Warum Hefe zum Reich der Pilze gehört. Allgemeine Merkmale des Reiches der Pilze

THEMA 2 EINZELLORGANISMEN. ÜBERGANG ZUR REICHEN KLINITÄT

§16. EINZELLIGE PILZE – HEFE

Erinnern Sie sich an den Aufbau und die Funktionen der Zellmembran in Pflanzenzellen. Was ist Biotechnologie?

Welche Organismen werden Pilze genannt? Sie wissen bereits, dass Pilze in eine eigene Gruppe eingeteilt werden. Später werden wir uns die Strukturmerkmale, Lebensprozesse und Vielfalt dieser Organismen genauer ansehen. Denken wir jetzt daran, dass Pilze im Gegensatz zu Pflanzen nicht zur Photosynthese fähig sind. Sie können nur Lösungen organischer Substanzen zu sich nehmen. Die Pilzzelle hat eine dichte Zellwand, ähnlich wie Pflanzenzellen. Es enthält ein spezielles Kohlenhydrat – Chitin.

Es ist interessant zu wissen, dass das Kohlenhydrat Chitin auch Teil der Haut von Insekten ist.

Betrachten Sie Abbildung 65, A. Die meisten Pilze haben einen Körper in Form einzelner Fäden. Ihre Gesamtheit wird Myzel genannt.

Reis. 65. A. Schema des Aufbaus des Hutpilzes: Achten Sie auf die im Boden befindlichen Pilzfäden (1).

Würde. Hefezellstruktur:

1 - Zellmembran;

2 - Zytoplasma; 3 - Vakuole

3 Zellsaft; 4 - Kern

Unter den Pilzen gibt es sowohl mehrzellige als auch einzellige. In dieser Lektion lernen wir einzellige Vertreter von Pilzen kennen – Hefe. Im Gegensatz zu den meisten Pilzen bilden sie keine Pilzfäden. Hefezellen haben eine kugelförmige oder ovale Form (Abb. 65, B).

Hefe kann in Gewässern leben, an Land bietet sie jedoch Vorteile für Orte, die reich an Kohlenhydraten sind. Dabei kann es sich um die Oberfläche von Früchten und Blättern, Blütennektar und dergleichen handeln. Im Boden kommen nur wenige Hefearten vor. Die bekannteste Hefe ist die Zucker- oder Bäckerhefe.

Reis. 66. Der Knospungsprozess in Hefe:

1 - Mutterzelle; 2 - Nierenbildung (a); 3 - Zellketten

Zuckerhefe vermehrt sich durch sogenanntes Sprossen (Abb. 66). Dabei wird eine kleinere Tochterknospe von der Mutterzelle getrennt. Bei anderen Vertretern der Hefe ist eine Vermehrung durch Halbierung der Zelle möglich.

Unter günstigen Bedingungen ( erhöhte Temperatur, ausreichende Menge an Zucker, Sauerstoff) Bäckerhefe Sie können so schnell springen, dass sie Zellketten bilden. Zellen in solchen Ketten halten nicht sehr fest zusammen. Daher können sie leicht voneinander getrennt werden. Aus jeder Mutterzelle können 20–30 Knospen entstehen.

Welche Bedeutung hat Hefe in der Natur und im menschlichen Leben? Seit der Antike verwenden Menschen Hefe zum Brotbacken. Archäologische Untersuchungen haben gezeigt, dass im alten Ägypten vor mehr als 4.500 Jahren Zuckerhefe zum Brotbacken verwendet wurde.

Der Teig, in dem Hefe verwendet wird, wird locker und erhält eine angenehme Konsistenz Geschmacksqualitäten. Wodurch? Während der Lebensdauer der Hefe wird diese freigesetzt Kohlendioxid. Die Blasen dieses Gases heben den Teig an und machen ihn locker und weich.

Es ist interessant zu wissen, dass Bierhefe reich an Vitaminen ist. Wie Sie wissen, sind Vitamine für das normale Wachstum und die normale Entwicklung unseres Körpers notwendig. Trockene Bierhefepräparate können in Apotheken erworben werden. Die gleichen Vitaminpräparate auf Hefebasis werden auch für Haustiere verwendet.

Menschen verwenden bestimmte Hefearten, um proteinreiche Nahrungsergänzungsmittel herzustellen. Hefezusätze werden bei der Herstellung von Tierfutter verwendet. Dabei handelt es sich um die sogenannte Futterhefe. Einige Hefearten werden zur Reinigung ölverseuchter Gewässer eingesetzt.

Es ist interessant, das zu wissen In letzter Zeit Bestimmte Hefekulturen werden zur Herstellung moderner, kostengünstiger Biokraftstoffe eingesetzt. Es wird aus pflanzlichem Material hergestellt – Stroh oder Abfällen aus der holzverarbeitenden Industrie.

Hefen der Gattung Candida leben normalerweise in unserem Körper, insbesondere im Darm, und schädigen ihn nicht. Im Falle einer Massenvermehrung können sie jedoch bei geschwächten Menschen Krankheiten verursachen Immunsystem. Zum Beispiel, z langfristige nutzung Antibiotika. Diese Krankheit wird Soor genannt. Betroffen sind die Nägel, die Mundschleimhäute und andere Organe. Ein wirksames Mittel Es soll die Vermehrung von Pilzen der Gattung Candida im Darm verhindern Regelmäßiger Gebrauch Joghurts und andere Milchsäureprodukte, die für unseren Körper nützliche Bakterien enthalten.

Wissen verallgemeinern

Hefen sind einzellige Pilze. Ihre Zellen sind oval oder kugelförmig. Sie bilden keine Pilzfäden.

Hefe bevorzugt Medien mit hoher Inhalt Zucker: Oberflächen von Früchten und Blättern, Blütennektar usw.

Hefe vermehrt sich durch Knospenbildung.

Zuckerhefe wird in der Backindustrie häufig verwendet.

Erweitern Sie Ihren biologischen Wortschatz: Myzel, Hefe, Knospenbildung.

PRÜFEN SIE IHR WISSEN

Wählen Sie eine richtige Antwort

1. Zuckerhefe vermehrt sich: a) durch Halbierung; b) Knospung; c) Streitigkeiten.

2. In Zellen Zuckerhefe Zellmembran: a) ja; b) nein.

Beantworte die Frage

1. In welchen Wirtschaftszweigen verwendet eine Person Hefe?

2. Welchen Schaden kann Hefe beim Menschen anrichten?

Denk darüber nach. Warum Hefeteig Soll ich es an einem warmen Ort aufbewahren?

Pilze sind alte heterotrophe Organismen, die im Gesamtsystem der lebenden Natur einen besonderen Platz einnehmen. Sie können entweder mikroskopisch klein sein oder mehrere Meter erreichen. Sie siedeln sich auf Pflanzen, Tieren, Menschen oder auf toten organischen Stoffen, auf den Wurzeln von Bäumen und Gräsern an. Ihre Rolle in Biozönosen ist groß und vielfältig. In der Nahrungskette sind sie Zersetzer – Organismen, die sich von toten organischen Überresten ernähren und diese Überreste einer Mineralisierung in einfache organische Verbindungen unterziehen.

In der Natur spielen Pilze eine positive Rolle: Sie sind Nahrung und Medizin für Tiere; Sie bilden eine Pilzwurzel und helfen den Pflanzen, Wasser aufzunehmen. Als Bestandteil von Flechten bieten Pilze einen Lebensraum für Algen.

Pilze sind chlorophyllfreie niedere Organismen, die etwa 100.000 Arten vereinen, von kleinen mikroskopisch kleinen Organismen bis hin zu Riesen wie Zunderpilz, Riesenregenmantel und einigen anderen.

