Utilisation de moisissures et de levures
Issu du vaste royaume des champignons, comptant plus de 100 000 espèces, les moisissures et les levures sont les espèces les plus inhabituelles. Le potentiel et la portée de leur utilisation par les humains sont extrêmement larges. Mais outre ceux qui sont utiles, capables de servir pour le bien, il y en a beaucoup parmi eux, dont le mal affecte différentes sphères d'existence.
Utilisation de moisissures et de levures
Histoire de la recherche
L'invention du microscope a permis aux gens d'étudier de petits organismes vivants. Le Néerlandais Anthony van Leeuwenhoek est considéré comme le découvreur du micromonde, bien que le premier microscope ait été conçu par G. Galileo. A. Levenguk a été le premier à décrire les types et les formes de micro-organismes. Peu à peu, cette étude a abouti à toute une science qui étudie leur structure, leur habitat, leurs conditions de croissance et de reproduction, ce qu'on appelle la microbiologie. Le fondateur de la microbiologie est considéré comme le scientifique français, L. Pasteur, qui a découvert la capacité des micro-organismes non seulement à traiter les restes de composés organiques morts, mais aussi à purifier l'eau et le sol. Il a également prouvé que les champignons et les levures sont capables de remplir des fonctions bénéfiques pour l'homme et de causer des dommages.
Avec le développement de la microbiologie, de nombreuses découvertes importantes ont été faites par des scientifiques russes: L.S.Tsenkovsky, I.I. Mechnikov, N.F. Gamaleya, D.I.Ivanovsky et autres. Avec leur aide, pour la première fois, les bases de la doctrine des antibiotiques ont été posées et une science qui étudie les virus - la virologie - est apparue.
À l'heure actuelle, beaucoup de temps et d'efforts sont consacrés à l'étude des moisissures, des levures, ainsi qu'à leur utilisation et à leur influence, ouvrant de nouvelles opportunités pour leur utilisation dans de nombreux secteurs de l'économie nationale.
caractéristiques générales
Les champignons sont des cadeaux savoureux et sains de la nature, ils se trouvent dans les forêts et les prairies, ils ont de grands corps fruitiers. Mais la science ne connaît pas moins utiles et plus diversifiés les représentants trouvés de ce royaume - les formes de moisissures de champignons.
Ils sont apparus il y a environ 200 millions d'années.
Certaines variétés sont mycéliennes, constituées de formations filamenteuses (une ou multicellulaires) - hyphes.
D'autres - à la levure (cellules rondes), ils se reproduisent par bourgeonnement.
Et les dernières espèces - les macromycètes - ce sont des champignons traditionnels à notre avis.
Champignons de moisissure
Les moisissures sont des champignons microscopiques qui ne peuvent pas être vus à l'œil nu.
Leur nom commun est micromycètes - un groupe de champignons appartenant à la partie inférieure et partiellement supérieure. Par le type de nourriture, ce sont des saprotrophes. Leur principale caractéristique est la capacité à traiter les restes d'organismes vivants, en les transformant en composés organiques et inorganiques. Mais des parasites peuvent également être trouvés parmi eux, tels que le pénicille prostré, se déposant à la surface des pommes et les entraînant à une pourriture brune molle.
La distribution dans la nature est presque omniprésente. Il est difficile de surestimer leur importance dans le cycle de la matière et de l'énergie dans la biosphère. Ils ne sont pas pointilleux sur les conditions de vie: l'essentiel pour eux est la chaleur, une humidité élevée et un milieu nutritif. Leurs colonies sont capables d'infecter des substances organiques et inorganiques, formant des dépôts caractéristiques.
