curs 2 drojdiile

DrojdiileCaracterizarea principalelor grupe de microorganisme cu importan n industrie Drojdii (Levuri)

Definiie. Rol. Rspndire;Caractere morfofiziologice generale;Structura celulei de drojdie. Reproducerea;Utilizarea drojdiilor n industrie.

Drojdiile organite monocelulare de tip eucariot care se nmulesc prin mitoz (nmugurire), sau prin meioz (sporulare) i au drept caracteristic principal calitatea de a produce fermentarea zaharurilor simple cu formare, n condiii anaerobe, de alcool etilic i dioxid de carbon. Drojdiile

Rol:n industria alimentar la fabricarea vinului, a berii, a spirtului de fermentaie, a pinii i produselor derivate, a drojdiei comprimate;n microbiologia industrial la obinerea de proteine ce pot fi folosite n alimentaia omului (de tip SCP single cell protein);la obinerea de vitamine hidrosolubile: B1, B2, PP, ergosterol;la obinerea de enzime: -fructofuranozidaza i -galactozidaza;prin inginerie genetic, din Saccharomyces cerevisiae interferon

Drojdiile

Rspndire n 4 mari habitate naturale:SOL - rspndite n stratul superficial unde ajung n mod natural de pe fructe, rdcini de leguminoase n solul grdinilor, al vielor de vie;AP - pn la 4000 m adncime; AER - datorit curenilor de aer.

Drojdiile

DrojdiilePe suprafaa frunzelor i fructelor alctuiesc microflora epifit - rspndire datorat insectelor.rezist n tractul digestiv al insectelor i iarna, iar primvara, cu primul drum al acestora, sunt depuse pe suprafaa vegetal. n organismul animal flora intestinal (Candida). Specii patogene Candida albicans.

Forma celulei de drojdie:oval, rotund, elipsoidal Saccharomyces

sferic Torulopsis sp.

Caracteristici morfologice

*

Caracteristici morfologiceForma celulei de drojdie:apiculat Klockera

cilindric Rhodotorula

n mediu lichid:

pe must de mal ntia tulbureal formare de spum n finalul fermentaiei, are loc depunerea celulelor de drojdie i limpezirea mediului. pe must de mal (drojdii oxidative) dezvolt la suprafaa mediului formnd un voal cutat, gros, alb glbui floarea vinuluipe mediu solid nmulirea unei singure celule biomas celular

Cultivarea drojdiilor

Colonia biomas de celule ce rezult n urma cultivrii pe mediu solid i a nmulirii unei singure celule. depinde de specie i gen;profilul poate fi lenticular, triunghiular sau bombat cu gurgui central; perimetrul coloniei poate fi circular, neregulat i uneori triunghiular;aspectul coloniilor variaz de la alb strlucitor la mat, cenuiu i exist i colonii de drojdii colorate n roz, roz-portocaliu (Rhodotorula) datorit pigmenilor carotenoidici.

Forma i aspectul coloniei

Drojdiile sunt facultativ anaerobe.

n condiii de aerobioz zaharurile sunt asimilate pn la dioxid de carbon i ap, obinnd-se astfel o cantitate mare de energie necesar creterii i nmulirii rapide.domeniul de temperatur: 0-35C; temperatura optim de nmulire: 28-32C;temperatura de fermentare:

30C pentru drojdii de fermentaie superioar (pine); 6 -12C pentru drojdii de fermentaia inferioar (bere); pH-ul optim: 4,5 6,5.

Caracteristici fiziologice

Stri ale celulelor de drojdieMetabioza: stare activ n care drojdiile cresc i se nmulesc prin nmugurire;Anabioza: stare n care celula i menine caracterele vitale dar nu se mai poate nmuli;Autoliza: are loc solubilizarea compuilor intracelulari sub aciunea enzimelor proprii, stare ce conduce la moartea fiziologic a celulei.