Im System der organischen Welt nehmen Pilze einen Platz ein Sonderstellung, das zusammen mit dem Tier- und dem Pflanzenreich ein eigenes Königreich darstellt. Ihnen fehlt Chlorophyll und sie benötigen daher fertige organische Stoffe zur Ernährung (sie gehören zu heterotrophen Organismen). In Bezug auf das Vorhandensein von Harnstoff im Stoffwechsel, Chitin in der Zellmembran und einem Reserveprodukt – Glykogen und nicht Stärke – ähneln sie Tieren. Andererseits ähneln sie in ihrer Ernährungsweise (durch Absorption, nicht durch Nahrungsaufnahme) und ihrem unbegrenzten Wachstum Pflanzen.

Pilze haben auch einzigartige Eigenschaften: Bei fast allen Pilzen ist der vegetative Körper ein Myzel oder Myzel, das aus Fäden – Hyphen – besteht.

Dabei handelt es sich um dünne, fadenförmige Röhrchen, die mit Zytoplasma gefüllt sind. Die Fäden, aus denen der Pilz besteht, können eng oder locker miteinander verflochten, verzweigt, miteinander verwachsen sein und mit bloßem Auge sichtbare Filme wie Filz oder Stränge bilden.

Bei höheren Pilzen sind die Hyphen in Zellen unterteilt.

Pilzzellen können einen bis mehrere Kerne haben. Zellen verfügen neben Kernen auch über weitere Strukturbestandteile (Mitochondrien, Lysosomen, endoplasmatisches Retikulum etc.).

Struktur

Der Körper der allermeisten Pilze besteht aus dünnen fadenförmigen Gebilden – Hyphen. Ihre Kombination bildet das Myzel (oder Myzel).

Durch die Verzweigung bildet das Myzel eine große Oberfläche, die die Aufnahme von Wasser und Nährstoffen gewährleistet. Herkömmlicherweise werden Pilze in niedrigere und höhere Pilze unterteilt. Bei niederen Pilzen haben Hyphen keine Querwände und das Myzel ist eine stark verzweigte Zelle. Bei höheren Pilzen sind die Hyphen in Zellen unterteilt.

Die Zellen der meisten Pilze sind mit einer harten Schale bedeckt; Zoosporen und der vegetative Körper einiger Einzelpilze haben diese nicht. Das Zytoplasma des Pilzes enthält Strukturproteine ​​und Enzyme, Aminosäuren, Kohlenhydrate und Lipide, die nicht mit Zellorganellen assoziiert sind. Organellen: Mitochondrien, Lysosomen, Vakuolen mit Speicherstoffen – Volutin, Lipide, Glykogen, Fette. Es gibt keine Stärke. Eine Pilzzelle hat einen oder mehrere Zellkerne.

Reproduktion

Bei Pilzen wird zwischen vegetativer, asexueller und sexueller Fortpflanzung unterschieden.

Vegetativ

Die Fortpflanzung erfolgt durch Teile des Myzels, spezielle Formationen - Oidien (gebildet durch den Zerfall von Hyphen in einzelne kurze Zellen, aus denen jeweils ein neuer Organismus entsteht), Chlamydosporen (gebildet auf ungefähr die gleiche Weise, aber haben eine dickere, dunkel gefärbte Schale, vertragen ungünstige Bedingungen gut), durch Sprossung von Myzel oder einzelnen Zellen.

Zur asexuellen vegetativen Vermehrung spezielle Geräte werden nicht benötigt, aber es erscheinen nicht viele Nachkommen, sondern nur wenige.

Bei der asexuellen vegetativen Fortpflanzung wachsen die Zellen des Filaments, die sich nicht von ihren Nachbarn unterscheiden, zu einem ganzen Organismus heran. Manchmal zerreißen Tiere oder Umweltbewegungen die Hyphen.

Es kommt vor, dass bei ungünstigen Bedingungen der Faden selbst in einzelne Zellen zerfällt, aus denen jeweils ein ganzer Pilz entstehen kann.

Manchmal bilden sich am Faden Wucherungen, die wachsen, abfallen und einen neuen Organismus entstehen lassen.

Oft bilden manche Zellen eine dicke Membran. Sie überstehen Austrocknung, bleiben bis zu zehn Jahre oder länger keimfähig und keimen unter günstigen Bedingungen.

Bei der vegetativen Vermehrung unterscheidet sich die DNA der Nachkommen nicht von der DNA des Elternteils. Diese Art der Fortpflanzung erfordert keine besonderen Geräte, die Zahl der Nachkommen ist jedoch gering.

Asexuell

Bei der asexuellen Sporenvermehrung bildet der Pilzfaden spezielle Zellen, die Sporen bilden. Diese Zellen sehen aus wie Zweige, die nicht wachsen und die Sporen nicht von sich trennen können, oder wie große Blasen, in denen sich Sporen bilden. Solche Formationen werden Sporangien genannt.

Bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung unterscheidet sich die DNA der Nachkommen nicht von der DNA der Eltern. Für die Bildung jeder Spore werden weniger Substanzen aufgewendet als für einen Nachkommen während der vegetativen Vermehrung. Ungeschlechtlich produziert ein Individuum Millionen von Sporen, sodass der Pilz eine größere Chance hat, Nachkommen zu hinterlassen.

Sexuell

Bei der sexuellen Fortpflanzung treten neue Merkmalskombinationen auf. Bei dieser Art der Fortpflanzung wird die DNA der Nachkommen aus der DNA beider Elternteile gebildet. Bei Pilzen erfolgt die DNA-Verknüpfung auf unterschiedliche Weise.

Verschiedene Möglichkeiten, die DNA-Vereinigung während der sexuellen Vermehrung von Pilzen sicherzustellen:

Irgendwann verschmelzen die Kerne und dann die DNA-Stränge der Eltern, tauschen DNA-Stücke aus und trennen sich. Die DNA des Nachkommen enthält Abschnitte, die er von beiden Elternteilen erhalten hat. Daher ist der Nachkomme in mancher Hinsicht einem Elternteil ähnlich und in mancher Hinsicht dem anderen ähnlich. Eine neue Kombination von Merkmalen kann die Lebensfähigkeit der Nachkommen verringern oder erhöhen.

Die Fortpflanzung besteht aus der Verschmelzung männlicher und weiblicher Geschlechtsgameten, was zur Bildung einer Zygote führt. Bei Pilzen wird zwischen Iso-, Hetero- und Oogamie unterschieden. Das Fortpflanzungsprodukt niederer Pilze (Oosporen) keimt zu einem Sporangium, in dem sich Sporen entwickeln. Bei Ascomyceten (Beutelpilzen) bilden sich durch den Sexualprozess Beutel (Asci) – einzellige Strukturen, die meist 8 Ascosporen enthalten. Beutel, die direkt aus der Zygote (bei niederen Ascomyceten) oder auf askogenen Hyphen entstehen, die sich aus der Zygote entwickeln. Im Beutel kommt es zur Verschmelzung der Zygotenkerne, dann zur meiotischen Teilung des diploiden Kerns und zur Bildung haploider Ascosporen. Der Schleimbeutel ist aktiv an der Ausbreitung von Ascosporen beteiligt.

Basidialpilze zeichnen sich durch einen sexuellen Prozess aus – Somatogamie. Es besteht aus der Verschmelzung zweier Zellen vegetativen Myzels. Das Fortpflanzungsprodukt ist ein Basidium, auf dem sich 4 Basidiosporen bilden. Basidiosporen sind haploid; sie bilden ein haploides Myzel, das nur von kurzer Dauer ist. Durch die Verschmelzung haploider Myzelien entsteht dikaryotisches Myzel, auf dem sich Basidien mit Basidiosporen bilden.

