За счет чего происходит размножение дрожжей

Способы размножения.

Дрожжи размножаются 3-мя способами – вегетативным, бесполым, половым.

Вегетативное размножение происходит путём почкования и деления.

Почкование – самый распространённый способ размножения дрожжей. Образование почек происходит путем появления на поверхности клетки небольшого сферического выроста, который увеличивается в размерах и отходит от материнской клетки, этому предшествует репродукция органелл. Одна клетка может давать начало новым 20-30 клеткам. У сахаромицетов до 40. На поверхности может быть образована не одна, а несколько почек, такое почкование называется многосторонним или множественным.

К почкующимся дрожжам относятся представители культурных дрожжей рода Saccharomyces.

Размножение делением встречается гораздо реже, чем почкование. В клетке образуется перегородка за счёт инвагинации ЦПМ и клетка делится на 2 не всегда равные части. Клетки после деления могут оставаться одиночными, как у Schizosacchoromyces (получение крепкого пива и рома в жарких странах), либо образуют мицелий (псевдомицелий), который распадается на отдельные клетки, называемые артроспорами – род Triciosporon.

При размножении почкующимся делением почка закладывается только у донного полюса. После созревания почка отделяется по поперечной перегородке, образующейся в перешейке. При этом клетки приобретают лимонную, грушевидную или веретеновидную форму – р. Nadsonia.

Помимо почкования многие дрожжи могут размножаться с помощью спор, которые образуются либо бесполым, либо половым способом. Спорами дрожжи размножаются редко и только в неблагоприятных условиях.

При бесполом размножении ядро клетки делится на столько частей, сколько образуется спор у данного вида дрожжей, и уже после этого в клетке, как в сумке, формируются споры, их называют аскоспоры.

Бесполое размножение может происходить баллистоспорами, которые образуются на заострённых выростах клеток – стеригмах. После созревания баллистоспоры отстреливаются (р. Sporobolomyces, Bullera)

У некоторых дрожжей образуются бесполые эндоспоры, которые появляются в клетках мицелия или отде6льных клетках старой культуры.

Для патогенных дрожжей характерно развитие патогенных хламидоспор – толстостенных вегетативных клеток, заполненных резервным липидным материалом (Cryptococcus, Zypomyces).

Образование спор половым путем происходит после слияния двух гаплоидных клеток. Этот процесс называется копуляция. В результате копуляции после плазмо- и кариогамии зигота напосредственно развивается в сумку, где диплоидное ядро после первого деления в мейозе претерпевает редукцию, Образуются гаплоидные аскоспоры. У некоторых дрожжей копулируют даже прораставшие споры, количество спор в клетке колеблется от 2 до 12. Также существует большая группа дрожжей, с экзогенным образованием половых спор – на проростках, называемых промицелием. Большинство спор овальные, круглые, но могут быть игловидными, шляповидными. На поверхности их могут быть выросты, бородавки, ободки.

У так называемых культуральных дрожжей, используемых в промышленности, способность к спорообразованию утрачена. Споры дрожжей менее стойки, чем бактериальные споры. Попав в благоприятные условия они прорастают в клетки.

Роль и применение.

Дрожжи – самые древние из культивируемых человеком м/о, их можно рассматривать как одомашненные м/о. Промышленное применение нашли представители аско- и базидиомицетов. С древних времён дрожжи используют в заквасках для получения хлеба (S. cerevisiae) и кисломолочных продуктов, при изготовлении пива (S. carsbergensis – типичные низовые дрожжи), вин (S. vini), спирта, используя их способность превращать различные углеводы в этанол и CO₂.

Из дрожжей получают липиды, полисахариды, белки, многоатомные спирты, органические кислоты, витамины, ферменты. Дрожжевые препараты находят применение в фармакологии и медицине. Дрожжи р. Candida, Torulopsis при выращивании их на углеводсодеращих средах (углеводородах, сульфитных щёлоках, барде) в биомассе накапливают большое количество белка, и их получают как кормовой продукт для с/х животных.

Дрожжи широко распространены в природе и в окружающей человека среде. Они активно размножаются в субстратах, где имеются доступные растворимые источники углеводов – соках, сиропах, плодах, сокотечениях деревьев, на поверхности листьев, в воде, почве. Хотя дрожжи и не вызывают образование токсических веществ при развитии на пищевых продуктах, они меняют их вкус, запах и внешний вид. Некоторые дрожжи связаны с животными и человеком и могут являться возбудителями заболеваний – микозов–кандидозов.

