Шокирующие факты о том, как и из чего пекут хлеб. Гриб из которого делают хлеб
Шокирующие факты о том, как и из чего пекут хлеб
Использование грибов в пищевой промышленности
Хлебопечение, пивоварение и винокурение основаны на использовании различных рас дрожжей — Saccharomyces cerevisiae, а виноделие — на использовании Sacch. vini.
Хлебопечение и пивоварение
Качество хлеба зависит от его рыхлости (пористости), которая обусловливается углекислым газом, выделяющимся в процессе жизнедеятельности дрожжей и спиртового сбраживания сахаров. При этом дрожжи придают хлебу еще ряд питательных свойств.
Хлеб, выпеченный с использованием не только обычных дрожжей, но и на 20% дрожжеподобного гриба Torulopsis utilis, дольше сохраняет свой вкус и в пищевом отношении является более ценным.
Однако наряду с дрожжами в хлебопечении большая роль может принадлежать и другим грибам, в частности плесневым. Только последние участвуют в хлебопечении не непосредственно, а своими ферментами. Фермент амилаза, выделенный из плесневых грибов (Aspergillus oryzae), превращает крахмал в сахар. Если к тонне муки прибавить 20—30 г амилазы, то, в силу увеличения в муке количества сахара и сбраживания его дрожжами в спирт, сразу заметно улучшится вкус хлеба, его аромат, пористость и объем, а корочка станет румянее.
Почти то же самое можно сказать и про процесс пивоварения, при котором, как известно, используется солод. Но использование солода в пивоварении невыгодно, так как при его изготовлении теряется до 15% крахмала на образование ростков при прорастании семян ячменя и на дыхание проростков. Кроме того, этот процесс требует больших производственных площадей, специального оборудования и соответствующей затраты труда.
Гораздо более экономичным является использование «грибного солода», т. е. амилазы плесеней. Наиболее целесообразно использование грибной амилазы вместе с 50% несоложенного ячменя, так как при этом сохраняются вкусовые и другие особенности пива, а количество экстрактивных веществ даже на 3—4% выше, чем при солодовых заторах.
При всем этом замена солода ферментом значительно снизила себестоимость пива, в связи с чем уже в 1957 г. на Украине на новую технологию перешло 14 пивоваренных заводов.
Винокурение
Для винокурения используются дрожжи, обеспечивающие максимальный выход спирта из исходного сырья. В качестве исходного сырья используют богатые крахмалом клубни картофеля, зерна хлебных злаков и отходы свеклосахарного (меласса), сульфатно-целлюлозного (сульфитные щелоки) производств, а также гидролизаты древесины, торфа, соломы, стеблей и кочерыжек кукурузы. Для сбраживания последних профессором Е. А. Плевако из водорослей Мурманского побережья выделен гриб Monilia murmanica, так как обычные дрожжи оказались непригодными. Этот же гриб используется для сбраживания барды с остатками несброженного сахара после перегонки спирта на винокуренных заводах.
В недалеком прошлом для осахаривания крахмала в спиртовом производстве ежегодно расходовали тысячи тонн отборнейшего зерна для изготовления солода. Теперь солод заменяют амилазой, полученной из грибов, выращенных на отрубях или других отходах.
Обработка вареного картофеля таким «грибным солодом» за 20—30 минут превращает его в сахар, пригодный для сбраживания в спирт при помощи дрожжей. Если учесть, что из спирта приготовляют искусственный каучук, то оказывается, что грибы имеют отношение и к производству, например, автомобильных покрышек.
При этом необходимо иметь в виду, что в процессе винокурения в качестве побочных продуктов получают в небольших количествах глицерин, уксусную и янтарную кислоты.
Если же к бродящей жидкости добавить сульфиты, то глицерин превращается в главный продукт брожения и тогда можно получить до 20% глицерина и 28% спирта. А так как глицерин используется в целом ряде других видов промышленности, то значение грибов в связи со всем этим становится еще более широким.
Ко всему этому следует добавить, что, помимо дрожжей, свойством брожения в той или иной степени обладает еще ряд плесневых грибов, в частности мукоровых (виды родов Mucor, Rhizopus), а также Aspergillus, Candida, Geotrichum, а такие виды, как Rh. oryzae и Asp. oryzae используются в восточных странах как заменители солода.
Виноделие
В прежнее время в виноделии использовалось естественное сбраживание фруктовых и ягодных соков, в котором наряду с дрожжами, обеспечивающими хороший вкус и букет вина, принимали участие и дикие формы дрожжей, а также различные плесневые грибы и бактерии. Эти вредные примеси обусловливали неприятные вкусовые оттенки вина. Поэтому сейчас для брожения соков используются только чистые культуры различных рас культурных дрожжей. Количество таких рас возросло до нескольких тысяч и почти каждая из них обусловливает свой сорт и букет вина, что, разумеется, зависит также и от сорта винограда.
Однако было случайно замечено, что примесь к дрожжам гриба Botrytis cinerea, вызывающего серую гниль ягод винограда и многих других сельскохозяйственных культур, обусловливает особый вкус и букет вина, получившего название сотернского, а гниль ягод винограда в связи с этим называется «благородной гнилью». Поэтому в Сотерне (Франция) сбор винограда приурочивают к тому моменту, когда гриб поражает виноград, а сборщики специально отбирают пораженные гроздья. В ягодах таких гроздей содержание сахара достигает 30—40%.
По этому же принципу готовят и рейнские вина.
Осветление плодово-ягодных соков
Свежеотжатые фруктовые и ягодные соки обычно бывают мутными из-за наличия в них пектиновых веществ, которые, помимо того, что повышают вязкость соков, удерживают измельченные частицы тканей во взвешенном состоянии.
Фермент пектиназа, выделенный из грибов, обладает свойством не только осветлять соки, но и повышать их выход из различных фруктов и ягод. Если, к примеру, пектиназу в количестве всего лишь 0,03% прибавить к раздавленным ягодам черной смородины, в таких случаях представляющим густую массу, из которой очень трудно выжать сок, то через 2—3 часа можно получить 85% от общего веса ягод совершенно прозрачного натурального сока без всяких привкусов.
Но помимо осветления соков и сиропов, т. е. использования фермента в консервной промышленности, обработка вин грибной пектиназой делает их прозрачнее, крепче и придает им лучшую окраску.
В числе пектиназообразующих грибов известны Aspergillus oryzae, при помощи которого в Японии получают, кроме того, рисовую водку, затем — Asp. niger, Penicillium glaucum, Botrytis cinerea и дрожжеподобный гриб Oidium lactis (Geotrichum candidum). Препарат пектиназы из Botrytis cinerea готовят в виде сухой пленки мицелия этого гриба, выращенного на питательной среде, богатой пектинами, и в таком виде сохраняют его ферментную активность свыше года.
Молочнокислые продукты и сыры
Кефир представляет собой слабо алкогольный молочный продукт, получаемый от сбраживания молока при помощи гриба Torulopsis kephir или Т. ellipsoideus в смеси с молочнокислыми бактериями Bact. caucasicum или В. acidilactis.
Аналогичным образом и кумыс является результатом спиртового брожения кобыльего молока при участии Torulopsis kumiss или Bacterium orientale.
Грибы имеют прямое отношение и к производству сыров. Во многих случаях закваска для них наряду с молочнокислыми стрептококками содержит также дрожжи рода Torula. А такие сорта сыра, как рокфор, камамбер и бри изготовляются с включением в их состав чистых культур самих грибов рода Penicillium (Р. roquefortii, Р. camambertii), которые придают им специфический для каждого сорта вкус и обусловливают внутри сыра наличие характерных зеленых прожилок плесени.
