Morfologia I charakterystyka drożDŻy morfologia I ogólna charakterystyka drożdży Drożdże są jednokomórkowymi grzybami



Pobieranie 41.52 Kb.
Data07.05.2016
Rozmiar41.52 Kb.

Mikrobiologia żywności

Ćwiczenie 6 WTŻ II rok

___________________________________________________________________________


MORFOLOGIA I CHARAKTERYSTYKA DROŻDŻY
Morfologia i ogólna charakterystyka drożdży
Drożdże są jednokomórkowymi grzybami. Wielkość i kształt komórek drożdży zależy od gatunku, fazy rozwojowej, stanu fizjologicznego (odżywienia), warunków środowiska (hodowli) i aktualnej funkcji komórki w populacji. W ramach tego samego gatunku w zależności od wyżej wymienionych czynników kształty komórek mogą być zmienne. Najbardziej typowe, charakterystyczne są kształty komórek młodych, pochodzących z 24-godzinnej hodowli kultury na brzeczce słodowej w temp. 30°C. Na podstawie wyglądu komórek i zarodników drożdże można zakwalifikować do poszczególnych gatunków (rys. 1.).

W

ymiary komórek są większe niż bakterii, zwykle 2-8 m szerokości i 3-10 m długości. Generalnie można wyróżnić 6 podstawowych kształtów, często charakterystycznych dla poszczególnych rodzajów: kulisty (Torulaspora, Rhodotorula), elipsoidalny, cytrynkowaty (Kloeckera, Saccharomycodes, Nadsonia, Hanseniaspora), butelkowaty (Pityrosporum), cylindryczny (Schizosaccharomyces) i nitkowaty.



Rysunek 1. Morfologia ważniejszych gatunków: A — Saccharomyces cerevisiae, A1 — komórka pączkująca, A2 — worki z zarodnikami, B — Candida utilis, C — Kluyveromyces fragilis, C1 — worki z zarodnikami, C2 — zarodniki, D — Schizosaccharomyces pombe, D1 — worki z zarodnikami

Komórki młode są najczęściej kuliste lub elipsoidalne, mają ścianę komórkową cienką, sprężystą i elastyczną, liczne drobne wodniczki, gromadzą glikogen, w starej komórce natomiast ściany są grube, komórki wydłużone, wodniczki duże, gromadzą zamiast glikogenu tłuszcz i wolutynę (rezerwuar białka).

Komórki drożdży nie zawierają chlorofilu, a więc nie są zdolne do przeprowadzania fotosyntezy. Są chemoorganotrofami. Mogą być albo saprofitami albo pasożytami. Są powszechne we wszystkich środowiskach, w których znaleźć można węglowodany. Optymalna temperatura rozwoju wynosi 25-32°C oraz pH w zakresie 4-6. Drożdże asymilując cukry zawarte w podłożu w warunkach tlenowych utleniają je do CO2 i wody, natomiast w warunkach beztlenowych przeprowadzają fermentację alkoholową,.
Systematyka drożdży Saccharomyces cerevisiae

(Systema Naturae 2000)

Królestwo: Fungi

Podkrólestwo: Dikarya – grzyby wyższe

Typ: Basidiomycota (podstawczaki)

Typ: Ascomycota – workowce

Podtyp: Saccharomycotina

Klasa: Saccharomycetes

Rząd: Saccharomycetales

Rodzina: Saccharomycetaceaedrożdże szlachetne, rozmnażają się płciowo, wytwarzają w workach od 2-4 kulistych zarodników

Rodzaj: Saccharomyces



Gatunek: Saccharomyces cerevisiae
Stosowana dawniej systematyka drożdży wg Loddera dzieli je na drożdże zarodnikujące i niezarodnikujące. Pierwsze należą do workowców i rodziny Saccharomycetaceae, natomiast drożdże niezarodnikujące należą do grzybów anamorficznych (niedoskonałych). Wg innych autorów drożdże można znaleźć także wśród podstawczaków. Liczne drożdże zaliczane są do tzw. „anamorphic fungi” (grzyby anamorficzne, niedoskonałe, dawniej Deuteromycota). Ta sztuczna jednostka obejmuje gatunki grzybów, u których nie zaobserwowano cyklu rozmnażania płciowego, nie będące haploidalnymi przedstawicielami gatunków zarodnikujących. Drożdże wegetatywnie rozmnażają się przez pączkowanie biegunowe lub pączkowanie wieloboczne. Wyjątek stanowi rodzaj Schizosacharomyces, który rozmnaża się przez podział. Większość nie wytwarza ureazy (wyj. Schizosaccharomyces). Ściana komórkowa jest 3-warstwowa, zbudowana z glukanu i mannanu.