Дата добавления: 2017-03-29 ; просмотров: 1483 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

ГК «Униконс»

Продвижение и реализация комплексных пищевых добавок, антисептиков и др. продукции.

«Антисептики Септоцил»

Септоцил. Бытовая химия, антисептики.

«Петритест»

Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.

«АльтерСтарт»

Закваски, стартовые культуры. Изготовление любых заквасок для любых целей.

ВНИМАНИЕ: Уважаемые клиенты и дистрибьюторы!

Форма, размеры и строение дрожжей/Размножение дрожжей

Клетки дрожжей обычно имеют сферическую форму— эллипсовидную или яйцевидную. Встречаются круглые, цилиндрические, лимонообразные (рис. 7) клетки. Форма не является надежным признаком для распознавания дрожжей, так как может заметно, меняться в зависимости от условий развития.

Размеры дрожжевых клеток довольно велики в сравнении с бактериями. В зависимости от вида дрожжей, их возраста, условий питания они колеблются в пределах 1—5 мкм по наименьшему диаметру и до 15 мкм по наибольшему диаметру.

В каждой клетке имеется четко отграниченное от цитоплазмы ядро, которое хорошо различимо в препаратах, окрашенных специальными красителями, связывающимися с веществами ядра и не окрашивающими цитоплазму.

У всех дрожжей отсутствуют жгутики, поэтому они неподвижны. В цитоплазме дрожжей имеются крупные вакуоли, хорошо заметные даже при небольшом увеличении; тельца, аналогичные по функциям мезосомам, — митохондрии; рибосомы; запасные питательные вещества.

Размножение дрожжей

Различные представители этой группы микроорганизмов размножаются по-разному. Большинство дрожжей размножается почкованием. При этом на теле клетки образуется одно, а иногда несколько вздутий, в которые из материнской клетки поступают половина ядра, часть цитоплазмы и прочие структурные элементы. Затем почка отделяется от клетки. Иногда почки, еще не отделившись, начинают в свою очередь почковаться. В результате образуется целое скопление дрожжевых клеток (сросток почкования).

У некоторых видов дрожжей размножение осуществляется делением. Образуется перегородка, в результате чего клетка делится на две, не всегда равные части. При последовательном делении может образоваться целая цепочка, которая в конечном итоге распадается на отдельные дрожжевые клетки.

Размножение дрожжей — процесс более длительный, чем у бактерий. В благоприятных условиях он происходит в течение нескольких часов.

Некоторые дрожжи, развиваясь на поверхности жидких субстратов, образуют довольно плотные морщинистые пленки, под которыми субстрат подвергается порче или его вещества превращаются в углекислый газ и воду; в результате снижается выход полезных продуктов. Особенно велик ущерб от таких дрожжей в виноделии, пивоварении, при хранении квашеных овощей.

У отдельных дрожжей поверхностные пленки настолько прочны, что могут служить белковым материалом для выдубливания.

Есть дрожжи, которые, кроме почкования и деления, размножаются еще и спорообразованием. Количество спор в дрожжевой клетке от 1 до 12, но чаще, 4. Споры имеют круглую, овальную или иную форму, часто причудливую (вид шляпы и др.). Образование спор может происходить бесполым и половым путем.

У многих так называемых культурных дрожжей, т. е. у дрожжей, издавна культивируемых человеком для производственно-хозяйственных целей, способность к спорообразованию ослаблена, а иногда полностью утрачена.

Споры дрожжей более устойчивы к вредным воздействиям, чем вегетативные клетки. Спорообразование наступает всегда после некоторого периода вегетативного размножения, т.е. после некоторых изменений в составе среды, побуждающих к спорообразованию. Другие неблагоприятные условия, в частности голодание, также способствуют образованию спор. Таким образом, классификация дрожжей весьма затруднена. Однако исходя из особенностей размножения, способности или неспособности к использованию некоторых Сахаров и ввиду других признаков представляется возможным построить практическую классификацию.

Источник

Каким образом размножаются дрожжи?

Жизнь человека невозможна без микроорганизмов, которые приносят большую пользу. Они живут рядом, хотя не видны невооруженным глазом. В данной статье рассматривается, как размножаются дрожжи и другие микроорганизмы.

Дрожжи: определение

Форма у клеток дрожжей бывает овальная, яйцевидная, эллиптическая, реже встречается цилиндрическая или палочковидная, лимоновидная и грушевидная. Масса, размер, форма у клеток разные. На их параметры оказывает влияние среда обитания и возраст клеток.

Как размножаются дрожжи?

У каждого микроорганизма свои способы размножения. У дрожжей их несколько. Как размножаются дрожжи? Этому виду одноклеточных организмов свойственны такие способы, как почкование и спорообразование. Но иногда размножение происходит в результате деления клетки на две части, то есть пополам. На вопрос о том, какой способ размножения характерен для дрожжей, ответ простой – почкование. А вообще на способ размножения оказывают влияние условия жизнедеятельности и виды одноклеточного организма.

Размножение дрожжей почкованием

Каким способом размножаются дрожжи? Если кратко – тремя, но основным является почкование. Этот способ размножения носит название вегетативного и заключается в отделении дочерней клетки от материнской. В этом случае говорят, что дрожжи размножаются почкованием. Как это происходит? Материнская клетка на своей поверхности образует бугорок, который называют почкой. Его размеры увеличиваются, и, наконец, он вырастает. Почку и производящую ее клетку разделяет перетяжка (канал). Он постепенно начинает сужаться, в результате чего происходит отделение дочерней клетки, в которую переходят клеточные элементы из клетки материнской, но только не полностью, а их часть.

Такой способ размножения характерен для лимоновидных дрожжей. Для его осуществления нужны благоприятные условия, при которых будет достаточно питания для клеток, обеспечен хороший доступ воздуха. Для процесса размножения дрожжей оптимальной считается температура 25 о С. С какой скоростью размножаются дрожжи? Если условия будут благоприятными, процесс может длиться примерно два часа.

Часто бывает, что отсоединение молодых клеток не произошло, они остались вместе с материнской. В данном случае и на них происходит процесс почкования. Результатом такого деления является образование целого скопления клеток, соединенных друг с другом.

Размножение дрожжей спорообразованием

Другим способом размножения дрожжей является спорообразование. Образование спор происходит внутри клетки. Их количество может быть разным: от 2 до 12 штук. Как размножаются дрожжи? Процесс может происходить двумя способами:

Споры дрожжей

В большинстве случаев у спор круглая или овальная форма. Они обладают большей устойчивостью к воздействиям внешних факторов, чем клетки вегетативные. Образованию спор способствуют неблагоприятные условия, в которых обитает клетка. Например, произошел резкий переход в питании: от хорошего к плохому. Так как образование спор происходит бесполым способом, то и набор хромосом у них один. Но существуют дрожжи (аспорогенные), которые вообще не образуют спор.

Как размножаются дрожжи? Этот процесс может происходить как способом почкования, так и спорообразованием. Такие дрожжи носят название «истинных». Некоторые виды дрожжей не обладают способностью образовывать споры. Процесс их размножения происходит только одним способом – почкованием. Таким дрожжам дали другое название – «ложные».

Как классифицируются дрожжи?

Дрожжи относят к классу аскомицетов по классификации Кудрявцева. В его составе насчитывается три семейства. Клетки дрожжей семейств отличаются по форме, их размножение происходит разными путями.

Какое значение имеют дрожжи?

Практическое применение дрожжей является неотъемлемой частью производства хлебобулочных изделий, спирта. Их используют в пивоварении, а также для приготовления кваса. Условия обитания дрожжей оказывают на них сильное влияние, в результате чего некоторые их разновидности приобрели признаки, называемые обособленными. Такие дрожжи получили название «расы».

Для изготовления продукции каждой отраслью промышленности используется своя раса. Например, для производства алкогольных напитков нужны дрожжи с высокой способностью активного сбраживания сахара при высокой температуре (до 30 о С). Пиво готовится с использованием расы, обладающей медленным сбраживанием. Выпечка хлеба и булочек осуществляется с применением расы, которая быстро размножается, накапливает энергию и подъемную силу. Вот почему изделия из муки выглядят пышными.

Однако существуют дрожжи, вредные для производства пива. Развиваясь в продукте, они способствуют получению неприятного вкуса и запаха. Такие дрожжи и дрожжеподобные организмы не способны образовывать споры. Более того, их присутствие портит сырье и готовый продукт.

Грибы плесневые

Их появление на планете Земля относится к далекому прошлому: 200 млн лет тому назад. У плесени неограниченные возможности. Она может отнять жизнь у человека, а может спасти в трудную минуту. Вид у плесени очень красивый, но, несмотря на это, она вызывает отвращение. Данному виду организмов свойственно формировать ветвящийся мицелий, размер которого микроскопический. Грибам, а также подобным им организмам свойственно широкое распространение в природе.

Грибы плесневые: строение

Данный вид микроорганизмов насчитывает много разновидностей, но все они характеризуются типичными чертами. Основу вегетативного тела составляет мицелий или грибница – тонкие нити (гифы), способные сильно ветвиться. Местом расположения гифов является поверхность или внутренняя часть субстрата в районе поселения гриба. Плесени, образуя грибницы, занимают большие площади. У мицелия низших грибов неклеточное строение, а у плесневых он разделяется на клетки.

При неблагоприятных условиях гриб может образовывать стадию покоя, которая называется склероций. Это крепкие желвачки, поверхность которых твердая. Их образуют переплетенные между собой гифы. При благоприятных условиях склероций прорастает, образуя отдельные органы, предназначенные для размножения.

Бактерии

Это микроорганизмы, состоящие из одной клетки. Их размер достигает 10 мкм. По форме они делятся на палочковидных, шаровидных, извитых. Параметры бактерий изменяются при изменении внешних факторов среды их обитания.

Клетки бактерий состоят из капсул, цитоплазматических мембран, клеточных стенок, цитоплазмы, в которой расположены рибосомы, мезосомы, включения, нуклеоид. Некоторым бактериальным клеткам свойственно наличие жгутиков и образование спор. Клетки отличаются способом питания. Согласно этому признаку, бактерии бывают автотрофы, гетеротрофы. Способы дыхания у них тоже различаются. В этой связи бактерии различают как аэробы и анаэробы.

Это интересно

Источник

Какие бывают способы размножения дрожжей?

Для приготовления самогонной браги используют хлебопекарные, спиртовые и винные дрожжи. Хотя бы один способ размножения дрожжей знает каждый винодел. Они применяются в том случае, когда нет возможности по разным причинам приобрести продукт в розничной или оптовой торговле.

Как проходит размножение

Задача дрожжей в браге — превращать сладкое сусло в приятный алкогольный напиток. Сбраживающие сахар микроорганизмы могут относится к одному виду Saccharomyces cerevisiae, но отличаться своей активностью. Чем меньше сила микрофлоры в виноматериале, тем больше её требуется для сбраживания. Для размножения дрожжей в домашних условиях достаточно взять 10-20 гр.

В качестве питательной среды для микрофлоры при размножении лучше всего пророщенное зерно или картофель.

Широкое распространение получил в среде домашних виноделов способ размножения дрожжей на картошке. Выращивать на этом сырье можно дрожжи любого вида: сухие, прессованные, жидкие.

Дозировка дрожжей напрямую оказывает влияние на скорость и качество процесса брожения. При их недостатке в браге продолжительность брожение значительно увеличивается. Некоторые дрожжи начинают выделять вредные вещества. В такой ситуации необходимо дополнительно добавить в брагу штаммы дрожжей.

Для быстрого роста дрожжевых клеток требуется не только сахар, но кислоты и микроэлементы. Они ускоряют биохимические процессы. Эти особенности учитываются при выборе сырья для приготовления питательной смеси. Размножение дрожжей происходит почкованием спор. Иногда происходит деление клетки пополам. Оптимальная температура почкования спор 25°С.

Размножение на картофеле

Питательная среда для микрофлоры готовится из небольших клубней. Достаточно взять 2-3 картофелины, очистить от кожуры и натереть их на тёрке. В измельчённый картофель добавляют:

Смешанный с сахаром, водой и солью картофель тщательно перемешивается. После этого эту смесь доводят до кипения, но не кипятят. Снятая с огня смесь охлаждается до температуры 30°С и переливается в стеклянную банку так, чтобы её объём был заполнен на 60%. В прошедшую термообработку питательную среду добавляют положенные по рецептуре дрожжи и всё перемешивают.