Фермент каталаза, также получаемый из грибов, используется при холодной стерилизации молока, применяемого в сыроварении.
Мясные и рыбные продукты
Мягчение жестких сортов мяса и рыбы производится при помощи комплекса животных и микробных ферментов — протеиназ, разлагающих белки.
Фермент протеиназа грибного происхождения, будучи введен в сырое жесткое, трудноперевариваемое мясо низкого сорта, превращает его в нежное мясо высшего сорта. Аналогичным образом этот фермент способен жесткую селедку сделать мягкой, как семгу. При всем этом одновременно улучшается вкус.
Протеиназы используются также для получения различных белковых веществ, необходимых для специальных диет, предусматривающих наличие в рационе уже расщепленных белков. Из таких белковых веществ (гидролизатов) приготовляют питательные среды для чистых культур микроорганизмов как для научно-исследовательских, так и для промышленных целей. Их же используют в качестве примеси в корм молодняку сельскохозяйственных животных. Поросята, например, при этом растут и развиваются быстрее, так как белок в пище они получают в частично переваренном виде.
Маслоделие и получение жиров
Масло, так же как и многие другие продукты, не представляет исключения в смысле поражаемости его различными микроорганизмами, в том числе и грибами. Для предохранения его от порчи имеется возможность использовать антагонизм между дрожжами и плесневыми грибами. Замечено, что масло дольше сохраняется, не плесневеет, не прогоркает и не приобретает «рыбного» привкуса в случае содержания в нем дрожжей рода Torulopsis.
Эти дрожжи даже при неблагоприятных условиях хранения повышали стойкость масла против порчи, задерживали плесневение. Для этого на одну тонну масла расходуют 50 мл смыва дрожжевой культуры и 50 г сухих дрожжей. Производственный опыт показал, что десятки и сотни тонн такого масла хранились от шести до восемнадцати месяцев.
При добавках к пищевым жирам неомыляемой части липоидов гриба Naumoviella oleogenosa в количестве 0,01% от веса жира повышалась стойкость последнего в отношении порчи в 3,5 раза.
Выше уже отмечалось, что некоторые грибы, как, например, дрожжи, наряду с другими питательными веществами содержат и жиры. В отдельных случаях количество жиров в них по отношению к общей их массе достигает значительных цифр. Это, естественно, навело на мысль — нельзя ли получать жиры из грибов? Оказалось, что «жировые дрожжи» — Endomyces vernalis, выращиваемые на картофеле или мелассе, могут накопить до 30% жира. У другого гриба — Geotrichum candidum в полузаводских установках количество жира также достигало 20—30%.
Имеются указания о там, что Penicillium javanicum может образовать до 40% жира.
Кондитерские изделия
Для получения мальтозной патоки или сиропов, осахаренной муки или осахаренного крахмала раньше использовался солод, который теперь с успехом может быть заменен все тем же «грибным солодом», т. е. ферментом амилазой, полученным из плесневого гриба Aspergillus oryzae. Причем, вместо дорогостоящих чистых крахмалов и их клейстеров могут быть использованы такие отходы, как мучная сметка в хлебопекарном производстве, а для получения самого «грибного солода» — пшеничные отруби.
Помадные изделия в процессе хранения быстро грубеют за счет образования более крупных кристаллов сахара, а качество самих помадных изделий при этом ухудшается. Как правило, эти кондитерские изделия могли до сих пор храниться не более 14 суток. Но если ввести в помадные изделия фермент инвертазу (одна сахаразная единица на 1 кг помадной массы), то этот нежелательный процесс резко замедляется, либо полностью прекращается. Оказалось, что этот фермент можно получать из осадочных пивных дрожжей низового брожения.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
Урок по курсу "Биология. Бактерии. Растения". "Плесневые грибы, дрожжи, грибы-паразиты. Роль грибов в природе и жизни человека"
Разделы: Биология
На уроке использовала ПК и проектор. Используя мультимедиа проектор показывала презентацию, которая позволила учащимся вспомнить ранее изученный материал, получить новую информацию по изучаемой теме. В качестве закрепления и самостоятельной работы учащиеся выполняют определенные задания с последующей проверкой. Использование видеофрагментов из документального кинофильма "Плесень" позволило наглядно, в увеличенном виде показать микроскопические грибы.
Аннотация: пятый урок (из шести) в теме "Бактерии и грибы". Для достижения поставленных целей и задач использовала индивидуальный ответ у доски с применением наглядных пособий; фронтальную беседу с классом; рассказ с элементами беседы; демонстрацию натуральных объектов: гриб мукор на хлебе, гриб трутовик, дрожжи сухие, сырые, распущенные в воде с добавлением сахара; выполнение тестового задания; самостоятельная работа учащихся с учебником, заполнение таблицы "Роль грибов в природе и жизни человека". Так как изучаемые объекты микроскопически малы, презентация и видеофрагменты фильма "Плесень" помогают наглядно показать их в увеличенном виде, узнать много интересного о "проклятье фараонов", изготовлении сыра "рокфор", открытии пенициллина в России.
Цель урока: продолжать знакомить учащихся с характерными признаками грибов, с их различными представителями.
Задачи:
- Образовательная: расширить знания учащихся о царстве грибов, об их разнообразии; познакомить их с отличительными особенностями, строением и способом питания плесневых грибов, дрожжей и грибов паразитов, дать представление о способах борьбы с грибами - паразитами,
- Развивающая : развивать умения распознавать плесневые грибы, дрожжи и грибы-паразиты.
- Воспитательная: раскрыть значение грибов в природе, жизни и хозяйственной деятельности человека.
Оборудование: муляжи плодовых тел шляпочных грибов, таблицы: "Строение шляпочного гриба", "Грибы съедобные и несъедобные", "Плесневые грибы и Дрожжи", "Головневые грибы" и т. д., натуральные объекты - плодовые тела трутовиков, колонии плесневых грибов на различных субстратах, дрожжи, изображения грибов, готовый микропрепарат "Плесневый гриб мукор", компьютер, мультимедийный проектор, экран, указка.
Ключевые слова и понятия: плесневые грибы, дрожжи; пеницилл, мукор, грибы-сапрофиты; пенициллин, антибиотики; грибы - паразиты: головня, спорынья, хлебная ржавчина; гриб трутовик, черная гниль, черная ножка, мучнистая роса, плодовая гниль, серая гниль, фитофтора; методы борьбы с грибами-паразитами сельскохозяйственных растений; микоз.
Ход урока
I. Актуализация знаний.
Ответьте на вопросы:
II. Изучение нового материала.
Плесневые грибы, среда их обитания. Отличия плесневых грибов от шляпочных. Роль плесневых грибов в природе. (Рассказ учителя с элементами беседы, демонстрация плесневых грибов на субстратах, таблицы, кинофильма "Плесневые грибы".
Учитель. Вы уже знаете, что среди грибов встречаются и такие, которые не образуют плодовых тел. Попробуйте привести примеры таких грибов.
(Дети отвечают.) Плесневые грибы, дрожжи.
Учитель. Многие из этих грибов живут рядом с нами, в наших домах и квартирах. Часто мы их даже не замечаем, пока они не проявят себя слишком уж явно. Как вы думаете, о каких грибах идет речь?
(Дети отвечают.) Речь идет о плесневых грибах.
Учитель. А какие грибы человек использует в хлебопечении?
(Дети отвечают.) При печении хлеба человек использует дрожжи.
СЛАЙД 5.
