I følge klassifiseringen tilhører gjær de mikroskopiske soppene i kongeriket Mycota. De er encellede immobile mikroorganismer av liten størrelse - 10-15 mikron. Til tross for den ytre likheten mellom gjær og store bakteriearter, er de klassifisert som sopp på grunn av deres celle-ultrastruktur og reproduksjonsmetoder.
Ris. 1. Visning av gjær på en petriskål.
Gjærhabitat
Ofte, under naturlige forhold, finnes gjær på underlag som er rike på karbohydrater og sukker. Derfor finnes de på overflaten av frukt og blader, bær og frukt, på sårsaft, i blomsternektar, i dødt plantemateriale. I tillegg finnes de i jord (for eksempel i søppel) og vann. Gjærorganismer av slektene Candida eller Pichia finnes ofte i tarmmiljøet til mennesker og mange dyrearter.
Alle gjærceller inneholder ca. 75% vann, 50-60% er bundet intracellulært, og de resterende 10-30% frigjøres. Tørrstoffet i en celle, avhengig av alder og tilstand, inneholder i gjennomsnitt:
nitrogen 45-60%;
sukker 15-40%;
fett 2,5-13%;
mineraler 7-11%.
I tillegg inkluderer celler en rekke viktige komponenter som er nødvendige for deres metabolisme - enzymer, vitaminer. Enzymer av gjærorganismer er katalysatorer for ulike typer gjærings- og respirasjonsprosesser.
Gjærceller har forskjellige former: ellipser, ovaler, stenger, kuler. Dimensjonene varierer også: ofte er lengden 6-12 mikron og bredden 2-8 mikron. Dette avhenger av deres leve- eller dyrkingsforhold, ernæringskomponenter og miljøfaktorer. Ung gjær er den mest stabile i egenskaper, så egenskapene og beskrivelsene av arter utføres ved å bruke dem.
Gjærorganismer har alle standardkomponentene som finnes i eukaryote celler. Men i tillegg til dette har de unike særegne egenskaper til sopp og kombinerer egenskapene til de cellulære strukturene til planter og dyr:
veggene er stive, som hos planter,
det er ingen kloroplaster og det er glykogen, som hos dyr.
Celler inneholder membraner, cytoplasma og organeller som:
kjerne;
Golgi-apparatet;
mitokondrier av celler;
ribosomale apparater;
fettinneslutninger, glykogenkorn, samt valutaer.
Noen arter inneholder pigmenter. Hos ung gjær er cytoplasmaet homogent. Under vekstprosessen vises vakuoler (som inneholder organiske og mineralske komponenter) inne i dem. Under vekstprosessen observeres korndannelse, og vakuolene øker.
Skjellene omfatter som regel flere lag med inkluderte polysakkarider, fett og nitrogenholdige komponenter. Noen av artene har et slimlignende skall, så cellene er ofte limt sammen og danner flak i væsker.
For respirasjonsprosesser trenger gjærceller oksygen, men mange av deres typer (fakultativ anaerobe) kan klare seg midlertidig og uten det og motta energi fra gjæringsprosesser (oksygenfri respirasjon), mens de danner alkoholer. Dette er en av deres viktigste forskjeller fra bakterier:
Det er ingen representanter for gjær som kan leve helt uten oksygen.
Respirasjonsprosesser med oksygen er energimessig mer fordelaktige for gjær, derfor, når den dukker opp, fullfører cellene gjæringen og går over til oksygenrespirasjon, og frigjør karbondioksid, som fremmer raskere cellevekst.Denne effekten kalles Pasteur. Noen ganger, med et høyt glukoseinnhold, observeres Crabtree-effekten, når selv om det er oksygen, gjærer gjærcellene det.
Mange gjærtyper er kjemoorganoheterotrofe og er avhengige av organiske næringskomponenter for ernæring og energiproduksjon.