На горлышко банки натягивают резиновую перчатку, в которой предварительно прокалывают «пальцы». Процесс размножения должен проходить без доступа света. Банку можно поставить в закрытый кухонный стол. Через 10-12 часов после приготовления в питательной смеси активность дрожжей достигнет своего максимума, а через сутки она полностью прекратиться.

Перебродившую питательную смесь переливают в банку меньшего объёма и плотно закрывают крышкой. Хранят продукт в прохладном месте не больше 20 дней. Перед добавлением в брагу дрожжевая смесь освежается. Для этого её разводят сладким раствором, который готовят из 100 мл воды и 25 гр сахара. На 4 часа готовый продукт ставят в тёмное место, после чего добавляют его в брагу.

Размножение на солоде

Максимальный рост солодовая питательная среда даёт спиртовым дрожжам. Этот вид микрофлоры лучше всего подходит для самогоноварения. Солод содержит в своём составе необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов элементы и вещества. Для размножения дрожжей можно использовать солод, приготовленный из зерна любых злаков.

Лучшие результаты при размножении спиртовых дрожжей отмечаются у сырья, сделанного из ржи.

Питательную смесь готовят из:

Ингредиенты смешивают до сметанообразной массы и медленно нагревают до t 60—62°С. Такая температура является оптимальной для прохождения процесса осахаривания солода. Он проходит под действием находящихся в продукте ферментов 2-2,5 часа. После этого солодовую массу доводят до кипения и стерилизуют в течение 20 минут. Вносить дрожжи для размножения в питательную среду можно после её охлаждения до t 28-31°С.

Зачем нужно размножать дрожжи?

В домашнем виноделии дрожжи размножают по 2-м основным причинам:

при недостатке дрожжей для производства браги;

Источник

Дрожжи размножаются быстрее, если их попеременно то охлаждать, то нагревать

Температура 30-33°С оптимальна для размножения дрожжей, но только в том случае, если ее поддерживать постоянно. Экспериментально показано, что повышение температуры до сверхоптимальной (37,5-40°С) стимулирует ускоренное размножение дрожжей, если до этого они жили при более низкой температуре (14-30°С). При длительном воздействии повышенной температуры дрожжи теряют терморезистентность, однако способны восстановить ее за всего за одно поколение при 20°С. По-видимому, это свойство является адаптацией к суточным колебаниям температуры в природе. Предполагается, что механизм, позволяющий дрожжам проявлять терморезистентность, локализован в клеточной мембране и его функционирование зависит от энергетической и хемиосмотической систем клеток.

Дрожжи Saccharomyces cerevisiae применяются в производстве алкогольной и хлебопекарной продукции, также они широко используются в научных исследованиях. Так, S. Cerevisiae стали первыми эукариотами, чей геном был полностью секвенирован. Этот же вид послужил одним из модельных объектов при изучении способности микроорганизмов к опережающему реагированию, т.е. к предвидению изменения условий окружающей среды (см.: У микробов обнаружена способность к предвидению. «Элементы», 23.06.09). На культуре S. Cerevisiae ведутся исследования механизмов экспрессии генов, роли белков теплового шока и многие другие.

Дрожжи S. Cerevisiae в природе обитают на поверхности поврежденных сладких и сочных плодов, в нектаре цветов или в местах истечения растительных соков. В течение суток температура естественной среды обитания дрожжей подвергается резким колебаниям. Естественно предположить, что в процессе эволюции дрожжи должны были хорошо приспособиться к таким перепадам.

Работа сотрудника НИИ Биологии и биофизики при Томском государственном университете В.А. Калюжина посвящена поиску этих адаптаций. Автор исследовал развитие устойчивости S. cerevisiae к повышению температуры. Показателем устойчивости принимается скорость размножения (почкования) дрожжевых клеток.

В первой серии опытов 12 поколений дрожжей выращивали в насыщенной питательными веществами среде при оптимальной кислотности (pH=4) и постоянной температуре. Разные подопытные популяции содержались при температурах от 14 до 40°С, что примерно соответствует диапазону температурных колебаний в естественных условиях обитания в летний период. Быстрее всего дрожжи размножались при 30-33°С (табл. 1).

Следующая серия экспериментов – выращивание культур сначала при низкой температуре t₁, а затем при более высокой t₂ (остальные условия не менялись) – показала, что при переходах t₁ →t₂ в диапазоне t₂ от 20 до 36°С скорость размножения дрожжей достигает значения, отмеченного при культивировании в стационарном режиме при температуре t₂, в первом же поколении (табл. 2). Однако при повышении температуры до сверхоптимальной (37,5-40°С) скорость размножения дрожжей значительно возрастала по сравнению с культурами стационарных температур начального и конечного режимов (при 40-45°С клетки все же быстро погибали). Клетки были способны поддерживать высокий темп деления при сверхоптимальной температуре t₂ на протяжении 4-6 часов (2-4 поколений). После этого скорость размножения снижалась до того уровня, который характерен для дрожжей, выращиваемых при постоянной температуре t₂.

Таблица 2. Скорость размножения дрожжей при переходе от низких к высоким температурам. Римскими цифрами показан порядковый номер поколения, начиная с момента увеличения температуры (из обсуждаемой статьи В.А.Калюжина)

Таким образом, переход к повышенным температурам стимулировал ускоренное размножение дрожжей, ранее живших в более прохладных условиях. В.А. Калюжин называет данное свойство терморезистентностью и полагает, что это адаптация, позволяющая дрожжам в природе благополучно пережить период послеполуденного максимума температур.

Автор исследовал факторы, необходимые для формирования внутриклеточных условий, обеспечивающих терморезистентность.

Дрожжи в течение 12 поколений выращивали при 37,5°С (время одной генерации – 5 часов, см. табл. 1). Затем температуру снижали до 20°С (время одной генерации также 5 часов), выдерживали в течение различных интервалов времени и вновь подогревали до 37,5°С. Оказалось, что достаточно 4-6 часового пребывания культуры в прохладе, чтобы время первой генерации при повышении температуры составило 2,6 часа – как при переходе 20→37,5°С (табл. 2). Следовательно, для приведения системы терморезистентности в полную «боевую готовность» дрожжам необходимо 4-6 часов пребывания при пониженной температуре. Это сопоставимо с длительностью и величиной ночного понижения температуры в природе, т.е. ночью дрожжи успевают сформировать терморезистентность, которая реализуется днем.

Возможный биохимический механизм системы терморезистентности изучался путем создания дефицита в питательной среде различных веществ (глюкозы, солей азота, фосфора, калия, магния, а также бета-аланина и дестиобиотина – факторов роста растительного происхождения, которые нужны дрожжам для нормального развития).

Для подтверждения роли биоэнергетической системы в обеспечении терморезистентности были проведены опыты с 2,4-динитрофенолом (ДНФ), который ингибирует фосфорилирование, т.е. синтез АТФ из АДФ и фосфата. В присутствии ДНФ рост дрожжей прекращался в первый час после повышения температуры до 37,5°С, однако после удаления ДНФ терморезистентность восстанавливалась.

При закислении среды (до pH 2,35) дрожжи также прекращали размножаться в первый час после повышения температуры до 37,5°С и снова начинали при повышении pH до 4.

В.А. Калюжин считает, что поскольку «pH фактор оказывает влияние в основном на хемиосмотическую систему плазмолеммы клетки,… ДНФ ингибирует не только систему, расположенную в плазмалемме, но и митохондральный комплекс хемиосмотической системы», то «проявление терморезистентности осуществляется за счет активности хемиосмотической энергетической системы, локализованной в плазмалемме дрожжевой клетки».

Автор обращает внимание на то, что дрожжи, лимитированные источником азота, необходимым для синтеза белков, не теряют свойства терморезистентности. Поэтому, скорее всего, в формировании терморезистентности синтез белков, в том числе белков теплового шока, ключевой роли не играет.

Таким образом, терморезистентность дрожжей, являющаяся адаптацией к суточным колебаниям температуры в природных условиях, формируется в период понижения температуры и зависит в основном от активности хемиосмотической энергетической системы.

Описанное свойство терморезистентности может быть использовано в прикладной биотехнологии для управления скоростью роста дрожжей и, вероятно, других культур при помощи температурного фактора.

Источник