1) Учитель. Обратите внимание, какие разные грибы. Давайте более подробно с ними познакомимся. (Демонстрация видеофрагмента). Когда говорят о черной плесени, имеют в виду гриб Аспергилл черный (Aspergillus niger). СЛАЙД 6. Грибы рода аспергилл развиваются как на почве, так и на различных продуктах растительного происхождения. Колонии грибов в виде плесени могут быть белыми, голубоватыми, зеленоватыми или других оттенков. Споры грибов рассеяны в воздухе, поэтому если оставить на несколько дней хлеб, варенье, другие пищевые остатки, на них вскоре образуется плесень. Аспергиллы развиваются на мокрой выделанной коже, гниющих растительных остатках, влажных обоях.
Аспергилл черный находит широкое применение в паромышленности (используют для изготовления красок, чернил), однако в ряде тропических стран этот гриб вызывает болезнь ростков арахиса, сорго, хлопчатника, винограда.
Для человека этот гриб опасен. Наверное, все вы слышали о "Проклятье Фараонов"? Многие из тех, кто вскрывал гробницы фараонов, погибали. Это приписывали проклятью фараонов. На самом деле оказалось, что на стенах гробниц, на предметах, на мумии фараонов был жив (тысячи лет!) гриб Aspergillus niger. (Видеофрагмент).
2) СЛАЙД 7. Гриб мукор наиболее часто можно обнаружить на старом хлебе, особенно если он некоторое время находился во влажном теплом месте (например, в полиэтиленовом пакете). Если проследить за развитием этого гриба, можно заметить, что на хлебе сначала появляется пушистый белый налет. Как вы думаете, что это такое? (Дети отвечают.) Это начал расти плесневый гриб.
Это гриб мукор. Если мы и дальше будем наблюдать за грибом, то мы заметим, что через некоторое время цвет гриба изменится. Он потемнеет. Это начали появляться и созревать споры.
Грибница гриба мукор состоит фактически из одной сильно разросшейся и разветвленной клетки с большим количеством ядер в цитоплазме. Нити мицелия тонкие, бесцветные, поэтому и молодая плесень имеет вид белого пушка.
СЛАЙД 8. Но некоторые гифы растут вертикально вверх. На их концах возникают шарообразные расширения. В этих шариках созревают споры гриба. После того как споры созреют, спорангий разрывается, и споры высыпаются. Споры очень мелкие, невидимые простым глазом, их можно разглядеть только в достаточно мощный микроскоп. Кроме того, споры крайне легкие. Как вы думаете, как распространяются эти споры?
(Дети отвечают.) Они разносятся ветром.
Попав в благоприятные условия (тепло и определенная влажность), споры прорастают, в результате чего образуется новый мицелий.
Как вы считаете, какой из способов добывания пищи характерен для гриба мукор? Это гриб-сапрофит. Он питается готовыми органическими веществами неживых растений. Но этот гриб поселяется не только на хлебе. Он встречается и на других продуктах питания, например, на фруктах и овощах, варенье и т. д.
Некоторые виды мукора могут вызывать заболевания человека и животных. А мукор китайский издавна использовался в качестве закваски при приготовлении соевого сыра и некоторых других блюд. (Демонстрация натурального мукора на хлебе).
Но некоторые плесневые грибы приносят пользу, их называют благородной плесенью. (Видеофрагмент).
3) СЛАЙД 9. В наших домах достаточно часто можно обнаружить еще один гриб. Это гриб пеницилл. Этот гриб может обитать на продуктах питания и на почве. В отличие от мукора мицелий пеницилла состоит не из одной клетки, а разделен перегородками на отдельные клетки. Клетки пеницилла одноядерные. Отдельные гифы, как и у мукора, поднимаются вертикально вверх, образуя на концах особые разветвления в виде кисточек. Эти разветвления заканчиваются цепочками спор, которые по мере созревания отделяются и разносятся током воздуха. Некоторые виды этого гриба специально разводят в лабораториях для медицинских целей. Дело в том, что в клетках некоторых видов пеницилла содержатся вещества, убивающие или подавляющие жизнедеятельность некоторых болезнетворных бактерий.
Из этого гриба изготовляют лекарство пенициллин. СЛАЙД 10. Чаще всего это лекарство используют при возникновении различных инфекций, возникающих в открытых ранах. Кроме того, пеницилл широко используется при легочных заболеваниях, менингите. Пенициллин является антибиотиком, то есть веществом, угнетающе действующим на болезнетворные бактерии и некоторые вирусы. Пенициллин был открыт в 1929 году английским бактериологом Александром Флемингом.
Работу над пенициллином продолжили Говард Флори и Эрнст Чейн. А. Флеминг, Г. Флори и Э. Чейн в 1945 году были удостоены Нобелевской премии.
В нашей стране тоже шли работы по изготовлению пенициллина. (Видеофрагмент).
Дрожжи, их строение, питание, размножение. Использование дрожжей в пищевой промышленности. (Рассказ учителя с элементами беседы, демонстрация дрожжей сырых, сухих, распущенных в воде с добавлением сахара).
СЛАЙД 11. Кроме того, к грибам относятся и дрожжи. Это одноклеточные организмы, обладающие всеми основными свойствами грибов. Тем не менее, дрожжи не образуют мицелия. Дрожжей известно около 500 видов. Представьте себе, что продающиеся в магазинах пачки дрожжей являются живыми организмами, спрессованными в виде брикета и замороженными. Если небольшое количество дрожжей из пачки развести в воде и посмотреть под микроскопом, можно увидеть множество овальной или продолговатой формы клеток. Это клетки дрожжей. Внутри клеток находятся вакуоли жировые капли. Отдельные клетки дрожжей часто бывают соединены в ветвящиеся цепочки причудливой формы.
СЛАЙД 12. Дрожжи размножаются в результате почкования. Сначала на материнской клетке появляется бугорок, который постоянно увеличивается в размерах. Затем делится ядро материнской клетки. Часть ядра остается в материнской клетке, а часть отправляется в отпочковывающуюся дочернюю клетку. Новая молодая клетка может совсем отделиться от материнской или остаться радом с ней. Постепенно молодые клетки растут и образуют новые, дочерние клетки. В результате может возникнуть достаточно длинная разветвленная цепочка, состоящая из отдельных клеток дрожжей.
Когда же дрожжи начинают размножаться?
Если в воду с дрожжами добавить немного сахара и капельку соли, клетки дрожжей начнут активно расти, размножаться. Дрожжи растут очень быстро, что обусловливается очень высокой скоростью обмена веществ. При этом сильно изменяется химический состав окружающей среды. Дрожжи питаются сахаром, разлагая его на спирт и углекислый газ. В результате этого химического процесса высвобождается энергия, которую грибы используют для обеспечения своей жизнедеятельности. Эти особенности дрожжей издавна использовались человеком в виноделии (дрожжи вызывают спиртовое брожение), а также в хлебопечении СЛАЙД 13 (углекислый газ, выделяемый дрожжами, образует в тесте пузырьки, в результате чего тесто становится мягким и воздушным). (Демонстрация натурального объекта: дрожжи, распущенные в сладкой воде).
Грибы - паразиты. (Рассказ учителя с демонстрацией натуральных объектов - гриб трутовик, таблицы "Головневые грибы", природных объектов, пораженных грибами (слайды)).
- Какой способ питания был характерен для описанных нами ранее грибов?
(Дети отвечают.) И плесневые грибы, и дрожжи являются сапротрофами.
- Что это значит?
(Дети отвечают.) Это значит, что эти грибы питаются останками живых организмов или их выделениями.