Przegląd najważniejszych rodzajów drożdży

Rodzaj Saccharomyces - drożdże te dają na pożywkach płynnych osad opadający na dno, a na stałych tworzą białe lub kremowe kolonie. Do tego rodzaju należą gatunki drożdży szlachetnych, które charakteryzują się silnymi właściwościami fermentacyjnymi – w warunkach beztlenowych rozkładają duże ilości cukru na alkohol, który nie jest przez nie zużywany.




Saccharomyces cerevisiae – mają komórki owalne lub kuliste, na podłożach płynnych pojedynczo lub podwójnie. Fermentują i asymilują większość cukrów, w pewnych warunkach mogą wykorzystywać etanol jako jedyne źródło węgla. Używane są w przemyśle fermentacyjnym (drożdże gorzelnicze) oraz do produkcji drożdży paszowych i spożywczych (drożdże piekarskie).









Saccharomyces uvarum (carlsbergensis) o owalnych komórkach, od S. cerevisiae odróżnia je zdolność do fermentacji rafinozy. Stosowane są do produkcji piwa (drożdże piwowarskie).







Saccharomyces carlsbergensis po 3 dniach hodowli

na ekstrakcie maltozowym (wg Loddera), pow. 500x

Saccharomyces ellipsoideus (wg Glaubitza),

pow. 500x1

Saccharomyces ellipsoideus – drożdże winiarskie, od S. cerevisiae różnią się nieco kształtem (bardziej wydłużone komórki), często tworzą pseudogrzybnię.

Saccharomyces lactis – występują w mleku i produktach mlecznych.

Saccharomyces fragilis odgrywają dużą rolę podczas fermentacji kefiru i kumysu. Od S. cerevisiae różnią się zdolnością do fermentacji laktozy.
Rodzaj Endomyces – należą tutaj gatunki rzadko spotykane wśród mikroflory produktów żywnościowych. Gatunek Endomyces fibuliger – budowa zbliżona do pleśni, spotykany w chlebie (powoduje tzw. kredowy chleb), w mące i na makaronach.
Rodzaj Pichia/Hansenula


Pichia

Zaliczane są do tzw. drożdży dzikich, czyli takich, które działają szkodliwie lub nie mają żadnego znaczenia w przebiegu procesów technologicznych. Gatunki zaliczane do tych rodzajów drożdży słabo fermentują, mają zdolność rozkładu alkoholu, tworzą kożuch na powierzchni cieczy lub wywołują niepożądane zmiany zapachowe. Stanowią szkodliwą mikroflorę w winiarstwie i browarnictwie.



Rodzaj Schizosaccharomyces – należy do drożdży rozszczepkowych, czyli takich, które dzielą się przez podział. Wytwarzanie zarodników poprzedza kopulacja. Schizosaccharomyces pombe jest najczęściej spotykanym gatunkiem, występuje w melasie i sokach z owoców południowych.


R
odzaj
Candida – stanowi formę przejściową między drożdżakami a pleśniami. Wytwarzają pseudogrzybnię, komórki są cylindryczne lub owalne, należą do drożdży dzikich, kożuchujących. Niektóre są odporne na wysokie stężenia soli i cukru. Gatunek Candida mycoderma – rozkłada alkohol, stanowi szkodliwą mikroflorę piwa, wina, kiszonek, tworzy charakterystyczny wpełzający na ścianki naczyń kożuszek. Może występować także w drożdżach prasowanych. Candida utilis ze względu na szybkie rozmnażanie i gromadzenie białka w komórkach używany jest do produkcji drożdży paszowych. Nie jest znany naturalny cykl płciowy.


Rodzaj Rhodotoruladrożdże wytwarzające barwniki karotenoidowe, ich kolonie mają czerwono-różowe zabarwienie. Mogą syntetyzować tłuszcze oraz -karoten. Występują w powietrzu, są przyczyną zakażeń serów, masła, śmietany, mięsa i drożdży piekarskich, na których tworzą barwne kolonie.




