Drożdże – grzyby mikroskopowe (nie zawierają chlorofilu), są cheteroorganotrofami. Nie stanowią też homogennej grupy taksonomicznej.

Drożdże można znaleźć u:

- Ascomycetes (workowce)

- Basidiomycetes

- Deuteromycetes

W klasyfikacji drożdży uwzględnia się:

- morfologię komórki

- zdolność do rozmnażania generatywnego

- cechy hodowlane

- tworzenie pigmentu

- tworzenie spor

- tworzenie pseudogrzybni lub grzybni właściwej

- zdolność do wytwarzania ureazy (enzym odpowiedzialny za rozkład mocznika)

H₂N-CO-NH₂ + H₂O => 2 NH₃ + CO₂

- zdolność do asymilacji i fermentacji różnych źródeł węgla

- zdolność do asymilacji azotanów (reduktaza azotanowa)

- budowa ściany komórkowej (glukany, mangany, chityna)

- procent molowy G+C w DNA

Ascomycetes

1. 7 rodzin, najliczniejsza – Saccharomycetaceae

2. Rozmnażanie generatywne (askospory), wegetatywne (pączkowanie wieloboczne, podział komórkowy)

3. Formują grzybnię

4. Nie wytwarzają ureazy, za wyjątkiem Schizosaccharomyces

5. Należą do gatunków, które fermentują lub nie sacharydy

6. 3 warstwowa ściana komórkowa (glukan, mannan)

7. Nie tworzą pigmentów

8. Biomasa barwi się na czerwono pod wpływem błękitu diazoniowego

9. % G+C = od 30 do 50%

Basidiomycetes

1. 3 rodziny

2. Tworzą basidiospory w procesie rozmnażania generatywnego

3. Rozmnażanie wegetatywne przez pączkowanie biegunowe

4. Formują grzybnię dikariotyczną podzieloną septami

5. Wytwarzają ureazę

6. Nie fermentują sacharydów

7. Ściana komórkowa (chityna, mannan) – budowa lamellarna

8. Rzadko tworzą pigmenty

9. Biomasa barwi się na czerwono pod wpływem błękitu diazoniowego

10. % G+C = od 40 do 70%

Deuteromycetes

1. 4 rodziny ( 13 rodzajów drożdży)

2. Nie obserwuje się cyklu rozmnażania płciowego – co jest główną cechą decydującą o przynależności do tej klasy

3. Wykazują cechy charakterystyczne zarówno dla 1, jak i 2.

Morfologia komórki drożdżowej:

- kuliste, elipsoidalne, cytrynkowate, butelkowate, cylindryczne, nitkowate.

O morfologii decydują: gatunek, stan fizjologiczny, warunki zewnętrzne i funkcja komórki w populacji.

1. Błona komórkowa

- grubość ok. 7 nm

- skład lipidów: fosfatydylocholina, fosfatydyloetanoloamina, fosfatydyloinozytol, fosfatydyloseryna, fosfatydyloglicerol + sterole (ergosterol, zymosterol)

- białka: zakotwiczenia cytoszkieletu, enzymy biosyntezy ściany komórkowej, białka sygnałowe, białka transportowe

Przestrzeń periplazmatyczna : 35 – 45 A (angsztremów), mannoproteiny – rozkładają większe cząsteczki na mniejsze, np. inwertaza

2. Ściana komórkowa

Długość ok. 100-200 nm. Jest bardzo gruba. Składa się głównie z polisacharydów (glukany, mangany, chityna)

3. Wnętrze

Cytoplazma – ściśle przylega do błony komórkowej

4. Substancje zapasowe

- wolutyna – o charakterze białkowym

- glikogen

- tłuszcz

Rozmnażanie wegetatywne:

1. Pączkowanie

2. Podział (rozszczepienie) [Endomycetaceae i Schizosaccharomycetaceae]

3. Tworzenie artospor

4. Tworzenie blastospor i balistospor (Basidiomycetes)

Chalmydospory – twory aseksualne służące tylko do przetrwania (Candida albicans) – nie służą do rozmnażania

Drożdże roszczepkowe - drożdże rozmnażające się przez rozszczepienie

Tworzenie artospor – grzybnia rozpada się na regularne, cylindryczne fragmenty.

Cechy hodowlane

- w podłożu płynnym drożdże rosną najczęściej jako zmętnienie, tworzą błonkę lub kożuszek, pierścień na powierzchni pożywki hodowlanej.

Flokuliny (np. lektyny mannozo specyficzne) – substancje dzięki którym one agregują (te drożdże)

- w przypadku pożywek zestalonych – ogromna różnorodność kolonii (gładkie, pomarszczone, mazistość - związana z zawartością lipidów i zapotrzebowaniem na Trp i Ala)

Mazistością charakteryzuje się np.: Cansenia spora

Cykl komórkowy

w jednej populacji mogą występować haploidy i diploidy. Drożdże występują jako 2 typy koniugacyjne: a i alfa. Haploidalny a i alfa mogą się rozmnażać w sposób wegetatywny. Może dojść do wytworzenia zygoty, która jest diploidalna (tylko kombinacja a-alfa). Wytwarzają ferromony. Zygota może też rozmnażać się wegetatywnie. Może zostać wzbudzona mejoza, dochodzi do sporo genezy. Spory kiełkują i tworzy się haploidalny a lub alfa.

Spory

- aktywne tworzenie spor zależy od wieku kultury drożdży, temperatury inkubacji, kwasowości pożywki, składu i natlenienia pożywki.

- w laboratorium – pożywki sporulacyjne (pełen skład, octan sodu zamiast sacharydów,) [ octan sodu jest niefermentowalny i występuje po to, by nie zachodziła fermentacja, tylko wytwarzanie spor.]

- liczba spor – zależna od gatunku (Schizosaccharomyces – 6, Klluyveromyces – 8). Zazwyczaj jest to 4.

- kształt typowy dla gatunku – ważna cecha diagnostyczna

- odporne na działanie warunków środowiska (temperatura i kwasowość)

Kiedy spora kiełkuje traci swoją odporność.

Podstawowe czynniki niezbędne do wzrostu:

1. Woda

Rozwijają się (drożdże) w środowisku o zawartości przynajmniej 30% wody. Sama komórka zawiera 85% wody. Mogą pobierać O₂ wyłącznie rozpuszczony w wodzie.

Gatunki halofilne – środowisko zasolone

Gatunki osmofilne i osmotolerancyjne – duża zawartość sacharydów, co za tym idzie podniesione ciśnienie osmotyczne, akumulują wtedy w komórce polihydroksyalkohole, np.glicerol.

2. Źródło węgla

- organiczne – monosacharydy, disacharydy (sacharoza), trisacharydy (rafinoza – do jej rozkładu jest potrzebny specjalny enzym, który umożliwia całkowity jej rozkład – melibioza), inne sacharydy – L-sorboza, D-ksyloza, L-arabinoza, celobioza, pektyna, skrobia rozpuszczalna

- alkohole – etanol, metanol, etanodiol, glicerol

- poliole – rybitol, arabitol, glucitol, galaktocitol – są to alkohole odcukrowe

- kwasy organiczne

- niekonwencjonalne źródła węgla

Trichosporon – degradacja hydroksyetylocelulozy

Debaromyces – degradacja kwasów D-glukuronowego, D-galaktoronowego i n-alkanów

Aureobasidium – degradacja celulozy, skrobi, pektyn, ksylanu, lignin

Candida – degradacja D-ksylozy, L,D-arabinozy, L-sorbozy, celulozy, trehalozy.

3. Źródła azotu

Pepton, ekstrakt drożdży, brzeczka – pożywka dla drożdży stosowana w browarnictwie, sole nieorganiczne – fosforany amonu, azotany, azotyny, aminokwasy.

4. Źródła fosforu

KH₂PO₄ (właściwości buforujące), K₂HPO₄ (niższe pH hodowli)

5. Źródła Ca i Mg

Woda wodociągowa lub destylowana suplementowana solami

6. Witaminy

Mezo-inozytol, kwas pantotenowy, biotyna, niacyna, tiamina, pirodoksyna.

7. Temperatury optymalne

25-28 stopni C, psychrofile –Candida psychrofila, termofile – Saccharomyces telluris. Najniższa zanotowana temperatura, w której żyły drożdże to 2 stopnie C, najwyższa – 46.

Drożdże mezofile są bardzo odporne na niską (bo w osłonach komórkowych zawierają zwiększoną ilość nienasyconych kwasów tłuszczowych) i wysoką (wytwarzają białka szoku cieplnego, które pomagają im przetrwać) temperaturę.