ОТДЕЛЬНЫЕ ГРУППЫ ОРГАНИЗМОВ, ВЫЗЫВАЮЩИХ ПОРЧУ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И ПОТЕНЦИАЛЬНО ПАТОГЕННЫХ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА

Плесени

Плесенями называются различные грибы, образующие ветвящиеся мицелии и вызывающие многочисленные превращения в твердых средах, которые происходят перед брожением. Некоторые из них вызывают заболевания растений, животных и человека, а также обуславливают порчу промышленных товаров и продуктов питания.

Грибы — это большая группа эукариотных гетеротрофных организмов в системе живого мира. Это бесхлорофилльные растительные организмы, имеющие сходные характерные признаки с растениями и животными. У грибов и растений общими являются в основном морфологические признаки, а у грибов и животных — физиологобиохимические. Это отдельная эволюционная (филогенетическая) линия эукариот, и рассматривают их как самостоятельное царство; среди них встречаются три типа размножения: вегетативное, бесполое и половое.

Грибы широко представлены в природе (около 250 тыс. видов), распространены повсеместно и развиваются на поверхности различных предметов в виде нежного налета разного цвета.

Грибная клеточная стенка состоит на 80—90% из азотсодержащих и безазотистых полисахаридов, а также белков, липидов, полифосфатов и неорганических ионов. У большинства грибов основной полисахарид — хитин и у немногих — целлюлоза. Безазотистые полисахариды представлены глюканами, иногда объединенными с протеинами. Наиболее типичный комплекс для клеточной стенки многих грибов — хитин-глюкан. Хитиновые оболочки клеток большинства грибов, имеют некоторые группы углеводного и азотного обменов, в результате которых образуются гликоген, серотонин и мочевина — метаболиты (характерные для животной клетки), определяющие их физиолого-биохимические особенности.

В белковой фракции клеточной стенки грибов преобладают ди- карбоновые кислоты и а-аминоадипиновая кислота. Диаминопи- мелиновая кислота, характерная для клеточной стенки бактерий, у грибов отсутствует.

Липиды — постоянные компоненты клеточной стенки грибов. Они представляют собой в основном насыщенные жирные кислоты. В состав клеточной стенки входят РНК в количестве 1% от сухого веса стенки и некоторые ферменты, участвующие в процессах наращивания гифы в длину. В наружных частях клеточной стенки иногда откладываются пигменты — меланины в количестве 16—18% от сухого веса клеточной стенки. Это полимерные соединения с большой молекулярной массой. Цитоплазматическая мембрана трехслойна и состоит из липопротеидов. На ней располагаются ферменты: гидролазы, окислительно-восстановительные и трансферазы, контролирующие перемещение различных ионов и молекул в клетку. Жировые вещества находятся также в цитоплазме в мелко распыленном состоянии, как бы пронизывая ее. В дальнейшем они могут сливаться в более крупные (различимые под микроскопом) глобулы. Это легко наблюдается в старых культурах грибов. В цитоплазме могут содержаться глобулы липидов, включающие пигменты, такие как каротиноиды.

Гифы грибов растут верхушкой (апикально), скорость роста гифы мицелия может находится в пределах от 0,1 до 6 мм/ч. Она регулируется в значительной степени скоростью поступления питания и его перемещением к вершине. У грибов имеются разнообразные способы размножения — вегетативное, бесполое, половое (путем контакта двух гаметангиев противоположного знака — копуляция).

В целом за последнее десятилетие коренным образом изменились взгляды на положение грибов, связанные с многообразием данных и мнений отдельных микологов и систематиков на структуру отдельных таксонов и групп грибов и грибоподобных организмов. В основу системы грибов взяты результаты анализа комплекса морфологических, ультраструктурных, молекулярно-генетических и биохимических признаков. Из царства настоящих грибов (Fungi, или Mycota) выделена группа грибоподобных организмов, или «псевдогрибов», она характеризует 20 500 таксонов, расширены представления о семействах, порядках грибов и таксонах более высокого ранга, добавлены научные данные о метаболитах и токсинах грибов. Здесь мы не будем рассматривать эту большую группу эукариотных гетеротрофных организмов с абсорбционным (осмотрофным) способом питания, включающую, поданным разных авторов, от 100 000 до 250 000 видов. Нам необходимы только представители тех классов, которые вызывают пороки и порчу продуктов животного происхождения.

Класс Дейтеромицеты (несовершенные грибы) объединяет более 30% всех известных видов. Представители этого класса имеют хорошо развитый септированный многоклеточный мицелий и размножаются только бесполым путем — конидиальное спороношение. Выделяют десятки микотоксинов, среди которых большинство устойчивы к высоким температурам.