- Но среди грибов встречаются и грибы-паразиты. Вспомните, какие организмы называют паразитами?
(Дети отвечают.) Паразитами называются организмы, питающиеся за счет живых организмов, нередко нанося им вред.
- Среди паразитических грибов встречаются такие, которые могут вызывать различные заболевания человека и животных, а также растений. Особое значение для человека имеют грибы, поражающие сельскохозяйственные растения, выращиваемые человеком. Давайте более подробно познакомимся с некоторыми наиболее часто встречающимися паразитическими грибами.
1) СЛАЙД 14. Паразитический гриб головня. Различные виды этого гриба могут поражать разные виды хлебных злаков (например, пшеницу, овес, кукурузу, просо, ячмень и т. д.), а также и другие растения. Эти паразитические грибы наносят огромный вред многим сельскохозяйственным культурам. Если посмотреть на растение, пораженное этим грибом, то сразу будет заметно, какую часть растения он поражает. Колоски этих зараженных растений почерневшие, как бы обугленные, похожие на головешки. Отсюда и название гриба - головня. Если рассмотреть зараженные колоски более внимательно, то будет заметно, что они набиты не семенами, а черными мелкими спорами гриба. При уборке зерна, его транспортировке, во время молочения споры гриба-паразита разлетаются и легко пристают к здоровым зернам. Вместе с зерном споры сохраняются до момента его посева, а во время посева вместе с зерном попадают в почву, где благополучно прорастают, образуют грибницу. Нити грибницы прорастают сквозь молодой проросток и впоследствии растут внутри стебля злака, между его клетками. Питается мицелий гриба за счет органических веществ растения - хозяина. Однако до момента колошения гриб не приносит ощутимого вреда своему хозяину. Достигнув колоса, мицелий гриба начинает бурно развиваться, уничтожает ткани колоса и образует споры внутри зерен.
Как вы думаете, как люди борются с этим грибом на сельскохозяйственных растениях? (Дети делают свои предположения.) Для того, чтобы гриб не развивался на сельскохозяйственных растениях, необходимо уничтожить его споры, прилипшие к посевному зерну. Это делают с помощью центрифугирования, а так же некоторые зерна протравливают химическими веществами, например, раствором формалина.
2) Еще одним паразитом различных зерновых растений является гриб спорынья. СЛАЙД 15. Споры этого гриба попадают в завязи цветка растения-хозяина и прорастают там. Во время образования колоса зерновки пораженных растений превращаются в черно-фиолетовые ядовитые образования, похожие на рожки. Это сплетения нитей грибницы спорыньи. На них образуются мелкие многочисленные споры, которые разносятся ветром. Сами грибы и их споры ядовиты и, попав в пищу к человеку, могут вызвать тяжелые отравления.
3) Злаки, в том числе и культивируемые человеком, поражает и гриб, называемый хлебной ржавчиной. СЛАЙД 16. Название свое гриб получил благодаря тому, что поражает преимущественно хлебные злаки. Цикл развития этого гриба очень сложен. Этот гриб сначала развивается на других растениях (часто на барбарисе), а в начале - середине лета на различных злаках, преимущественно на пшенице. За одно лето гриб образует несколько поколений спор. Споры окрашены в ржаво-коричневый цвет, за что гриб и получил свое название. Иногда спор образуется так много, что они, разлетаясь при помощи ветра, ложатся слоем красноватой пыли на различные предметы. Хлебная ржавчина поражает листья и стебли растений. Но какой же вред от этого человеку? (Дети делают свои предположения.) На зараженных этим грибом растениях колосья могут вообще не образовываться или они оказываются мелкими и зерно не созревает. Споры этого гриба могут переноситься ветром на сотни и даже тысячи километров, что сильно затрудняет борьбу с ним.
Какие пути решения этой проблемы вы могли бы предложить? (Дети делают свои предположения.) Агрономы научились выводить сорта злаков, устойчивых к заражению этим грибом.
4) СЛАЙД 17. Грибы трутовики, или трутовые грибы, тоже часто являются грибами - паразитами. (Демонстрация натурального объекта - гриба-трутовика). Где можно обнаружить эти грибы?
(Дети отвечают.) Эти грибы чаще всего можно обнаружить в лесу на стволах деревьев.
- Как вы думаете, какая часть гриба нам обычно видна?
(Дети отвечают.) Обычно на поверхности дерева находится плодовое тело гриба.
- Какова его функция?
(Дети отвечают.) В нем образуются споры гриба.
- А где же находится мицелий гриба (грибница)?
(Дети отвечают.) Мицелий гриба находится внутри ствола дерева. Гифы гриба разрушают древесину дерева, нанося ему большой вред. Древесина зараженного грибом дерева постепенно становится трухлявой, в этих деревьях часто образуются дупла и деревья ломаются. Появление этих грибов может сильно сократить срок жизни дерева.
- Но как же дерево может заразиться этим грибом?
(Дети отвечают.) Споры этих грибов распространяются ветром. Они оседают на различных предметах в лесу: на почве, траве, стволах деревьев. Если на стволе дерева имеется ранка или повреждение, споры проникают под кору, прорастают и образуют мицелий. Мицелий постепенно разрастается и через некоторое время образуются плодовые тела грибов.
- Плодовые тела трутовиков многолетние. Они нарастают каждый год, образуя концентрические наплывы. Что можно сказать о грибе по количеству этих наплывов? (Дети отвечают.) По количеству наплывов можно судить о возрасте плодового тела гриба.
5) СЛАЙД 18. Среди других грибов-паразитов наиболее часто встречается гриб черная ножка, часто поражающий молодые побеги капусты. На томатах, клубнях картофеля развивается гриб черная гниль. СЛАЙД 19. На плодах и листьях томата и картофеля поселяется фитофтора. СЛАЙД 20.
На клубнике и землянике - серая гниль. СЛАЙД 21. На яблоках часто поселяется плодовая гниль. СЛАЙД 22. Гриб, называемый мучнистой росой, СЛАЙД 23 часто поражает листья, молодые побеги и плоды крыжовника, а также и других растений, таких как картофель, смородина, помидоры.
Кроме того, некоторые грибы могут являться паразитами людей и животных. Поражения грибком людей и животных называют микозами.
III. Закрепление знаний и умений (Выполнение тестового задания).
1. Грибница мукора - это:
А) многоклеточные образования;
Б) одна многоядерная клетка;
В) одна одноядерная клетка;
Г) неклеточное образование.
2. Пушистый белый налет мукора через некоторое время становится черным, потому что:
А) его нити погибают и загнивают;
Б) с возрастом в нитях образуются вещества черного цвета;
В) в его головках образуются споры.
3. Гриб-кистевик, из которого вырабатывают лекарство:
А) пеницилл;
Б) трутовик;
В) головня;
Г) фитофтора.
4. Микроскопические грибы, издавна применяемые человеком:
А) дрожжи;
Б) Трутовик;
В) мукор;
Г) фитофтора.
5. Дрожжи размножаются:
А) спорами;
Б) почкованием;
В) мицелием;
Г) гифами.
6. Гриб-паразит, поражающий картофель и томаты:
А) спорынья;
Б) трутовик;
В) головня;
Г) фитофтора.
7. Гриб-паразит, поражающий хлебные злаки:
А) мукор;
Б) трутовик;
В) головня;
Г) фитофтора.
8. Споры какого гриба, попав с мукой в пищу, могут вызвать отравление?
А) спорынья;
Б) головня;
В) трутовик;
Г) фитофтора.
9. Плодовое тело какого гриба имеет форму копыта?