Under oksygenfrie forhold foretrekker gjær å bruke karbohydrater som heksose og oligosakkarider syntetisert fra den for ernæring. Noen arter kan også metabolisere andre typer karbohydrater - pentose, stivelse, inulin. Med tilgang til oksygen er de i stand til å konsumere et bredere spekter av stoffer, inkludert fett, hydrokarbon, alkohol og andre. Slike komplekse typer karbohydrater, som ligniner og celluloser, er ikke tilgjengelige for dem for absorpsjon. Kilder til nitrogen for dem er som regel ammoniumsalter og nitrater.
Oftest produserer gjær forskjellige typer alkoholer under metabolismen - de fleste er etyl-, propyl-, isoamyl-, butyl- og isobutyltyper. I tillegg ble dannelsen av flyktige fettsyrer påvist, for eksempel ble syntesen av eddiksyre, propionsyre, smørsyre, isosmørsyre og isovalerinsyre påvist. I tillegg kan de i løpet av deres livsaktivitet frigjøre en rekke stoffer til miljøet i små konsentrasjoner - fuseloljer, acetoiner, diacetyler, aldehyder, dimetylsulfid og andre. Det er med slike metabolitter at de organoleptiske egenskapene til produktene oppnådd ved bruk ofte er assosiert.
Et særtrekk ved gjærceller er deres evne til å reprodusere vegetativt, sammenlignet med andre sopp, som oppstår enten fra spirende sporer eller for eksempel zygoter av celler (som slektene Candida eller Pichia). Noen gjær kan utføre prosesser med seksuell reproduksjon som inneholder mycelstadier, når dannelsen av en zygote og dens videre transformasjon til en "pose" av sporer observeres. Noen gjærtyper som danner mycelium (for eksempel slektene Endomyces eller Galactomyces) er i stand til å gå i oppløsning til individuelle celler - artrosporer.
Vekstprosessene til gjærorganismer avhenger av en rekke miljøfaktorer - temperatur, fuktighet, surhet, osmotisk trykk. De fleste gjærtyper foretrekker middels temperaturer; blant dem er det praktisk talt ingen ekstremofile arter som foretrekker for høye eller tvert imot lave temperaturer. Det er kjent at det finnes arter som tåler ugunstige miljøforhold. Veksten og utviklingen av noen gjærorganismer kan undertrykkes ved bruk av antibiotika.
Gjær brukes ofte i husholdninger eller industri. Mennesket har lenge begynt å bruke dem til sine livsaktiviteter, for eksempel i tilberedning av brød og drikke. I dag brukes deres biologiske evner i syntesen av nyttige stoffer - polysakkarider, enzymer, vitaminer, organiske syrer, karotenoider.
Ris. 10. Vin er et produkt oppnådd gjennom aktiviteten til gjær.
Gjær brukes i bioteknologiske prosesser i produksjon av medisinske stoffer - insulin, interferon, heterologe proteiner. Leger foreskriver ofte ølgjær til svekkede personer med allergiske sykdommer. De brukes også til kosmetiske formål for å styrke hår, negler og forbedre hudtilstanden.
Ris. 11. Gjær i kosmetikk.
I tillegg er det blant gjærsopp arter (for eksempel Saccharomycesboulardii) som kan opprettholde og gjenopprette mikrofloraen i mage-tarmkanalen, samt lindre symptomer og risikoen for diaré og redusere muskelsammentrekninger hos pasienter med irritabel tarm.
Det er kjent at spredning av gjær i matvarer kan forårsake ødeleggelse (for eksempel oppstår hevelsesprosesser, endringer i lukt og smak). I tillegg, ifølge mykologiske spesialister, er det blant dem patogene som kan forårsake ulike lidelser i levende organismer, samt en rekke alvorlige sykdommer hos mennesker som har svekket immunitet.
Blant menneskelige sykdommer er det for eksempel candidiasis, forårsaket av gjæren Candida, og kryptokokkose, som forårsaker Cryptococcus neoformans. Det har vist seg at disse patogene artene av gjær ofte er normale innbyggere i den menneskelige mikrofloraen og begynner aktivt å formere seg nøyaktig når de er svekket, når de mottar ulike skader, når det oppstår brannskader, etter kirurgiske inngrep, når du tar antibiotika i lang tid, noen ganger i små eller tvert imot eldre mennesker.
