо, місцях, багатих на цукор, проте вони поширені також у ґрунті (особливо в підстилці і органогенних горизонтах) і природних водах. Дріжджі (роди Candida, Pichia, Ambrosiozyma) постійно наявні в кишечнику і ходах ксилофагів (комах, що харчуються деревиною), багаті дріжджові співтовариства розвиваються на листі, ураженому попелицею. Представники роду Lypomyces є типовими мешканцями ґрунту.

Найбільш відомі представники: цукрові або пекарські дріжджі; пивні дріжджі (існують тільки в культурі вирощування), винні дріжджі (зустрічаються в природі на різних соковитих плодах).

2. Історія вивчення дріжджів.

Дріжджі, ймовірно, одні з найстародавніших «домашніх організмів». Тисячі років люди використовували їх для ферментації і випічки. Археологи знайшли серед руїн давньоєгипетських міст жорна і пекарні, а також зображення пекарів і пивоварів. Припускають, що пиво єгиптяни почали варити за 6000 років до н. е., а до 1200 року до н. е. опанували технологію випічки дріжджового хліба разом з випічкою прісного. Для початку зброджування нового субстрату люди використовували залишки старого. У результаті, у різних господарствах сторіччями відбувалася селекція дріжджів і сформувалися нові штами, що не трапляються у природі, багато з яких навіть помилково були описані як окремі види. Вони є такими ж продуктами людської діяльності, як сорти культурних рослин.

У 1680 році голландський натураліст Антоні ван Левенгук вперше побачив дріжджі в оптичний мікроскоп, проте через відсутність руху не розпізнав у них живі організми. І лише 1857 року французький мікробіолог Луї Пастер у праці «Mémoire sur la fermentation alcoholique» довів, що спиртове бродіння — не просто хімічна реакція, як вважалося раніше, а біологічний процес, що проводиться дріжджами.

У 1881 році Еміль Хрістіан Хансен виділив чисту культуру дріжджів, а 1883 року вперше використав її для отримання пива замість нестабільних заквасок. Наприкінці 19 ст. за його участі створюється перша класифікація дріжджів, на початку 20 ст. з'являються визначники і колекції дріжджових культур. У другій половині століття наука про дріжджі (зимологія), окрім практичних завдань, починає приділяти увагу екології дріжджів у природі, клітинній біології, генетиці.

До середини 20 ст. вчені спостерігали тільки статевий цикл аскоміцетних дріжджів і розглядали їх усіх як відособлену таксономічну групу сумчастих грибів (аскоміцетів). Японському мікологу Ісао Банно 1969 року вдалося індукувати статевий цикл розмноження Rhodotorula glutinis, який є базидіоміцетом. Сучасні молекулярні дослідження засвідчили, що дріжджі (одноклітинні форми) сформувалися незалежно серед аскоміцетних і базидіоміцетних грибів і є не єдиним таксоном, а морфологічною формою.

24 квітня 1996 року було оголошено, що Saccharomyces cerevisiae став першим еукаріотичним організмом, чий геном (12 млн пар основ) був повністю секвенований (повний опис молекули). Секвенування, в якому брали участь понад 100 лабораторій, зайняло 7 років. Наступним дріжджовим організмом і шостим еукаріотом з повністю розшифрованим геномом 2002 року став Schizosaccharomyces pombe^[14] з 13,8 млн пар основ.

3. Будова, ріст та розвиток дріжджів.

Відповідно до класифікації дріжджі відносяться до мікроскопічних грибів царства Mycota. Вони являють собою одноклітинні нерухомі мікроорганізми невеликого розміру 10-15 мкм. Незважаючи на зовнішню схожість дріжджів з великими видами бактерій, до грибів їх відносять завдяки їхній ультраструктурі клітин і методам розмноження.

Дріжджові клітини мають різну форму: еліпсів, овалів, паличок, кульок. Розмірність також буває різна: часто довжина становить 6-12 мкм, а ширина 2-8 мкм. Це залежить від умов їх проживання або культивування, поживних компонентів і факторів зовнішнього середовища. Найбільш стабільні за властивостями молоді дріжджі, тому характеристику і опис видів проводять саме по них.

