Élesztőgombák a természetben és az iparban

Tartalomjegyzék

Rövidítések jegyzéke
Előszó

1. Bevezetés
Az élesztőgombák jelentősége
Rendszertani alapok
Osztályozás
Fajfogalom a mikrobiológiában
Nevezéktan
Identifikálás
Numerikus taxonómia
Kemotaxonómia
Molekuláris taxonómia
Az élővilág országai
A gombák országa
A valódi gombák osztályozása
Az élesztők helye a gombák között

2. Az élesztők általános jellemzése
Alaktani jellemzők
Vegetatív alakok
A sejtek alakjai
Sarjadzás
A hifafonál
Tenyészetek
Ivaros szaporodás és életciklus
Az aszkomiceták spóraképzése
Életciklusok
Spóraalak
A bazidiomiceták spóraképzése
Élettani tulajdonságok
Erjesztés
Asszimiláció
Szaporodási tulajdonságok
Biokémiai jellemzők
Szénhidrátok
Fehérjék
Lipidek
Molekuláris jellemzők
Nukleinsavak kinyerése
DNS bázisösszetétel
DNS homológia
DNS-ujj lenyomatok
Restrikciós töredékhosszúság
PCR-ujjlenyomatok
PCR-RAPD
PCR-ribotipizálás
Kariotipizálás
Nukleinsav-szekvenciák
DNS szekvenálás
Ribonukleinsavak szekvenciái

3. Az élesztőgombák osztályozása és meghatározása
Történeti áttekintés
Az osztályozás kezdetei. Korai rendszerek
A holland iskola
Az osztályozás új irányzatai
Molekuláris és filogenetikai rendszerezés
Archiascomycetes
Taphrina, Protomyces, Saitoella, Pneumocystis
Schizosaccharomyces
Hemiascomycetes, Saccharomycetales
Hifafonalas élesztőgombák
Saccharomycetaceae
Saccharomyces, Zygosaccharomyces, Torulaspora, Kluyveromyces
Debaryomyces, Pichia és rokon nemzetségek
Dekkera és Brettanomyces
Monofiletikus nemzetségek
Saccharomycodaceae
Metschnikowiaceae
Lipomycetaceae
Candidaceae
Bazidiomiceta élesztők
Sporidiales
Tremellales, Filobasidiales
Ustilaginales, Tiltetiales
Tenyésztési és kimutatási módszerek
Általános tenyésztési módszerek
Mintavétel, a minta előkészítése
Hígítás
Tápközegek
Tenyésztési módszerek
Ibkubálás
Szelektív és differenciáló tenyésztés
Gyors és automatizált módszerek
A tenyészetek fenntartása, törzsgyűjtemények
Élesztőgombák azonosítása
Hagyományos identifikálás
Egyszerűsített identifikálás
Identifikációs rendszerek
Komputeres identifikálás
Nem hagyományos identifikálás
Ajánlott meghatározási módszer
Határozókulcsok
Ureáz-pozitív élesztők (1. csoport)
Nitrátasszimiláló élesztők (2. csoport)
Eritritasszimiláló élesztők (3. csoport)
Cikloheximid-tűrő, cellobiózt asszimiláló élesztők (4. csoport)
Cikloheximid-tűrő, cellobiózt nem asszimiláló élesztők (5. csoport)
Cikloheximid-érzékeny, mannitot asszimiláló élesztők (6. csoport)
Cikloheximid-érzékeny, mannitot nem asszimiláló élesztők (7. csoport)

4. Az élesztősejt szerkezete és működése
Sejtszerkezet
A sejtfal
Kémiai összetétel és szerkezet
A periplazmás tér
A tok
Membránok
A plazmamembrán
Avakuólum
Endoplazmás hálózat
A mikrotestek
A citoplazma
A sejtváz
A riboszómák
Tartalék tápanyagok
A mitokondrium
A sejtmag
A kromoszómák
Sejtosztódás, sejtciklus
Amitózis
Párosodás, meiózis, spórázás
Az anyagcsere
A tápanyagok felvétele
Szénhidrátok metabolizmusa
Alkoholos erjedés
Aerob légzés
Amfibolikus utak
A hexóz-monofoszfát Út
A szabályozás
Egyéb anyagcsere-folyamatok
Alkoholok, szerves savak és szénhidrogének lebontása
Nitrogén-anyagcsere
Lipidanyagcsere
Fposzfor- és kénanyagcsere
Az élesztőgombák genetikája
A genom szerveződése
A kromoszómák szerkezete és működése
A S. cerevisiae genom teljes szekvenciája
Extrakromoszórnás elemek
A gének működése
Transzkripció, transzláció
A sejtosztódási ciklus szabályozása
A párosodás szabályozása
A meiózis és a spórázás szabályozása
Genetikai módszerek
A hibridizáció
A protoplasztfúzió
A transzformáció

