Woda
Zawartość wody w podłożu jest czynnikiem determinującym rozwój drobnoustrojów. Woda przede wszystkim spełnia funkcję rozpuszczalnika związków organicznych i tlenu.
Drobnoustroje
Tlenowe Beztlenowe
Wybitne tlenowce mikroareofile
Względne beztlenowce
pH środowiska
stanowi ważny element rozwoju drobnoustrojów. Manipulując tym parametrem można skutecznie zabić lub zahamować niektóre rodzaje drobnoustrojów. Bakterie na ogół wymagają środowiska zbliżonego do obojętnego. Dotyczy to szczególnie bakterii patogennych, ale i w większości bakterii, np. gnilnych i promieniowców. Drożdże i pleśnie preferują zaś środowisko kwaśne.
Temperatura
Intensywność rozwoju bakterii zależy od temperatury.
Rodzaje temperatur:
Temperatury kardynalne (minimum poniżej którego temp. Zwalnia metabolizm drobnoustrojów).
Temperatury optymalne - przy których większość procesów biologicznych i rozmnażanie przebiega najintensywniej.
Temperatury minimalne - poniżej których wzrost zostaje zahamowany
Temperatury maksymalne - powyżej nich następuje zahamowanie wzrost, procesów życiowych, aż do początków denaturacji białka
Zakresy tych temperatur są różne dla różnych gatunków drobnoustrojów i dzielimy je na :
- psychofile - zimnolubne, żyjące w zimnych źródłach
- mezofile - średniociepłolubne
- termofile - ciepłolubne:
a. stenotermofile (60 stopni i powyżej)
b. euritermofile (w 30 i w 60 stopniach)
Osmofile - wymagają dużego ciśnienia osmotycznego do prawidłowego rozwoju.
Grzyby i glony nie rosną w temp. Powyżej 56 stopni C.
Odżywianie
Drobnoustroje pobierają składniki pokarmowe oraz wydzielają produkty przemian metabolicznych bezpośrednio przez ścianę komórkową. Komórka może pobierać substancje drobnocząsteczkowe. Rozkładają złożone związki do prostych za pomocą enzymów i pobierają je rozpuszczone w wodzie.
Saprofity (Saprotrofy) - drobnoustroje które pobierają składniki pokarmowe z obumarłej substancji organicznej.
Drapieżniki pobierają substancje pokarmowe z żywych organizmów, powodując ich lizę (śmierć) poprzez rozpuszczenie.
Pasożyty - drobnoustroje żerujące na żywych organizmach ale nie zabijające ich. Gospodarz jednak zawsze ponosi szkody.
Patogeny - pasożyty wywołujące śmierć lub chorobę gospodarza.
Drobnoustroje
Autotrofy heterotrofy
Fototrofy Chemolitotrofy prototrofy auksotrofy
Chemoorganotrofy
Autotrofy - samożywne - ich źródłem węgla jest CO2.
Heterotrofy - cudzożywne - ich źródłem węgla są zw. Organiczne.
Fototrofy - energia słoneczna, fotosynteza
Chemolitotrofy - energia z subst. Chemicznych
Prototrofy - wystarczy im jeden związek organiczny do wzrostu.
Auksotrofy - utraciły zdolność syntezy określonego składnika, w wyniku mutacji, a który to składnik jest im niezbędnie potrzebny do wzrostu.
Chemoorganotrofy - wymagają związków organicznych do wzrostu i rozmnażania.
Wyróżniamy 3 grupy czynników wzrostowych:
Aminokwasy
Zasady purynowe i pirymidynowe
Witaminy
Szczególną cechą drobnoustrojów jest zdolność do adaptacji do nowych warunków środowiska. Adaptacja wymaga zdolności syntezy nowych białek, lub zahamowania dotychczas produkowanych.
GRZYBY (pleśnie).
Pleśnie i drożdże należące do grzybów są eukariotami.