Irina Selyutina (biologiste):
Une caractéristique des moisissures est la formation de moisissures sur les nutriments. Il peut ressembler à une toile d'araignée, être pelucheux ou poussiéreux et avoir une variété de couleurs. Le nom du champignon est souvent associé à la couleur de la plaque: moisissure grise, moisissure verte, moisissure noire, etc. La forme et la couleur du moule sont des caractéristiques systématiques. L'une des conditions nécessaires à la formation de moisissures est considérée comme une humidité suffisante du substrat nutritif et une humidité relative élevée de l'air environnant. La plupart des moisissures sont des saprophytes, mais il y a aussi des parasites facultatifs des plantes, des animaux et des humains parmi eux. Ils se caractérisent par une très large gamme d'enzymes, grâce auxquels ils peuvent vivre d'une variété de nutriments.
La structure de la plupart des moisissures, malgré la diversité de leurs espèces, présente des caractéristiques communes. Leur mycélium a de nombreuses branches sans former de gros organes de fructification. Leur corps végétatif est constitué d'un grand nombre de filaments minces - des hyphes, s'étalant à la surface ou à l'intérieur des restes d'un organisme vivant. De plus, il peut occuper de grandes superficies et se développer rapidement. Ce sont des eucaryotes, c'est-à-dire que leurs cellules contiennent un noyau et un appareil génétique, contrairement aux procaryotes, auxquels appartiennent les bactéries. Leurs cellules ne contiennent pas de chlorophylle, ce qui donne aux plantes leur couleur verte et la capacité de convertir le dioxyde de carbone en nutriments.
Ils se reproduisent de la manière suivante:
- végétativement: parties du mycélium, qui, en se propageant, commencent à exister dans le milieu nutritif, en tant qu'organisme indépendant;
- sexuellement: lorsque deux cellules sexuelles se rejoignent pour former un zygote;
- asexuée: avec la formation de plusieurs types de spores.
Levure
La levure a besoin d'oxygène pour vivre
La levure appartient aux champignons unicellulaires, il existe plus de 1500 espèces de représentants des ascomycètes et des basidiomycètes. Ils sont considérés comme l'un des organismes les plus anciens cultivés par les humains. Ils n'ont pas de mycélium. La forme des cellules est différente et les tailles varient de 6 à 12 microns à 40 microns. Ce sont des représentants des eucaryotes organotrophes qui utilisent de la matière organique pour se nourrir afin d'obtenir du carbone et de l'énergie pour la vie.
Ils diffèrent en ce qu'ils sont plus exigeants sur les conditions nutritionnelles que les moisissures. Pour la vie de ces organismes unicellulaires, l'oxygène est nécessaire, mais en son absence, ils reçoivent l'énergie des alcools formés pendant le processus de fermentation. Dans des conditions anaérobies, ils ne peuvent se nourrir que de glucose, et dans des conditions aérobies, ils utilisent des hydrocarbures, des composés organiques et aromatiques, des alcools et des graisses.
La levure se multiplie par division ou bourgeonnement ou sexuellement, et ce processus dans des conditions optimales se produit à une vitesse élevée. La division et le bourgeonnement ont lieu à travers la formation et, au fur et à mesure de leur croissance, la séparation de la cellule mère d'une nouvelle cellule, qui a atteint une certaine taille.
Types de moisissures et de levures
La classification des moisissures connue de la science comprend plus de 300 variétés. La taxonomie des plus célèbres d'entre eux a la description suivante:
- Penicilli: les représentants supérieurs les plus célèbres du genre des moisissures existantes. On les trouve à divers endroits, leur habitat naturel est le sol. Comprend les espèces servant à se nourrir - saprotrophes et parasites faibles. La division est basée sur les caractéristiques structurelles des conidiophores et dépend de la stratification des brosses avec des conidies. L'antibiotique pénicilline est l'un de leurs produits les plus connus. En 1929 g.Le microbiologiste écossais A. Fleming a d'abord révélé une action antibactérienne chez un représentant du genre et en a isolé une substance, appelée «pénicilline». Les fructifications d'environ 40 de leurs espèces ressemblent à des clestothécies, visibles sans moyens optiques spéciaux et de couleurs différentes. Son mycélium est ramifié et transparent. Se reproduit par les spores.
