G

RZYBY STRZĘPKOWE

Potocznie nazywane pleśniami są organizmami wielokomórkowymi, należącymi do

gromady grzybów właściwych, chemoorganotrofami: saprofitami, komensalami,

symbiontami lub pasożytami. Pełnią dwojaką rolę w życiu codziennym człowieka.

P

OZYTYWNA ROLA

Zdolność do wytwarzania enzymów i związków, które są stosowane w przemyśle

spożywczym, farmaceutycznym, włókienniczym, w oczyszczalniach wód i

ścieków, w biotechologii.

Jako saprofity współdziałają z bakteriami w rozkładzie martwej materii

organicznej, zapobiegając jej gromadzeniu się na Ziemi, warunkując żyzność

gleby i udostępniając ponownie innym organizmom w postaci prostych

związków chemicznych.

N

EGATYWNA ROLA

Straty spowodowane pleśnieniem surowców spożywczych, tkanin, skóry,

drewna, papieru i innych materiałów technicznych.

Stanowią czynnik wywołujący alergie.

Ich toksyczne metabolity są trujące i stanowią jedne z groźniejszych związków

rakotwórczych.

F

IZJOLOGIA I WARUNKI WZROSTU PLEŚNI

Grzyby strzępkowe mają małe wymagania pokarmowe przy równoczesnej dużej

zdolności przystosowania się do środowiska

oligotroficzny i kosmopolityczny

charakter.

Są organizmami tlenowymi, co objawia się zwykle powierzchniowym wzrostem

na różnych podłożach. Azot mogą przyswajać zarówno z organicznych związków

azotowych, jaki prostych związków nieorganicznych, np. soli amonowych. Enzymy

grzybów wydzielane do środowiska rozkładają wielkocząsteczkowe związki do

prostych form przyswajalnych przez komórki grzybni.

Grzyby mają bardzo intensywną przemianę materii. W ciągu 24 godzin ich

masa może się zwiększyć prawie 9-krotnie. Pleśnie w odpowiednich warunkach,

rosną i mnożą się, a poprzez procesy metaboliczne modyfikują środowisko.

Wytwarzają różne produkty przemiany materii, w tym także antybiotyki i

toksyny dla roślin, zwierząt i człowieka. Pleśnie rozwijające się na powierzchni

różnych produktów tworzą gruby nalot (grzybnia powietrzna), zaś strzępki grzybki

wgłębnej przerastają produkt bardzo głęboko i tam pozostają nawet po usunięciu

nalotu, wytwarzając metabolity.

Większość pleśni jest typowymi mezofilami rozwijającymi się najlepiej w

temperaturze 20 do 35

°C, ale mogą rosnąć w znacznie szerszym zakresie (-10 do

55

°C). Wykazują małą wrażliwość na niską temperaturę, stąd też często stanowią

zanieczyszczenia komór chłodniczych. Pleśnie są wrażliwe na temperatury

wysokie. Stosowane w praktyce temperatury pasteryzacji niszczą wszystkie formy

morfologiczne pleśni.

Wartość graniczna zawartości wody w podłożu, poniżej której wzrost ulega

zahamowaniu wynosi, w zależności od składu środowiska 11-14%, podczas gdy

bakterii 20%. Pleśnie często rozwijają się na produktach suchych, ale

przechowywanych w wilgotnych magazynach.

Najlepiej rosną w środowisku o pH 3.0-5.5, ale mają możliwości przetrwania w

zakresie pH od 1.5 do 10.

M

ORFOLOGIA

Należą do Eukaryota, mają wyraźnie ukształtowane jądro komórkowe. Ściana

komórkowa jest gruba i sztywniejsza niż u bakterii, zbudowana z chityny, glukanu,

lipidów i białek. Wzrost na długość odbywa się za pomocą części szczytowych,

podobnie jak u roślin wyższych.

Plecha grzybów utworzona jest z mniej lub bardziej rozgałęzionych tworów

zwanych strzępkami. Budowa zewnętrzna strzępek wszystkich grzybów jest

podobna, różnice występują w budowie wewnętrznej. Grzyby niższe mają strzępki

nie podzielone, stanowiące ogromną wielojądrową komórkę (komórczak). Grzyby

wyższe mają ściany poprzeczne (septy), które dzielą strzępki na jedno- lub

dwujądrowe komórki. Septy mogą być pełne lub mieć otworki w środku, przez

które przenika cytoplazma wraz jądrami i organellami.

R

OZMNAŻANIE

Rozwój grzybni rozpoczyna się kiełkowaniem zarodników. Zarodnik to forma

morfologiczna pleśni, w której zwolnione są wszystkie przemiany metaboliczne,

obniżona jest zawartość wody (wyj. rząd Erysiphales), brak wakuoli. Dzięki

wielowarstwowej osłonie zewnętrznej zarodniki są przystosowane do

rozprzestrzeniania się, reprodukcji oraz przetrwania niekorzystnych warunków.