Grzyby strzępkowe - pleśnie (Fungi) należące do grzybów właściwych (Eumycota), charakteryzują się:
Brakiem syntezy chlorofilu
Są cudzożywne - heterotrofy
Są saprofitami
Są tlenowcami
Są chemoorganotrofami
Azot przyswajają ze związków organicznych lub prostych związków nieorganicznych
Mają bardzo bogaty kompleks enzymów
Rosną w szerokim zakresie temperatur (od -10 do +55 C)
W większości są mezofilami (20-35 C)
Wykazują małą wrażliwość na niską temperaturę.
Są wrażliwe na wysokie temperatury
Graniczna zawartość wody w środowisku wynosi 11-14%
Wykorzystują wilgoć zawartą w podłożu
Rosną w szerokim zakresie pH (od 1,5 do 10 ale preferują 3,0-5,5)
Mają dużą zdolność do adaptacji.
Pleśnie - stanowią bardzo liczną grupę drobnoustrojów, należących do gromady Eumycota czyli grzybów właściwych. Są to organizmy wielokomórkowe, cudzożywne - chemoautotrofy nie mające zdolności do syntezy chlorofilu, są więc saprofitami, pasożytami, komensalami lub symbiontami. Są typowymi tlenowcami - odcinając im dostęp tlenu hamujemy ich wzrost.
Systematyka.
Grzyby
Myxomycetes Zygomycetes Ascomycetes Basidiomycetes Deuteromycetes
Wszystkie grzyby przechodzą przez okres wegetatywny. (Grzybnia wykorzystuje substancje organiczne z podłoża). Po tym stadium następuje rozmnażanie bezpłciowe (wegetatywne) lub płciowe (generatywne). Większość grzybów rozmnaża się wytwarzając spory zewnętrzne - egzospory i wewnątrz zarodni - endospory. Strzępki zewnętrzne tworzą grzybnię. Dojrzała grzybnia wytwarza zaś zarodniki.
Zygomycetes - grzyby niższe - rozmnażają się od wytworzenia strzępki powietrznej, z której wyrasta strzępka owoconośna zwana sporangioforem, na którym tworzy się owocnia - sporangium. Wewnątrz tworzą się zarodniki (endospory). W klasie, znaczenie dla biotechnologii i przechowalnictwa mają dwa rodzaje : Mucor i Rhizopus. Pleśnie te powodują psucie się żywności przechowywanej.
Mucor - pleśnie należące do tego rodzaju tworzą pojedyncze zarodnie na rozgałęzionych lub na nierozgałęzionych strzępkach. Zarodnie łatwo pękają i wówczas kolumela jest otoczona kołnierzykiem pękniętej zarodni.
Mucor mucedo - spotykamy często na psujących się owocach i w glebie. Ma on grzybnię białawą i żółtawą. Zarodnie o średnicy 100- 200 mikrometrów są żółtawe lub szarawe, czasami ciemnobrunatne. Kolumela jest gładka, kulista lub cylindryczna. Wytwarza czasami zygospory, czarne o kulistym kształcie i nierównej brodawkowatej ścianie.
Mucor racemosus - również występuje na owocach. Tworzy zarodnie mniejsze niż M.mucedo, na rozgałęzionych strzępkach. Grzybnia ma kolor biały lub żółtawy, a zarodnie - żółtobrunatny. Kolumela jest okrągła lub jajowata. W hodowli beztlenowej grzybnia pączkuje, tworząc tzw. Drożdże mukorowe.
Rhizopus - pleśni e należące do tego rodzaju wytwarzają chwytniki (rhizoid) i rozłogi (stolon) dochodzące do kilku cm długości. Trzonki z zarodnikiem wyrastają w postaci pęków z miejsca, gdzie rozłogi stykają się z podłożem. W odróżnieniu od pleśni należących do rodzaju Mucor, gatunki z rodzaju Rhizopus po pęknięciu zarodni nie mają wokół kolumeli kołnierzyków. Kolumela ma kształt półkulisty i umieszczona jest na tzw. Apofizie (apophize), czyli na rozszerzonym wierzchołku trzonka. W odróżnieniu od owalnych zarodników Mucor, zarodniki Rhizopus mają kształt kanciasty.