- Aspergillus: moisissures aérobies supérieures qui forment des colonies duveteuses et plates. Le mycélium a des cloisons et se propage par les spores. Extrêmement résistant aux influences environnementales. Ils préfèrent les substrats enrichis en oxygène et en carbone - polysaccharides et monosaccharides, ils infectent également les espèces contenant de l'amidon, que l'on trouve sur le pain et d'autres produits alimentaires. Les champignons Aspergillus diffèrent des pénicilles en ce que leurs filaments fructifères au sommet ont des épaississements avec des excroissances en forme de bâtonnets, ressemblant généralement à une "tête hirsute". C'est de ces excroissances que se détachent les chaînes de spores.
- Mukor: un genre de moisissures inférieures répandues dans le sol, dont le mycélium est une grande cellule multinucléée ramifiée sans cloisons. Le sommet de chacun de ses sporangiophores incolores, atteignant plusieurs centimètres de longueur, se termine par une tête noire dans laquelle les spores mûrissent. Ces champignons forment des moisissures sur les aliments et se distinguent par leur capacité à provoquer des mycoses (maladies fongiques). Les mukors sont des saprotrophes par type d'aliment.
- Fusarium: champignon de moisissure anamorphique, représentatif des ascomycotacées. Ses espèces causent des dommages importants à l'économie nationale, affectant les plantes et les animaux. Causer une variété de maladies connues sous le nom de fusarium... Certains sont capables de se développer en symbiose avec les plantes, vivant de leurs racines et produisant une libération de substances qui ont un effet bénéfique sur la plante.
Les champignons de levure sont divisés en groupes en fonction du mode de reproduction et de certaines autres caractéristiques. Il existe des non-porogènes ou asporogènes et des sporogènes ou des sporogènes. Les premiers sont souvent appelés levures et les genres suivants sont distingués:
- Candidose: forme un faux mycélium et se multiplie par bourgeonnement.
- Torulopsis: a des cellules rondes et ovales, ne forme pas de pseudomycélium et fermente mal les glucides, souvent nuisibles.
- Rodotorula: se multiplient sur les aliments, formant des pigments - rouge, jaune, rose et noir.
Les familles se distinguent du département des levures sporulées:
- Saccharomycètes: se distinguent par leur capacité à fermenter les sucres
- Schizosaccharomycètes: utilisé dans l'industrie de la fermentation (dans la production de boissons alcoolisées, d'alcool, de vinaigre, de levure, etc.)
- Code sucre: appartiennent aux ravageurs de cette industrie.
Usage humain
Les moisissures sont utilisées dans de nombreux domaines de l'activité humaine. Leur rôle est particulièrement important dans l'industrie alimentaire et la médecine.
Cependant, ils n'apportent pas toujours des avantages, entraînant des dommages et des pertes, obligeant à dépenser beaucoup d'argent, des efforts pour les combattre et leur impact destructeur.
Dans l'industrie alimentaire
La levure a trouvé son chemin dans la cuisine
La moisissure et la levure sont utilisées dans l'industrie alimentaire.
Lors de la cuisson, la levure est utilisée - elle confère au pain de la porosité, des propriétés nutritionnelles supplémentaires et augmente la période de conservation de la fraîcheur. Et l'enzyme amylase qui leur est ajoutée, sécrétée par la moisissure, améliore son arôme et son goût. Dans le même temps, une autre enzyme - l'invertase - augmente la durée de conservation des produits de confiserie.
Pour la production d'alcool, un champignon de levure spécial isolé à partir d'algues est utilisé et, pour le vin, des cultures pures d'un certain type de levure, qui lui confèrent un goût et un arôme particuliers.
Dans la production de fromages et de produits laitiers fermentés, des cultures de levure et certains types de moisissures sont utilisés. Avec les bactéries, les champignons sont impliqués dans la fermentation du lait pour la production de kéfir.Dans la production de fromages, les champignons du genre Torula sont utilisés pour leur fermentation. Et leur représentant du clan Penicillum, le soi-disant. "Noble moule", est indispensable pour obtenir les variétés "Camembert", "Roquefort" et "Brie", leur donnant une structure caractéristique (avec la présence de moisissure bleuâtre dans l'épaisseur de la masse de fromage) et un goût unique.