Bei unvollkommenen Pilzen und in einigen Fällen auch bei anderen wird der sexuelle Prozess durch Heterokaryose (Heterogenität) und einen parasexuellen Prozess ersetzt. Heterokaryose besteht aus dem Übergang genetisch heterogener Kerne von einem Myzelsegment zu einem anderen durch die Bildung von Anastomosen oder die Verschmelzung von Hyphen. Eine Kernfusion findet in diesem Fall nicht statt. Die Verschmelzung von Zellkernen nach ihrem Übergang in eine andere Zelle wird als parasexueller Prozess bezeichnet.

Die Pilzfilamente wachsen durch Querteilung (die Filamente teilen sich nicht entlang der Zelle). Das Zytoplasma benachbarter Pilzzellen bildet ein Ganzes – in den Trennwänden zwischen den Zellen befinden sich Löcher.

Ernährung

Die meisten Pilze sehen aus wie lange Fäden, die saugen Nährstoffe die gesamte Oberfläche. Pilze nehmen die notwendigen Stoffe aus lebenden und toten Organismen, aus Bodenfeuchtigkeit und Wasser aus natürlichen Reservoiren auf.

Pilze setzen Substanzen frei, die organische Moleküle in Stücke zerlegen, die der Pilz aufnehmen kann.

Aber in bestimmte Bedingungen Für den Körper ist es vorteilhafter, ein Faden (wie ein Pilz) zu sein, als ein Klumpen (Zyste) wie ein Bakterium. Lassen Sie uns überprüfen, ob dies wahr ist.

Verfolgen wir die Bakterien und den wachsenden Faden des Pilzes. Eine starke Zuckerlösung wird in Braun dargestellt, eine schwache Lösung in Hellbraun und zuckerfreies Wasser in Weiß.

Wir können daraus schließen: Der wachsende Fadenorganismus kann an nahrungsreichen Orten landen. Je länger der Faden, desto mehr Stoffe können gesättigte Zellen für das Wachstum des Pilzes aufwenden. Alle Hyphen verhalten sich wie Teile eines Ganzen, und Teile des Pilzes ernähren den gesamten Pilz, sobald sie sich an nahrungsreichen Orten befinden.

Formen

Schimmelpilze siedeln sich auf feuchten Überresten von Pflanzen und seltener auch von Tieren an. Einer der häufigsten Formen ist Mucor oder Kopfschimmel. Das Myzel dieses Pilzes findet sich in Form feinster weißer Hyphen auf altbackenem Brot. Mucor-Hyphen sind nicht durch Septen getrennt. Jede Hyphe ist eine stark verzweigte Zelle mit mehreren Kernen. Einige Zweige der Zelle dringen in das Substrat ein und nehmen Nährstoffe auf, während andere nach oben ragen. An der Spitze der letzteren bilden sich schwarze runde Köpfe – Sporangien, in denen sich Sporen bilden. Reife Sporen werden durch Luftströmungen oder mit Hilfe von Insekten verbreitet. Unter günstigen Bedingungen wächst die Spore zu einem neuen Myzel (Myzel).

Der zweite Vertreter der Schimmelpilze ist Penicillium oder Blauschimmel. Das Mycelium penicillium besteht aus Hyphen, die durch Querwände in Zellen unterteilt sind. Einige Hyphen ragen nach oben und an ihren Enden bilden sich bürstenartige Zweige. Am Ende dieser Zweige bilden sich Sporen, mit deren Hilfe sich Penicillium vermehrt.

Hefepilze

Hefen sind einzellige, unbewegliche Organismen von ovaler oder länglicher Form und einer Größe von 8–10 Mikrometern. Es wird kein echtes Myzel gebildet. Die Zelle hat einen Zellkern, Mitochondrien, in den Vakuolen reichern sich viele Stoffe (organische und anorganische) an und in ihnen laufen Redoxprozesse ab. Hefe reichert Volutin in Zellen an. Vegetative Vermehrung durch Knospung oder Teilung. Die Sporulation erfolgt nach wiederholter Vermehrung durch Knospung oder Teilung. Es tritt leichter auf, wenn ein scharfer Übergang von reichlicher Ernährung zu unbedeutender Ernährung stattfindet, wenn Sauerstoff zugeführt wird. Die Anzahl der Sporen in einer Zelle ist paarweise (normalerweise 4-8). Bei Hefepilzen ist auch der Sexualvorgang bekannt.

Hefen oder Hefen kommen auf der Oberfläche von Früchten und auf kohlenhydrathaltigen Pflanzenresten vor. Hefen unterscheiden sich von anderen Pilzen dadurch, dass sie kein Myzel besitzen und aus einzelnen, meist ovalen Zellen bestehen. In einer zuckerhaltigen Umgebung löst Hefe eine alkoholische Gärung aus, die zur Freisetzung von Ethylalkohol und Kohlendioxid führt:

C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + Energie.

Dieser Prozess ist enzymatisch und erfolgt unter Beteiligung eines Enzymkomplexes. Die freigesetzte Energie wird von Hefezellen für lebenswichtige Prozesse genutzt.

Hefe vermehrt sich durch Knospung (einige Arten durch Teilung). Bei der Knospung bildet sich auf der Zelle eine Ausbuchtung, die einer Niere ähnelt.

Der Kern der Mutterzelle teilt sich und einer der Tochterkerne bildet eine Ausbuchtung. Die Ausbuchtung wächst schnell, verwandelt sich in eine eigenständige Zelle und trennt sich von der Mutterzelle. Bei einer sehr schnellen Knospung haben die Zellen keine Zeit, sich zu trennen, und das Ergebnis sind kurze, brüchige Ketten.

Mindestens drei Viertel aller Pilze sind Saprophyten. Die saprophytische Ernährungsweise wird vor allem mit Nahrungsmitteln in Verbindung gebracht pflanzlichen Ursprungs(Die saure Reaktion der Umwelt und die Zusammensetzung organischer Substanzen pflanzlichen Ursprungs sind für ihr Leben günstiger.)

Symbiontenpilze werden hauptsächlich mit höheren Pflanzen, Moosen, Algen und seltener mit Tieren in Verbindung gebracht. Ein Beispiel wären Flechten und Mykorrhiza. Mykorrhiza ist das Zusammenleben eines Pilzes mit den Wurzeln einer höheren Pflanze. Der Pilz unterstützt die Pflanze bei der Aufnahme schwer zugänglicher Humusstoffe und fördert die Aufnahme von Elementen mineralische Ernährung, hilft mit seinen Enzymen bei Kohlenhydratstoffwechsel, aktiviert Enzyme höherer Pflanzen, bindet freien Stickstoff. Von einer höheren Pflanze erhält der Pilz offenbar stickstofffreie Verbindungen, Sauerstoff und Wurzelsekrete, die die Sporenkeimung fördern. Mykorrhiza kommt bei höheren Pflanzen sehr häufig vor und kommt nicht nur in Seggen, Kreuzblütlern und Wasserpflanzen vor.

Ökologische Pilzgruppen

Bodenpilze

Bodenpilze sind an der Mineralisierung organischer Stoffe, der Humusbildung usw. beteiligt. Zu dieser Gruppe gehören Pilze, die nur während bestimmter Lebensabschnitte in den Boden gelangen, sowie Pilze der Rhizosphäre von Pflanzen, die in der Zone ihres Wurzelsystems leben.

Spezialisierte Bodenpilze:

• Koprophylle- Pilze, die auf humusreichen Böden leben (Misthaufen, Orte, an denen sich Tierkot ansammelt);
• Keratinophylle- Pilze, die auf Haaren, Hörnern und Hufen leben;
• Xylophyten- Pilze, die Holz zersetzen, darunter Zerstörer von lebendem und totem Holz.

Hauspilze

Hauspilze sind Zerstörer von Holzbauteilen.

Wasserpilze

Dazu gehört die Gruppe der Mykorrhiza-Symbiontenpilze.