Kiełkowanie to przejście ze stanu spoczynku do stanu aktywności metabolicznej, w

wyniku której powstaje strzępka rostowa. Kolejne stadia kiełkowania obejmują:

- zwiększenie objętości na skutek pobierania wody z otoczenia

- uruchomienie enzymów hydrolitycznych i oddechowych rozpoczęcie

procesów energetycznych

- wykorzystanie zgromadzonych w zarodniku (endogennych) substancji

zapasowych (mannitolu, trehalozy, fosfolipidów)

- sferyczny wzrost zarodnika, synteza ściany komórkowej

- wyłonienie się kiełka rostowego, jego wydłużanie i rozgałęzianie

rozwój grzybni

- wykorzystywanie

materiałów odżywczych z podłoża (egzogennych)

- osiągnięcie stanu dojrzałości fizjologicznej i wytworzenie nowych

zarodników na grzybni powietrznej – konidiofory (Aspergillus,

Penicilllum) lub w zarodniach powstałych na strzępkach powietrznych –

sporangioforach (Mucor, Rhizopus)

Pleśnie rozmnażają się bezpłciowo przez zarodniki i płciowo. W

rozmnażaniu płciowym, zależnie od gatunku, jedno- lub różnoimienne gamety

łączą się dając zygotę. Po zlaniu się jąder (kariogamii) następuje mejoza, co

prowadzi do powstania zarodników haploidalnych (mejospor), z których rozwija się

grzybnia wegetatywna.

Struktury rozmnażania wegetatywnego nazywa się anamorficznymi, a płciowego

– teleomorficznymi. Wiele grzybów ma inną nazwę dla stadium anamorficznego i

inną dla teleomorficznego.

Fusiarium moniliforme i Gibberella fujikuroi,

Penicillium alutaceum i Eupenicillium alutaceum,

Penicillium vermiculatum i Talaromyces flavus,

Aspergillus nidulans i Emericella nidulans,

Aspergillus repens (A. glaucus) i Eurotium repens,

Aspergillus flavipes i Fennelia flavipes,

Botrytis cinerea i Sclerotina fuckenalia.

N

AJWAŻNIEJSZE RODZAJE PLEŚNI

Klasa Zygomycetes

– grzybnia wielojądrowa, niepodzielona septami,

rozmnażanie wegetatywne przez spory, które powstają w zarodniach z

charakterystyczną kolumellą. Płciowo rozmnażają się przez gametangiogamię

(łączenie się zróżnicowanych fragmentów strzępek). Rodzaje: Mucor, Rhizopus.

Powodują psucie się żywności. W biotechnologii i przemyśle stosowane do

wytwarzania kwasu mlekowego, fumarowego, jabłkowego, enzymów

lipolitycznych, leków sterydowych oraz napojów alkoholowych.

Klasa Ascomycetes

– grzybnia septowana, w wyniku rozmnażania płciowego

wytwarzane są worki z zarodnikami. Rodzaje: Chaetomium, Byssocjlamys,

Eurotium, Emericella, talaromyces, Eupenicillium

.

Pleśnie z tej grupy

charakteryzują się wysoką aktywnością celulolityczną. Niektóre powodują też

psucie się pasteryzowanych przetworów owocowych (ich spory są odporne na 30

minutowe ogrzanie w 80

°C).

Klasa Deuteromycetes

– septowana grzybnia, rozmnażanie wegetatywne

zwykle przez zarodniki konidialne. Rodzaje: Aspergillus, Penicillium, Fusarium,

Alternaria, Botrytis, Cladosporium, Geotrichum. Powodują psucie się żywności

(także w chłodniach), skór, tekstyliów, drewna, papieru, niektóre wywołują grzybice

narządowe u ludzi i zwierząt (A. fumigatus). Wiele z nich charakteryzuje się wysoką

aktywnością enzymów hydrolitycznych, co znalazło wykorzystanie w przemyśle

(jako źródło tych enzymów, do produkcji serów). Podobnie wykorzystuje się

zdolność niektórych gatunków do produkcji kwasu cytrynowego i glukunowego

(A. niger), penicyliny (P. notatum i P. chrysogenum). Mogą wytwarzać jedne z

najsilniejszych mikotoksyn: aflatoksynę, ochratoksynę A, patulinę.

M

IKOTOKSYNY

Są związkami niskocząsteczkowymi, zaliczanymi do pochodnych kumaryny,

antrachinonu, cyklicznych peptydów oraz sterydów. Są zwykle ciepłostabilne, nie

ulegają destrukcji podczas pasteryzacji – nie należy przetwarzać żywności

zepsutej. Są natomiast wrażliwe na UV oraz środowisko alkaliczne. Są produktami

przemian metabolicznych grzybów pleśniowych o nieznanej lub drugorzędnej

funkcji biologicznej (metabolity wtórne), szkodliwymi dla innych organizmów

żywych. Mogą być magazynowane w komórkach grzyba lub uwalniane do

środowiska, gdzie dyfunduje do głębszych warstw.

Do najważniejszych z uwagi na powszechność występowania należą:

aflatoksyny

ochratoksyna A

patulina

zearalenon

trichotecyny

sterigmatocystyna

womitoksyna

Powodują uszkodzenie wątroby, nerek, zakłócenie pracy przewodu

pokarmowego. Mają silne działanie kancerogenne, mutagenne, cytotoksyczne,

teratogenne.