Rhizopus nigricans wytwarza grzybnię początkowo białą, później szarą. Półkolista zarodnia zawiera owalne lub kanciaste zarodniki. Pleśń ta nie rośnie w postaci drożdży (jak to zachodzi u rodzajów Mucor). Występuje bardzo często na produktach spożywczych m.in. na owocach i chlebie. Posiana na podłoże stałe wypełnia naczynie w ciągu 2-3 dni.
Deuteromycetes - rozmnażają się jedynie w sposób niedoskonały stąd też nazwa tej klasy - grzyby niedoskonałe. Rozmnażanie odbywa się przez konidia - egzospory - umieszczone na trzonkach owoconośnych tzw. Konidioforach lub tworzące się bezpośrednio na grzybni. Grzybnia jest septowana (wielokomórkowa) i wytwarza różnego rodzaju spory - konidia, artrokonidia, blastokonidia, chlamidospory. Czasami grzybnia nie wytwarza sporów czyli jest sterylna. U niektórych pleśni z tej klasy zaobserwowano cykl paraseksualny, w którym wymiana jąder umożliwiona jest przez tworzenie tzw. Pomostów. Łączą one komórki lub strzępki różnych plech.
Monilia - gatunki należące do tego rodzaju charakteryzuje rozgałęziona grzybnia i strzępki, na których powstają jednokomórkowe konidia.
Monilia sitophila - wytwarza podczas hodowlii na świetle karotenowy barwnik. Rozwija się na wielu produktach żywnościowych (mięsnych, zbożowych, owocowych, tłuszczowych), wytwarzając szereg enzymów katalizujących rozkład substancji podłoża. Na chlebie wywołuje czerwone plamy, na margarynie maśle i serze wytwarza lipazę, powodując jałczenie.
Monilia vini - wytwarza białą grzybnię. Rozwija się głównie na sokach owocowych, moszczach i winie, wykorzystując resztki cukru wytwarza kwasy lotne i nielotne.
Monilia nigra - rozwija się na serze ementalskim, wywołując powstawanie ciemnych plam. Barwa grzybni pochodzi od barwy konidiów.
Botrytis - pleśnie z tego rodzaju charakteryzuje ułożenie konidii w kształcie kiści winogron.
Botrytis cinerea - rośnie na powierzchni winogron częściowo zużywając substancje odżywcze i przyspieszając wysychanie owodów. Rozwojowi tych pleśni przypisuje się poestawanie lepszych cech organoleptycznych wina.
Oospora - należy do niego jeden gatunek powszechnie występujący na produktach żywnościowych.
Oospora lactis - jest to tzw. Pleśń mleczna, występująca na produktach mleczarskich oraz na kiszonkach powodując ich odkwaszenie. Wytwarza typowe oidia przez rozpad strzępków. Oidium lactis wytwarza lipazę, rozkłada białka, a z cukru wytwarza do 1% alkoholu.
Fusarium - charakterystyczną cechą tego rodzaju pleśni są makrokonidia w kształcie rogalików (sierpów) podzielonych poprzecznymi ściankami. Obok makrokonidiów wytwarzane są miko konidia bez przegród poprzecznych lub najwyżej z trzema przegrodami. Mikrokonidia mają kształt przecinków lub gruszek. Grzyby należące do Fusarium wytwarzają chamydospory i sklerota. Grzybnia Fusarium jest zwykle zabarwiona na buraczkowo lub czerwono. W hodowli na płytkach łatwo degeneruje się, tracąc zdolność wytwarzania zarodników. Grzyby należące do tego rodzaju występują na roślinach, przeważnie na zbożach, wydzielając toksyczne dla ludzi i zwierząt metabolity.