Pilze wachsen auf Industriematerialien (Metall, Papier und daraus hergestellte Produkte)

Pilze bedecken

Steinpilze siedeln sich auf humusreichen Waldböden an und gewinnen daraus Wasser, Mineralsalze und einige organische Stoffe. Einen Teil ihrer organischen Substanz (Kohlenhydrate) beziehen sie von Bäumen.

Das Myzel ist der Hauptbestandteil jedes Pilzes. Auf ihm entwickeln sich Fruchtkörper. Die Kappe und der Stiel bestehen aus Myzelfäden, die dicht aneinander liegen. Im Stiel sind alle Fäden gleich und in der Kappe bilden sie zwei Schichten – die obere, mit Haut bedeckt, mit verschiedenen Pigmenten gefärbt, und die untere.

Bei manchen Pilzen besteht die untere Schicht aus zahlreichen Röhren. Solche Pilze werden Röhrenpilze genannt. Bei anderen besteht die untere Schicht der Kappe aus radial angeordneten Platten. Solche Pilze werden Lamellenpilze genannt. Auf den Platten und an den Wänden der Röhren bilden sich Sporen, mit deren Hilfe sich die Pilze vermehren.

Die Hyphen des Myzels umschlingen die Wurzeln von Bäumen, dringen in diese ein und breiten sich zwischen den Zellen aus. Zwischen Myzel und Pflanzenwurzeln entsteht ein für beide Pflanzen vorteilhaftes Zusammenleben. Der Pilz versorgt Pflanzen mit Wasser und Mineralsalzen; Durch den Austausch von Wurzelhaaren an den Wurzeln gibt der Baum einen Teil seiner Kohlenhydrate an ihn ab. Nur bei einer so engen Verbindung des Myzels mit bestimmten Baumarten ist eine Bildung möglich Fruchtkörper in Hutpilzen.

Bildungsstreit

In den Röhren oder auf den Platten der Kappe bilden sich spezielle Zellen, sogenannte Sporen. Reife kleine und leichte Sporen quellen aus und werden vom Wind aufgenommen und getragen. Sie werden durch Insekten und Schnecken sowie durch Eichhörnchen und Hasen, die Pilze fressen, verbreitet. Sporen werden nicht verdaut Verdauungsorgane Diese Tiere werden zusammen mit ihrem Kot hinausgeworfen.

In feuchten, humusreichen Böden keimen Pilzsporen und aus ihnen entwickeln sich Myzelfäden. Ein aus einer einzelnen Spore entstehendes Myzel kann nur in seltenen Fällen neue Fruchtkörper bilden. Bei den meisten Pilzarten entwickeln sich Fruchtkörper auf Myzelien, die aus verschmolzenen Zellen von Filamenten verschiedener Sporen bestehen. Daher sind die Zellen eines solchen Myzels zweikernig. Das Myzel wächst langsam und bildet erst nach der Ansammlung von Nährstoffreserven Fruchtkörper.

Die meisten Arten dieser Pilze sind Saprophyten. Sie entwickeln sich auf Humusböden, abgestorbenen Pflanzenresten und teilweise auch auf Mist. Der vegetative Körper besteht aus Hyphen, die ein unterirdisches Myzel bilden. Während der Entwicklung wachsen auf dem Myzel schirmartige Fruchtkörper. Stumpf und Kappe bestehen aus dichten Bündeln von Myzelfäden.

Bei einigen Pilzen divergieren an der Unterseite der Kappe radial von der Mitte zur Peripherie verlaufende Platten, auf denen sich die Basidien entwickeln, und bei ihnen sind die Sporen Hymenophoren. Solche Pilze werden Lamellenpilze genannt. Einige Pilzarten haben einen Schleier (einen Film aus unfruchtbaren Hyphen), der die Hymenophoren schützt. Wenn der Fruchtkörper reift, bricht die Hülle und bleibt in Form eines Randes an den Rändern der Kappe oder eines Rings am Stiel zurück.

Bei einigen Pilzen hat der Hymenophor eine röhrenförmige Form. Das sind Röhrenpilze. Ihre Fruchtkörper sind fleischig, verfaulen schnell, werden leicht von Insektenlarven beschädigt und von Schnecken gefressen. Hutpilze vermehren sich durch Sporen und Teile des Myzels (Myzel).

Chemische Zusammensetzung von Pilzen

IN frische Pilze Wasser macht 84-94 % der Gesamtmasse aus.

Pilzproteine ​​werden nur zu 54–85 % verdaut – schlechter als andere Proteine pflanzliche Produkte. Die Aufnahme wird durch eine schlechte Proteinlöslichkeit beeinträchtigt. Fette und Kohlenhydrate werden sehr gut aufgenommen. Die chemische Zusammensetzung hängt vom Alter des Pilzes, seinem Zustand, seiner Art, den Wachstumsbedingungen usw. ab.

Die Rolle von Pilzen in der Natur

Viele Pilze wachsen mit den Wurzeln von Bäumen und Gräsern zusammen. Ihre Zusammenarbeit ist für beide Seiten von Vorteil. Pflanzen versorgen die Pilze mit Zucker und Proteinen, und die Pilze zerstören die abgestorbenen Pflanzenreste im Boden und nehmen mit der gesamten Oberfläche der Hyphen Wasser auf und lösen es darin auf. Mineralien. Mit Pilzen verwachsene Wurzeln werden Mykorrhiza genannt. Die meisten Bäume und Gräser bilden Mykorrhiza.

Pilze spielen in Ökosystemen die Rolle von Zerstörern. Sie zerstören totes Holz und Blätter, Pflanzenwurzeln und Tierkadaver. Sie wandeln alle abgestorbenen Überreste in Kohlendioxid, Wasser und Mineralsalze um – etwas, das Pflanzen aufnehmen können. Während sie fressen, nehmen die Pilze an Gewicht zu und werden zu Futter für Tiere und andere Pilze.

Theodor Schwan (1810-1882) nannte die Hefezellen Zuckerpilz, und dieser Name wurde weiter in Saccharomyces umgewandelt, die Gattung, zu der alle Hefen gehören.

Hefe gehört zum Reich der Pilze und wird in zwei große Arten unterteilt: Basidomyceten, knospenbildende Hefen, so genannt, weil sie sich teilen, um eine Knospe zu bilden; und Ascomyceten, die stäbchenförmig sind und durch Verlängerung eines der Enden geteilt werden.

Die meisten Hefen nutzen die knospenbildende Art der Teilung. Obwohl einfaches Wachstum von Zellen der Art Saccharomyces cerevisiae auf einem Kulturmedium, wie bei den meisten anderen Hefearten, gelingt limitierte Anzahl Knospen, etwa 20. Wie dem auch sei, in Kultur teilt sich nur die Hälfte der Zellen und nur sehr wenige produzieren bis zu 20 Knospen. Vergiftungen, Mutationen, Temperatur und andere Faktoren beeinflussen die Lebensfähigkeit von Hefen. Gegen Ende der Gärung verklumpen viele Hefen, ein Phänomen, das als Flockung bezeichnet wird. Der Prozess der Flockung ist nicht vollständig geklärt, es ist jedoch bekannt, dass er durch zweiwertige Ionen wie Magnesium, Kalzium und Mangan verursacht wird.

Biologie

Hefe ist ein lebender Organismus, der aus einer einzelnen Zelle besteht. Jede Zelle, ob kugelförmig oder eiförmig, ist ein Pilz mit einer Größe von höchstens 6-8 Tausendstel Millimetern.

Hefe lebt wie jeder andere lebende Organismus durch die Anwesenheit von Sauerstoff (Aerobiose). Aber sie haben die Fähigkeit, sich anzupassen Umfeld Sauerstoffmangel (Anaerobiose).