5. Élesztőgombák a természetben
Szaporodás és pusztulás
Szaporodási jellemzők
Szaporodást befolyásoló tényezők
Pusztulás, túlélés
Élesztőgombák a környezetben
Ökológiai alapok
Természetes élőhelyek
Humánpatogén élesztők
Candida albicans
Egyéb betegségokozó élesztők

6. Élesztőgombák az iparban
Söripar
Sörgyártási technológia
Mikrobiológiai romlás
Borászat
A szőlő
Borászati technológia
Borkülönlegességek, pezsgő
Szesz- és élesztőgyártás
Szeszgyártás
A takarmányélesztő
A sütőélesztő
Kenyérgyártás
Egyéb erjesztett termékek
Alkoholos italok
Desztillált szeszes italok
Erjesztett élelmiszerek
Különféle termékek
Egyéb ipari hasznosítás
Egysejtfehérje
Anyagcseretermékek, sejtösszetevők
Ipari törzsek genetikai javítása
Hetero lóg fehérjék
Élelmiszerek romlását okozó élesztőgombák
Faji diverzitás és gyakoriság
Romlási jelenségek

7. Irodalom
Függelék
Mutató

Élettani tulajdonságok


Az élesztők jellemzésére, osztályozására és meghatározására szolgáló élettani tulajdonságok közül legfontosabbak a szénforrások erjesztése, ill. asszimilációja. Ezeken kívül a különböző körülmények közti szaporodási képesség szolgál élettani jellemzőként.


Erjesztés

A szénhidrátok erjesztése biokémiailag anaerob anyagcsere-folyamat, vizsgálata azonban
a gyakorlatban nem teljesen anaerob körülmények között történik és az erjedés kimutatása
az alkoholtermeléssel együtt járó szén-dioxid kimutatásán (gázképződés) alapul. A vizs-I
gált cukrok általában a következők: glükóz, galaktóz, szacharóz, maltóz, laktóz,
ritkábban melibióz, trehalóz, inulin vagy más cukrok is.
Az élesztők erjesztési képessége változó. Sok faj erősen erjeszt (p1. Saccharornyces), mások csak gyengén vagy lassan (p1. Deharyonzyces). Az ismert élesztőfajok mintegy harmada egyáltalán nem képes erjeszteni, köztük csaknem minden bazidiomiceta élesztő.
Az erjesztési képességet sokáig állandó és jellemző tulajdonságnak tartották, és a fajok közti különbség gyakran egyetlen szénhidrát erjesztésében nyilvánult meg. Korábban a Saccharornyces fajok elkülönítése elsősorban az erjesztési különbségeken alapult. Kiderült azonban, hogy egyes cukrok erjesztésének képességét csak egy vagy néhány gén határozza meg, és gyakran az enzimek sem konstitutívak, hanem indukálhatók, ami bizonyos cukrok erjesztéséhez való alkalmazkodást tett lehetővé, vagy ellenkezőleg, mutáció révén bizonyos erjesztési képesség elveszett.
A különböző szénhidrátok erjesztésének biokémiai útja számos lépésben azonos, mint Pl. a glükózé, fruktózé, mannózé. Kluyver már 1914-ben kimutatta, hogyha egy élesztő bármely cukrot erjeszteni tudja, biztosan erjeszti a glükózt is (ez a szabály fordítva nem áh). Az identifikálás egyszerűsítésére elegendő, ha csak a glükóz erjesztésének képességét határozzuk meg, néhány más cukor erjesztési próbájára csak megerősítő vizsgálatokhoz lehet szükség.


