Надежда Стенина - Грибы в лесу, саду и дома

Аспергиллы начали привлекать к себе внимание с середины XIX века, благодаря своему активному участию в процессах разрушения самых разнообразных материалов. Неприхотливость и богатый ферментный аппарат сделали эти грибы излюбленными объектами исследований. Между 1821 и 1928 годами было опубликовано более 2000 работ по аспергиллам, посвященным, главным образом, биохимии, физиологии и генетике этих грибов. В настоящее время продолжается их активное изучение. Аспергиллы очень удобные модели в исследованиях генетических закономерностей, путей обмена веществ, различных физиологических процессов, что позволило русскому ученому Л. Н. Курсанову образно назвать их «биохимической лягушкой». Особенно широкое практическое значение имеет вид аспергиллов, образующий колонии коричневого, шоколадного или черного цвета (черная плесень). Часто они развиваются на зерне (во время его хранения), на плодах, овощах, хлопчатобумажных изделиях, коже и материалах, богатых содержанием белков. Этот вид обладает разнообразной биохимической активностью, вырабатывая целый комплекс ферментов. Среди них – крахмалоразрушающие (амилазы), разлагающие белки (протеиназы), пектиназы (действующие на склеивающее вещество растительных тканей – пектин), жироразрушающие ферменты, ферменты, разлагающие хитин (оболочку насекомых). Пектолитическими ферментами аспергиллов производят осветление фруктовых соков и вин. Такое известное вещество, как лимонная кислота, является ни чем иным, как отходом жизнедеятельности гриба, культивируемого, в частности, в специальных чанах – ферментерах, на жидкой среде, состоящей из свекловичного отвара. Жидкая культура аспергиллов осуществляет синтез витаминов: биотина, тиамина и рибофлавина. Грибница выделяет их в питательную жидкость, которую затем отгоняют специальным образом, получая витаминизированный твердый осадок.

Аспергиллы чрезвычайно чувствительны к колебаниям содержания в среде минеральных источников питания, вследствие чего возможно их применение для определения дефицита некоторых веществ в почве (калия, фосфора, магния, меди и др.), что позволяет отказаться от менее точных и медленных химических анализов.

Штаммы данных грибов, выделенные из заплесневелых кормов, токсичны для животных и человека и способны вызывать такие заболевания, как бронхопневмонию, легочный аспергиллез, отомикоз и др.

Еще один вид аспергиллов, образующий колонии желто-зеленого цвета, также имеет практическое значение.

Грибы этого вида поражают растительные остатки почвы, различные пищевые продукты, растительные масла, зерно, воск, парафин. Возможность приспособления к такому разнообразному количеству субстратов осуществляется за счет природной всеядности. В связи с этим грибы используются на Востоке для пищевых и хозяйственных целей в течение уже не одного столетия. Например, спиртовая промышленность Японии целиком ориентирована на помощь грибных тружеников. Для приготовления традиционной водки сакэ применяется рис, зерна которого гидролизованы (разложены) ферментами аспергиллов.

Отваренные и стерилизованные отруби риса помещаются во влажную камеру, насыщенную спорами гриба. Через 40—48 часов отруби сплошь покрываются белой грибницей. Ферментом амилазой она расправляется с крахмалом, составляющим основную массу рисовых зерен. При этом крахмал разрушается до простых сахаров.

На данном этапе грибной контакт прекращают и уже видоизмененное им сырье отправляют на окончательную «сборку» напитка. Из освоенного грибницей риса также получают и сам инструмент ее деятельности – фермент амилазу. Для этого массу отрубей вымачивают в воде в течение определенного времени, в результате чего получается водный экстракт фермента. Затем экстракт выпаривают в вакууме при температуре 30—40 °С до концентрированного осадка – порошка амилазы. В дальнейшем фермент употребляется в лечебных целях, например, в качестве средства, известного под названием така-диастазы. Така-диастаза рекомендуется в пищевой рацион тем людям, которые в силу болезни поджелудочной железы испытывают дефицит в собственном ферменте.

Комплекс амилаз и протеиназ, выделенный из аспергиллов, используют во Вьетнаме для приготовления соево-рисового «тыонг», считающегося продуктом повседневного спроса населения.

У нас в стране при помощи грибных ферментов аспергиллов освоены такие технологии, как очистка кожи от волосяного покрова, удаление серебра из старых пленок и пластинок, производство спирта и различных видов сыров. На последнем специализируется фермент реннетаза, который расщепляет казеин. Всего 0,02 кубических сантиметра раствора фермента в состоянии свертывать 5 кубических сантиметров молока! В этом отношении грибной фермент не уступает сычугу телячьему, выделенному из животных тканей.

Как и аспергиллы, эти грибы наиболее часто обнаруживаются в виде плесневых налетов на субстратах растительного происхождения.

Лечебные свойства плесеней, образуемых колониями пенициллов, были отмечены еще в 1873 году русскими учеными В. А. Манасеиным и А. Г. Полотебновым. Тогда их использовали в лечении кожных заболеваний и сифилиса. Ну, а официальным отсчетом лечебная история пенициллов ведется с 1928 года. В том году, в Англии, профессор А. Флеминг ставил опыты в своей лаборатории над грозной бактерией стафилококком. Поддерживая жизнедеятельность бактерии в искусственной культуре, он вскоре обратил внимание на характерную особенность. Колония бактерии, развивающаяся в питательной среде, в специальной чашке, притормаживала свой рост в участках, зараженных попавшей из воздуха сине-зеленой плесенью. Флеминг выделил плесень в чистую культуру (пересеял на новую питательную среду). При более близком знакомстве оказалось, что гриб выделяет антибактериальное вещество, способное умерщвлять клетки бактерий. Профессор назвал его пенициллином.

После работ Флеминга эстафету подхватили его коллеги во многих странах мира. В течение нескольких десятков лет научные мужи вели поиски простых методов получения, очистки пенициллина и проводили клинические испытания этого препарата. В результате был выделен наиболее удачный штамм (сорт) пеницилла. Ему дали кодовое название Q-176 и, поскольку он был рожден в результате скрещивания нескольких видов грибов, именовали его не иначе как мутантом. В процессе такой мутации Q-176 приобрел способность к высокому производству антибиотиков и, самое главное, к хорошему развитию в искусственных условиях.

В настоящее время работа по созданию новых, более продуктивных штаммов продолжается. Теперь для этой цели прибегают к помощи различных стимулирующих факторов: облучению рентгеновскими и ультрафиолетовыми лучами, действию различных химических реактивов, вызывающих мутацию и т. д.