Според класификацията дрождите принадлежат към микроскопичните гъби от царството Mycota. Те са едноклетъчни неподвижни микроорганизми с малки размери - 10-15 микрона. Въпреки външната прилика на дрождите с големи видове бактерии, те се класифицират като гъби поради ултраструктурата на клетките и методите на възпроизвеждане.
Ориз. 1. Изглед на дрожди върху петриево блюдо.
Местообитание на дрожди
Често в естествени условия дрождите се намират върху субстрати, богати на въглехидрати и захари. Следователно те се намират на повърхността на плодове и листа, горски плодове и плодове, върху сокове от рани, в нектара на цветята, в мъртва растителна материя. В допълнение, те се намират в почвите (например в постеля) и водата. Дрождевите организми от родовете Candida или Pichia често се срещат в чревната среда на хората и много животински видове.
Всички дрождени клетки съдържат около 75% вода, 50-60% е свързана вътреклетъчно, а останалите 10-30% се освобождават. Сухото вещество на една клетка, в зависимост от възрастта и състоянието, съдържа средно:
азот 45-60%;
захар 15-40%;
мазнини 2,5-13%;
минерали 7-11%.
Освен това клетките включват редица важни компоненти, необходими за техния метаболизъм - ензими, витамини. Ензимите на дрождевите организми са катализатори за различни видове ферментационни и дихателни процеси.
Клетките на дрождите имат различни форми: елипси, овали, пръчици, топки. Размерите също варират: често дължината е 6-12 микрона, а ширината е 2-8 микрона. Това зависи от техните условия на живот или отглеждане, хранителни компоненти и фактори на околната среда. Младите дрожди са най-стабилни по свойства, така че характеристиките и описанията на видовете се извършват с тях.
Дрождените организми имат всички стандартни компоненти, открити в еукариотните клетки. Но в допълнение към това те имат уникални отличителни свойства на гъбите и съчетават характеристиките на клетъчните структури на растенията и животните:
стените са твърди, като тези на растенията,
няма хлоропласти и има гликоген, както при животните.
Клетките съдържат мембрани, цитоплазма и органели като:
сърцевина;
Апарат на Голджи;
митохондриите на клетките;
рибозомен апарат;
мастни включвания, гликогенни зърна, както и валути.
Някои видове съдържат пигменти. При младите дрожди цитоплазмата е хомогенна. По време на процеса на растеж вътре в тях се появяват вакуоли (съдържащи органични и минерални компоненти). По време на процеса на растеж се наблюдава образуване на зърна и вакуоли се увеличават.
По правило черупките включват няколко слоя с включени полизахариди, мазнини и азотсъдържащи компоненти. Някои от видовете имат обвивка, подобна на слуз, така че клетките често са слепени и образуват люспи в течности.
За дихателните процеси клетките на дрождите се нуждаят от кислород, но много от техните видове (факултативни анаеробни) могат да преминат временно и без него и получават енергия от процесите на ферментация (дишане без кислород), докато образуват алкохоли. Това е една от основните им разлики от бактериите:
Няма представители на дрождите, които да живеят абсолютно без кислород.
Процесите на дишане с кислород са енергийно по-полезни за дрождите, следователно, когато се появят, клетките завършват ферментацията и преминават към дишане на кислород, освобождавайки въглероден диоксид, който насърчава по-бързия растеж на клетките.Този ефект се нарича Пастьор. Понякога при високо съдържание на глюкоза се наблюдава ефектът на Crabtree, когато дори и да има кислород, клетките на дрождите го ферментират.
Много дрожди са хемоорганохетеротрофни и разчитат на органични хранителни компоненти за хранене и производство на енергия.
В условия без кислород дрождите предпочитат да използват въглехидрати като хексоза и олигозахариди, синтезирани от нея за своето хранене. Някои видове могат да метаболизират и други видове въглехидрати - пентоза, нишесте, инулин. С достъп до кислород те са способни да консумират по-широк набор от вещества, включително мазнини, въглеводороди, алкохол и други. Такива сложни видове въглехидрати, като лигнини и целулози, не са им достъпни за усвояване. Източници на азот за тях, като правило, са амониеви соли и нитрати.
Най-често дрождите произвеждат различни видове алкохоли по време на метаболизма - повечето са етилов, пропилов, изоамилов, бутилов и изобутилов тип. Освен това беше открито образуването на летливи мастни киселини, например беше открит синтез на оцетна, пропионова, маслена, изомаслена и изовалерианова киселини. Освен това по време на своята жизнена дейност те могат да отделят в околната среда редица вещества в малки концентрации - сивушни масла, ацетони, диацетили, алдехиди, диметилсулфид и др. Именно с такива метаболити често се свързват органолептичните свойства на продуктите, получени от тяхната употреба.
Отличителна черта на клетките на дрождите е способността им да се възпроизвеждат вегетативно, в сравнение с други гъбички, което се получава или от пъпкуване на спори, или, например, зиготи на клетки (като родовете Candida или Pichia). Някои дрожди могат да извършват процеси на сексуално размножаване, които съдържат етапи на мицел, когато се наблюдава образуването на зигота и нейното по-нататъшно превръщане в „торба“ от спори. Някои дрожди, които образуват мицел (например родовете Endomyces или Galactomyces), са способни да се разпадат на отделни клетки - артроспори.
Процесите на растеж на дрождевите организми зависят от различни фактори на околната среда - температура, влажност, киселинност, осмотично налягане. Повечето дрожди предпочитат средни температури; сред тях практически няма екстремофилни видове, които предпочитат твърде високи или, напротив, ниски температури. Известно е, че има видове, които могат да понасят неблагоприятни условия на околната среда. Растежът и развитието на някои дрожди могат да бъдат потиснати с помощта на антибиотици.
Маята често се използва в домакинствата или промишлеността. Човекът отдавна е започнал да ги използва в жизнените си дейности, например при приготвянето на хляб и напитки. Днес техните биологични способности се използват в синтеза на полезни вещества - полизахариди, ензими, витамини, органични киселини, каротеноиди.
Ориз. 10. Виното е продукт, получен чрез дейността на дрождите.
Дрождите се използват в биотехнологични процеси при производството на лекарствени вещества - инсулин, интерферон, хетероложни протеини. Лекарите често предписват бирена мая на отслабени хора с алергични заболявания. Използват се и за козметични цели за укрепване на косата, ноктите и подобряване състоянието на кожата.
Ориз. 11. Дрожди в козметологията.
В допълнение, сред дрождите има видове (например Saccharomycesboulardii), които могат да поддържат и възстановяват микрофлората на стомашно-чревния тракт, както и да облекчат симптомите и риска от диария и да намалят мускулните контракции при пациенти със синдром на раздразнените черва.
Известно е, че разпространението на дрожди в хранителните продукти може да причини разваляне (например, настъпват процеси на набъбване, промени в миризмите и вкусовете). Освен това, според микологичните специалисти, сред тях има патогенни, които могат да причинят различни нарушения на живите организми, както и редица сериозни заболявания на хора с отслабен имунитет.
Сред човешките заболявания има например кандидоза, причинена от дрожди Candida, и криптококоза, чийто причинител е Cryptococcus neoformans. Доказано е, че тези патогенни видове дрожди често са нормални обитатели на човешката микрофлора и започват активно да се размножават именно когато са отслабени, при получаване на различни наранявания, при възникване на изгаряния, след хирургични интервенции, при продължителен прием на антибиотици, понякога в малки или, напротив, възрастни хора.