Род Penicillium (зеленый кистевик или чернильная плесень) по праву занимает первое место по распространенности среди ги- фомицетов. Они часто появляются на варенье, чернилах, старых кожах и т.д., имеют многоклеточные конидиеносцы в виде кисти с расположенными конидиями на концах разветвленных стеригм. Осыпающиеся конидии образуют на предметах сизую пыль. Плесень образует также аскоспоры. Их естественный резервуар — почва, они обнаруживаются в виде налетов плесени на самых разнообразных субстратах.

Широко известны разнообразные лечебные свойства пеницел- лина как антибиотика. Продуценты пенициллина — Р. chrysogenum, Р. notatum — образуют экссудат желтого цвета и пигмент, выделяемый в среду. Кроме того, пенициллы выделяют афлатоксины, вызывающие поражения печени. Широко распространен P.frequentans, образующий бархатистые, зеленые колонии и продуцирующий пектинолитические ферменты, а при низкой кислотности — глюконовую кислоту, при более высокой кислотности — лимонную кислоту. Для человека пенициллин почти не токсичен и лишь в редких случаях вызывает побочные аллергические реакции. Многие бактерии образуют пенициллиназу, которая расщепляет (3-лактамовое кольцо и инактивирует пенициллин.

При выработке так называемых плесневых сыров {рокфор), кроме молочнокислых бактерий, большое значение имеют плесени, которыми специально заражают сыры (Penicillium roqueforti). Споры гриба вносят внутрь сырной массы, причем сырную головку прокалывают по всей толще. Своеобразие вкуса этих сыров обусловлено изменением не только молочного сахара и белковых веществ, но и молочного жира, расщепляемого плесенями с образованием летучих жирных кислот.

Род Aspergillus — типичные сапротрофы, в виде налетов плесени они появляются на продуктах питания (хлебе, варенье, плодах, высушенных растениях и т.д.). Эти грибы известны под названием «леечной плесени» (характерная форма конидиеносцев). Характерно, что конидии располагаются по радиусам шара, конидиеносцы стоят тесно друг к другу, у разных видов аспергилла конидии окрашены в разные тона (светло-зеленый, черный и т.д.) и часто покрыты тонкими щетинками. В этом роде имеются паразиты животных и человека, многие виды аспергилла продуцируют микотоксины (свыше 40 видов). Большое практическое значение имеет, в первую очередь, A. niger — продуцент разнообразных ферментов: амилаз, пектиназ, протеиназ, липаз, хитиназ и др. Широко известна способность гриба продуцировать органические кислоты: лимонную, щавелевую, глюконовую, фумаровую. Они также выделяют афлатоксины (A.flavus, A. oryzae), вызывающие порчу пищевых продуктов и кормов (рис. 4.9).

Плесневые грибы

Рис. 4.9. Плесневые грибы:

7 — Penicillium; 2Aspergillus; 3Mucor

Представители рода Fusarium широко распространены в природе, участвуют в общем круговороте веществ, способны синтезировать различные биологически активные вещества: антибиотики, витамины, токсины, вызывающие фузариотоксикозы (рис. 4.10). Среди представителей рода фузариум имеются достаточно выраженные паразиты растений, насекомых, человека и животных. Грибы рода Fusarium выделяют около 40 биологически активных микотоксинов. Патогенность гриба для растений зависит от выделения им ферментов, растворяющих пектин. Кроме того, они активно участвуют в разложении целлюлозы. Грибы образуют целлюлазы, которые можно выделить из мицелия и из питательной среды.

Юб

Fusarium а — конидии; б — мицелий

Рис. 4.10. Fusarium а — конидии; б — мицелий

Возникающие в процессе деятельности человека новые материалы и продукты (стекло, пластмассы, бумага, различные, сложные по составу, промышленные материалы, продукты и т.д.) приводят к тому, что грибы адаптируются к этим специфическим субстратам, осваивают их и, таким образом, формируют новые эколого-трофические группы. При этом наносится значительный ущерб материалам и продуктам (особенно продуктам питания). Велика роль грибов как биодеструкторов различных материалов и изделий. Известно, что в аэробных условиях значительная роль в разложении целлюлозы принадлежит грибам, в том числе Fusarium, которые в этом отношении эффективнее бактерий, особенно в кислой среде.

Род Rhizopus (вульгарная хлебная плесень) выделяет молочную, яблочную, муравьиную кислоты, этанол (рис. 4.11). Способность к образованию фумаровой кислоты характерна для грибов порядка Mucorales (Mucor, Rhizopus). Кроме того, этот гриб участвует в синтезе стероидов.

Грибы рода Rhizopus образуют неветвящиеся, окрашенные в темно-бурый цвет спорангиеносцы, растущие пучками, у основания которых имеются корневидные образования — ризоиды, с помощью которых гриб прикрепляется к субстрату. Ризопус распространяется по субстрату очень быстро с помощью длинных стелющихся гиф {столонов), напоминающих усы клубники.

Rhizopus

Рис. 4.11 .Rhizopus:

а — ризоиды; б — столон; в — спорангиеносец; г — спорангий

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >