Проектно-исследовательская работа
Изменение физиологического состояния дрожжей в различных условиях искусственной среды
If a building becomes architecture, then it is art
Номенклатура
Дрожжи относятся к царству грибов – Mycota, к отделу – Eumycota, к классу – Ascomycetes, семейству – Saccharomycetaceae, к роду – Saccharomyces, виду – cerevisiae.
Морфология дрожжей
Клетки S. сеrevisiae имеют округлую, яйцевидную или эллипсоидную форму; размер их колеблется от 2,5 до 10 мкм в поперечнике и от 4,5 до 21 мкм в длину. Размер и форма клеток одного и того же штамма определяются генетически и могут варьироваться в определенных пределах в зависимости от условий культивирования.
Клетки состоят из микроскопических и субмикроскопических, видимых только в электронном микроскопе, структур. Эти структуры можно подразделить на постоянно присутствующие и периодически обнаруживаемые в клетке. К первым относятся различные органеллы – клеточные структуры, выполняющие определенные функции. Это ядро с ядрышком, митохондрии, рибосомы, клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, эндоплазматический ретикулум (сеть), аппарат Гольджи, лизосомы, хитосомы, гликосомы и целый ряд других мембранных струк. Непостоянные структуры – включения – в отличие от органелл то возникают, то исчезают в процессе жизнедеятельности клеток. Будучи продуктами метаболизма клетки, включения отражают различные стороны и этапы ее физиологической активности. Этими непостоянными структурами являются внутриклеточные запасные соединения: жиры, гликоген и полифосфаты.
Теоретические аспекты изменения физиологического состояния дрожжей при различных условиях среды
Отсутствие воздействия
На агар-агаре дрожжи Saccharomyces cerevisiae начинают с адаптации к среде, что может вызвать стресс, но постепенно они приспосабливаются и начинают расти и размножаться. В общем, их физиологическое состояние определяется адаптацией к среде, использованием ресурсов и взаимодействием с окружающими микроорганизмами.
Повышенная концентрация фруктозы
В среде с высокой концентрацией фруктозы, часть субстрата сбраживается на спирт, т.е. имеет место «аэробное брожение». Большое количество фруктозы создает осмотический стресс, поэтому дрожжи накапливают глицерин, чтобы сбалансировать внутреннее давление. В итоге, высокая концентрация фруктозы может замедлять рост и изменять форму клеток, поскольку они приспосабливаются к новым условиям.
Повышенная концентрация крахмала
В среде с повышенным содержанием крахмала дрожжи Saccharomyces cerevisiae выделяют ферменты, чтобы расщепить крахмал на простые сахара, такие как глюкоза и мальтоза. Высокие концентрации этих сахаров могут замедлять рост дрожжей и менять их форму.
Температура
Температура оказывает значительное влияние на энергетический и конструктивный обмен клеток и, следовательно, воздействует на удельную скорость роста дрожжей и время генерации. Установлено, что клетки, пережившие воздействие высоких температур, приобретают не только термоустойчивость, но и спирто- и осмоустойчивость.
Этапы эксперимента
1
Выращивание дрожжей в разных условиях
Дрожжи выращивались в 4-х средах
- Повышенная температура
- С содержанием моносахарида (фруктозы)
- С содержанием полисахарида (крахмала)
- В нейтральной среде (агар-агар)
2
Снятие и фиксирование параметров
- Окрашивание клеток дрожжей с помощью митиленового синего и пропидиума иодида.
- Подсчёт мёртвых и живых клеток
3
Сравнительный анализ полученных данных
- Составление таблиц на основе полученных данных
- Анализ таблиц и формулировка выводов по исследованию
Ход работы
Проведение опыта с использованием метиленового синего
Проведение опыта с использованием пропидиума иодида
Заключение
Проведённое исследование показало, что физиологическое состояние дрожжей значительно меняется в зависимости от условий искусственной среды. Была выявлена важность понимания физиологических реакции дрожжей на различные условия окружающей среды. Эти знания имеют практическое применение в промышленности, например, в пивоварении, хлебопечении и производстве биотоплива.
Дальнейшие исследования в этой области могут быть направлены на изучение более тонких механизмов, лежащих в основе физиологических изменений в дрожжах, а также на выявление стратегий для повышения устойчивости дрожжей к неблагоприятным условиям.
Дальнейшие исследования в этой области могут быть направлены на изучение более тонких механизмов, лежащих в основе физиологических изменений в дрожжах, а также на выявление стратегий для повышения устойчивости дрожжей к неблагоприятным условиям.
Список литературы
1. Бабьева И. П., Голубев В. И. Методы выделения и идентификации дрожжей. Справ, пособие. М.: Пищевая промышленность, 1979. 120 с.
2. Бабьева И. П., Чернов И. Ю. Биология дрожжей. М. Товарищество научных изданий КМК, 2004
3. Давыденко С.Г. Создание и применение нового экспрессметода оценки качества семенных дрожжей // Пиво и напитки. 2012. № 5. С. 20-24
4. Гордин А.А., Грабар А.А. Управление производством кормовых гидролизных дрожжей, как фактор устойчивого развития региона // Аэкономика: экономика и сельское хозяйство. 2017. №10 (22). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/upravlenie-proizvodstvom-kormovyh-gidroliznyh-drozhzhey-kak-faktor-ustoychivogo-razvitiya-regiona (дата обращения: 17.05.2024).
5. Исмаилов Э.Ш., Шахмарданова Э.И., Буганов Х.А., Сулейманова З.Г., Абдулмагомедова З.Н., Дибирова М.М. Разработка способов выращивания активных штаммов дрожжей // Вестник ДГТУ. Технические науки. 2007. №13. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-sposobov-vyraschivaniya-aktivnyh-shtammov-drozhzhey (дата обращения: 17.05.2024).
6. Меледина Т. В., Давыденко С. Г., Васильева Л. М. Физиологическое состояние дрожжей: Учеб. пособие. СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2013. 48 с.
7. Перемякова Лариса Викторовна Классификация стимуляторов жизненной активности дрожжей // Техника и технология пищевых производств. 2016. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/klassifikatsiya-stimulyatorov-zhiznennoy-aktivnosti-drozhzhey (дата обращения: 17.05.2024).
8. Применение методов окраски дрожжей для оценки их физиологического состояния / С.Г. Давыденко, Л.М. Васильева, Б.Э. Баташов, А.Т. Дедегкаев // Пиво и напитки. 2011. № 5. С. 8-11.
9. Microbac: Строение и жизнедеятельность дрожжей. [Электронный ресурс]. URL: http://microbak.ru/obshhaya-xarakteristika-mikrobov/gribi/drozhzhi.html (дата обращения: 17.05.2024)
2. Бабьева И. П., Чернов И. Ю. Биология дрожжей. М. Товарищество научных изданий КМК, 2004
3. Давыденко С.Г. Создание и применение нового экспрессметода оценки качества семенных дрожжей // Пиво и напитки. 2012. № 5. С. 20-24
4. Гордин А.А., Грабар А.А. Управление производством кормовых гидролизных дрожжей, как фактор устойчивого развития региона // Аэкономика: экономика и сельское хозяйство. 2017. №10 (22). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/upravlenie-proizvodstvom-kormovyh-gidroliznyh-drozhzhey-kak-faktor-ustoychivogo-razvitiya-regiona (дата обращения: 17.05.2024).
5. Исмаилов Э.Ш., Шахмарданова Э.И., Буганов Х.А., Сулейманова З.Г., Абдулмагомедова З.Н., Дибирова М.М. Разработка способов выращивания активных штаммов дрожжей // Вестник ДГТУ. Технические науки. 2007. №13. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-sposobov-vyraschivaniya-aktivnyh-shtammov-drozhzhey (дата обращения: 17.05.2024).
6. Меледина Т. В., Давыденко С. Г., Васильева Л. М. Физиологическое состояние дрожжей: Учеб. пособие. СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2013. 48 с.
7. Перемякова Лариса Викторовна Классификация стимуляторов жизненной активности дрожжей // Техника и технология пищевых производств. 2016. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/klassifikatsiya-stimulyatorov-zhiznennoy-aktivnosti-drozhzhey (дата обращения: 17.05.2024).
8. Применение методов окраски дрожжей для оценки их физиологического состояния / С.Г. Давыденко, Л.М. Васильева, Б.Э. Баташов, А.Т. Дедегкаев // Пиво и напитки. 2011. № 5. С. 8-11.
9. Microbac: Строение и жизнедеятельность дрожжей. [Электронный ресурс]. URL: http://microbak.ru/obshhaya-xarakteristika-mikrobov/gribi/drozhzhi.html (дата обращения: 17.05.2024)
О нашей команде
- Панкратова ВладаСтудентка 1-го курса факультета биологии
- Мохирев ИльяСтудент 1-го курса факультета журналистики
- Климова СофьяСтудентка 1-го курса факультета биологии.