Plasmoliza: stare dependent de presiunea osmotic a mediului hipertonic; celula pierde ap, membrana citoplasmatic se zbrcete, celula trece n stare de anabioz care dac se menine conduce la moartea celulei (proprietatea este folosit la conservarea alimentelor n sirop de zahr sau saramur).

Turgescena: starea celulei imersate n mediu hipotonic (ap distilat) care, pentru a realiza izotonia, i mrete volumul i se produc fisuri la nivelul peretelui celular.

Stri ale celulelor de drojdie

Structura celulei de drojdieMembran citoplasmaticprotejat de peretele celular asigur schimbul cu mediul exterior (nu permite eliberarea compuilor celulari, ci doar ptrunderea n interiorul celulei a substanelor nutritive);declaneaz i particip la procesul de nmugurire i este semipermeabil;include n interiorul su citosolul sau citoplasma.

Citoplasma consisten gelatinoas menine forma celulei;

Structura celulei de drojdieNucleul conine cromozomi (elemente care poart informaia genetic);reglezeaz transmiterea caracterelor ereditare;responsabil de reaciile eseniale care se produc n interiorul celulei.

Vacuolelerol n nmagazinarea substanelor de rezerv;

Mitocondriileveritabile centrale energetice ale celulei care funcioneaz n prezena oxigenului;rol n utilizarea zaharurilor pentru producere de energieasigur astfel creterea celulei;

Ribozomiiorganite celulare ce se gsesc n citoplasmsintetizeaz pe baza acizilor aminai proteinele;

Structura celulei de drojdie

Reproducerea celulelor de drojdieReproducerea poate fi: asexuat (vegetativ) prin: nmugurire (mitoz);

sporulare (meioz);sexuat (n urma unor procese de copulare);

n general reproducerea drojdiilor reproducerea asexuat prin nmugurire. Etapele procesului mitotic:

Reproducerea drojdiilor are loc in doua faze:

I Faz cu durat variat replicare ADNII Faz 20 min. repartizarea celor doi ADN in celulele fiice nou formate.

Reproducerea debuteaz cu alungirea (L) celulei mam fr creterea acesteia n diametru pna se dubleaz n lungime (2L);n timpul acestei alungiri are loc duplicarea ADN-ului i sintetizarea unei cantiti duble de proteine (dublarea masei citoplasmatice);n acest moment ncepe faza II formarea unei perete (septum) transversal i n 20 min. are loc diviziunea celor dou celule fiice.

Reproducerea celulelor de drojdie

Reproducerea asexuat prin sporulare conduce la formarea de ascospori. ntr-un mediu caracterizat prin umiditate sczut, prin partenogenez, celula de drojdie se transform n asc. ntr-un mediu srcit n substane nutritive, prin meioz, se formeaz ascospori.Reproducerea sexuat are loc prin copulare conjugarea unor celule ajunse la maturitate fiziologic numite gamei. Copularea poate fi: - izogam (ntre celule de acelai tip) sau heterogam.

Reproducerea celulelor de drojdie

Metabolismul drojdiilorDou procese energetice principale sunt cunoscute la drojdii:respiraia;fermentaia;.

Pentru a crete drojdiile au nevoie:surs de C;surs de N amoniu (n general);minerale i vitamine.

Toate drojdiile sunt capabile s degradeze GLUCOZ, FRUCTOZ i MANOZ printr-un metabolism oxidativ CO2 i H2O.

Metabolismul drojdiilorRespiraiaC6H12O6 (glucoz) + 6O2 6CO2 + 6H2O + energie utilizabil (700Kcal)cale metabolic puternic energetic permite multiplicarea celulei cu un randament ridicat;pe aceast cale metabolic, n afar de zaharurile simple poate utiliza mono-, di- sau trizaharide, precum i polizaharide (amidon).