Fusarium graminearum - rośnie na glebie w postaci różowo białych plam. Spożycie chleba porażonego pleśniami z rodziny Fusarium wywołuje objawy podobne do nadużycia alkoholu i zatrucie połączone z wymioami.
Trichothecium - pleśnie z tego rodzaju charakteryzują proste, pałeczkowate, rosnące równolegle konidiofory. Konidia gruszkowate lub wydłużone z jedną przegrodą ułożone są w skupiska na szczycie konidiofora.
Trichothecium roseum - występuje na owocach. Młoda grzybnia jest biała, starsza nabiera od konidiów barwy jasnoczerwonej. Kolonie rosną w postaci koncentrycznych pierścieni.
Alternaria - pleśnie z tego rodzaju tworzą grzybnię wielokomórkową. Konidia mają kształt owalny lub maczugowaty, podzielone są poprzecznymi lub podłużnymi przegrodami, układają się w krótkie łańcuchy często rozgałęzione. Grzyby te rozwijają się m.in. na zepsutych pomidorach wywołując tzw. Czarną zgniliznę.
Cladosporium - pleśnie z tego rodzaju mają konidia jedno- lub dwu- komórkowe, które tworzą się na końcu trzonków konidialnych w postaci rozgałęzionych łańcuszków. Niektóre gatunki Cladosporium rozwijając się na zbożu wytwarzają toksyny.
Cladosporium herbarum - powoduje występowanie czarnych plam na mięsie. Wytwarza oliwkowozieloną, brunatną lub czarną grzybnię.
Pullularia - Jednokomórkowe konidia powstają na strzępkach przez boczne pączkowanie, wyrastając z krótkich sterygm. W wyniku rozpadu strzępek łatwo powstają oidia. Występują formy przetrwalnikowe ze zgrubiałych strzępek grzybni oraz gemmy, czyli okrągłe komórki o grubych ścianach, ułożone w łańcuchy.
Pullularia pullulans - rozwija się na owocach i roślinach, wywołując słabą fermentację.
Identyfikacja grzybów.
Preparaty przygotowuje się pobierając trochę grzybni zagiętą na końcu igłą preparacyjną i umieszczając ją w kropli wody na szkiełku przedmiotowym. Czyste kultury otrzymuje się ogólnie znanymi metodami izolowania czystych kultur, stosując jako podłoża hodowlane brzeczkę z agarem, podłoże Czapka lub agar ziemniaczany.
Hodowla w komorach Botchera - prowadzi się w ten sposób, że na szkiełku przedmiotowym umieszcza się pierścień szklany i przykleja do szkiełka woskiem z wazeliną. Na dno pierścienia wprowadza się kroplę wody jałowej. Na jałowym szkiełku nakrywkowym umieszcza się kilka kropelek płynnego podłoża Czapka z zawieszonymi w nim zarodnikami pleśni w takim rozcieńczeniu, aby w każdej kropli znajdował się jeden lub najwyżej dwa zarodniki. Tak przygotowane szkiełko przykrywkowe przykleja się wazeliną do pierścienia kropelkami zawiesiny w dół.
W obserwacjach mikroskopowych zwraca się uwagę na następujące elementy budowy:
Grzybnia - wielo lub jednokomórkowa
Zarodniki - kształt, wielkość, barwa, sposób powstawania
Zarodnia - sposób ułożenia, wielkość, obecność kolumeli i jej kształt.
Trzonki owocujące - kształt, rozgałęzienia, sposób ułożenia
W obserwacji morfologicznej:
Wygląd i zabarwienie grzybni, zmiany barwy w czasie zarodnikowania oraz zmiany barwy grzybni od spodu
Kształt i wielkość kolonii
Zróżnicowanie kolonii na część centralną i obwodową.
Obecność stref koncentrycznych
Rodzaj powierzchni kolonii
Brzegi kolonii
Na podstawie badań morfologicznych można określić rodzaj i gatunek pleśni.
Wyszukiwarka