А) фитофтора;
Б) трутовик;
В) головня;
Г) спорынья.
Самостоятельная работа учащихся с учебником.
Пользуясь текстом учебника (учебник В.В. Пасечника 9,10), а также знаниями, полученными на уроке и записями в тетради, заполните таблицу.
Плесневые грибы, дрожжи, грибы-паразиты.
Представители | Биологические особенности | Значение в природе и жизни человека |
Мукор | Мицелий представлен крупной сильно разветвленной клеткой со множеством ядер. Размножается участками мицелия и спорами. Споры образуются в головчатых спорангиях | Участвует в разложении растительных остатков. Наносит большой ущерб хозяйственной деятельности человека, портя продукты питания при хранении |
Пеницилл | Мицелий многоклеточный, ветвистый. Размножается участками мицелия и спорами. Споры образуются на веточках спорангиеносцев | Вызывают порчу продуктов при хранении. Используются для получения антибиотиков (пенициллин) |
Дрожжи | Мицелий состоит из овальных или вытянутых палочковидных одноядерных клеток. Обитают в средах, содержащих сахар. Размножаются почкованием и спорами | Участвуют в разложении органических соединений, вызывая брожение. Используются в хлебопечении, кондитерской промышленности, в производстве кормовых продуктов, белков, витаминов. Являются объектами изучения биохимиков и генетиков |
Трутовик | Мицелий многоклеточный. Развивается в коре, древесине и сердцевине деревьев. На поверхности ствола образуются многолетние плодовые тела. Паразит или сапрофит | Сокращают сроки жизни деревьев. Участвуют в разложении растительных остатков. Разрушают деревянные постройки. Один из видов (чага) используется в медицине |
Головня | Мицелий многоклеточный, паразиты хлебных и дикорастущих злаков и осок. Размножается мицелием и спорами | Наносит ущерб сельскому зерновому хозяйству. Снижает урожайность злаков или практически полностью уничтожает его |
Спорынья | Мицелий многоклеточный, ветвистый. Паразит ржи посевной и других злаков. Размножается мицелием и спорами | Поражают луговые и хлебные злаки, снижают урожайность зерна. Споры гриба ядовиты и могут вызывать отравления. Некоторые химические вещества гриба используют в медицине |
Фитофтора | Мицелий состоит из одной крупной ветвистой клетки с множеством ядер. Паразитирует на различных частях пасленовых растений. Размножается частями мицелия, спорами | Поражает листья и клубни картофеля, а также листья и плоды томата. Наносит ущерб сельскому хозяйству |
IV. Итоги урока. Домашнее задание.
П. 9, 10 Заполнить до конца таблицу, используя материал учебника и дополнительную литературу.
Использованная литература:
- Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 класс: тематическое и поурочное планирование к учебнику В.В. Пасечника "Биология. Бактерии, грибы, растения": Пособие для учителя / Н.В. Дубинина, В.В. Пасечник. - М.: Дрофа, 2002.
- Биология. Бактерии, грибы, растения.6 класс.: учебник для общеобразовательных учреждений / В.В. Пасечник. - М.: Дрофа, 2008.
- Большая энциклопедия природы. Грибы. Т.8, М.: ООО "Мир книги", 2005.
- Калинина А.А. Универсальные поурочные разработки по биологии. 6(7) класс. - М.: ВАКО, 2007.
- Тесты по биологии: 6 класс: к учебнику В.В. Пасечника "Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 класс" / Е.М. Бенуж. М: Издательство "Экзамен", 2008.
- Трайтак Д.И. Биология: Растения, бактерии, грибы, лишайники: Пособие для учащихся 6-7 классов общеобразовательных учреждений. - М.: Мнемозина, 1998.
Приложение.
xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai
МНОГОЛИКАЯ ПЛЕСЕНЬ | Наука и жизнь
Широко анонсированная премьера документального фильма «Плесень» состоялась на Первом канале телевидения в феврале. В июле его показали во второй раз. Фильм до сих пор вызывает споры и много вопросов. С одной стороны, яркие краски, увлекательный сюжет, масштабные съёмки и компьютерная анимация. С другой — некоторые моменты фильма вольно или невольно вводят зрителя в заблуждение, например, рассказ об эпидемии чумы, хотя ни чума, ни проказа, о которой в фильме тоже идёт речь, к плесени никакого отношения не имеют. А чего стоит история сумасшествия Европы из-за отравления зерна спорыньёй, что привело к Крестовым походам! За счёт монтажа, драматичного текста диктора — прекрасного актёра — зритель получил очередной «ужастик». Мы попросили рассказать о плесени ведущих специалистов МГУ. Они, кстати, участвовали в подготовке некоторых сюжетов этого фильма, но комментарии остаются на совести его создателей.Если смотреть на плесневые грибы под микроскопом, удивляешься их разно-образию и тому, как они красивы. А какова «архитектура» плесневой колонии! Сложные разветвления и переплетения гиф, длинные цепочки или грозди различающихся по форме и размерам спор. А сами колонии — бархатные, пушистые, ворсистые, всевозможных цветов и оттенков, на поверхности блестят яркие жёлтые, оранжевые, малиновые капли экскретов (выделений)… Многократно задаёшься вопросом: почему же всю эту красоту до сих пор так и не догадались использовать в рисунках на тканях, дизайнерских разработках?
Однако слово «плесень» обычно ассоциируется у нас не с красотой природы, а с чем-то малоприятным. Заплесневелый батон или осклизлые пятна по углам подвала вызывают брезгливость. Ещё в недавние времена «плесенью» называли стиляг и тунеядцев, подразумевая, что это явление требует презрения и уничтожения.
Человечество недостаточно информировано о мире мельчайших существ, к которому принадлежит и плесень — микроскопические грибы. Сформировавшееся в быту мнение, что плесень — это всегда плохо, к сожалению, обусловлено непониманием роли грибов в мире природы и в нашей жизни. Что мы знаем о них? В учебнике биологии 6-го класса огромному царству грибов отведён только один краткий раздел, посвящённый преимущественно съедобным и ядовитым грибам. В итоге термин «грибы» привычно ассоциируется с плодовыми телами макроскопических грибов.
На сегодня описано 100 тысяч видов грибов (а по оценкам, на Земле их существует более 1,5 миллиона видов). Около двух третьих из известных относятся к плесневым микроскопическим грибам — мицелиальным (состоящим из ветвящихся нитей — гиф) и дрожжевым (округлым почкующимся клеткам). Макромицеты с привычными нам плодовыми телами составляют остальную треть.
Размножаются плесени обычно бесполым и вегетативным способом — спорами и фрагментами гиф мицелия, значительно реже — половым путём (слиянием клеток), когда происходит обмен генетической информацией.
РОЖДЕСТВО БЕЗ ИНДЮШКИ
Опасна ли плесень? К настоящему времени показано, что плесени могут быть ответственны за три группы неблагоприятных для человека эффектов: пищевые отравления — микотоксикозы, вызываемые грибами микогенные аллергии и непосредственно грибковые заболевания — микозы.
Всем известно, что нельзя употреблять в пищу несъедобные грибы. Но пищевые отравления могут вызвать и заплесневелые продукты, так как некоторые плесени образуют токсичные вещества. Крайне опасны для человека афлатоксины. Их производит микроскопический гриб зелёно-жёлтого цвета Aspergillus flavus, который может расти, особенно в тёплых условиях, на самых разных продуктах: джемах, сушёной рыбе, арахисе, бобовых и масличных культурах, зёрнах какао, кофе.
История обнаружения и исследования токсинов этих плесневых грибов драматична. Она началась в 60-х годах ХХ века. Сразу на нескольких птицефермах Англии произошла массовая гибель индюшат, да ещё прямо перед Рождеством, когда на праздничном столе обязательно должна быть индюшка! Изучив все обстоятельства дела, сотрудники экспертной лаборатории Скотленд-Ярда нашли причину отравления: завезённая из Индии заплесневелая арахисовая мука, которую добавляли в корм птице.
В настоящее время исследователи насчитывают от 200 до 400 видов микотоксинов, причём лишь у немногих из них изучена степень токсичности. Полагают, что безопасных уровней микотоксинов нет, даже самые малые их количества обладают нежелательным эффектом и способны со временем накапливаться в организме.
Но вот что важно: виды, способные вырабатывать токсины, образуют их далеко не всегда, а только в определённых условиях. И если в среде обитания человека выявлены токсинообразующие плесени, это признак не столько неизбежного отравления, сколько повышенного риска его возникновения.
Причиной отравления людей и животных может быть также заражение сельскохозяйственных продуктов плесневыми грибами. Согласно данным Международной организации продовольствия (ФАО), в настоящее время в мире до 25% урожая зерновых культур ежегодно загрязняются микотоксинами. Употребление в пищу «пьяного» хлеба, изготовленного из перезимовавшего под снегом зерна, на котором развиваются плесени фузарии, приводит к развитию алиментарно-токсической алейкии (снижению лейкоцитарной защиты организма). До 1944 года это заболевание называлось «септическая ангина». В СССР случаи отравлений регистрировались в Приморском крае, на Дальнем Востоке, в северных регионах страны.
На сегодня известно об аллергенных свойствах ряда чёрных плесеней. Пятна чёрной плесени можно увидеть в ванных, в подвальных помещениях, на сырых стенах и обоях, во влажных углах комнат, на потолках в местах протечек. Приходилось наблюдать несколько случаев развития чёрной плесени даже на лакированных или покрытых олифой деревянных поверхностях.
ГРИБНОЙ ОППОРТУНИЗМ
Кожные грибковые заболевания (на ногтях, коже ног), которым подвержена значительная часть населения, хорошо изучены. Для борьбы с этими инфекциями уже найдены достаточно эффективные методы.
Более сложная проблема — «глубокие» микозы, то есть поражения грибами внутренних органов. Среди грибов имеется небольшая группа видов, которые являются специализированными, первичными патогенами и могут вызывать заболевания у относительно здоровых людей. Эти патогенные грибы встречаются преимущественно в регионах с тёплым тропическим климатом — странах Латинской и Южной Америки, США, Центральной Африки, Малайзии, Индии, Индонезии. А вот в Европе описаны лишь единичные «завезённые» случаи.
Лет 20 тому назад учёные начали активно обсуждать проблему так называемых вторичных микозов, когда у людей, уже имеющих серьёзное первичное заболевание, могут развиваться грибковые поражения. Вызывающие их грибы широко распространены в окружающей среде и обычно ведут сапротрофный образ жизни (потребляют отмершее органическое вещество) и только в определённых условиях могут вызывать заболевания человека. Такую гибкость свойств называют оппортунистической. А потому эту группу плесеней часто именуют оппортунистическими или потенциально патогенными грибами.
Наиболее подвержены вторичным микозам люди, страдающие различными формами дефицита иммунитета (онкологические и заболевания системы крови, СПИД, радиационное облучение, ожоги). Уровень заражения потенциально патогенными грибами низок. У здоровых людей подавляющее большинство потенциально опасных плесеней, попав в организм, не находит подходящих для себя условий, не выдерживает защитных реакций организма и, как результат, инфекция не развивается.
Какие же грибы потенциально опасны для человека и сколько их? В настоящий момент общее число таких плесеней и дрожжей, по оценкам учёных, 300—400 видов. Вторичные микозы могут вызывать дрожжевые грибы, особенно принадлежащие к нескольким видам рода Candida, а также плесневые грибы с развитым мицелием. Наиболее известными из вызывающих вторичные микозы плесневых грибов являются виды рода Aspergillus (Aspergillus fumigatus, A.flavus, A.niger).
В США разные формы вызванных ими аспергиллёзов наблюдались у 5—20% людей, перенёсших трансплантацию органов, больных лейкемией, находящихся на интенсивной химиотерапии, больных туберкулёзом.
Заболевания аспергиллёзом чаще всего развиваются на фоне иммунодефицита и существуют нескольких видов: от аллергического бронхопульмонального, когда поражены только лёгкие, до инвазивного, когда поражены и другие органы.
Виды грибов, которые известны как возможные возбудители аспергиллёза, обычно присутствуют повсеместно. Но повторяем: они могут угрожать здоровью людей, страдающих выраженными иммунодефицитами.
В России исследование и лечение глубоких микозов проводятся в нескольких научных центрах, ведущим из которых является НИИ медицинской микологии имени П. Н. Кашкина в Санкт-Петербурге. В Москве ежегодно проводятся совещания по медицинской микологии, организованные Национальной академией микологии России.
ЧТО ДЕЛАЕТ ПЛЕСЕНЬ ОПАСНОЙ?
Интереснейший вопрос — какие плесени могут быть опасны? Какие свойства делают их таковыми?
По современным представлениям одним из факторов, определяющих потенциальную возможность плесени стать опасной для человека, может быть её диморфизм (два пути роста) — способность в одних условиях к мицелиальному росту (в виде активно растущих гиф), а в других — к росту в виде дрожжевых клеток.
Среди грибов пенициллов — одного из наиболее широко распространённых в природе родов — в последнее десятилетие способность вызывать глубокие микозы выявлена только у одного. И именно у него было установлено явление диморфизма. Случаи заболевания, вызванные этой плесенью, описаны в Юго-Восточной Азии.
Другое опасное свойство плесеней, вызывающих заболевания человека, — возможность развиваться при повышенных температурах. Предлагают даже считать плесени, способные расти при температуре 37оС, имеющими «патогенный потенциал». Такими свойствами обладает большинство представителей рода Aspergillus, среди которых довольно много видов, опасных для человека, но до сих пор не выявлено случаев диморфизма.
А где потенциально болезнетворные плесени для человека распространены в природе? В лаборатории почвенной микологии факультета почвоведения МГУ уже более 15 лет проводятся исследования основных закономерностей распространения таких плесеней на европейской территории России. Разнообразие потенциально патогенных грибов в почвах растёт с севера на юг. Наименьшее их количество выявлено в северных хвойных лесах, лесотундре, а также в горной местности, например в зоне субальпийских лугов и выше. Пожалуй, самое важное то, что и на севере, и в горах основная масса оппортунистических грибов представлена видами, опасные свойства которых отмечаются крайне редко. В северных широтах исключение составляют песчаные морские берега — пляжи, где присутствие оппортунистических грибов, в том числе и возбудителей глубоких микозов, резко возрастает.
Логично предположить, что наибольшее количество вторичных микозов должно приходиться на районы тёплых широт, где потенциально опасных микроорганизмов значительно больше. Но в то же время можно предполагать наличие более стойкого иммунитета к своей «плесневой среде» у людей, поколениями в ней живущих.
ПЛАТА ЗА КОМФОРТ
В развитых странах северных широт проблема негативного влияния плесеней на человека может усугубляться по нескольким причинам.
Главная из них — формирование человеком своей среды обитания. Развитию плесеней способствует то, что люди тщательно создают в жилых и общественных помещениях наиболее комфортные для себя условия, которые существенно отличаются от внешней среды. Эти условия хороши и для плесеней: постоянно поддерживаемая в квартирах температура 18—25оС оптимальна для их роста. Побелка, обои, бумага, ткани, ковры, кожа, деревянная обшивка — всё это подходящие субстраты для роста микроскопических грибов. И плюс к этому герметичные окна, создающие из жилых помещений термостаты с повышенной влажностью.
Использование кондиционеров не всегда помогает в решении проблемы. Многократно было показано, что в них, если не промывать и не менять регулярно фильтры, могут развиваться плесени, в результате чего споры грибов будут уже принудительно «нагоняться» в помещения.
НОВАЯ СРЕДА ОБИТАНИЯ
Современные города — это особые экосистемы, которые весьма существенно отличаются от природных, зональных биоценозов по климатическим, физико-химическим свойствам почв и атмосферы, структуре сообществ животных, растений, микроорганизмов, наличию большого числа сооружений из созданных человеком материалов, высокому уровню загрязнения внешней среды, в том числе бытовыми органическими отходами и т.д. В городах, как правило, теплее, чем в пригороде. Для почв городов в северных и умеренных широтах по сравнению с холодными кислыми зональными почвами характерны более высокие температуры, ослабление промерзания, нейтральная или слабощелочная реакция среды, то есть создаются как бы «более южные» условия. В наших многолетних исследованиях было показано, что в городских почвах в разных природных зонах (в Кандалакше, Лабытнанги, Москве, Серпухове, Нальчике) возрастает количество оппортунистических грибов. Если в зональных почвах доминируют плесени рода Penicillium, то в городах наблюдается увеличение разнообразия и обилия представителей родов Aspergillus, Paecilomyces, среди которых много потенциально патогенных грибов. Наибольшее накопление было выявлено в мегаполисе — в Москве.
Более того, во внешней среде города, как правило, происходит обогащение почв многочисленными органическими загрязнителями (пищевыми отходами, бытовым и строительным мусором, шерстью и перьями животных и птиц и т.д.). Это создаёт благоприятные условия для существования потенциально опасных грибов, в особенности на фоне уменьшения присутствия естественных природных группировок микроскопических грибов. По нашим данным, в городских почвах наблюдается деградация так называемых целлюлозолитических грибов, преобладающих в лесных подстилках, что может быть связано отчасти со скудностью городского растительного покрова, но в большей степени с осенним вывозом листьев за черту города. То есть мы сами уничтожаем условия для существования полезных грибов. В относительно экологически благополучном московском районе Тушино разнообразие и обилие потенциально опасных грибов, среди которых встречались и дерматофиты (разлагающие кератин, содержащийся в волосах и ногтях человека, шерсти и ногтях животных), было наибольшим в почвах дворов жилых микрорайонов.
Свой «вклад» в накопление потенциально опасных плесеней во внешней среде города дают городские сооружения, на поверхности которых они могут развиваться. Плесени в приземных слоях воздуха в городе легко могут распространяться как самими грибными спорами (из почв, с поверхности домов), так и с частицами почвенной пыли. Самое безопасное время с точки зрения «плесневого загрязнения» — зима.
Есть ещё ряд факторов, влияющих на формирование «плесневой среды» города. Здесь чаще встречаются организмы с более тёмной окраской, обусловленной накоплением чёрных пигментов — меланинов. Впервые этот эффект «индустриального меланизма» наблюдали во второй половине XIX века в Англии на бабочках берёзовой пяденицы. За последние 30—40 лет практически незаметно сформировался меланизм городского сизого голубя — во многих городах мира он чаще чёрный, чем сизый. И среди плесени в городах выявляется повсеместно больше тёмноокрашенных видов, особенно в непосредственной близости (до 5 м) от автомагистралей. Вероятно, это можно объяснить повышенной устойчивостью меланинсодержащих плесневых грибов к тяжёлым металлам, аккумулирующимся вдоль автодорог. Важно отметить, что среди тёмноокрашенных плесеней многие виды известны как способные вызывать аллергии человека. И ведь именно вблизи шоссейных дорог расположены пешеходные тротуары и остановки транспорта.
Миллионы людей ежедневно посещают метро. Стоя на платформе, вы часто ощущаете, как вместе с потоком воздуха несётся пыль впереди приходящего поезда. Трудно предположить, что, вдыхая эту пыль, вам удаётся избежать «дозы» микробов, плесеней, поскольку в систему вентиляции метро воздух (вместе с содержащимися в нём микроорганизмами) попадает с городских улиц.
ЧИСТИЛЬЩИКИ И ПИОНЕРЫ
Ну вот, о неприятностях, связанных с грибами, мы рассказали немало. А теперь о главном — о невозможности жизни без грибов.
Развивающаяся на гниющем материале плесень делает великое дело. Подавляющее большинство грибов ведёт сапротрофный образ жизни: питается органическим веществом отмерших организмов и растительными остатками, гниющими корнями и травой, опавшими ветками и листьями, экскрементами животных, мёртвыми насекомыми и прочим, то есть являются деструкторами — разрушителями. Список органических веществ, поглощаемых плесенями, может быть очень широк — сахара, целлюлоза, органические кислоты, циклические соединения, белки. Разрушая мёртвое органическое вещество, грибы возвращают отдельные «кирпичики» углеродных соединений в почву, чтобы растения вновь могли их использовать для построения своей биомассы. Осуществляемая макроскопическими и плесневыми грибами постоянная гигантская работа по разложению и минерализации разнообразных органических соединений имеет глобальное значение в масштабах биосферы, замыкая круговорот углерода в природе.
Грибам в природе отведена также важнейшая роль в освоении новых территорий. Плесневые грибы обладают высоким потенциалом выживания в различных, нередко экстремальных условиях существования: в присутствии малых количеств органических веществ и влаги, при воздействии ионизирующего радиоактивного и ультрафиолетового излучения. Они обитают повсеместно в почве, воде, присутствуют в воздухе, сохраняют жизнеспособность в условиях вечной мерзлоты.
По сравнению со многими другими организмами мицелиальные микроскопические грибы проявляют большую устойчивость к усиливающейся в последние десятилетия, иногда экстремальной, техногенной и антропогенной нагрузке на окружающую среду. Таким ярким примером может быть самая крупная техногенная катастрофа XX столетия. С первых дней после аварии на Чернобыльской АЭС изучением механизмов выживаемости и приспособительных стратегий грибов в условиях высокого радиоактивного загрязнения вплотную занимается профессор Н. Н. Жданова с коллегами из Института микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотного НАН Украины. За эти годы из 30-километровой зоны отчуждения Чернобыльской АЭС с различных субстратов, загрязнённых радионуклидами, было выделено более 200 видов плесеней. А непосредственно на стенах помещений 4-го энергоблока и объекта «Укрытие» было обнаружено около 50 видов. Это ли не иллюстрация того, что грибы могут быть одними из самых живучих из живых организмов. Возможно, такие их свойства мы сможем со временем применить.
ПЛЕСЕНЬ — РАБОТНИЦА
Если рассуждать о плесенях с точки зрения человека, то они имеют массу полезных для него свойств. Столетия тому назад люди придумали использовать плесени для приготовления разных пищевых продуктов. При помощи дрожжей (микроскопических грибов, которые имеют не развитый мицелий, а растут в виде отдельных или сцепленных вздутых клеток) производят вина, пиво, хлеб, квасят капусту, солят огурцы, делают колбасы. В Европе истинные плесени, имеющие развитый мицелий, — микроскопические грибы рода Penicillium, — используют при изготовлении сыров — французских рокфора, камамбера, бри, голубого датского, итальянской горгонцолы, английского стилтона. В странах Востока, в Японии плесени рода Aspergillus издавна применяют при производстве спиртных напитков, например рисовой водки саке, при приготовлении продуктов питания из сои, а также разнообразных соусов. А плесневый гриб Aspergillus niger — так пугающая всех чёрная плесень — начиная с 30-х годов XX века во всём мире до сих пор широко применяют в пищевой и фармацевтической промышленности как основной продуцент для производства лимонной кислоты.