La qualité des produits à base de viande et de poisson est améliorée par l'enzyme protéinase d'origine fongique. À partir de viande crue et dure ou de poisson de mauvaise qualité, il en fait un produit délicat et moelleux, améliorant également son goût. Le champignon de levure du genre Torulopsis, ajouté au beurre, ne lui permet pas d'être affecté par d'autres types de moisissures, ce qui altère considérablement son goût et raccourcit la durée de conservation. Et l'aspergillus, dont les conidies ressemblent à de la moisissure noire, produit de l'acide citrique.
Dans l'agriculture et d'autres industries
Dans l'agriculture, les moisissures et les substances qui en dérivent sont également largement utilisées. La trichodermine obtenue à partir d'eux inhibe avec succès la croissance des micro-organismes pathogènes qui infectent les plantes. Certains types de moisissures qui sont dangereux pour les insectes nuisibles sont utilisés dans la lutte contre eux. Certains champignons du genre Fusarium favorisent la croissance des plantes et augmentent leur productivité.
Cependant, parmi eux, il existe également de nombreux parasites responsables de l'altération et de la réduction de la durée de conservation des produits, émettant des toxines au cours de leur activité vitale. Ils peuvent même conduire à la combustion spontanée de produits inflammables - foin, paille, cultures fourragères. Les pesticides sont utilisés pour les combattre.
Usage médical
Les moisissures sont largement utilisées par les humains à des fins médicinales. L'aide de leur représentant, le penicillum, est inestimable dans la création de l'antibiotique pénicilline, dont l'apparition a contribué à sauver la santé de millions de personnes. Aujourd'hui, les céphalosporines sont l'un des groupes les plus populaires et les plus efficaces. Le développement de la microbiologie a permis de mener des tests dans lesquels, en traitant les moisissures avec des mutagènes chimiques, leurs nouvelles formes ont été obtenues - ancomycètes, produisant de la pénicilline, de la streptomycine et produisant d'autres antibiotiques en grande quantité.
Les statines, utilisées pour abaisser le cholestérol et traiter l'athérosclérose, sont des médicaments tout aussi importants dérivés des moisissures.
L'utilisation de la levure en médecine n'est pas moins importante. Sous forme séchée, ils sont utilisés pour obtenir des médicaments et des compléments alimentaires, sous forme liquide, ils sont utilisés pour traiter les allergies et restaurer la microflore du tractus gastro-intestinal.
Champignons pathogènes et mesures de contrôle
Les conditions de température et d'humidité de nos maisons sont dans certains cas bonnes pour la reproduction et la vie des moisissures fongiques.
Une personne a souvent une réaction allergique aux moisissures. L'effet de la moisissure noire dans la maison est la libération de toxines. Ils pénètrent dans les voies respiratoires, nuisent à la santé et provoquent diverses complications. Pour détruire la moisissure noire, la désinfection est effectuée à l'aide d'agents détruisant les souches nocives et de mesures pour lutter contre l'humidité.
L'empoisonnement avec des aliments moisis est également dangereux. Le plus dangereux d'entre eux est le champignon jaune Aspergillus, qui a tendance à pousser sur une variété de substrats alimentaires - légumineuses et oléagineux, cacao, café, poisson séché, confiture.
Même dans la production de haute technologie de matériaux polymères, une tâche importante est de les protéger des dommages biologiques causés par des moisissures pathogènes. La détermination des paramètres de résistance des polymères à de tels agents permet d'éviter leur dégradation et d'augmenter la durée de vie.
Conclusion
Les informations sur le développement de la science de la microbiologie et les faits révélés par celle-ci sont constamment mises à jour. La tâche humaine est d'orienter les propriétés des moisissures dans la bonne direction.