Дріжджові організми мають всі стандартні компоненти, властиві еукаріотичним клітинам. Однак, крім цього, мають унікальні відмінності від властивостів грибів і поєднують в собі ознаки клітинних структур рослин і тварин:

- стінки ригідні, як у рослин,

- немає хлоропластів і є глікоген, як у тварин.

Клітини містять мембрани, цитоплазму, а також такі органели, як:

- ядро;

- Гольджі апарат;

- мітохондрії клітини;

- рибосомний апарат;

- жирові включення, зерна глікогену, а також валютін.

Окремі види мають в складі пігменти. У молодих дріжджів цитоплазма є гомогенною. В процесі зростання всередині них з'являються вакуолі (містять органічні і мінеральні компоненти). У процесі росту спостерігається утворення зернистості, відбувається збільшення вакуолей.

Як правило, оболонки включають декілька шарів з включеними полісахариди, жирами і азотовмісними компонентами. Деякі з видів мають ослізнену оболонку, тому часто клітини склеєні між собою і в рідинах утворюють пластівці.

Для дихальних процесів дріжджовим клітинам потрібен кисень, але багато їх видів (факультативно-анаеробні) можуть обходитися тимчасово і без нього і отримувати енергію від процесів бродіння (бескисневе дихання), утворюючи при цьому спирти. У цьому полягає одна з головних їх відмінностей від бактерій: серед дріжджів немає представників, здатних жити абсолютно без кисню.

Процеси дихання з киснем енергетично вигідніше для дріжджів, тому при його появі клітини завершують бродіння і переходять на кисневе дихання, виділяючи при цьому вуглекислий газ, що сприяє більш швидкому росту клітин. Такий ефект носить назву Пастера. Іноді, при великому вмісті глюкози, спостерігається ефект Кребтрі, коли навіть якщо є кисень, клітини дріжджів її зброджують.

Багато дріжджі-хемоорганогетеротрофни, і для того, щоб отримати енергію для харчування використовують органічні поживні компоненти.

В безкисневих умовах для свого харчування дріжджі воліють використовувати такі вуглеводи, як гексоза і синтезовані з неї олігосахариди. Деякі види можуть засвоювати також інші види вуглеводів: пентозу, крохмаль, інулін. При доступі кисню вони здатні до споживання більш широкого кола речовин, в тому числі жирові, вуглеводневі, спиртові та інші. Такі складні види вуглеводів, як, наприклад, лігніни і целюлози, для засвоєння їм не доступні. Джерелами азоту для них, як правило, служать солі амонію і нітрати.

Найчастіше дріжджі продукують при обміні речовин різні види спиртів — більшу частину складають етилові, пропилові, ізоаміловий, бутилові , ізобутилові види. Крім того, виявлено утворення летких жирних кислот, наприклад, виявлено синтез оцтової, пропіонової, масляної, ізомасляної, ізовалеріанової кислот. Крім цього, при життєдіяльності вони в невеликих концентраціях можуть виділяти в навколишнє середовище ряд речовин сивушних масел, ацетоіна, диацетилу, альдегідів, диметилсульфіду і інших. Саме з такими метаболітами часто пов'язують органолептичні властивості одержуваних при їх використанні продуктів.

Відмінною особливістю дріжджових клітин є їх можливість вегетативно розмножуватися.

Вегетативне — брунькування, поділ клітини.

На дорослій клітині з'являється випин (брунька), який росте і перетворюється на нову клітину, згодом вона відокремлюється від материнської клітини.

1 – процес поділу;

2 – процес спороутворення

Деякі види дріжджів розмножуються подібно до бактерій простим діленням.

Поділ відбувається шляхом утворення однієї або декількох поперечних перегородок.

За статевого розмноження в результаті мейотичного поділу диплоїдного ядра дріжджів утворюються гаплоїдні спори — аскоспори (ендогенні) та споридії (екзогенні).

