Drojdii

Drojdiile reprezinta un grup taxonomic complex si heterogen de microorganime monocelulare de tip eucariot care se inmultesc prin inmugurire (mitoza), ca forma generala de reproducere si in mod particular, prin ascospori formati pe cale asexuata si sexuat (in urma proceselor de conjugare intre celule).

Importanta si rol. Avand drept caracteristica principala capacitatea de a produce fermentarea glucidelor simple in anaerobioza, cu formare de alcool etilic si dioxid de carbon, drojdiile fermentative sunt utilizate industrial in biotehnologii alimentare la fabricarea spirtului de fermentatie, a vinului, a berii si painii. Drojdiile au o compozitie chimica valoroasa si dupa cultivare in conditii de aerare si prelucrare sunt utilizate ca sursa de protein in mlimentatia umana (cu denumirea da SCP - single cell protein - proteine din monocelulare) sau in alimentatia animalelor, deoarece, pe langa 45-55% proteina bruta s.u., aduc in ratie aminoacizi si vitamine ale grupului B.

In microbiologia industriala din biomasa de drojdie se obtin: plasmolizate, autolizate, folosite ca aditivi alimentari sau pentru imbogatirea in substante azotate a mediilor de cultura destinate fermentatiilor. Cu ajutorul drojdiilor se pot obtine avantajos. In conditii industriale, vitaminele hidrosolubile (B1, B2, PP, ergosterol), enzime (?-fructofuranozidaza si ?-galactozidaza), iar prin metode de inginerie genetica, din mutanti ai speciei Saccharomyces cerevisiae, s-a obtinut interferonul - substanta cu efect antiviral si citostatic.

Raspandire in natura. Drojdiile au o larga raspandire in mediul ambiant, fiind intalnite in toate habitatele naturale: sol, ape, aer, plante, animale.

In sol, celulele de drojdie se intalnesc in straturile superficiale, pana la adancimi de aproximativ 30 cm, in concentratii de 102-2x105 g-1. Cantitatea creste in solurile viilor si gradinilor, ca urmare a imbogatirii solului in substante nutritive furnizate de fructele care cad la sol si sufera lent putrezirea. Din sol, prin actiunea unor factori fizici, mecanici si biologici, microorganismele ajung temporar in aer si se raspandesc la distante mari; din sol si aer drojdiile pot ajunge in ape, unele specii fiind intalnite chiar la adancimi de 4000 m.

In mod permanent, drojdiile se afla in microbiota epifita a plantelor(flori, fructe, frunze, radacini).

Raspandirea drojdiilor este favorizata de insecte, care, o data cu nectarul/sucul, preiau si celule de drojdii care pot hiberna in tractul digestiv al insectelor. In organismul animal, drojdiile sunt prezente in biocenoza intestinala si se elimina pe cai naturale prin produsele de dejectie; in cantitpti mai reduse se intalnesc in cavitatea bucala si pe piele.

Un grup restrans de drojdii sunt patogene (Candida albicans, Cryptococcus neoformans) si dau imbolnaviri la om si la animale.

Nu Caractere morfologice. Celula de drojdie are in mod obisnuit forma sferica, ovala sau cilindrica, cu dimensiuni medii de la 4-14 ?m. Unele tulpini sunt monomorfe, deci prezinta in cultura pura celule de un singur tip morfologic, iar altele sunt dimorfe sau polimorfe.

Forma si dimensiunea celulelor este un caracter de gen si specie, dar acestea pot fi influentate de starea fiziologica si de conditiile de cultivare. Dintre formele caracteristice unor genuri, cu importanta in industria alimentara, se mentioneaza:

- forma ovala (elipsoidala) specifica drojdiilor fermentative ce apartin genului Saccharomyces;

- forma sferica - predomina la drojdii din genul Torulopsis;

- forma apiculata (de lamaie), intalnita la genurile Kloeckera si Hanseniaspora;

- forma cilindrica (alungita), specifica drojdiilor din genul Candida si genul Pichia;

- forma de sticla, specifica drojdiilor din genul Saccharomyces.

Nu Structura celulei de drojdie. Celula eucariota de drojdie se deosebeste putin de celula animala; de celula vegetala se diferentiaza prin absenta cloroplastelor si a invelisului celulozic. Unele structuri subcelulare se pot vizualiza cu ajutorul microscopului fotonic (nucleu, mitocondrii, vacuole, perete celular, citozol), in timp ce ultrastructurile (membrana citoplasmatica, reticulul endoplasmatic, aparatul Golgi s.a.) au putut fi observate doar cu microscopul electronic - x 20 000 (fig. 1.1.). Cunoasterea organizarii arhitecturale complexe a celulei de drojdie este utila pentru intelegerea potentialului functional al diferitelor componente.

Invelisurile celulare sunt reprezentate de peretele celular si plasmalema, care limiteaza celula si intervin in toate procesele biologice fundamentale ce se desfasoara la nivel celular.

Nu Peretele celular are o grosime de aproximativ 250 nm si poate sa reprezinte o pondere de 5-15 % din biomasa uscata de drojdie. Din punct de vedere structural, peretele celular are aspect laminar si este alcatuit din 2-3 straturi.

Stratul extern are o suprafata rugoasa si in anumite zone prezinta asa-numite cicatrice mugurale, locul de desprindere a celulelor rezultate prin inmugurire. In componenta stratului extern predomina mananul cuplat prin legaturi covalente si radicali fosfat din molecule de proterine, formand complexe macromoleculare.

Stratul intern are o suprafata ornamentata cu riduri proeminente, formate din fibre constituite din molecule liniare de glucan, care formeaza complexe cu proteine si asigura rigiditatea sau elasticitatea peretelui celular.

La nivelul peretelui celular sunt localizate si enzime (invertaza, fosfataza, endoglucanaze, permeaze) implicate in biosinteza compusilor peretelui celular si in procesele de transfer al substantelor. Peretele celular are rol esential in asigurarea formei celulei si de pretectie fata de factorii mediului ambiant. In cooperare cu plasmalema participa la cresterea si reproducerea celulara, in biosinteza si catabolism. Prin indepartarea peretelui celular, prin metode enzimatice, se obtin protoplasti folositi in ingineria genetica pentru obtinerea prin fuziune a hibrizilor cu importanta practica. Prin amplasarea protoplastilor pe mediu nutritiv, in timp de 8-12 ore, are loc regenerarea peretelui celular.

Nu Plasmalema (membrana citoplasmatica) reprezinta un strat lamelar cu o grosime de circa 8-9 nm, care delimiteaza protoplastul la exterior. Plasmalema este o structura de natura lipoproteica in care lipidele (fosfolipide, steroli, acizi grasi nesaturati) reprezinta 23-30%, iar proteinele (glicoproteine) 30-33% din masa nativa a membranei. Plasmalema este sediul complexelor multienzimatice cu rol n biodinteza poliglucidelor din peretele celular (glucansintetaze si chitinsintetaze), in glicoliza, fosforilare oxidativa (oxidoreductaze, citocromi, reductaze), in principalele cai metabolice ale celulei vii. Plasmalema este o structura dinamica in care se realizeaza importante functii ale celulei vii. In primul rand este o bariera osmotica, cu permeabilitate selectiva ce regleaza transferul de substante nutritive necesare in celula pentru a fi metabolizate, precum si eliminarea de cataboliti, iar prin sistemele enzimatice, active la acest nivel, intervine in reglarea procesului de crestere si inmultire.

Nu Citoplasma (citosolul) reprezinta o materie fundamentala a celulei vii in care sunt inglobate organitele subcelulare specifice. Citosolul este un sistem coloidal cu un continut de 75-85 % apa, in care substantele componente se afla sub forma de sol sau gel, formand micele coloidale. Dintre substantele organice predomina proteinele cu rol structural sau catalitic, lipidele cu rol plastic si glucidele cu rol energetic. In compozitia chimica a citosolului intra si acizii nucleici, respectiv ARN (mesager, de transfer si ribozomal) cu rol in biosinteza proteinelor celulare, ARNk (denumit killer) implicat in sinteza de proteine cu actiune toxica pentru alte celule sensibile si ADN-extracromozomial, component al plasmidelor citoplasmatice. in citosol, in anumite faze ale