Rodzaj Kloeckera komórki mają kształt cytryny, są drobne, rozmnażają się przez pączkowanie biegunowe. Fermentują cukry proste. Gatunek Kloeckera apiculata jest często spotykany na owocach, w fermentujących winach i sokach owocowych. Mogą powodować fermentację moszczów i płynnego owocu z wytworzeniem kwasów lotnych.


Drożdże killerowe

Drożdże killerowe (ang. Killer yeasts) to szczepy drożdży zainfekowane jednym z wirusów, wytwarzających toksyczne białka, które zabijają blisko spokrewnione, ale niezainfekowane drożdże. Toksyny te są zabójcze dla szczepów z tego samego rodzaju lub – rzadziej – wobec szczepów z innych rodzajów. Drożdże killerowe wykazują tolerancję wobec toksyn, które same wytwarzają, natomiast mogą być wrażliwe na toksyny innych drożdży killerowych. Drożdże killerowe są powszechnie znajdywane w owocach i kwiatach, w tym winogronach. Odgrywają istotną rolę podczas fermentacji winogron, gdyż mogą spowalniać proces i pozostawiać niepożądane aromaty w winie. Można powiedzieć, że przejmują fermentację „w swoje ręce”, zabijając zaszczepione drożdże, nawet jeśli znajdują się na początku procesu w znacznie mniejszych ilościach.

Rozważa się wykorzystanie do fermentacji odpowiednich gatunków drożdży o właściwościach killerowych, dzięki czemu będzie można ograniczyć rozwój szczepów niepożądanych, bez sterylizacji moszczu na początku procesu. Jak dotąd wśród drożdży opisano zarówno gatunki killerowe, jak i wrażliwe oraz neutralne. Opisano też 11 wzorów aktywności killerowej (K1-K11) w oparciu i interakcje między drożdżami killerowymi.


FIZJOLOGIA DROŻDŻY

Aby określić rodzaj lub gatunek drożdży występujących w badanym środowisku, należy przeprowadzić obserwacje makroskopowe i mikroskopowe kultury, a także zbadać pewne cechy biochemiczne, które mogą stanowić podstawę klasyfikacji.


Badania makroskopowe
Badania te obejmują obserwacje badanych kultur na podłożu płynnym i stałym.

Na podłożu płynnym należy zwrócić uwagę na:

- występowanie osadu na dnie pożywki,

- gazowanie (obecność pęcherzyków gazu stwierdzamy przez ostrożne wstrząsanie płynu),

- tworzenie się kożuszka, błonki lub pierścienia na powierzchni płynu.



Na podłożu stałym po 1-2 miesiącach hodowli w temp. 20°C określa się:

- rodzaj wzrostu (jednolity nalot lub pojedyncze kolonie),

- powierzchnię wzrostu (matowa, błyszcząca) i strukturę kolonii (zwarta, mazista),

- zabarwienie i kształt kolonii.


Badania mikroskopowe
Badania te dotyczą obserwacji kształtu, wielkości, sposobu ułożenia oraz rozmnażania komórek. Prowadzi się je wykonując preparaty przyżyciowe z jednodobowych kultur hodowanych na podłożu płynnym, brzeczkowym, w temp. 30°C. Zastosowanie odpowiednich metod barwienia pozwala określić żywotność kultury oraz obecność substancji zapasowych w komórkach drożdży.


Na szkiełko podstawowe nanosimy kroplę błękitu metylenowego, do niego dodajemy zawiesinę drożdży, przykrywamy szkiełkiem nakrywkowym i oglądamy pod średnim powiększeniem. Komórki żywe nie wpuszczają barwnika do wnętrza (trucizna). Komórki martwe łatwo wpuszczają barwnik do wnętrza i barwią się na niebiesko. Policzyć % martwych komórek (podać wartość średnią z 3-5 pól widzenia).