Um sich mit Energie zu versorgen, können sie verschiedene Kohlenhydratsubstrate nutzen, vor allem Zucker:

• Glukose ist das am meisten bevorzugte Nahrungsmittel für Saccharomyces cerevisiae
• Saccharose – wird durch Hefeenzyme sofort in Glucose und Fructose umgewandelt
• Maltose ist das wichtigste endogene Substrat der französischen Brotgärung
• viele andere Zuckerarten

In seiner interessanten wissenschaftlichen Arbeit zeigte Vern J. Elliot, wie Hefe verwendet wird verschiedene Typen Zucker Wenn Sie sich die Grafik ansehen, können Sie die Geschwindigkeit des Hefewachstums im Laufe der Zeit sehen, wenn verschiedene Zuckerarten gefüttert werden.

Da im Experiment 250 Hefearten untersucht wurden, verschiedene Typen Hefe zeigte ähnliche Ergebnisse: Saccharose führte zum schnellsten Wachstum. Sie können davon ausgehen, dass Ihre Hefe ein ähnliches Ergebnis liefert.

Was bedeutet das? Wenn Sie weniger Hefe und mehr verwenden Rohrzucker(Saccharose) können Sie eine langfristige Freisetzung von CO 2 erreichen. Andererseits hängt die Menge und Dauer der CO 2 -Freisetzung eher von der Hefesorte als von der Zuckersorte ab. Es gibt bestimmte mutierte Hefearten. Außerdem hängt die Lebensdauer einer Hefekultur, bevor sie aufgrund einer Vergiftung abstirbt, mehr von der produzierten Alkoholmenge als von der Zuckerart ab. Der Säuregehalt spielt eine geringere Rolle als allgemein angenommen. Im Allgemeinen ist die Verwendung von Saccharose sinnvoller, obwohl dies nicht notwendig ist.

Je nach Umgebungsbedingungen löst Hefe zwei Arten des Stoffwechsels aus: aerob und anaerob.

Aerober Zustand

In Gegenwart von Sauerstoff produziert Hefe Kohlendioxid, Wasser und große Menge Energie. Dieser Stoffwechselvorgang wird Atmung genannt. Unter diesen Bedingungen erfolgt die Glukoseoxidation vollständig (Krebs-Zyklus):

Glukose + Sauerstoff -> Kohlendioxid + Wasser + Energie.

Die gesamte in der Glukose enthaltene Energie wird freigesetzt. Hefe braucht diese Energie zum Leben. Sie sind auch in der Lage, organisches Material für Wachstum und Fortpflanzung zu synthetisieren. Dies ist der Fall, wenn sie die notwendigen Nährstoffe, insbesondere Stickstoff, in der Umwelt finden.

Anaerober Zustand

Ohne Sauerstoff kann Hefe auch Zucker nutzen, um Energie in den lebensnotwendigen Mengen zu gewinnen. Dieser Stoffwechselvorgang wird als Fermentation (Glykolyse) bezeichnet. Zucker wird in Kohlendioxid und Alkohol umgewandelt. Glukose wird nicht vollständig oxidiert:

Glukose -> Kohlendioxid + Alkohol + Energie
oder
C 6 H 12 O 6 + Saccharomyces cerevisiae = 2C 2 H 5 OH + 2CO 2!

Der bei dieser Umwandlung entstehende Alkohol enthält noch immer eine enorme Energiemenge. Dies ist nur ein Teil der in einem Glukosemolekül enthaltenen Energie, ein Zwanzigstel der bei der Atmung erzeugten Energie. Dieser Prozess stellt ein Minimum an Energie für das Leben bereit, ermöglicht jedoch keine schnelle Aufteilung.

Beschreibung der Hefetypen

Bäckerhefe

Bäckerhefe ist am einfachsten erhältlich. Sie können sie wahrscheinlich im nächstgelegenen Supermarkt kaufen. Dabei handelt es sich um getrocknete Aktivhefe. Die meisten davon werden in kleinen Tüten verkauft.

Gepresste Hefe

Auch Konditoreien genannt. Komprimierte Hefe besteht zu etwa 30 % aus Trockenmasse und zu 70 % aus Feuchtmasse. Sie verderben sehr schnell und sollten im Gefrierschrank aufbewahrt werden.

Komprimierte Hefe ist ab Herstellung und Auspacken bei Lagerung bei 23 °C etwa zwei Wochen haltbar. Bei 0-5°C verliert Presshefe alle 4 Wochen etwa 10 % ihrer Gasbildungskapazität. Bei 7 °C verlieren sie pro Woche 4 % ihrer Aktivität. Bei einer Temperatur von 35 °C geht die Hälfte der Aktivität in 3-4 Tagen verloren. Sie können zwei Monate lang bei −1 °C gelagert werden, anschließend kann die CO 2 -Produktion aus Hefe gewonnen werden, die zwei Monate lang gelagert wurde.

Für Presshefe warmes Wasser verwenden.

Trockenhefe

Aktive Trockenhefe besteht zu etwa 92 % aus Feststoffen und zu 8 % aus Mischung. Sie werden an einem kühlen, trockenen Ort bei einer Temperatur von nicht mehr als 25 °C gelagert. Die Lebensdauer von aktiver Trockenhefe beträgt bei Raumtemperatur etwa 2 Jahre ab Herstellungsdatum. Offene Hefe Es empfiehlt sich, sie in einem luftdichten Behälter im Kühlschrank aufzubewahren, wo sie etwa 4 Monate lang aktiv bleiben.

Aktive Trockenhefe sollte in vier Volumen warmem Wasser aufgelöst und 10 Minuten nach dem Auflösen gemischt werden. Das Wasser sollte nicht heiß sein, nicht wärmer als 35 °C.

Instant-Aktiv-Trockenhefe

Instant-Aktivhefe besteht zu 96 % aus Feststoffen und zu 4 % aus Mischung. Ich würde empfehlen, sie an einem kühlen, trockenen Ort bei einer Temperatur von nicht mehr als 25 °C aufzubewahren.

Die Haltbarkeit von Instanthefe bei Raumtemperatur beträgt etwa 2 Jahre ab Herstellungsdatum. Geöffnete Instanthefe kann in einem luftdichten Behälter im Kühlschrank aufbewahrt werden, wo sie bis zu 4 Monate aktiv bleibt. Um diese Hefe aufzulösen, gießen Sie sie mit fünf Volumenteilen warmem Wasser auf, warten Sie 10 Minuten und rühren Sie um.

Es spielt keine Rolle, wie Sie Ihre Hefe im Kühlschrank aufbewahren, aber wenn Sie sie einfrieren, verlängern Sie ihre Lebensdauer. Das einzige Argument gegen das Einfrieren sind die Temperaturschwankungen im Kühlschrank beim Öffnen und Schließen von Türen und beim Abtauen. Temperaturschwankungen zerstören Hefezellen.

Nach dem Auftauen sollte die Hefe Raumtemperatur erreichen, bevor sie sich in lauwarmem Wasser auflöst. Andernfalls kann ein Temperaturschock zur Zerstörung der Hefezellen führen.

Brauhefe

Dies ist eine spezielle Art von Hefe, die beim Brauen verwendet wird. Es gibt viele Arten von Hefe, die bei der Herstellung verschiedener Biersorten mit völlig unterschiedlichen Eigenschaften verwendet werden Geschmackseigenschaften. Dabei handelt es sich nicht um „...reines Bergwasser...“ oder „…die geliebten Hände des Biermeisters…“. Hefe macht das alles. Durch die Verwendung verschiedener Hefearten erhalten wir anderer Geschmack Bier. Saccharomyces cerevisiae und Saccharomyces uvarum sind Arten von dunklen und Leichtbier jeweils.

Primärhefekulturen produzieren weltweit Bier. Ale-Hefe ist ein spezieller Stamm von S. cerevisiae, der besser an diese angepasst ist erhöhter Inhalt Alkohol Die meisten dieser lebenden Kulturen kommen in vor flüssige Form Sie benötigen keinen Auflösungsprozess wie Trockenhefe.

Wein- oder Champagnerhefe

Sie können in einem höheren Temperaturbereich gären und sind toleranter gegenüber hohen Alkoholgehalten in der Lösung, die für die meisten anderen Hefen giftig sind.

Diese Hefe setzt sich am Boden ab, im Gegensatz zu Brot- und Bierhefe, die sich an der Oberfläche in einer klebrigen Masse ansammelt. Champagnerhefe erzeugt normalerweise keinen Schaum an der Oberfläche. Das heißt, wenn sie in Hefegeneratoren für ein Aquarium verwendet werden, gibt es viel weniger Probleme, dass Hefe in die Röhrchen gelangt.

Dinge, die man beachten muss

Hefe ist von Natur aus so beschaffen, dass sie dem Trocknen, Zerkleinern und Pressen standhält. Die wichtigste Regel bei der Arbeit mit der Fermentation ist Sauberkeit. Hefe kann möglicherweise nicht mit anderen Bakterien überleben; ihr Behälter muss so sauber und steril wie möglich gehalten werden.

Sterilität

Hefegeneratoren gründlich ausspülen heißes Wasser, keine Seife verwenden. Bewahren Sie Ersatzflaschen fest verschlossen auf. Kochen Sie das Wasser, das Sie verwenden möchten, und sterilisieren Sie die Deckel. Überbrühen Sie Ihre Zwei-Liter-Flasche mit einem Trichter. Während das Wasser heiß ist, Zucker hinzufügen und mit einem sterilen Deckel fest verschließen. Shake. bis sich der Zucker auflöst. Dadurch werden die Flasche, das Wasser und der Zucker sterilisiert. Öffnen Sie die Flasche erst, wenn das Wasser auf Raumtemperatur abgekühlt ist und Sie bereit sind, die Hefe hinzuzufügen.

Aktivierung von Trockenhefe

Wenn Sie Trockenhefe verwenden möchten, müssen Sie die Kultur zuerst aktivieren. Wie bereits erwähnt, benötigt Hefe zu Beginn eine aerobe Umgebung, danach wechselt sie leicht zu anaeroben Bedingungen. Viele Menschen überspringen diesen Schritt und füllen die Mischung direkt in die Flasche. Viele Hefen sterben aufgrund der Tatsache, dass sie keine Zeit hatten, ihre aerobe Lebensphase zu beenden, bevor sie in eine anaerobe Phase übergingen, und aufgrund der Zerstörung von Zellwänden.

Schimmelpilze entstanden vor etwa 200 Millionen Jahren auf unserem Planeten. Schimmel kann Leben töten und Sie vor dem Tod bewahren. Schimmel sieht zwar schön aus, löst aber keine anderen Gefühle als Ekel aus. Schimmelpilze sind verschiedene Pilze Sie bilden verzweigte Myzelien ohne große Fruchtkörper. Schimmel ist ein Mikromycet. Dies sind Pilze und Fungiformes mit mikroskopischer Größe. Schimmelpilze sind in der Natur weit verbreitet, sie wachsen fast überall. Große Kolonien wachsen auf Nährböden bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit, und das Schimmelwachstum ist nicht begrenzt, solange Nahrung verfügbar ist. Schimmelpilze zeichnen sich durch ihre Unprätentiösität gegenüber ihrer Umwelt und Nahrung aus.

Abb.1. Die Struktur des Myzels und der vegetativen Fortpflanzungsorgane von Schimmelpilzen

In der Struktur von Schimmelpilzen werden verzweigte Hyphen unterschieden, die Myzel oder Myzel bilden. Schimmelpilze sind äußerst vielfältig, zeichnen sich aber alle durch typische Merkmale aus. Das Myzel (Myzel) von Schimmelpilzen ist die Grundlage ihres vegetativen Körpers und sieht aus wie ein Komplex aus verzweigten dünnen Fäden (Hyphen). Pilzhyphen befinden sich auf der Oberfläche oder im Inneren des Substrats, auf dem sich der Pilz angesiedelt hat. In den meisten Fällen bilden Schimmelpilze große Myzelien, die eine große Oberfläche einnehmen. Niedere Pilze haben ein nichtzelluläres Myzel, während bei den meisten Schimmelpilzen das Myzel in Zellen unterteilt ist.

Vermehrung von Schimmelpilzen

Pilze können sich vermehren verschiedene Wege. Das einfachste, charakteristische Merkmal aller Pilze ist die Vermehrung durch Teile des Myzels. Jeder Teil des Myzels (Myzel), sobald er sich unter günstigen Umständen auf einem neuen Bereich des Substrats befindet, wird unabhängig und entwickelt sich als ganzer Organismus, und der Teil des Myzels, der in das Nährsubstrat eingetaucht ist, spielt eine Rolle eine wichtige Rolle bei der Versorgung des Organismus mit dem Schimmelpilz Nährstoffe, Feuchtigkeit und Mineralien. Der luftige Teil, der sich über die Oberfläche des Substrats erhebt, dient in der Regel der Bildung verschiedener Körper, mit deren Hilfe sich Schimmelpilze vermehren (Oidien, Sporen, Konidien usw.).

Oidien sind Körper, die Teile des Myzels sind. Sie werden von einigen mehrzelligen Pilzen gebildet, bei denen das reife Myzel in viele kleine Abschnitte zerfällt, die eine dichte Hülle bilden.

Sporen – Körperchen verschiedene Formen, mit Abmessungen bis zu mehreren Mikrometern; befindet sich normalerweise an den Enden der Hyphen des oberirdischen Teils des Myzels, innerhalb spezieller ovaler und halbkreisförmiger Formationen - Sporangien.

Angiospore-Sporen entstehen durch den Zerfall des mehrkernigen Zytoplasmas eines jungen Sporangiums in viele separate Abschnitte, die nach und nach mit einer eigenen Membran bedeckt werden und sich in Sporen verwandeln.

Die Fäden des Luftmyzels, die Sporangien tragen, werden Sporangiophoren genannt. Eine solche Sporenbildung ist typisch für einzellige Pilze. In vielzelligen Organismen werden sogenannte Exosporen gebildet, d.h. äußere oder äußere, die häufiger als Konidien bezeichnet werden, und die Lufthyphen, die sie tragen, werden als Konidiophoren bezeichnet. Konidien werden gebildet, indem sie sich direkt von Konidiophoren oder speziellen Zellen an ihrer Spitze trennen. Diese Zellen haben normalerweise eine längliche Form und werden Sterigmata genannt. Konidien befinden sich einzeln, in Ketten usw. auf Konidienträgern (oder Sterigmata).

Sporangiophoren und Konidiophoren bilden einen sichtbaren, flauschigen Belag auf den Oberflächen von Materialien, die von Pilzen befallen sind. Seine verschiedenen Farben (grün, schwarz, oliv, rosa, weiß, grau usw.) hängen von der Farbe der Konidien, Sporen und Oidien ab, die in enormen Mengen gebildet werden, wenn die Pilze die physiologische Reife erreichen. Pilzmyzel ist normalerweise farblos.

Viele Pilze, die sich auf die eine oder andere Weise vegetativ vermehren, können sich unter geeigneten Entwicklungsbedingungen auch sexuell vermehren. Dieser Vorgang ist bei verschiedenen Pilzen unterschiedlich. Es bilden sich jedoch immer besondere Fruchtkörper, die teilweise enorme Größen erreichen (Hut-, Lamellen-, Röhren- und andere in der Natur vorkommende Pilze sind die Fruchtkörper von Schimmelpilzen).

Sexuelle Sporen befinden sich auf Tellern oder in Behältern – Beuteln. Ein Beispiel für Letzteres könnte sein Verschiedene Arten Regenmäntel, Nähte. Pilze, die in der Lage sind, Chlamydosporen und Pilzsklerotien sexuell zu vermehren, werden als perfekt bezeichnet. Manche Pilze vermehren sich überhaupt nicht sexuell. Sie werden als unvollkommen eingestuft. Kenntnisse über die Strukturmerkmale des Myzels, der vegetativen Fortpflanzungsorgane und der Struktur der Fruchtkörper sind erforderlich praktische Arbeit spezifische Erreger bestimmter Prozesse zu erkennen.

Viele Pilze sind unter ungünstigen Bedingungen in der Lage, Ruhestadien in Form sogenannter Sklerotien zu bilden. Diese sind stark, an der Oberfläche hart, meist dunkel und im Inneren weiße Knötchen unterschiedlicher Größe und Form, die aus eng ineinander verschlungenen Hyphen gebildet werden. Sklerotien, die sich in für die Entwicklung günstigen Bedingungen befinden, keimen und bilden das eine oder andere (je nach Pilzart) Fortpflanzungsorgan. Sie bilden sich häufig in den Ähren von Getreide. Ein weiteres Ruhestadium sind Chlamydosporen. Wenn sie sich bilden, sammelt sich das Zytoplasma in den Hyphen in Form von Klumpen und bildet eine neue Hülle, normalerweise dick und gefärbt, und die Hyphen werden wie Ketten oder Perlen, die aus Chlamydoporen bestehen. Manchmal bilden sich Chlamydosporen nur an den Enden von Hyphen. Die vielzellige Struktur und die Differenzierung lebenswichtiger Funktionen zwischen Teilen des Pilzes – oberirdisches und tiefes Myzel – weisen darauf hin, dass Schimmelpilze im Vergleich zu Bakterien höher organisierte und komplexere Organismen sind.

Pilzernährung

Abb.2. Schimmelpilz Aspergillus fumigatus

Es gibt viele Arten von Schimmelpilzen, die in der Natur vorkommen, wie zum Beispiel Penicillium spp., Mycorales, Aspergillus, Fusarium, Dematiaceae, Saccharomycetaceae usw. Pilze der Gattung Penicillum sind für den Menschen von großer Bedeutung. Penicillium ist ein grüner Schimmelpilz, der auf Pflanzensubstraten, einschließlich Lebensmitteln, wächst. Penicillium produziert das Antibiotikum Penicillin, das weltweit erste entdeckte antibakterielle Medikament. Für den Menschen ist es auch wichtig, auf dem Bauernhof Hefen zu verwenden, die zu den Saccharomycetes-Pilzen gehören. Hefen sind Pilze, die kein klassisches Myzel bilden und deren vegetative Zellen sich durch Knospung oder Teilung vermehren. Hefepilze können durchgehend als einzelne Einzelzellen leben Lebenszyklus. Hefe wird seit der Antike häufig vom Menschen verwendet, da diese Pilze am Prozess der alkoholischen Gärung beteiligt sind. Diese Eigenschaft der Hefe wird bei der Herstellung von Alkohol und alkoholhaltigen Produkten, bei der Weinherstellung, beim Backen, Süßwaren, Futterproteinprodukte für die Nutztierernährung.

Viele Schimmelpilzarten haben pathogene Eigenschaften, das heißt, sie können Krankheiten bei Menschen, Tieren und Pflanzen verursachen. Andere Schimmelpilzarten schaden menschlichen Haushalten, weil sie verderben Lebensmittel, einschließlich Gemüse und Obst, mit Langzeitlagerung, Schäden an Holz und Stoffen verursachen.

Hefe, ihre Struktur und Vermehrung

Hefen sind einzellige, unbewegliche Organismen. Sie können verschiedene Formen haben: elliptisch, oval, kugelförmig und stabförmig. Die Länge der Zellen reicht von 5 bis 12 µm, die Breite von 3 bis 8 µm. Form und Größe von Hefezellen sind variabel und hängen von der Gattung und Art sowie von den Kultivierungsbedingungen, der Zusammensetzung des Nährmediums und anderen Faktoren ab. Junge Zellen sind stabiler, daher werden junge Kulturen zur Charakterisierung von Hefen verwendet. Eine Hefezelle besteht aus einer Zellmembran, einer angrenzenden Zytoplasmamembran, Zytoplasma oder Protoplasma, in deren Inneren sich Organellen und Einschlüsse (Reservestoffe) in Form von Fetttröpfchen, Glykogenkörnern und Volutin befinden.

Abb. 3. Diagramm der Struktur einer Hefezelle

1 - spaltbarer Kern; 2 - Glykogen; 3 - Volutin; 4 - Mitochondrien

Hefe gehört zur Klasse der Beuteltierpilze (Ascomycetes – Ascomyceten) und zur Unterklasse der Protozoen-Beuteltiere (Protoascales – Protoasks). Die Klassifizierung von Hefen basiert auf der Fortpflanzungsmethode und einigen physiologischen Merkmalen. Das wichtigste systematische Merkmal ist die Fähigkeit zur Sporenbildung. Basierend auf diesem Merkmal werden Hefen in zwei Gruppen eingeteilt: sporogene Hefen – Hefen, die Sporen bilden können, und asporogene Hefen – die keine Sporen bilden, d. h. keine sexuelle Fortpflanzung haben.

Nach Ansicht einiger Forscher sollte die zweite Gruppe von Hefepilzen als unvollkommene Pilze (Fungi imperfecti) eingestuft werden, obwohl der Verlust der Fähigkeit zur sexuellen Fortpflanzung zweitrangig ist, und sie können auch als Beutelpilze eingestuft werden. Die Klassifizierung sporogener Pilze wurde 1954 von V. I. Kudryavtsev vorgeschlagen. Es basiert auf der Methode der vegetativen Vermehrung. V. I. Kudryavtsev schlägt vor, alle Hefen zu einer Ordnung einzelliger Pilze (Unicellomycetales - Unicellomyceten) zusammenzufassen.

Er teilt sporogene Hefen anhand der vegetativen Vermehrung in drei Familien ein:

Familie Saccharomycetaceae (Saccharomycetaceae) – Vermehrung durch Knospung. Zu dieser Familie gehören die Gattungen Saccharomyces (Saccharomyces), die die größte praktische Bedeutung haben, Pichia (Pyhia), Hasenula (Hansenula) usw. (insgesamt 17 Gattungen). Sie unterscheiden sich in der Form der Sporen und der Art ihrer Bildung und Keimung.

Familie Schizosaccharomycetaceae (Schizosaccharomycetaceae) – Vermehrung durch Teilung. Diese Familie umfasst zwei Gattungen: Schizosaccharomyces (Schizosaccharomyces) und Octosporomyces (Octosporomyces).

Familie Saccharomycodaceae (Saccharomycodace) – die Fortpflanzung beginnt mit der Knospung und endet mit der Teilung. Die Hauptgattungen dieser Familie sind Saccharomycodes und Hanseniaspora.

Asporogene Hefen werden nach dem 1952 vorgeschlagenen System von J. Lodder und Kroeger van Rij klassifiziert. Die Klassifizierung basiert auf der Fähigkeit von Mikroorganismen, falsches Myzel zu bilden, und der Fähigkeit zur Fermentation. Die Hauptgattungen dieser Gruppe sind Candida (Candida) und Torulopsis (Torulopsis).

Hefen können sich vegetativ (durch Knospung oder Spaltung) und durch Sporen vermehren. Während der Knospung entsteht auf der Mutterzelle ein Tuberkel – eine Knospe, die wächst und sich ab einer bestimmten Größe von der Mutterzelle trennt. Unter günstigen Bedingungen dauert der Knospungsprozess etwa 2 Stunden. Bei einigen Hefen trennen sich die Tochterzellen nicht von den Mutterzellen, sondern bleiben verbunden und bilden ein falsches Myzel (membranöse Hefe).

Bei den meisten Hefen unter ungünstigen Bedingungen, beispielsweise bei einem scharfen Übergang von gute Ernährung Nachteilig ist, dass es zur Sporenbildung kommt, obwohl es asporogene Hefen gibt, die niemals Sporen bilden (Candida, Torulopsis). Die Sporenbildung erfolgt meist ungeschlechtlich, allerdings durchläuft der Zellkern zuvor eine Reduktionsteilung, so dass die Sporen einen haploiden (einzigen) Chromosomensatz aufweisen.

In der Zelle erscheinen 2 bis 8 Ascosporen, die sich im reifen Zustand durch Knospenbildung weiter vermehren können, was zu einer geschwächten haploiden Generation führt. Durch die Verschmelzung zweier haploider Ascosporen entsteht eine diploide Zygote, die anschließend eine normale Generation hervorbringt. Die Bildung sexueller Sporen wird bei der Hefe Zigosaccharomyces (Zygosaccharomyces) beobachtet. Bei ihnen geht der Sporenbildung eine Zellverschmelzung (Kopulation) voraus.

Praktische Bedeutung der Hefe

Von größter praktischer Bedeutung sind die Hefen Saccharomyces cerevisiae und Saccharomyces ellipsoideus. Hefebeutel. Cerevisiae können rund oder oval sein. Wird häufig zum Backen, Brauen, für Kwas und zur Herstellung von Alkohol verwendet. Unter dem Einfluss von Umweltbedingungen haben bestimmte Hefearten bestimmte Eigenschaften erworben. Diese Hefesorten werden üblicherweise als Rassen bezeichnet. Verschiedene Industrien verwenden ihre eigenen Heferassen. In der Alkoholindustrie werden beispielsweise die Rassen XII, Zur Herstellung von Bier werden relativ langsam fermentierte Biere verwendet niedrige Temperaturen(4-10°C), verleiht dem Getränk Aroma, mit geringem Alkoholgehalt. Beim Backen werden Rassen verwendet, die eine schnelle Fortpflanzung, Gärungsenergie und Auftriebskraft aufweisen.

Hefebeutel. ellipsoideus (Sacch. vini). Diese Gruppe von Hefen hat eine ellipsoide Form. Sie werden am häufigsten bei der Weinherstellung verwendet. Es gibt mehrere Rassen mit der Eigenschaft, Weinen einen charakteristischen Geschmack und ein charakteristisches Aroma (Bouquet) zu verleihen. Vertreter der Sacch-Hefengruppe. Lactis verursachen alkoholische Gärung in fermentierten Milchprodukten.

Neben nützlichen Vertretern gibt es Arten der Gattung Saccharomyces (z. B. Sacch. Pasteurianum, Sacch. intermedius, Sacch. validus, Sacch. turbidans), die Schädlinge sind Brauereiproduktion. Wenn sie sich im Bier entwickeln, verleihen sie ihm einen unangenehmen Geschmack und Geruch und das Getränk wird trüb. Zur Klasse der Ascomyceten gehören eine Reihe von Hefen und hefeähnlichen Organismen, die die Fähigkeit zur Sporenbildung verloren haben. Einige von ihnen verursachen Schäden an Rohstoffen und fertigen Lebensmitteln.

Hefe gehört zu der Gruppe der einzelligen Pilze, die ihre Myzelstruktur verloren haben, weil ihre Lebensräume zu flüssigen oder flüssigen Substraten geworden sind. halbflüssige Konsistenz große Mengen an organischer Substanz enthalten. Die Gruppe der Hefepilze umfasst 1.500 Arten, die zu den Klassen Basidiomycetes und Ascomycetes gehören.

In der Natur sind Hefen weit verbreitet und leben auf zuckerreichen Substraten und ernähren sich von Blütennektar, Pflanzensäften, abgestorbener Phytomasse usw. Hefen können im Boden und Wasser sowie im Darm von Tieren leben.

Hefen sind Pilze, die ihren gesamten oder den größten Teil ihres Lebenszyklus in Form einzelner Zellen leben. Die Größe der Hefezellen beträgt durchschnittlich 3 bis 7 Mikrometer im Durchmesser, es gibt jedoch einige Arten, deren Zellen einen Durchmesser von 40 Mikrometern erreichen können. Hefezellen sind unbeweglich und haben eine ovale Form. Obwohl Hefen kein Myzel bilden, weisen sie alle Merkmale und Eigenschaften von Pilzen auf. Hefen sind organotrophe Eukaryoten mit einer Absorptionsnahrung. Diese Pilze nutzen organische Substanzen, um lebensnotwendigen Kohlenstoff und Energie zu gewinnen. Für die Atmung benötigt Hefe Sauerstoff, aber in Abwesenheit von Sauerstoff gewinnen viele Arten fakultativ anaerober Hefepilze Energie durch Gärung unter Bildung von Alkoholen. Die Hefegärung stoppt oder kommt ganz zum Erliegen, wenn Sauerstoff zum Gärsubstrat zu strömen beginnt, da die Atmung ein effizienterer Prozess zur Energiegewinnung ist. Wenn jedoch die Zuckerkonzentration im Nährmedium sehr hoch ist, laufen auch bei Zugang zu Sauerstoff die Prozesse der Atmung und der Fermentation gleichzeitig ab. Zu den Ernährungsbedingungen Hefepilze sehr fordernd. In einer anaeroben Umgebung verstoffwechselt Hefe nur Glukose, während sie in einer aeroben Umgebung auch Kohlenwasserstoffe, Fette, aromatische Verbindungen, organische Säuren und Alkohole als Energiequellen nutzen kann.

Hefen wachsen und vermehren sich mit enormer Geschwindigkeit und verursachen charakteristische Veränderungen in der Umwelt. Ja, dank des Prozesses alkoholische Gärung, Hefe hat sich auf der ganzen Welt verbreitet. Man geht davon aus, dass Hefe die älteste vom Menschen kultivierte Pflanze ist.

Die Hefevermehrung erfolgt durch Knospung (Teilung). Auch eine sexuelle Fortpflanzung ist möglich. In diesem Fall verwandelt sich die resultierende Zygote in einen „Beutel“, der 4-8 Sporen enthält. Im einzelligen Zustand ist Hefe zur vegetativen Vermehrung fähig. Dadurch können sich Sporen oder Zygoten bilden. Die Einteilung der Hefen in Gruppen (Klassen Ascomycetes oder Basidiomycetes) basiert auf ihren Methoden der sexuellen Fortpflanzung. Es gibt Hefearten, die sich nicht sexuell vermehren. Wissenschaftler zählten sie zur Klasse der unvollkommenen Pilze (Fungi Imperfecti oder Deuteromycetes).

Seit der Antike werden bestimmte Hefearten vom Menschen zur Herstellung von Wein, Bier, Brot, Kwas usw. verwendet. industrielle Produktion Alkohol usw. Einige Hefearten werden aufgrund ihrer wichtigen physiologischen Eigenschaften in der Biotechnologie eingesetzt. IN moderne Produktion Mit Hefe erhalten wir Nahrungsergänzungsmittel, Enzyme, Xylitol, reinigen Wasser von Ölverunreinigungen. Aber es gibt auch negative Eigenschaften Hefe. Einige Hefearten können beim Menschen Krankheiten verursachen, weil sie fakultativ oder bedingt sind. Pathogene Mikroorganismen. Zu diesen Krankheiten gehören Candidiasis, Kryptokokkose und Pityriasis.