Содержание
Пенициллий – это род микроскопических нитчатых грибов, распространенных в окружающей среде. Их можно найти в воздухе, почве, в растениях и овощах. Они космополитичны в распространении. В природе они выполняют роль деструкторов органического вещества.
Многие виды могут стать патогенами фруктов, овощей и злаков. Они производят токсичные вещества, такие как микотоксины, которые могут по-разному влиять на человека и других животных. Однако некоторые исследователи предполагают, что Penicillium marneffei это единственный представитель рода, вызывающий болезни у человека.
Род был впервые описан в 1809 году тремя известными видами. Его систематика после этой даты было сложным и весьма спорным, как и многих других родов грибов. В настоящее время они относятся к семейству Trichocomaceae, и известно более 350 описанных и принятых видов.
Пенициллий всемирно известен своим видом P. notatum из которых доктор Александр Флеминг в 1928 году открыл сильнодействующее антибактериальное средство, которое мы позже назвали «пенициллин». В настоящее время пенициллин не получают из P. notatum но других видов с большей эффективностью, таких как P. roqueforti.
Пеницилл
Плесневые грибы из рода Penicillium относятся к растениям, которые очень широко распространены в природе. Это род грибов класса несовершенных, насчитывающий более 250 видов. Особое значение имеет зеленая кистевидная плесень – пеницилл золотистый, так как используется человеком для производства пенициллина.
Естественной средой обитания пенициллов является почва. Пенициллы часто можно увидеть в виде зеленого или голубого плесневого налета на разнообразных субстратах, в основном, растительных. Гриб пеницилл имеет сходное строение с аспергиллом, также относящимся к плесневым грибам. Вегетативный мицелий пеницилла ветвящийся, прозрачный и состоит из множества клеток. Отличие пеницилла от мукора в том, что его грибница многоклеточная, тогда как у мукора – одноклеточная. Гифы гриба пеницилла либо погружены в субстрат, либо расположены на его поверхности. От гиф отходят прямостоячие или приподнимающиеся конидиеносцы. Эти образования ветвятся в верхнем отделе и формируют кисточки, несущие цепочки одноклеточных окрашенных спор – конидий. Кисточки пенициллов могут быть нескольких видов: одноярусные, двухярусные, трехярусные и несимметричные. У некоторых видов пенициллов конидии образуют пучки – коремии. Размножение пеницилла происходит с помощью спор.
Гриб пеницилл, как и мукор провоцирует порчу продуктов питания и принимает участие в разложении тканей растительных и животных организмов, благодаря большому набору выделяемых ферментов. Плесневые налеты на субстратах образуются обычно грибами нескольких видов одновременно. Питание пеницилла осуществляется за счет всасывания готовых органических веществ, поэтому пеницилл, как и все плесени, относится к грибам-паразитам. Некоторые виды пенициллов обладают патогенными свойствами по отношению к человеку, растениям и животным. Большой ущерб хозяйству наносится при размножении гриба с образованием плесени на пищевых и сельскохозяйственных продуктах. Заплесневение кормов при неправильном хранении может повлечь гибель животных после употребления их в пищу из-за накопления разных токсических продуктов.
Многие из пенициллов обладают положительными качествами для человека. Они продуцируют ферменты, антибиотики, что обусловливает их широкое применение в фармацевтической и пищевой промышленности. Так, антибактериальный препарат пенициллин получают при использовании Penicillium chrysogenum, Penicillium notatum. Изготовление антибиотика происходит в несколько этапов. Вначале культуру гриба получают на питательных средах с добавлением кукурузного экстракта для лучшей продукции пенициллина. Затем выращивают пенициллин по способу погруженных культур в особых ферментаторах объемом в несколько тысяч литров. После извлечения пенициллина из культуральной жидкости проводится его обработка органическими растворителями и растворами солей до получения конечного продукта – натриевой или калиевой соли пенициллина.
Также плесневые грибы из рода Penicillium широко применяются в сыроварении, в частности, Penicillium camemberti, Penicillium Roquefort. Эти плесени используются в изготовлении «мраморных» сыров, к примеру, «Рокфор», «Горнцгола», «Стилтош». Все перечисленные виды сыров имеют рыхлую структуру, а также характерный вид и запах. Культуры пенициллов применяются на определенном этапе изготовления продукта. Так, при производстве сыра «Рокфор» используется селекционный штамм гриба Penicillium Roquefort, который может развиваться в рыхло спрессованном твороге, так как отлично переносит низкую концентрацию кислорода, а также устойчив к повышенному содержанию солей в кислой среде. Пеницилл выделяет протеолитические и липолитические ферменты, оказывающие воздействие на молочные белки и жиры. Сыр под влиянием плесневых грибов приобретает маслянистость, рыхлость, характерный приятный вкус и запах.
В настоящее время ученые проводят дальнейшие исследовательские работы по изучению продуктов обмена веществ пенициллов, чтобы в будущем их можно было использовать на практике в разных отраслях хозяйства.
Значение плесневых грибов для человека
Плесневые грибы нашли широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве, фармакологии и медицине.
Плесень и получаемый из нее триходермин используют в сельском хозяйстве для подавления роста патогенов, которые вызывают поражение растений. В борьбе с вредными насекомыми также используют некоторые виды плесневых грибов.
Микроорганизмы рода Fusarium способствуют росту сельскохозяйственных культур и увеличению количества урожая. Плесневые грибы участвуют в минерализации органических веществ. С их помощью образуется перегной.
Грибы группы цефалоспоринов используются при производстве лекарственных препаратов. Более 100 видов плесени применяется при изготовлении антибиотиков, таких как пенициллины, гризеофульвин и фумагиллин. Они применяются для лечения болезней человека и животных.
Дрожжи применяются для получения лекарств и биологически активных добавок. С их помощью лечат аллергии и восстанавливают микрофлору желудочно-кишечного тракта.
В фармакологии из плесневых грибов вырабатывают статины, которые понижают уровень холестерина в организме, предотвращают возникновение и развитие атеросклероза и других сердечно-сосудистых заболеваний.
Широко используются грибы и в пищевой промышленности. При помощи дрожжей готовят тесто для выпечки, квасят капусту и солят огурцы. Также эти грибы используют в производстве алкогольных напитков и приготовлении колбасных изделий.
В виноделии плесневый гриб Botrýtis cinérea используют для производства элитных десертных вин. Плесень, покрывающая ягоды винограда, повышает концентрацию сахара в нем.
Большой популярностью в странах Европы пользуется сыр с плесенью. Насчитывается до десятка видов такого продукта. Рецепт его приготовления появился около двух тысяч лет назад.
Фермент протеиназа, полученный из плесневого гриба, улучшает качество продуктов из мяса и рыбы. Черные споры гриба Aspergillus используются при производстве лимонной кислоты.
Плесневые грибы нашли применение во многих сферах жизни и деятельности человека. Но и сейчас продолжаются исследования по изучению и влиянию плесени, что открывает новые возможности для их использования.
Общие характеристики
P. chrysogenum Это сапрофитный вид. Он способен разлагать органические вещества с образованием простых соединений углерода, которые он использует в своих продуктах питания..
Этот вид встречается повсеместно (его можно найти где угодно), и его можно найти в замкнутых пространствах, в почве или у растений. Это также растет на хлебе, и его споры распространены в пыли.
Споры P. chrysogenum они могут вызывать респираторные аллергии и кожные реакции. Он также может производить различные типы токсинов, которые влияют на человека.
Производство пенициллина
Наиболее известным применением этого вида является производство пенициллина. Этот антибиотик был впервые открыт Александром Флемингом в 1928 году, хотя в принципе он идентифицировал его как P. rubrum.
Хотя есть и другие виды пеницилл способен производить пенициллин, P. chrysogenum Это самый распространенный. Его предпочтительное использование в фармацевтической промышленности обусловлено высоким уровнем производства антибиотиков..
воспроизведение
Они размножаются бесполым путем через конидии (бесполые споры), которые встречаются в конидиеносцах. Они прямые и тонкостенные, с небольшим количеством фиалидов (клеток, которые производят конидии).
Половое размножение происходит через аскоспоры (половые споры). Они производятся в толстостенных аскосах (плодовых телах).
Аскоспоры (половые споры) образуются в аскосах (плодоносящих телах). Это клеистотеций (округлый) и имеют склеротизированные стенки.
Производство вторичных метаболитов
Вторичные метаболиты – это органические соединения, вырабатываемые живыми существами, которые непосредственно не влияют на их метаболизм. В случае грибов эти соединения помогают их идентификации.