  • Test na odżywienie

Na szkiełko podstawowe nanosimy kroplę płynu Lugola, przenosimy drożdże, nakrywamy szkiełkiem nakrywkowym i oglądamy pod średnim powiększeniem. Glikogen będący materiałem zapasowym tworzy z płynem Lugola kompleks, co przejawia się brunatnym zabarwieniem komórek dobrze odżywionych. Komórki słabo odżywione są prawie przezroczyste (jasnożółte). Policzyć % komórek dobrze odżywionych (podać wartość średnią z 3-5 pól widzenia).
Inne testy

  • badanie zdolności fermentacji cukrów - badają zdolność drożdży w warunkach beztlenowych do wykorzystywania różnych cukrów (glukoza, galaktoza, sacharoza, maltoza, laktoza, rafinoza) poprzez fermentację. Wynikiem pozytywnym jest powstanie CO2, który zbiera się w rurce Durhama,

  • testy asymilacyjne – badają zdolność drożdży w warunkach tlenowych do wykorzystywania różnych źródeł węgla i azotu. Wynikiem pozytywnym jest zmętnienie roztworu lub pojawienie się kożuszka na jego powierzchni, co świadczy o rozwoju mikroorganizmów,

  • badanie zarodnikowania – drożdże dzielimy na zarodnikujące i niezarodnikujące, do pobudzenia wytwarzania zarodników przez komórki drożdżowe używa się podłoży sporulacyjnych o specyficznym składzie (agar octanowy, agar Gorodkowej), uzyskane w ten sposób worki z zarodnikami barwi się metodą Schaeffera-Fultona, kształty zarodników: kuliste, elipsoidalne, nerkowate, półkuliste, kapeluszowate, soczewkowate, w kształcie Saturna, maczugowate, igiełkowate,

  • badanie obecności tłuszczuz roztworem Sudanu III, krople tłuszczu barwią się na czerwono, cytoplazma pozostaje bezbarwna,

  • badanie rozmnażania wegetatywnegow hodowlach kropelkowych, w komorze Lindnera co 15 minut przez kilka godzin obserwuje się komórki pod mikroskopem (termostatowanym) oceniając sposób rozmnażania i typ pączkowania,

  • inne badania – zdolność wzrostu w podwyższonej temperaturze, przy braku witamin, przy wysokiej zawartości cukrów, zdolność do syntezy związków skrobiopodobnych, zdolność do syntezy kwasu octowego, wytwarzania estrów, wytwarzania barwników itp.


Metody pomiaru wielkości komórek


  • metoda pomiaru prostego komórek

Metoda polega na dokładnym narysowaniu komórki na papierze milimetrowym, w takiej wielkości, w jakiej ją widzimy przy danym powiększeniu. W omawianej metodzie należy zwrócić szczególną uwagę na zgodność wielkości obrazu oglądanego pod mikroskopem z rysunkiem. Z rysunku odczytujemy wymiary w milimetrach, a wielkość rzeczywistą w mikrometrach obliczamy ze wzoru:

gdzie:


a – wielkość komórki (mm),

b – powiększenie mikroskopu.





  • pomiar wielkości komórek przy użyciu okularu mikrometrycznego

Do wykonania pomiaru potrzebne są dwa mikrometry: okularowy i przedmiotowy. Na mikrometrze przedmiotowym wyryta jest skala o długości 1 mm, podzielona na 100 równych części, stąd odległość między kreskami podziałki jest równa 0,01 mm, tj. 10 m.


Mikrometr okularowy zaopatrzony jest w skalę o długości 5 mm, której działki oddalone są od siebie o 0,1 mm, tj. 100 m. Przed przystąpieniem do pomiaru należy wyznaczyć wartość mikrometryczną mikroskopu dla danego układu optycznego: okular, obiektyw. Po umieszczeniu mikrometru okularowego w okularze, a mikrometru przedmiotowego na stoliku i znalezieniu obrazu, ustawia się obie skale mikrometrów w taki sposób, aby ich punkty zerowe pokryły się.



Następnie oblicza się, ile kresek (działek) mikrometru okularowego przypada na określoną liczbę kresek mikrometru przedmiotowego.

Wartość mikrometryczną oblicza się ze wzoru:

gdzie:


a – liczba odczytanych jednostek mikrometru przedmiotowego,

b – liczba jednostek mikrometru okularowego.



Po wyznaczeniu wartości mikrometrycznej mikrometr przedmiotowy zastępujemy preparatem. Pomiar przeprowadzamy przy użyciu mikrometru okularowego, odczytując liczbę kresek przypadających na mierzoną komórkę. Wartość rzeczywistą obliczamy mnożąc odczytaną wielkość przez wyznaczoną wartość mikrometryczną.


  • pomiar wielkości komórek przy użyciu programu komputerowego



http://www.ar.krakow.pl/tz/ktfimt/




©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna