GRZYBY STRZĘPKOWE

Grzyby strzępkowe, potocznie zwane pleśniami (Fungi) są organizmami wielokomórkowymi, cudzożywnymi (chemoorganotroficznymi), należącymi do gromady Eumycota (grzyby właściwe). Brak zdolności do syntezy chlorofilu czyni je zależnymi od substancji organicznej, żywej lub martwej. Bezwzględna cudzożywność przesądza o tym, że grzyby strzępkowe są saprofitami rozwijają­cymi się na martwym podłożu, komensalami, symbiontami lub pasożytami. Wzrost tych ostatnich powoduje zaburzenia zdrowia w organizmach zwierzę­cych i roślinnych. Jako saprofity grzyby wspólnie z bakteriami rozkładają mate­rię organiczną, zapobiegając gromadzeniu jej na Ziemi i w postaci prostych związków udostępniają następnym pokoleniom roślin. Liczebność i różnorod­ność form grzybów saprofitycznych w glebie oraz ich duża aktywność biolo­giczna warunkuje żyzność gleby.

Grzyby saprofityczne spełniają ważną rolę w życiu codziennym człowieka, ich działalność bowiem jest dwojakiego rodzaju. Negatywna działalność wynika ze strat na skutek rozwoju pleśni na surowcach spożywczych oraz żywności nie­prawidłowo przechowywanej. Wyposażone w enzymy hydrolityczne powodują rozkład białek, tłuszczów oraz innych składników, obniżając wartość odżywczą żywności. Wielkie szkody czynią pleśnie, rozwijając się na drewnie w różnego rodzaju konstrukcjach budowlanych, na papierze, skórach, tekstyliach i wielu innych materiałach technicznych.

Z higienicznego punktu widzenia grzyby strzępkowe zanieczyszczają oto­czenie człowieka, często bowiem stanowią czynniki wywołujące alergie, a ich toksyczne metabolity (mikotoksyny) zostały zakwalifikowane do szeregu naj­groźniejszych związków rakotwórczych.

Pozytywna rola grzybów strzępkowych w działalności gospodarczej czło­wieka wynika ze zdolności do wytwarzania wielu enzymów i związków, które znalazły zastosowanie w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, włókienniczym, w oczyszczalniach wód ściekowych i wielu innych działach przemysły biotechnologicznego.

Klasa Zygomycetes

Pleśnie z klasy Zygomycetes - sprzężniaki, dawniej zwane glonowcami (Phycomycetes) charakteryzują się grzybnią wielojądrową, niepodzieloną przegrodami poprzecznymi (septami). Rozmnażanie wegetatywne u większości gatunków odbywa się przez zarodniki (sporangiospory), które powstają w zarodniach (sporangium), tworzonych na specjalnych strzępkach - trzonkach zarodnionośnych (sporangioforach), pojedynczych lub rozgałęzionych. Charakterystycznym elementem strukturalnym zarodni jest kolumella, której wielkość i kształt jest cechą charakterystyczną organizmu.

Rodzaj Mucor. Charakteryzuje się grzybnią luźną, przejrzystą, wysoką, początkowo białą a później żółtą, żółtobrunatną
i brązową, szybko roz­przestrzeniającą się na całej powierzchni podłoża. Na pewnych odcinkach strzę­pek tworzą się chlamydospory, beczułkowate lub kuliste twory otoczone grubo-ścienną warstwą. Te elementy strukturalne grzybni nie służą rozmnażaniu, ale jedynie zapewniają przetrwanie w niesprzyjających warunkach, podobnie jak przetrwalniki bakteryjne.

Rodzaj Rhizopus . Dojrzała grzybnia tworzy jasnoszarą murawkę. o luźnej strukturze, podobnie jak Mucor. Brzeżne strzępki w zetknięciu z powierzchnią stałą wytwarzają rozgałęzione chwytniki (rizoidy). Z korzonkowatych rizoidów wyrastają stolony - nierozgałęzione wypustki grzybni, które łatwo rozprzestrzeniają się na powierzchni substratu. Trzonki zarodnionośne (sporangiofory) wyrastają przeważnie wiązkami. Zarodnia początkowo jest biała, póź­niej staje się czarna, lśniąca. Cienka ścianka zarodni (sporangium) łatwo pęka, uwalniając ogromne ilości okrągłych lub owalnych spór (zarodników), które dają początek rozmnażaniu wegetatywnemu. Rozmnażanie płciowe odbywa się przez wytworzenie zygospory.