P. chrysogenum он характеризуется выработкой рокфорфина С, мелеагрина и пенициллина. Эта комбинация соединений облегчает их идентификацию в лаборатории. Кроме того, гриб производит другие цветные вторичные метаболиты. Ксантоксилины являются причиной желтого цвета типичного экссудата вида.
С другой стороны, он может производить афлатоксины, которые являются вредными для человека микотоксинами. Эти токсины атакуют систему печени и могут привести к циррозу и раку печени. Споры гриба загрязняют различные продукты, которые при попадании в организм могут вызвать эту патологию..
питание
Вид сапрофитный. Он обладает способностью вырабатывать пищеварительные ферменты, которые выделяются на органическом веществе. Эти ферменты разрушают субстрат, расщепляя сложные соединения углерода.
Впоследствии самые простые соединения высвобождаются и могут поглощаться гифами. Питательные вещества, которые не потребляются, накапливаются в виде гликогена.
Ботаническая характеристика
Относится к группе плесневых грибов. Грибной мицелий пеницилла – это его вегетативное тело. В отличие от мукора, у которого одноклеточный характер строения мицелия, мицелий пенициллина является многоклеточным, аналогичный тому, что имеет в строении друга группа высших грибов – шляпочных. Мицелий разделяется перегородками – септами. Грибница состоит из комплекса гиф, представленных цепочками, состоящими из отдельных клеток. Грибные нити, неправильно ветвящиеся, чаще не окрашены. Размножается спорами, образующимися на концах гиф в виде кисточек, называемых конидиями. Они бывают одно- двух- и трехъярусными и несимметричными.
По внешнему описанию и строению гриб пеницилл схож с аспергиллом. Плодовые тела грибов пенициллиума изучены только у отдельных разновидностей и представляют собой микроскопических размеров закрытые клейстотеции, имеющие шаровидную форму, по структуре жесткие, сохраняющие свой внешний вид на протяжении нескольких недель, иногда – месяцев. Окраска бывает разной – белая, желтая, оранжевая и коричневая, в редких случаях – черная либо красная.
Некоторые грибные колонии представителей рода Пеницилл способны образовывать склероции.
Типы пеницилловых колоний
Условно выделены 4 основных типа:
- Бархатистые: у них практически все вегетативные части гиф погружены в агар (питательную среду, субстрат), на поверхности субстрата располагаются конидиеносцы в виде густой массы с бархатистым видом.
- Войлочные, или шерстистые: у них развит воздушный грибной мицелий со стерильными белыми краями, от воздушных гиф ответвляются конидиеносцы.
- С наличием мицелиальных тяжей: у них воздушный мицелий состоит из сплетений гиф, которые поднимаются над поверхностью почвы (субстрата) и несут на себе ответвления с конидиями.
- С наличием коремий, или пучковатые: конидиеносцы собраны в простые агрегированные пучки, создавая форму крупной зернистой массы.
Противопоказания
Плесневый налет гриба опасен только для людей со слабым иммунитетом. Его споры, попадая в дыхательные пути, начинают размножаться и часто вызывают бронхит, одышку, пневмонию, аллергию или мукоромикоз.
Такие пораженные продукты не употребляют в пищу. Срезка затронутого плесенью участка не поможет – вся поверхность уже усеяна спорами. Особо опасны для организма только 5 из существующих видов.
Они неблагоприятно воздействуют на дыхательную систему человека, кожные покровы. Особенно опасны представители рода Аспергилл – черная плесень. Она быстро размножается, за сутки увеличиваясь в 9 раз.
Основные группы риска:
- Дети младшего возраста.
- Пожилые люди с плохим здоровьем.
- Аллергики.
- Беременные.
- тошнота, рвота;
- головные боли;
- затрудненное дыхание, одышка;
- кожные высыпания;
- частый бронхит, пневмония.
Пеницилл — строение, питание, размножение, гриб, мицелий, мукор, плесень
Размножение пеницилла происходит с помощью спор.
