Грибы представляют собой низшие растения, не имеющие хлорофилла и питающиеся готовыми органическими веществами. Вегетативное тело грибов — мицелий, или грибница, состоит из тончайших нитей — гиф, толщина которых колеблется от 1 до 15 мкм. Нижняя — вегетативная часть разветвляющегося беловатого цвета мицелия стелится по всем направлениям, верхняя — спорообразующая часть поднимается над субстратом, образуя нежные ватообразные или бархатистые налеты различной окраски в зависимости от вида гриба: белую, желтую, бурую и г. д. У одних видов грибов гифы не имеют каких-либо перегородок. Мицелий таких грибов называется одноклеточным, или несептированным. У других видов грибов гифы разделены перегородками на отдельные клетки. В этом случае мицелий гриба называется многоклеточным, или септированным.
Клетки грибов имеют клеточную стенку, основу которой составляетхитин, цитоплазму, цитоплазматическую мембрану, ядро, митохондрии, рибосомы и резервные вещества (подробное описание приведено на примере аскомицетовых дрожжей). В клетках грибов часто встречается не одно, а несколько ядер.
Обильное размножение грибов, наблюдается при широком доступе воздуха, повышенной температуре и достаточной влажности. Размножаются грибы как бесполым (вегетативным), так и половым способом. Такие грибы называются совершенными. Существуют грибы, у которых половой процесс вообще не обнаружен. Такие грибы называются несовершенными.
Особенности строения органов и способов размножения грибов являются основой их классификации. Все грибы (Mycota) делятся на два отдела: миксомицеты, или слизевики (Myxomycota), и истинные грибы (Eumycota). Последние подразделяются на семь классов. Объектами микробиологии являются в основном представители трех классов: Zygomycetes, Ascomycetesu Deuteromycetes, относящиеся к микроскопическим грибам, которые развиваются на поверхности пищевых продуктов в виде пушистых, паутиноподобных образований и вызывают их плесневение. Многие из них имеют промышленное значение. Они используются в производстве органических кислот, витаминов, ферментов, антибиотиков. Некоторые вызывают порчу рыбы и рыбных продуктов, болезни рыб (бронхиомикоз — жаберная гниль, сапролегниевые заболевания — обрастание покровов рыбы мицелием грибов, нефромикоз карпа, "пьяную болезнь" лососевых).
Класс Zygomycetes(зигомицеты). К этому классу относятся наиболее просто организованные микроскопические грибы. Представителями являются роды Rhizopusи Mucor. Мицелий у них несептированный, многоядерный, имеет вид одной гигантской разветвленной клетки. Размножаются бесполым и половым путем. При бесполом размножении образуются спорангии.
При половом размножении в результате слияния двух гиф образуются зигоспоры. После стадии покоя зигоспора прорастает в спорангий со значительным числом эндоспор. В определенный момент спорангий разрывается, споры освобождаются и в благоприятных условиях прорастают, образуя мицелий.
Грибы рода Rhizopus распространяются по субстрату очень быстро с помощью длинных стелющихся гиф (столонов), напоминающих усы земляники.
Грибы рода Mucor, образующие органические кислоты, способны вызывать слабое спиртовое брожение томатопродуктов.
Класс Ascomycetes(аскомицеты).
К этому классу относятся в основном микроскопические грибы с многоклеточным мицелием, но есть аскомицеты, не имеющие мицелия, представленные одиночными почкующимися клетками.
Бесполое размножение у аскомицетов с многоклеточным мицелием происходит с помощью экзоспор, или конидий, расположенных на специальных клетках — стеригмах, или фиалидах, поодиночке, группами или цепочками. Конидии распространяются воздушными течениями и, прорастая, образуют новый мицелий. Половой процесс у отдельных представителей аскомицетов чрезвычайно сложен и многообразен. В результате полового процесса образуются сумки (аски). У некоторых микроскопических грибов сверху сумка покрывается переплетением гиф и образует плодовое тело. В связи с этим микроскопические грибы, образующие плодовые тела, называются плодосумчатыми, а не образующие — голосумчатыми (аскомицетовые дрожжи).
К аскомицетам с многоклеточным мицелием принадлежат некоторые представители широко распространенных родов Aspergillusи Penicillium. У грибов рода Aspergillusстеригмы одноклеточные, неветвящиеся. Представители рода Penicilliumимеют ветвящиеся многоклеточные стеригмы.
Грибы из рода Penicilliumиспользуются как продуценты антибиотика пенициллина. Они прорастают на различных пищевых продуктах даже в условиях повышенной солености, вызывая плесневение соленой, сушеной и вяленой рыбы и различных копченостей.
Грибы из рода Aspergillusпродуцируют органические кислоты. У них обнаружены разнообразные ферменты: амилаза, протеиназа, целлюлоза, а также глюкоамилаза, каталаза и др. Aspergillusразвиваются в широких пределах рН, в условиях повышенной солености, поэтому они часто встречаются и вызывают порчу соленой и копченой рыбы, маринадов. Установлено, что Penicilliumи Aspergillusвызывают разжижение и порчу рыбного клея, участвуют в разложении целлюлозы (клетчатки), пектиновых веществ и белков.