Klasa Ascomycetes

Pleśnie z klasy Ascomycetes (workowce) tworzą grupę grzybów właściwych charakteryzujących się grzybnią septowaną oraz
rozmnażaniem płciowym, w wyniku którego wytwarzane są worki z zarodnikami. Nazwa klasy pochodzi od sposobu rozmnażania płciowego, tj. wytwarzania worków (ascus) z zarodni­kami (askospory). Wewnątrz worków następuje proces połączenia jąder (kariogamia) jak i redukcyjnego podziału. Worki występują często wewnątrz specjal­nych ciał owoconośnych (kleistotecjum,
perytecjum lub apotecjum). Do klasy Ascomycetes należą pleśnie z rodzaju Chaetomium i Byssochamys oraz z rodzajów Eurotium_, Emericella, Talaromyces Eupenicillium będące dosko­nałym stadium (teleomorficznym) grzybów z rodzajów Aspergillus i Penicillium

Najbardziej klasycznym przykładem pleśni należących do workowców jest rodzaj Chaetomium . Pleśnie należące do tej grupy rozmnażają się wyłącznie poprzez tworzenie worków z zarodnikami. Ciała owocowe - perytecja są beczkowatego kształtu, pokryte ciemnymi, spiralnie skręconymi strzępkami. Worki są cylindryczne, natomiast askospory owalne lub cytrynowate oliwkowozielone. Perytecja są wyraźnie widoczne gołym okiem w hodowli na paskach bu buły umieszczonych na pożywce syntetycznej. Pleśnie należące do tego rodzaju charakteryzują się wysoką aktywnością celulolityczną; występują w glebie, powodując rozkład błonnika, który w ogromnych ilościach gromadzi się w postaci obumarłych liści i części roślin.

Klasa Deuteromycetes

Pleśnie umieszczone w tej klasie rozmnażają się jedynie wegetatywnie. Najczęściej przez konidia powstające na trzonkach konidialnych (konidioforach) lub rozwijające się bezpośrednio na grzybni. Podstawową część plechy stanowi septowana grzybnia która wytwarza konidia, artrokonidia, blastokonidia, chlamydospory, a czasami pozostaje sterylna tyfycelia sterilid), to znaczy że nie wytwarza zarodników.

Rodzaj Aspergillus charakteryzuje się główkowatym zakończe­niem konidioforu, który tworzy się na strzępkach powietrznych. Konidiofor rozszerza się na szczycie, tworząc pęcherzyk o kształcie kulistym, półkulistym, elipsoidalnym lub maczugowatym. Na całej powierzchni pęcherzyka lub na jego części powstają fialidy (komórki konidiotwórcze) lub metule i fialidy w jednym lub kilku rzędach. Fialidy mają kształt butelkowaty, zwężający się na końcu w krótką szyję, przez którą przesuwają się konidia tworzące się w bazypetalnych łańcuchach. Konidia mogą być kuliste, elipsoidalne, gładkie, chropowate lub kolczaste o różnym zabarwieniu^ Pęcherzyk z metulami, fia lidami i konidiami tworzy główkę konidialną. Budowa i układ zespołu konidialnego jest cechą cha­rakterystyczną dla gatunku.

Rodzaj Penicillium charakteryzuje się tworzeniem pędzelkowatych konidioforów, które powstają przez rozgałęzienie strzępka konidionośnego. Pierwsze gałązki (rami) rozwidlają się przechodząc w kolejne (ramuli) lub w metule, których przedłużeniem są fialidy wytwarzające konidia. Układ rozgałęzień może być symetryczny lub asymetryczny w stosunku do osi wzro­stu. Liczba rozgałęzień i fialid oraz cechy morfologiczne konidiów są charakte­rystyczne dla gatunku. Niektóre gatunki tworzą owocniki (kleistotecja) z zarod­nikami w workach. W stadium doskonałym grzyby te należą do rodzajów Eupenicillium i Talaromyces .

Rodzaj Fusarium tworzy obfitą grzybnię o jasnych barwach, od spodu zabarwioną pomarańczowo, czerwono lub fioletowo. Konidiofory są wolno rozmieszczone w strzępkach powietrznych, mogą być rozgałęzione. Na ich osi głównej powstają fialidy, a na nich konidia w łańcuchach lub skupieniach Znane są dwa rodzaje konidiów - makrokonidia, wielokomorowe o rogalikowi tym kształcie oraz jednokomórkowe, owalne lub elipsoidalne mikrokonidia.

Rodzaj Botrytis charakteryzuje się grzybnią jasnoszarą lub oliwkowobrunatną z szarą warstwą konidiów. Konidiofory są proste, septowane rozgałęzione w górnej części. Na szczytach krótkich odgałęzień konidioforów tworzą się pojedyncze, gęsto skupione konidia. Grzyby tego rodzaju powszechnie występują w przyrodzie, spełniając ważną rolę w procesie biodegradacji ce­lulozy i pektyn w warunkach naturalnych. Są saprofitami, ale w pewnych warunkach występują jako organizmy patogenne, np. Botrytis cinerea w stosunku do buraków cukrowych. Ponadto pleśń ta jest przyczyną kopcowej zgnilizny. Porażone buraki pokryte są białą lub jasnoszarą grzybnią. Botrytis cinerea jest także identyfikowana często na gnijących pomidorach, winogronach i truskawkach (szara pleśń). Należy do organizmów psychrotrofowych i może się rozwi­jać na owocach i warzywach przechowywanych w chłodniach.

Rodzaj Alternaria tworzy grzybnię aksamitną, wełnowatą, ciemnoszarą i oliwkową, z wydzielanym do podłoża czarnym pigmentem. Konidiofory są septowane, w niewielkim stopniu rozgałęzione, posiadają na bokach i szczytach wielokomórkowe konidia. Konidia są duże, o szerszej podstawie, brunatne. Ostatnia komórka wypączkowuje nowe kondium, co w rezultacie daje

ich łańcuchy.

Pleśnie należące do rodzaju Alternaria występują powszechnie w naturze jako saprofity i pasożyty roślin, głównie zbożowych. Są przyczyną psucia wielu artykułów spożywczych w szczególności owoców, pomidorów, na których tworzą czarne plamy (tzw. „czarna zgnilizna"), mięknięcie tkanki i wyciek soku.

Rodzaj Cladosporium tworzy grzybnię początkowo białą, póź­niej przybierającą czarne lub oliwkowe zabarwienie. Charakteryzuje się wy­kształcaniem rozgałęzionych łańcuchów konidiów na trzonkach konidionośnych. Konidia są wielokomórkowe lub jednokomórkowe, cylindryczne lub o kształcie cytryny, zakończone tępo, o zabarwieniu oliwkowym.
Pleśnie z rodzaju Cladosporium są szeroko rozpowszechnionymi saprofitami materiału roślinnego, żywności, tekstyliów i materiałów gumowych. Znane są również jako patogeny roślin. Do najbardziej znanych gatunków należą Cladosporium herbarum i Cladosporium fulvum.

DROŻDŻE

Drożdże są grzybami mikroskopowymi i stanowią pomost pomiędzy organizmami roślinnymi i zwierzętami. Posiadają wykształcone jądro komórkowe, oddzielone od reszty cytoplazmy otoczką jądrową, dlatego też zaliczane są do grupy Eucaryotae.

Komórki drożdży nie zawierają chlorofilu, zatem nie mogą prowadzić foto­syntezy, są więc chemoorganotrofami. Wśród drożdży można wyróżnić zarówno saprofity, jak i pasożyty.

Drożdże nie stanowią homogennei grupy taksonomicznej. Biorąc pod uwa­gę pokrewieństwo filogenetyczne oraz zdolność do rozmnażania na drodze generatywnej, drożdże zaliczane są do trzech klas: Asomycetes, Basidiomycetes i Deuteromycetes. W każdej z klas opisano ponad 30 000 gatunków

Drożdże z klasy Ascomycetes to gatunki rozmnażające się generatywnie, wytwarzając zarodniki wewnątrz worka (askospory), a wegetatywnie rozmna­żają się przez pączkowanie wieloboczne. Rozmnażanie przez podział występuje w rodzinie Endomycetaceae i Schizosaccharomycetaceae Mają również zdolność do formowania grzybni (mycelium). Z wyjątkiem Schizosaccharomyces, nie wytwarzają enzymu ureazy. Można tu znaleźć gatunki zarówno fermentują­ce, jak i niefermentujące sacharydów

Do klasy Deuteromycetes (Fungi imperfecti) zalicza się 13 rodzajów (Tab. 1-5), obejmujących gatunki drożdży, u których nie zaobserwowano cyklu rozmnażania płciowego i nie będących haploidalnymi przedstawicielami gatunków zarodnikujących. Mogą one wykazywać cechy zarówno klasy Ascomycetes, jak i Basidiomycetes. W przypadku zaobserwowania cyklu płciowego następuje umieszczenie drożdży w odpowiedniej klasie.

Obecnie znanych jest około 400 mikotoksyn i ich pochodnych. Najważniejszymi klasami są:

1. Aflatoksyny

2. Ochratoksyny

3. Zearalenon

4. Trichoteceny

Czynnikami warunkującymi wytworzenie mikotoksyn są:

• Obecność grzyba toksynotwórczego

• Odpowiednie podłoże dla rozwoju grzyba
• Działania synergiczne i antagonistyczne oraz towarzysząca im mikroflora

• Makro- i mikropierwiastki obecne w podłożu

• Sposób przeprowadzania zbioru

• Warunki mikroklimatyczne (wilgotność, temperatura)

Aflatoksyny - są wytwarzane przez niektóre, pospolite i szeroko

rozpowszechnione szczepy grzybów Aspergillus flavus i Aspergillus parasiticus. Aspergillus flavus jest grzybem zasadniczo saprofitycznym i bardzo rozpowszechnionym w środowisku glebowym. Jego zarodniki są roznoszone przez owady- szkodniki upraw. Występowanie aflatoksyny i stopień zanieczyszczenia nią różnią się w zależności od czynników geograficznych i sezonowych, jak również od warunków, w których zboże jest hodowane, zbierane i magazynowane. Optymalne warunki tworzenia toksyn występują głównie na obszarach o dużej wilgotności i wysokiej temperaturze. Aflatotoksyny znaleziono w różnych produktach spożywczych, takich jak: orzeszki ziemne, kukurydza, mleko, jaja, mięso i zboża. Wchłaniają się one głównie przez przewód pokarmowy. Największe ilości gromadzą się w wątrobie, nerkach, mięśniach i tkance tłuszczowej. Duże dawki są przyczyną występowania nowotworów.

Ochratoksyny - są produkowane przez siedem gatunków grzybów z rodzaju Aspergillus oraz sześć gatunków z rodzaju Penicillium Podstawowym związkiem jest ochratoksyna A. Wchłania się ona głównie z przewodu pokarmowego.

Najwięcej odkłada się jej w nerkach, a następnie w wątrobie, mięśniach i tkance tłuszczowej. Ochratoksyna A występuje najczęściej w zbożach oraz w paszach. Szkodliwość ochratoksyn spowodowana jest nieodwracalnym uszkodzeniem nefronów, co w konsekwencji prowadzi do śmierci. Obecność Ochratoksyny A zagraża zdrowiu ludzkiemu, ponieważ toksyna ta jest kumulowana w tkankach zwierząt.

Zearalenon - jest naturalnym zanieczyszczeniem kukurydzy i zbóż. Pasza zawierająca zearalenon wywołuje u zwierząt zespół estrogenny oraz bezpłodność. Metabolizm ten jest wytwarzany przez różne grzyby z rodzaju Fusarium. Najbardziej wrażliwa na zearalenon jest trzoda, która reaguje na zawartość kilku miligramów tego związku w kilogramie paszy. Niema dokładnych informacji o szkodliwości tej toksyny dla człowieka.

Trichoteceny - są wytwarzane przez kilka rodzajów Fusarium, Myrothecium, Trichoderma i Stachybotrys. Wykryte zostały jako naturalne zanieczyszczenia artykułów żywnościowych. Trichoteceny podzielono na cztery grupy. Metabolity grupy A należą do najbardziej toksycznych, zaliczamy do nich: T-2 toksynę, HT-2 toksynę, diacetoksyscirpenol, neosolanial. Związki te są zdolne do wywoływania zapaleń skóry: Trichoteceny grupy B działają silnie wymiotnie, zaliczamy do nich: niwalenol,fazarenol i womitotoksynę. Wyróżniamy też trichoteceny grupy C i D

Patulina - jest związkiem bardzo reaktywnym, łatwo wchodzi w połączenia z białkami i kwasami nukleinowymi. Toksyna ta jest wytwarzana przez grzyby z rodzaju Penicillium, Aspergillius i Byssochlamys. Grzyby te występują we wszystkich surowcach i produktach spożywczych: owocach, warzywach, ziarnach zbóż, pieczywie, i w serach. Patulina zanieczyszcza przede wszystkim jabłka, gruszki, winogrona, sok z jabłek i wina owocowe z jabłek. Wykazano następujące działanie patuliny na drobnoustroje, rośliny, zwierzęta:

• Antybiotyczne względem takich bakterii jak Escherichia coli, Streptococcus aureus oraz grzybów z rodzaju Rhizopus

• Fitotoksyczne - patulina hamuje wzrost siewek ogórków, grochu, pomidorów i pszenicy.

• Zootoksyczne w stosunku do różnych zwierząt.

• Teratogenne i kancerogenne

---