Гриб пеницилл, как и мукор провоцирует порчу продуктов питания и принимает участие в разложении тканей растительных и животных организмов, благодаря большому набору выделяемых ферментов. Плесневые налеты на субстратах образуются обычно грибами нескольких видов одновременно. Питание пеницилла осуществляется за счет всасывания готовых органических веществ, поэтому пеницилл, как и все плесени, относится к грибам-паразитам. Некоторые виды пенициллов обладают патогенными свойствами по отношению к человеку, растениям и животным. Большой ущерб хозяйству наносится при размножении гриба с образованием плесени на пищевых и сельскохозяйственных продуктах. Заплесневение кормов при неправильном хранении может повлечь гибель животных после употребления их в пищу из-за накопления разных токсических продуктов.
Многие из пенициллов обладают положительными качествами для человека. Они продуцируют ферменты, антибиотики, что обусловливает их широкое применение в фармацевтической и пищевой промышленности. Так, антибактериальный препарат пенициллин получают при использовании Penicillium chrysogenum, Penicillium notatum. Изготовление антибиотика происходит в несколько этапов. Вначале культуру гриба получают на питательных средах с добавлением кукурузного экстракта для лучшей продукции пенициллина. Затем выращивают пенициллин по способу погруженных культур в особых ферментаторах объемом в несколько тысяч литров. После извлечения пенициллина из культуральной жидкости проводится его обработка органическими растворителями и растворами солей до получения конечного продукта – натриевой или калиевой соли пенициллина.
Также плесневые грибы из рода Penicillium широко применяются в сыроварении, в частности, Penicillium camemberti, Penicillium Roquefort. Эти плесени используются в изготовлении «мраморных» сыров, к примеру, «Рокфор», «Горнцгола», «Стилтош». Все перечисленные виды сыров имеют рыхлую структуру, а также характерный вид и запах. Культуры пенициллов применяются на определенном этапе изготовления продукта. Так, при производстве сыра «Рокфор» используется селекционный штамм гриба Penicillium Roquefort, который может развиваться в рыхло спрессованном твороге, так как отлично переносит низкую концентрацию кислорода, а также устойчив к повышенному содержанию солей в кислой среде. Пеницилл выделяет протеолитические и липолитические ферменты, оказывающие воздействие на молочные белки и жиры. Сыр под влиянием плесневых грибов приобретает маслянистость, рыхлость, характерный приятный вкус и запах.
В настоящее время ученые проводят дальнейшие исследовательские работы по изучению продуктов обмена веществ пенициллов, чтобы в будущем их можно было использовать на практике в разных отраслях хозяйства.
Лекция добавлена 08.12.2012 в 04:25:37
Образование
характеристики
Одна из самых ярких характеристик жанра Пенициллий это его бесполая репродуктивная форма с плотными кистевидными структурами, от которой и произошло название таксона (penicillus).
У них плодородное тело. Они образуют мешкообразные структуры, содержащие аскоспоры. Аскоспоры одноклеточные, аски недолговечны. Это означает, что они распадаются и / или растворяются очень быстро по сравнению с другими таксономическими группами.
Это анаморфные организмы, способные разлагать субстраты, такие как сахара, липиды и целлюлозу. С другой стороны, представители рода Пенициллий они образуют колонии, которые в большинстве случаев быстро растут и обладают разнообразной окраской и текстурой.
Penicillium marneffei
Род виды Пенициллий вызывающая патологию (микоз), поражающую млекопитающих, грызунов и людей, называемую пенициллиозом. Заболевание впервые было обнаружено у двух видов крыс из Юго-Восточной Азии, а затем и у людей.
Заболевание характеризуется наличием кожных поражений, истончения тела, лихорадки, симптомов пневмонии, поражений стенок тонкой кишки (плейеровых бляшек), гепатомегалии и спленомегалии.
Наблюдаемые поражения представляют собой образование абсцесса и гранулемы, в которых его можно изолировать до П.Marneffei как бластоспоры в цитоплазме макрофагов или как свободные бластоспоры в ткани. Это заболевание встречается в основном у пациентов с ослабленным иммунитетом или людей, особенно с ВИЧ.
Типы плесневых грибов
Плесневые грибы можно обнаружить среди представителей следующих больших классов:
- Хитридиомицеты. Микроскопические грибы, простейшие по развитию мицелия. Их жизнедеятельность связана с водой. Представитель данного класса — плесень Synchytrium endobioticum, которая поражает картофель.
- Оомицеты. Мицелий хорошо развит, но является одноклеточным. Стенки клеток грибов этого класса состоят из целлюлозы. Плесень Phytophtрora infestаns вызывает фитофтороз помидоров и картофеля. Plasmоpara viticola поражает листья винограда.
- Фикомицеты. Для представителей класса характерно наличие многоядерного одноклеточного мицелия. Наиболее распространены плесневые грибы родов Mucor, Rhizopus и Thamnidium. Они вызывают порчу продуктов и мягкую гниль плодов.
- Аскомицеты. Класс насчитывает около 30000 видов. Отличительная черта — наличие асков, или сумок, со спорами. Представители среди плесневых грибов — Aspergillus и Penicillium. Эти виды плесени вызывают порчу пищевых продуктов.
- Базидиомицеты. Мицелий грибов хорошо развит, является многоклеточным. Грибы поражают древесину, как живую, так и мертвую, злаковые культуры (головня) и дикорастущие растения (ржавчина).
- Класс несовершенных грибов. Хорошо развитый многоклеточный мицелий. Представители класса — Penicylium и Aspergillus, Fusarium, Oidium, Botrytis, Alternaria и Cladosporium.
Наиболее изученными родами плесневых грибов, которые чаще всего используются человеком, являются:
- дрожжи;
- мукор;
- аспергилл;
- пенициллин.
Дрожжи относятся к одноклеточным грибам. Их клетка имеет форму шара. Насчитывается более 1500 видов, но большинство из них не могут образовывать грибницу. Дрожжи размножаются почкованием: на материнской клетке образуется нарост, который отделяется от нее, достигнув определенного размера. Питаются эти клетки кислородом или парами спиртов, образовавшимися при брожении.
Плесень рода Mucor образует колонии в верхних слоях почвы, а также на поверхности овощей и фруктов. Скорость их размножения очень высокая, высота грибницы достигает нескольких сантиметров. Мукоры способны вызывать грибковые заболевания.
Род Aspergillus включает в себя несколько сотен видов, обитающих в разных климатических условиях. Они образуют колонии плоской формы. Изначально плесень имеет белый окрас, но со временем может приобретать различные цвета. Аспергилл размножается спорами и часто встречается в помещениях с высокой влажностью.
Самый известный род плесени — Penicillium. Она встречается в различных местах. Мицелий грибов ветвящийся, размножение происходит с помощью спор. Клетки пеницилла образовывают пенициллин, способный убивать бактерии. Открытие этого антибиотика стало прорывом в развитии медицины.
Польза
Внезапный интерес к Пенициллам возник в конце 19 века при открытии свойства плесневого гриба штамма Penicillium notatum, убивать кокковую и некоторую бактериальную среду. Кроме того, сам процесс жизнедеятельности гриба, оказался, в некотором роде полезным, для сыроваров, использующих штамм Penicillium roqueforti для производства сыра Рокфор, обладающего благодаря Пенициллам изысканной голубой плесенью и специфическим вкусом.
Особое свойство этих грибов – продуцировать глюконовую, лимонную кислоты, пектиновые вещества, пенициллин. Кроме фармацевтики, это свойство используется в пищевой промышленности, при производстве соков – фермент Пеницилл используют для осветления полуфабрикатов.
Кроме положительных качеств, грибы рода Penicillium обладают и негативными свойствами, в частности некоторые штаммы способны вызывать оникомикозы на ногтях человека, аллергические заболевания дыхательных путей.
- Penicillium tardum;
- Penicillium expansum.
- Штамм Penicillium tardum – встречается в жилых помещениях, аллерген, вызывающий развитие болезней дыхательных путей.
- Штамм P. expansum – распространенный вредитель зерновых культур, злаков, яблочной плесени.
Существуют и другие штаммы, действующие на продукты питания или сельскохозяйственные зерновые культуры подобным образом. Для человеческого здоровья одни из наиболее небезопасных штаммов:
Поражение, внедрение конидий в здоровую среду, практически не представляется возможным. Плесневые этого рода – раневые паразиты, т.е. такие, которые проникают сквозь брешь в естественном барьере. Прекрасный тому пример – яблочная гниль, возбудителем которой являются Пенициллы. Конидии плесени прорастают лишь в тех плодах, которые имеют проколы, пробитые бока и прочие мелкие повреждения.
Это правило, справедливо и для микозов, поражающих человеческий организм – снижение барьерной функции организма приводит к возникновению заболеваний как воспалительного, так и инфекционного характера.
Применение в фармацевтике и пищевой промышленности
Несколько видов рода Penicillium играют центральную роль в производстве сыра и различных мясных продуктов. Грибы Пенициллы найдены в так называемых голубых и белых сырах. P. camemberti и P. roqueforti культивируются в качестве плесени на камамбере, бри, рокфоре, горгондзоле, данаблю и многих других продуктах.
P. nalgiovense, chrysogenum, P. salamii используются для ферментации – улучшения вкуса окороков и сухих колбас. Самый известный продукт – салями. Данные виды предотвращают колонизацию продуктов другими вредными плесневелыми грибами и бактериями.
Род включает в себя широкий спектр видов плесени, которые являются источником антибиотиков. Пенициллин – препарат, продуцируемый P. chrysogenum – был случайно открыт Александром Флемингом в 1929 году. Ученый обнаружил вещество, подавляющее жизнедеятельность и ингибирующее рост грамположительных бактерий. После этого открытия мир медицины коренным образом изменился.
Говард Флори и Эрнст Чейн очистили и получили концентрированное соединение, пригодное для использования в медицине. Свойства препарата позволили спасти миллионы жизней. Флеминг, Флори и Чейн совместно получили Нобелевскую премию по медицине в 1945 году.
Наносится ли вред человеку
Многие считают, что грибы пенициллы – бактерии. Однако это далеко не так. Некоторые разновидности данного растения обладают патогенными свойствами относительно животных организмов и человека. Больше всего вреда наносится в тех случаях, когда плесневый грибок поражает сельскохозяйственные и пищевые продукты, интенсивно размножаясь внутри них. При неправильном хранении пеницилл поражает корма. Если его скормить животным, то не исключена их гибель. Ведь внутри такого корма скапливается большое количество токсических веществ, которые негативным образом сказываются на состоянии здоровья.
В фармацевтике
Плесневые грибы рода Пеницилл являются природным материалом для получения лекарства пенициллин, входящего в группу антибиотиков.
Продуцируют грибы пенициллины вещества, нейтрализующие и подавляющие жизнедеятельность бактерий, не давая развиваться прокариотическим организмам.
В пищевой промышленности
Некоторые разновидности используют в пищевой промышленности для сыроварения. Под влиянием содержащихся в грибках липолитических и протеолитических ферментных веществ оказывающих активное воздействие на молочные жиры и белки, сыры обретают рыхлую и маслянистую структуру, специфические гастрономические качества и запах. Такие сыры – голубые, отличающиеся зелено-голубоватым цветом сырной массы, получают с использованием некоторых видов пенициллов, т.н. «благородной плесени», например, Penicillium roqueforti.
Морфология
Виды рода Пенициллий, Помимо того, что они имеют форму щеточки, они образуют сухие цепочки конидий, которые образуются из фиалида. Фиалид – это специализированная клетка конидиофор (структура, специализирующаяся на бесполом размножении), имеющая форму бутылки, прикрепленная своим основанием к метуле.
Метула поддерживает фиалид, а это, в свою очередь, поддерживает ветвь, из которой могут начинаться другие ветки, или отдельный вызов стипа.
Конидиеносцы могут иметь размер от 200 до 300 микрометров, метулы от 8 до 12 микрометров и фиалиды от 7 до 12 микрометров. Конидии (бесполые и неподвижные споры), образующиеся в фиалиде, имеют гладкую эллипсовидную форму и могут иметь размер от 2,5 до 4 микрометров.
Конидии могут быть простыми (моновертицилатными), то есть с одной ветвью от конидий до ножки. Однако в пределах рода есть разновидности таксонов, которые могут иметь более одного разветвления: бивертицилаты (2 ветви), тервертицилаты (3) и даже кватервертицилаты (4).
Колонии с макроскопической точки зрения начинаются белыми. Затем, в зависимости от вида и других факторов, он может приобретать такие цвета, как зеленый, голубовато-зеленый, серый или розовый, среди других.
Некоторые библиографии сообщают, что текстура колоний, а также их окраска зависят от вида. В Пенициллий они могут иметь, среди прочего, гладкую, хлопковую или бархатистую текстуру.