Процеси зростання дріжджових організмів залежать від різноманітних факторів зовнішнього середовища — температури, вологості, кислотності, осмотичного тиску. Більшість дріжджів обирають середню температуру, серед них практично немає видів-екстремофіл, які вважають за краще надто високу або, навпаки, низьку температуру. Відомо існування видів, здатних переносити несприятливі умови навколишнього середовища. Придушити зростання і розвиток деяких дріжджових організмів можна, використовуючи антибіотики.
4. Практичне використання.

Часто дріжджі застосовуються в домашньому господарстві або промисловості. Людина вже давно почав їх використання для своєї життєдіяльності, наприклад, при приготуванні хліба і напоїв. Сьогодні їх біологічні здібності застосовуються при синтезі корисних речовин полісахаридів, ферментів, вітамінів, органічних кислот, каротиноїдів.

Хлібопечення

Приготування печеного дріжджового хліба — одна з якнайдавніших технологій. У цьому процесі використовується переважно Saccharomyces cerevisiae. Вони проводять спиртне бродіння з утворенням безлічі вторинних метаболітів, які зумовлюють смакові і ароматичні якості хліба. Спирт випаровується при випічці. Крім того, у тісті формуються бульбашки вуглекислого газу, що змушують його «підніматися» і після випічки додають хлібові губчасту структуру і м'якість.

Виноробство

Дріжджі у природних умовах є на поверхні плодів, зокрема винограду, часто вони наявні у великій кількості у світлому восковому нальоті на ягодах, кутикулі. Особливо часто тут трапляється вид Hanseniaspora uvarum, хоча кутикула може містити і багато інших видів. Зібраний виноград давлять, отримуючи сік (муст, виноградне сусло) з 10—25 % цукру. Для отримання білих вин від нього відокремлюють суміш кісточок і шкірки (вичавки), у мусті для червоних вин вона залишається. Потім, у результаті бродіння, цукор перетворюється на етанол. Вторинні метаболіти дріжджів, а також сполуки, отримані з них при дозріванні вина, визначають його аромат і смак. Для отримання низки вин (наприклад шампанського) повторно зброджують вино, що вже перебродило.

Припинення бродіння пов'язане або з вичерпанням запасів цукрів (сухе вино), або з досягненням порогу токсичності етанолу для дріжджів. Хересні дріжджі, на відміну від звичайних дріжджів (які гинуть, коли концентрація спирту в розчині досягає 12 %), стійкіші. Їх використовують також у виробництві деяких міцних сортів пива.

Пивоваріння і квасоваріння

У пивоварінні як сировина використовується зерно (найчастіше ячмінь), що містить багато крохмалю, але мало зброджуваних дріжджами цукрів. Тому перед бродінням крохмаль гідролізують. Для цього використовуються амілази, утворені самим зерном при проростанні. Пророщений ячмінь носить назву солод. Солод розмелюють, змішують з водою і варять, отримуючи сусло, яке згодом зброджується дріжджами. Квас виробляється за аналогічною схемою, проте, крім ячмінного, широко застосовують житній солод. До нього додають борошно і цукор, після чого суміш заливають водою і варять з утворенням сусла. Найважливішою відмінністю квасоваріння від виробництва пива є використання у зброджуванні сусла, крім дріжджів, молочнокислих бактерій.

Харчові та кормові дріжджі

Дріжджі багаті білками, їхній вміст може сягати 66 %, при цьому 10 % маси припадає на незамінні амінокислоти. Дріжджова біомаса може бути отримана з відходів сільського господарства, гидролізатів деревини, її вихід мало залежить від кліматичних і погодних умов. Тому її використання надзвичайно вигідне для збагачення білками їжі людини і корму сільськогосподарських тварин. Додавання дріжджів у ковбаси почалося ще у 1910-ті роки у Німеччині, у 1930-ті кормові дріжджі почали виробляти в СРСР, де ця галузь особливо розвинулася.

Проте у 1990-ті роки у зв'язку з виниклими гігієнічними проблемами виробництва і застосуванням мікробного білка, а також з економічною кризою виробництво різко скоротилося. На Заході зараз виробляють і продають різні дріжджові екстракти: вегеміт, марміт, бовріл, ценовіс. Для отримання екстрактів використовуються або автолізати дріжджів (клітини руйнуються і білок стає доступним завдяки ферментам самих клітин), або їхні гідролізати (руйнування спеціальними речовинами). Вони застосовуються як харчові добавки і для додання стравам смакових якостей; крім того, існують косметичні засоби на основі дріжджових екстрактів.