Многие плесени используют в пищевой и других отраслях промышленности для получения ряда ферментов, органических кислот, витаминов. Например, способность представителей многих родов плесневых грибов продуцировать целлюлозолитические ферменты применяют в целлюлозно-бумажной промышленности для переработки сырья и получения определённых сортов бумаги и картона из древесных и бумажных отходов. В пищевой промышленности фермент пектиназу (продукт плесени Penicillium glabrum) используют для улучшения качества, осветления фруктовых соков. Амилазу применяют для гидролиза крахмала, белков сои и риса. Набор протеолитических ферментов нескольких видов рода Aspergillus необходим для очистки от волос и размягчения кож в кожевенной, текстильной промышленности.
В сельском хозяйстве уже несколько десятилетий весьма успешно работает препарат триходермин, изготавливаемый из грибов рода триходерма, для подавления роста паразитарных грибов, патогенных для культурных и декоративных растений. Опасные для насекомых плесневые грибы нужны для борьбы со многими насекомыми-вредителями, например колорадским жуком, картофельной коровкой, кукурузным мотыльком, свекловичным долгоносиком, щитовками, нематодами, клещами.
Основное свойство грибов — разлагать разнообразные органические субстраты — используют при очистке сточных вод: плесневые сапротрофные грибы в комплексе с простейшими и бактериями составляют «биоплёнку», которой покрывают камни «загрузки фильтра» в очистных сооружениях (см. «Наука и жизнь» № 9, 2008 г.). Без этого жизнь в больших городах была бы крайне затруднена. Даже в авиастроении нашлось место плесневым грибам — при их участии изготавливают смеси, защищающие крылья самолётов от обледенения при взлёте и посадке.
ДОКТОР ПЛЕСЕНЬ
Человеку впору поклониться плесени за то, что именно из неё в середине ХХ века был получен первый антибиотик — пенициллин (продуценты плесени Penicillium notatum или Penicillium chrysogenum), использование которого в медицине спасло жизнь миллионам людей. Последний вид до сих пор служит источником промышленного производства этого антибиотика.
Из пенициллов был также получен антибиотик гризеофульвин с противогрибковым действием (продуцент Penicillium griseofulvum). Из Aspergillus fumigatus выделили антибиотик фумагиллин, помогающий при амёбной дизентерии. Сегодня одна из наиболее эффективных групп антибиотиков — цефалоспорины. Впервые соединение этого класса выделили из плесневого гриба Cephalosporium.
Наряду с антибиотиками другими важнейшими веществами, получаемыми из плесеней, стали статины. Их считают главной группой лекарственных препаратов, используемых для снижения содержания холестерина. По мнению известного кардиолога В. Робертса, статины для атеросклероза — то же, чем был пенициллин для инфекционных болезней. Первым статином, нашедшим клиническое применение, стал выделенный из плесневого микроскопического гриба Aspergillus ter-reus ловастатин, зарегистрированный в США в 1987 году.
Данный перечень полезных для человека веществ, создаваемых плесенями, конечно, не полный. Более того — это minimum minimorum. На самом деле, сегодня из плесеней и при их помощи получают сотни разнообразных продуктов, без которых существование современного человечества невозможно!
ОПЯТЬ ГЛОБАЛИЗАЦИЯ
Любые организмы в мире природы примитивно расценивать только как что-то плохое или хорошее. Взаимоотношения человека с живой природой намного сложнее и интереснее. Люди лучше представляют себе мир животных и растений, которые каждый день можно видеть, слышать, обонять, трогать, наслаждаться видом и общением. Нас не удивляет великое разнообразие форм окружающих растений и животных. И в голову не приходит относиться с предубеждением ко всем растениям из-за отдельных опасных представителей, например ядовитых борщевика и белены, населяющих придорожные насыпи и мусорные отвалы, пустыри и окраины полей. Мы воспринимаем царство животных как данность и с уважением относимся к ним, будь то крокодил, гремучая змея, скорпион или белый медведь, но держимся от них на расстоянии и соблюдаем специальные меры безопасности. Почему бы также не относиться к царству грибов?
Если оглядеться вокруг, то мы все постоянно контактируем с плесенью, только никогда об этом не задумываемся. Мы помним, что вокруг нас постоянно присутствуют бактерии и вирусы, но ровно так же везде вокруг нас находятся и микроскопические грибы. Плесени есть везде — в поверхностных слоях пресной и морской воды, на поверхности растений, в воздухе. Больше всего их содержится в почвах. По разным подсчётам, численность грибов в одном грамме почвы может составлять десятки и сотни тысяч спор и сотни метров и даже километры мицелия!
Содержание спор плесневых грибов в воздухе во внешней среде обычно составляет тысячи, реже (в результате человеческой деятельности) десятки тысяч единиц в 1 м3. Внутри помещений, в зависимости от состояния и характера их использования (жилые, общественные, производственные), эти значения могут существенно варьировать от десятков и сотен спор в 1 м3 до нескольких десятков тысяч. Любая заплесневелая стена — прекрасный источник поступления грибных спор в воздух помещений. Важно и что находится внутри помещения.
Анализ данных последних лет в разных странах о присутствии спор плесневых грибов и в воздухе различных помещений выявил, что наиболее чистыми по этому показателю оказываются больницы, офисы, то есть помещения, где проводят каждодневную тщательную уборку: хотя посещаемость их высока, содержание плесневых грибов в среднем составляет сотни спор в 1 м3. В квартирах, как правило, содержание грибных спор в воздухе больше и может достигать нескольких тысяч. А вот наибольшее количество плесени (до сотен тысяч и миллионов спор) обнаруживается в воздухе предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции.
Изменение окружающей среды не может не сказаться на развитии плесеней. Этому будут способствовать потепление, увеличение влажности климата в отдельных регионах. Представьте себе, современная глобализация также влияет на распространение плесеней. Это перенос спор воздушным путём и с транспортом, с продуктами питания, произведёнными в самых разных регионах мира. В последние годы отмечаются случаи заболевания глубокими микозами (возбудитель Penicillium marnefii, типичный для тропических широт) не только у европейцев, посетивших тёплые страны, но и у людей, никогда в них не бывавших.
В совместной эволюции человека и плесени нет ничего удивительного. Подобные тенденции известны и для других организмов. В самой тесной связи с человеком и его бытом существует и развивается множество видов животных, растений. Вот и в плесенях в среде, создаваемой человеком, преобладают вездесущие виды с высоким потенциалом выживания. Насколько это плохо как для человека, так и для природы в целом, однозначно сказать сложно. Однако нельзя не обращать внимания на рост случаев выявления вторичных заболеваний микозами в последние годы. Тем более, современный ритм и стрессовые условия жизни часто способствуют снижению иммунного статуса человека.
Не надо бояться плесени, она приносит человеку много пользы. Но надо учиться налаживать свой быт так, чтобы поддержать здоровье и экологическое благополучие. Плесень многолика. Да, она может причинить вред, став причиной болезни, но она несёт и благо — формирует почву, даёт нам вино, сыр и хлеб.
www.nkj.ru