К аскомицетам, не имеющим мицелия, относятся аскомицетовые. Они представляют собой одноклеточные неподвижные микроорганизмы. Форма клеток дрожжей чаще всего овальная, овально-яйцевидная или эллипсоидальная. Длина дрожжевой клетки в отдельных случаях достигает 6 — 10 мкм и даже 12 — 18 мкм. Ширина колеблется от 4 до 8 мкм.
В состав клеточной стенки дрожжей входят гемицеллюлозы и вкрапления хитина. Муреин у эукариот отсутствует. К клеточной стенке прилегает цитоплазматическая мембрана. Внутри клетка заполнена цитоплазмой. У молодых клеток цитоплазма голубовато-зеленого цвета с нежно-пенистым строением. В цитоплазме находятся ядро, митохондрии, рибосомы и другие включения. Внутри ядра имеется нуклеоплазма с ядрышком и набором хромосом, содержащих ДНК.
Окислительно-восстановительные ферменты сосредоточены в митохондриях — образованиях различной структуры, окруженных двухслойной мембраной. В них также синтезируется аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — соединение, богатое энергией. Синтез белка, как и у бактерий происходит в рибосомах.
По мере старения в цитоплазме появляются вакуоли — полости, заполненные клеточным соком. В вакуолях содержится волютин. В цитоплазме имеются запасные питательные вещества — гликоген и капли жира.
Размножаются дрожжи главным образом почкованием, реже — при помощи спор и еще реже — делением. При почковании на клетке образуется бугорок или несколько бугорков — почки. В почку переходит часть цитоплазмы и ядра. Постепенно увеличиваясь, почка отделяется от материнской клетки. Иногда молодые клетки не отделяются, сами почкуются и образуют скопления клеток — сростки. Развиваясь на жидких субстратах, они обусловливают появление пленок различной толщины.
Образование спор у дрожжей происходит как бесполым, так и половым путем. При бесполом размножении ядро делится на столько частей, сколько образуется спор. Споры остаются в оболочке материнской клетки, как в сумке (аске). Такие споры называются аскоспорами. Образованию спор половым путем предшествует слияние — копуляция клеток. У некоторых дрожжей копулируют прорастающие споры. Число спор в клетке четное (2, 4, иногда 8 — 12). В благоприятных условиях споры прорастают. Споры дрожжей более устойчивы к вредным воздействиям, чем вегетативные клетки. Так, споры дрожжей выдерживают нагревание на 10°С больше, чем вегетативная клетка (40 — 50°С).
При простом делении в клетке образуется перегородка, и она делится на две новые клетки.
Аскомицетовые дрожжи вызывают спиртовое брожение и подразделяются на верховые и низовые. Верховые дрожжи вызывают бурное брожение при температуре 20 — 28°С. Выделяющийся углекислый газ способствует образованию обильной пены и выносит дрожжи в верхние слои бродящего субстрата. Верховые дрожжи используются в производстве спирта и хлебопечении. С помощью низовых дрожжей брожение протекает спокойно, при более низких температурах дрожжи остаются на дне. Такие дрожжи используют в основном при производстве вина и пива.
Класс Deuteromycetes (дейтеромицеты), или несовершенные микроскопические грибы. Большинство из Deuteromycetes размножается конидиями. Конидии у этих грибов очень сходны с конидиями аскомицетов. Это дает основание предполагать, что несовершенные микроскопические грибы относятся к аскомицетам, у которых половое размножение не обнаружено или утрачено в процессе эволюции. К ним относится большинство представителей широко распространенных родов Fusarium, Alternaria, Botritis, Phoma, Cladosporium, Oidiumи др.
У представителей рода Fusarium размножение происходит при помощи конидий серповидной формы, с несколькими поперечными перегородками. Представители этого рода вызывают болезни (фузариозы) различных плоскостей. Кроме аскомицетовых дрожжей имеются дрожжи, которые не образуют споры и не вызывают спиртового брожения (несовершенные дрожжи). К ним относятся роды Jorulopsisи Candida, некоторые представители которых обсеменяют копченую и соленую рыбу, икру и рыбопродукты. Развиваясь на них, они вызывают ухудшение качества продуктов, конеплодов и овощей. Имеются виды, ядовитые для человека.
У грибов рода Alternariaконидии грушевидной формы с поперечными и продольными перегородками. Развиваясь на плодах и овощах, они образуют на них черные вдавленные пятна.
Грибы рода Botritisимеют древовидно-разветвленные конидиеносцы, несущие на концах ветвей собранные в головки одноклеточные конидии. Они вызывают болезни плодов и овощей (шейковую гниль лука, кагатную гниль свеклы).
Грибы рода Phomaимеют короткие конидиеносцы, которые располагаются густым слоем в колбовидных (пикниды) или блюдцевидных (ложе) образованиях из плотно сплетенных гиф. Среди них много возбудителей порчи корнеплодов.
Грибы рода Cladosporiumимеют слабоветвящиеся конидиеносцы, несущие цепочки крупных спор, и выделяют в среду темный пигмент. Поражают пищевые продукты даже при низких температурах хранения.
Грибы рода Oidiumобразуют разветвленный белый мицелий, легко распадающийся на коидии, и вызывают порчу масла, сыра, квашеных овощей.