Asszimiláció

Élesztőkkel kapcsolatban „asszimiláción” egy vegyület aerob hasznosításának képességét értjük, Vagyis azt, hogy egy élesztő adott szubsztrátumon aerob körülmények között szaporodni tud. A szubsztrátum szén- vagy nitrogénforrásként szolgálhat. A cukorvegyületek asszimilációja összefügg azok erjesztésével, amennyiben egy erjesztett cukrot az élesztő biztosan asszimilálni is képes (fordítva nem igaz, egy aerob módon hasznosítható cukor nem feltétlenül erjeszthető is). Az asszimilációs vizsgálatokban alkalmazott vegyületek köre egyre bővebb, köztük cukrokon kívül cukoralkoholok, szerves savak, egyéb szénforrások és nitrogén-vegyületek is lehetnek.
A szénhid,át-asszinzilációban használt szubsztrátok:

Pentózok
xilózok, ribóz, arabinóz;
Hexózok
glükóz, galaktóz, szorbóz, ramnóz;
Oligoszacharidok
szacharóz, maltóz, cehlobióz, melibióz, trehalóz, laktóz, raffinóz, melecitóz;
Poliszacharidok
oldható keményítő, inulin;
Giükozidok
a-metil-glükozid, arbutin, szalicin;
Cukoralkoholok
glicerin, eritrit, ribit (adonit), mannit, mozit, galaktit (dulcit), glucit (szorbit), xilit;
Alkoholok
metanol, ethanol;
Szerves savak
borostyánkősav, citromsav, tejsav, almasav, giükonsav, giükuronsav, 2-ketoglükonsav,
5-ketoglükonsav;
Egyéb vegyületek
glükono-6-lakton, glükózamin hidroklorid, dekán, hexadekán.
A vizsgálati módszer (álló vagy rázatott folyadéktenyészet, auxanográfiás agarlemezek, miniatürizált készítmények) befolyásolja az eredményt. A hagyományos vizsgálat négy hétig is eltart, a klinikai és ipari gyakorlat azonban gyorsabb eredményt igényel. Az erre alkalmas egyszerűbb módszereket és kereskedelmi készítményeket célszerű a rázott folyadéktenyészettel összehasonlítani.
A nitrogénvegyületek asszimilációja általában állandóbb tulajdonság, mint sok szénvegyületé. Szervetlen ammoniumsókat minden élesztő asszimilálni tud, a nitrátsók asszimilációja viszont többnyire faji jellemző bélyeg. Néhány szerves nitrogénvegyület (lizin, etilamin, kadaverin) hasznosítása fontos a faji meghatározáshoz.


Szaporodási tulajdonságok

A szaporodási képesség vizsgálatai a következőkre terjedhetnek ki: szaporodás vitamin- mentes tápközegben, illetve egyes vitaminok nélkül, kis vízaktivitású közegben (nagy cukor- vagy sókoncentráció mellett), gátlószerek (p1. cikloheximid, ecetsav, más tartósítószerek) jelenlétében, továbbá különböző hőmérsékleteken.
Kevés élesztő képes vitaminmentes, szintetikus tápoldatban szaporodni, ami faji jellemző lehet (p1. Issat. orientalis, P. aiiornala). Egyes vitaminok iránti igény szintén hasznos
bélyeg az identifikálásban.
Kis vízaktivitású közegben a xerotoleráns élesztők képesek szaporodni, ezeket régebben ozmofiloknak nevezték. Elelmiszerekben előforduló élesztőkkel végzett vizsgálatok szerint ez a tulajdonság elég széles körű. Nagy cukor-, ill sótartalmú közegben (50% glükóz, ill. 10% NaCl) számos élesztő viszonylag könnyen szaporodik (pl. Zygo. rouxii, illetve Deb. hansenii).
Szaporodás bizonyos gátlószerek adott koncentrációja esetén szintén hasznos jellemző lehet. Így a 0,01% vagy 0,1% cikloheximid-koncentrációval szembeni rezisztencia meglehetősen gyakori az élesztők körében, de a S. ce;evisiae és rokon fajai jellemzően érzékenyek erre a gátlószerre. Tartósítószerekkel (ecetsav, benzoesav, szorbinsav) szembeni tűrés csak néhány faj kitüntetett tulajdonsága (p1. Zygo. bailii 1% ecetsav-koncentráció esetén is szaporodni tud).
A szaporodás minimális és maximális hőmérsékleti határai tekintetében is különbségek vannak az élesztők között, ezeket a határokat azonban más környezeti tényezők erősen befolyásolják és nem egykönnyen állapíthatók meg. A gyakorlatban többnyire csak a 37 °Con való szaporodás képességét vizsgáljuk. Több, a hideg égövek tengereiben, talajában élő élesztő pszichrotrof tulajdonságú és nem szaporodik 25 °C fölött.