Typowa komórka grzybowa ma kształt
wydłużony, przypominający nitkę, często
rozgałęzioną. Komórka taka nosi nazwę
strzępki (hypha). U grzybów niższych strzępki
są jednokomórkowe, zwykle jednojądrowe, a u
grzybów wyższych są podzielone
poprzecznymi przegrodami (septami). Każda
oddzielna komórka ma jedno jądro. Strzępki
tworzą sploty, luźne lub zbite, zwane
grzybnią albo mycelium. Struktura grzybni
jest różna w zależności od gatunku (grzybnia
powietrzna oraz substratowa tzw. pożywkową).
Pleśnie w warunkach laboratoryjnych hoduje
się na podłożach zawierających cukier,
najczęściej na brzeczce słodowej. Rosną na
podłożach o różnym odczynie, najlepiej jednak
w lekko kwaśnym o pH od 5,0 do 6,0. Mogą
rozwijać się w szerokim zakresie temperatur,
dla większości optymalna jest temperatura
pokojowa 18-22C, aczkolwiek liczne pleśnie to
gatunki psychorofilne. Pleśnie wykazują małą
odporność na podwyższoną temperaturę, giną
powyżej 60-70C. Temperaturę tę wytrzymują
jedynie zarodniki. Większość pleśni należy do
gromady
Amastigomycota
, głównie do klas
Zygomycetes, Ascomycetes
i
Deuteromycetes
.
Grzyby należące do tej klasy rozmnażają się
wegetatywnie i generatywnie. Sposób
wegetatywny polega na wytwarzaniu zarodników
sporangialnych, drugi płciowy, na wytwarzaniu w
procesie zygogamii formy przetrwalnej zwanej
zygosporą.
Przedmiotem zainteresowania mikrobiologii żywności
są grzyby, należące do rzędu
Mucorales
, rodzajów
Mucor
i
Rhizopus.
ich cechą charakterystyczną
jest szybki wzrost i luźna puszysta grzybnia o
barwie szaro-białej, lub szaro-brunatnej. Strzępki są
nierozgałęzione, wielojądrowe i nie posiadają sept.
W dowolnych miejscach grzybni wyrastają ku
górze pojedynczo strzępki zarodnionośne, tzw.
sporangiofiory, zakończone na końcu
pęcherzykowatą zarodnią, zwaną
sporangium. Wewnątrz zarodni formują się
zarodniki sporangialne – sporangiospory. Po
dojrzeniu zarodników zarodnia pęka, a
uwolnione zarodniki natychmiast są zdolne do
kiełkowania i tworzenia nowych strzępków.
Część szczytowa sporangioforu tworzy
kolumellę, która z rodzaju
Mucor
jest
okrągła, a u rodzaju
Rhizopus
– spłaszczona.
Rodzaj
Rhizopus
tworzy rozłogi (stolony) oraz
chwytniki, przytwierdzające grzybnię do podłoża.
Ze strzępek rozłogowych wyrastają wiązki
sporangioforów, zakończonych zarodniami z
zarodnikami wewnętrznymi – sporangiosporami.
Zarodniki sporangialne rodzajów
Mucor
i
Rhizopus
są duże, okrągłe, owalne lub
nieregularne i noszą nazwę endogennych czyli
wewnętrznych. Sporangia są widoczne gołym
okiem w postaci ciemnych punkcików. Grzyby z
rodzaju
Mucor
i
Rhizopus
występują dość
powszechnie na produktach spożywczych, często
na chlebie i ziarnie zbożowym (
Mucor mucedo
i
Rhizopus nigricans
)
Grzyby należące do tej klasy rozmnażają się
generatywnie i wegetatywnie. Cechą
charakterystyczną jest tworzenie w rozmnażaniu
generatywnym worka, inaczej zarodni, zwaną
ascus. Wewnątrz worka formują się zarodniki
workowe, zwane ascosporami. Liczba
zarodników wynosi najczęściej od 4-8. duże
zróżnicowanie tej klasy powoduje, że wyróżnia się
dwie grupy – workowce drożdżoidalne, zwane po
łacinie
Hemiascomycetidae
czyli drożdże
właściwe, oraz workowce właściwe
Euascomycetidae
, do których należy większość
znanych pleśni. Najważniejsze rodzaje to:
Aspergillus
i
Penicillium
.
Głównym sposobem rozprzestrzeniania tych
pleśni jest rozmnażanie wegetatywne za
pomocą obficie wytwarzanych zarodników
konidialnych – konidiów. Konidia są
zarodnikami zewnętrznymi, które wyrastają
na specjalnych aparatach konidialnych.
Strzępki tych grzybów są silnie rozgałęzione i
podzielone septami, w których są otwory
gdzie przepływa protoplazma. Na podłożach
stałych pleśnie te rozwijają się
koncentrycznie, tworząc na ogół regularne
kolonie z barwną grzybnią i białym brzegiem.
Pleśnie te tworzą kolonie o zabarwieniu zielonym,
żółtym, a czasem brązowym lub czarnym. Wraz z
grzybnią rozwijają się organy rozmnażania
wegetatywnego, tzw. aparaty konidialne. Z
grzybni wyrastają ku górze liczne strzępki
zarodnikonośne, tzw. konidiofory.
Konidiofory nie mają przegród i są zakończone
kulistą główką w kształcie pęcherzyka lub
maczugi zwane kolumellą. Na kolumelli wyrastają
liczne butelkowate twory, zwane sterigmami
(fialidami). Niekiedy sterigmy występują w dwóch
rzędach. Aparat konidialny pleśni z rodzaju
Aspergillus przypomina swym wyglądem kropidło,
stąd ich nazwa kropidlaki.
Pleśnie te tworzą kolonie, najczęściej o barwie
zielononiebieskiej, niebieskoszarej, zielonkowatej.
Aparaty konidialne są mniejsze, bardziej
delikatne, przypominają pędzelki, stąd ich nazwa
pędzlaki. Konidiofory nie tworzą kolumelli, tylko
rozgałęziają się. Rozgałęzienia mogą być dwu- lub
nawet trzypiętrowe i noszą nazwę metul. Na
metulach powstają fialidy (sterigmy), na których
wyrastają w łańcuszkach konidia. Zarodniki
konidialne obu rodzajów pleśni, opadając na
podłoże w sprzyjających warunkach szybko
kiełkują dając początek nowym kiełkom. Proces
ten przebiega bardzo wolno i rzadko.
Pleśnie z rodzaju
Aspergillus
i
Penicillium
są bardzo
rozpowszechnione. Występują na
owocach, warzywach i innych
produktach spożywczych powodując
ich psucie. Pewne gatunki znalazły
zastosowanie do produkcji enzymów,
kwasów organicznych, antybiotyków a
także serów pleśniowych.
Klasa ta została utworzona sztucznie i obejmuje
liczne gatunki grzybów, które rozmnażają się
tylko wegetatywnie, a więc nie mają pełnego
cyklu rozwojowego. Dlatego też grupę tę
nazwano grzybami niedoskonałymi.
Do klasy
Deuteromycetes
należą pleśnie i
niektóre drożdże. Pleśnie tworzą różnego typu
zarodniki zewnętrzne (egzogenne). Najczęściej są
to konidia o zróżnicowanym kształcie, u
niektórych rodzajów z licznymi przegrodami.
Pewne rodzaje rozmnażają się przez rozpad
strzępki lub jej pączkowanie. Wiele rodzajów
należących do tej klasy występuje pospolicie na
surowcach i produktach spożywczych oraz w
produkcji przemysłowej.
Rodzaj Geotrichum (
Oospora
lub
Oidium
). Pleśnie te rozmnażają się przez
rozpad strzępki, która ulega fragmentacji
na odcinki o różnej długości, zwane oidiami
lub oosporami.
Geotrichum candidum (Oospora
lactis)
inaczej pleśń mleczna, rozwija
się pod postacią białego,
meszkowatego nalotu na powierzchni
kwaśnego mleka, twarogu i innych
produktach mleczarskich. Pleśń ta
wykorzystuje kwas mlekowy jako
źródło węgla, a odkwaszając
środowisko stwarza warunki gnilne.
Występują powszechnie na produktach
spożywczych głównie na ziarnie zbożowym i
owocach. Tworzą barwną grzybnię o
intensywnie czerwonym zabarwieniu.
Najbardziej znane gatunki z tego rodzaju to
Fusarium culmorum, Fusarium
oxysporum i Fusarium graminearum
.
Wytwarzają dwa rodzaje zarodników duże
wielokomorowe makrokonidia, o kształcie
sierpa lub rogalika oraz małe – mikrokonidia,
często z poprzednią przegrodą. Niektóre
gatunki
Fusarium
są patogenami roślin,
zwłaszcza zbożowych.
Pospolite pleśnie, które są przyczyną psucia
artykułów spożywczych. Charakterystyczna
dla tego rodzaju jest wełniasta grzybnia o
zabarwieniu szarozielonym, przechodzącym
w czarny. Powodują powstawanie czarnych
plam na powierzchni produktów. W procesie
rozmnażania tworzą wielokomorowe,
ciemne zarodniki, ułożone w łańcuszki.
Pleśnie te jak gatunki z rodzaju
Alternaria
są przyczyną czarnych plam na produktach
spożywczych, powodują ciemnienie ziarna
zbożowego. Grzybnię mają grubą,
sfilcowaną, stopniowo ciemniejącą,
przechodzącą w czarne zabarwienie. Tworzą
kiście zarodników na aparacie rozmnażania
przypominającym kształtem drzewko.
Drożdże systematycznie należą do dwóch
klas. Drożdże właściwe należą do
workowców, a nibydrożdże, zwane
drożdżami niezarodnikującymi, gdyż nie
rozmnażają się generatywnie, są zaliczane
do grzybów niedoskonałych.
Komórki drożdży mają kształt okrągły, owalny,
elipsoidalny, a także wydłużony. Przeciętna
wielkość komórki drożdżowej wynosi od 4-6
µm, chociaż niektóre są znacznie większe.
Kształt i wielkość mogą zmienić się zależnie
od wieku i warunków rozwoju.
U niektórych drożdży po pączkowaniu
komórki nie rozdzielają się, tworząc
pseudogrzybnię i określa się je
mianem grzybów drożdżoidalnych.
Charakterystycznym sposobem
rozmnażania drożdży w procesie
wegetatywnym jest pączkowanie.
Niektóre rodzaje drożdży, należące do
workowców, rozmnażają się przez
rozszczepienie komórki.
Pączkowanie polega na powstaniu na
powierzchni komórki macierzystej
uwypuklenia, które powiększa się tworząc
pączek. Umiejscowienie pączka może być w
dowolnym miejscu w komórce kulistej lub w
okolicy bieguna u komórek wydłużonych.
Drożdże rozszczepkowe należące do
rodzaju
Schizosaccharomyces
rozmnażają się w sposób przypominający
rozmnażanie bakterii. Jednak w odróżnieniu
od bakterii powstała komórka potomna różni
się od komórki macierzystej, jest mniejsza.
Wspólną cechą drożdży należących
do workowców jest sposób
rozmnażania generatywnego przez
tworzenie worków z zarodnikami.
Podobnie jak u pleśni tworzenie
zarodników workowych odbywa się w
specyficznych głodowych warunkach
środowiska i występuje bardzo
rzadko.
Drożdże występujące powszechnie w
przyrodzie noszą nazwę drożdży dzikich.
Występują na owocach, warzywach, liściach
drzew, w sokach i miodach, a także na
produktach spożywczych, takich jak mięso,
wędliny i wszędzie tam, gdzie znajduje się
trochę cukru.
W warunkach laboratoryjnych drożdże hoduje
się na brzeczce słodowej lub na podłożu z
ekstraktem drożdżowym. Drożdże używane
w przemyśle rosną najlepiej w pH od 5,0 do
6,0. optymalna temperatura wzrostu
większości drożdży wynosi od 20–30C.
Drożdże są tlenowcami a w
warunkach beztlenowych
przeprowadzają fermentację
alkoholową. Fermentują cukry proste
jak glukoza, fruktoza, mannoza,
galaktoza, niektóre dwucukry –
sacharoza, maltoza i trójcukry,
głównie rafinozę, natomiast skrobi
nie wykorzystują.
Większość drożdży należy do klasy
Ascomycetes
, poklasy
Hemiascomycetidae
. Jednak największe
znaczenie mają drożdże z rodzaju
Saccharomyces
, określane mianem
drożdży właściwych. Tworzą one na
podłożach stałych miękkie i maziste kolonie
o barwie kremowej lub białej. Na podłożach
płynnych dają osad na dnie naczynia.
Rozmnażają się przez pączkowanie,
natomiast w rozmnażaniu generatywnym
tworzą worki, zawierające od 1-4
zarodników.
W większości drożdże te mają słabe
zdolności fermentacyjne i wytwarzają wiele
produktów ubocznych. Niektóre rodzaje to
typowe drożdże kożuchujące, tworzące
grube naloty na powierzchni produktów
spożywczych.
Głównymi przedstawicielami są drożdże
należące o rodzaju
Candida
.
Grzyby najczęściej obserwuje się pod
mikroskopem, w preparatach
przyżyciowych, wykonanych w kropli
spłaszczonej. Badanie drożdży oparte na
barwieniu przyżyciowym pozwala na
oznaczenie żywotności oraz wykrywanie
substancji przyżyciowych. Żywotność
określa się barwiąc komórki rozcieńczonym
roztworem błękitu metylowego. Martwe
komórki barwią się na niebiesko, natomiast
komórki żywe pozostają bezbarwne.
Obecność glikogenu wykrywa się za pomocą
płynu Lugola. Czerwonobrunatne
ziarnistości glikogenu są widoczne na tle
żółto zabarwionej protoplazmy. Glikogen
gromadzi się w dojrzałych komórkach,
rosnących na podłożach bogatych w cukry.
Obecność tłuszczu wykrywa się barwiąc
komórki roztworem Sudanu. Krople tłuszczu
przyjmują zabarwienie granatowe. W
badaniach klinicznych do wykrywania i
identyfikacji drożdży znalazły zastosowanie
różne testy oraz metody serologiczne.