Продають також дезактивовані (вбиті тепловою обробкою), але не зруйновані харчові дріжджі, особливо популярні у веганів через високий вміст білка і вітамінів (особливо групи B), а також малу кількість жирів. Деякі з них збагачені вітаміном B₁₂ бактеріалього походження.

Застосування у медицині

Дріжджі використовують у біотехнологічних процесах при виробництві лікарських речовин інсулін, інтерферон, гетерологічние білки. Медики часто прописують пивні дріжджі ослабленим людям при алергічних захворюваннях. Застосовують їх і в косметологічних цілях для зміцнення волосся, нігтів, поліпшення стану шкіри.

Крім того, серед дріжджів зустрічаються види (наприклад, Saccharomycesboulardii), здатні підтримувати і відновлювати мікрофлору шлунково-кишкового тракту, а також знімають симптоми і ризик виникнення діареї та знижують скорочення мускулатури у пацієнтів з синдромами роздратованого кишечника.

Біоремедіація

Деякі дріжджі знаходять потенційне застосування у сфері біоремедіації (біологічного очищення території). Одним з прикладів є дріжджі Yarrowia lipolytica, які перероблюють пальмову олію у сточних водах млинів, ТНТ (вибуховий матеріал) та багато інших вуглеводнів, наприклад алкани, жирні кислоти, жири й олії.

Відомо, що розмноження дріжджів в продуктах харчування здатне викликати їх псування (наприклад, відбуваються процеси спучування, зміни запахів і смаків). Крім того, за даними фахівців-мікологів, серед них бувають патогенні, здатні викликати різні порушення живих організмів, а також ряд серйозних хвороб людей, у яких ослаблений імунітет.

Серед хвороб людини виділяють, наприклад, кандидози, спричинені дріжджами Candida, і криптококозі, збудником якого є Cryptococcusneoformans. Показано, що дані патогенні види дріжджів часто бувають нормальними мешканцями мікрофлори людини і начитають активно розмножуватися саме при ослабленні, при отриманні різних травм, при виникненні опіків, після хірургічних втручань, при тривалому прийомі антибіотиків, іноді у маленьких або, навпаки, літніх людей.

ІІІ ВИСНОВКИ

1. Дріжджові гриби — велика група мікроскопічних грибів, у яких міцелій спрощений і легко розпадається на окремі клітини. Середовище життя рідке або дуже висока вологість (через відсутність розвиненого міцелію, дріжджі не можуть поглинати воду в одному місці і транспортувати її в інше). У природних умовах дріжджі живуть на поверхні плодів і листків, нектарі квіток тощо, місцях, багатих на цукор, проте вони поширені також у ґрунті (особливо в підстилці і органогенних горизонтах) і природних водах.

2. Прослідкована історія вивчення дріжджів з давніх часів до сьогодення.

3. Докладно описано будову, процес життєдіяльності та розмноження дріжджів. Зроблено висновки про їх відмінність від бактерій та особливості як живих організмів.

4. Надано приклади практичного застосування дріжджів у хлібопеченні, виноробстві,пивоварінні і квасоварінні, харчовій промисловості, медицині, у сфері біоремедіації. Крім того було зазначено шкідливість дріжджів у деяких випадках.

Дріжджі – воістину дивовижні мешканці нашої планети, а наука про дріжджі ще дуже молода і далі розвивається.

ІV ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

1. Бабьєва І. П., Чернов І. Ю. Біологія дріжджів. М.: Товариство наукових видань КМК, 2004.-с.238

2. Беррі Д. Біологія дріжджів. М.: Мир, 1985.-с.95
3. Квасников Є.І., Щолокова І.Ф. Дріжджі. Біологія. Шляхи використання. Київ: Наукова Думка, 1991.- с.325

4. Промислова мікробіологія / Під загальною редакцією проф. Н. С. Єгорова. - М.: Вища школа, 1989. - с. 688

5. https://uk.wikipedia.org/wiki/Дріжджі

скачати