Fermentaia alcoolicC6H12O6 (glucoz) 2CO2 + 2CH3 - CH2 - OH (etanol) + energie utilizabil (20 Kcal)n afar de alcoolul etilic - principalul produs de reacie al acestei ci metabolice, se mai formeaz n cantiti mici:

alcooli superiori; aldehide; acizi; compui aromatizani caracteristici buturilor fermentate.

Metabolismul drojdiilor

Metabolismul drojdiilorProces metabolic mai slab energetic dect metabolismul oxidadiv; randament n multiplicare celular sczut fa de metabolismul oxidativ;Fermentaia in prezena sau n absena total sau parial a O2 anaerobioz

Specii de drojdie cu importan n industrieSaccharomyces cerevisiae drojdia de spirt, folosit i n panificaie, este o drojdie de fermentaie superioar, caracterizat de o temperatur de cretere i fermentaie 28-30C.forma oval rotund, profilul coloniei este bombat circular, culoarea alb, bej spre gri.Prin fermentare n medii lichide formeaz lanuri lungi de celule (15-20) cauza formrii unei spume abundente, stabile.

n industria spirtului, prin fermentarea zaharurilor coninute de plmezile zaharificate, produce pn la 16-18 alcool.n panificaie drojdia din aluat fermenteaz maltoza cu formare de alcool etilic i CO2, care este reinut de gluten i determin creterea n volum i porozitatea caracteristic pinii.

Specii de drojdie cu importan n industrie

Saccharomyces uvarum (carlsbengensis) drojdie de bere; drojdie de fermentaie inferioar;temperatur optim de nmulire 30C;temperatur optim fermentaiei alcoolice 6-12C.

Saccharomyces cerevisiae (ellipsoideus) drojdie de vin; fermentarea zaharurilor din musturi de fructe (struguri); temperatura optim de nmulire 30C; temperatura optim de fermentaie alcoolic 15C; este sulfitorezistent i alcoolorezistent.


Saccharomyces oviformis (bayanus) drojdie de ampanie poate produce pn la 18-20 alcool;este caracterizat de o mare rezisten la CO2.

Kluyveromices fragilis i lactis se utilizeaz la valorificarea zerului deoarece pot fermenta lactoza.

Drojdiile din genul Torulopsis se ntlnesc pe suprafaa fructelor, iniiaz fermentarea mustului de struguri i sunt inhibate de concentraii n alcool mai mari de 4-6 alcool.


Drojdiile din genul Kloeckera au form de lmie, cu muguri la ambele capete, se dezvolt pe strugurii bine copi, sunt inhibate de concentraii alcoolice mai mari de 6 alcool.

Saccharomyces pasteurianus produce alterri ale berii cu tulburare i imprimare de gust neplcut.

Schizosaccharomyces - efect negativ deoarece pot produce o scdere a aciditii vinurilor; pot folosi ca surs hidrocarbonat att zaharuri ct i acizi (cnd se dezvolt n must pot s consume acidul malic).


Saccharomyces ludwigi are proprieti slab fermentative, este sulfitorezistent, poate produce defect la vinurile dulci refermentarea vinurilor.

Pichia membranifaciens formeaz voal cutat la suprafaa lichidelor fermentate i produce oxidarea zaharurilor i a alcoolului.

Drojdiile din genul Hanseniaspora au form de lmie, se gsesc n microflora mustului de struguri, pot produce i esteri cu gust amar deci prezena lor nu este dorit.


Candida mycoderma produce floarea vinului, se dezvolt pe vinuri slab alcoolice, n prezen de gol de aer i produce oxidarea alcoolului cu formare de ap i CO2, ceea ce face ca vinul s fie lipsit de gust, s devin instabil din punct de vedere biologic.

Candida albicans este drojdie patogen care produce candidoze.

Drojdiile din genul Debaryomyces sunt halotolerante, se ntlnesc ca ageni de alterare a preparatelor din carne, unc.


*

curs 2 drojdiile

Documents