यीस्ट

यीस्ट : शर्करायुक्त पदार्थापासून अल्कोहॉल व मैद्यापासून पाव तयार करण्यासाठी आवश्यक असणारे यीस्ट हे एककोशिकीय (एकाच पेशीचे बनलेले) कवक (बुरशीसारखी हरितद्रव्यरहित वनस्पती) आहे. लेव्हेनहूक यांनी १६८० साली सूक्ष्मदर्शकाखाली सर्वप्रथम यीस्ट पाहिले. पाव व अल्कोहॉल यांच्या निर्मितीमधील यीस्टचे कार्य १८७६ साली लूई पाश्चर यांनी दाखवून दिले. अनेक प्रकारे उपयोगी ठरणाऱ्या यीस्टचे प्रतिवर्षी उत्पादन काही दशलक्ष किग्रॅ.पेक्षा जास्त आहे. इतर सूक्ष्मजीवांच्या मानाने यीस्ट निसर्गतः कमी प्रमाणात आढळते. माती, वनस्पतींची फुले व फळे, कीटक तसेच फळांचे रस, शर्करायुक्त द्रव पदार्थ, दूध इत्यादींत यीस्ट आढळते.

सर्वसाधारणतः यीस्ट एककोशिकीय असते. याचा आकार वेगवेगळा असू शकतो. उदा., गोलाकार, आयताकार, लंबगोलाकार, दंडगोलाकार, नासपतीसारखा, लांब बारीक काडीसारखा, चतुःपृष्ठकीय, तसेच कोशिकेला गोलाकार, चौकोनी, लिंबासारखी किंवा त्रिकोणी टोके असतात. काही यीस्ट तंतुमय आकाराचे असतात (उदा., कॅन्डिडा). गोलाकार कोशिका साधारणपणे २ ते १० मायक्रॉन (१ मायक्रॉन = १०^-६ मी.) व्यासाच्या, तर दंडगोलाकार कोशिका २० ते ३० मायक्रॉन अथवा अधिक लांब असतात.

विविध प्रकारच्या शर्करा, अल्कोहॉल, कार्बनी अम्ले यांचा कार्बनी पदार्थ म्हणून यीस्ट वापर करते. ते कार्बनी किंवा अकार्बनी नायट्रोजन वापरू शकते. यांखेरीज विविध प्रकारच्या खनिज द्रव्यांची यीस्टच्या वाढीला जरूरी असते. यीस्टच्या कोशिकेला भित्ती असते. कोशिकेमध्ये सामान्यतः एक केंद्रक (कोशिकेतील क्रियांवर नियंत्रण ठेवणारा गोलसर पुंज), लिपीडयुक्त गोलक, व्हॉल्युटिनयुक्त कण, कलकणू इ. विविध घटक आढळतात [⟶ कोशिका]. कोशिकेमध्ये ग्लायकोजनाचे प्रमाण बरेच असते.

शरीरक्रियात्मक दृष्टीने यीस्टचे दोन गट पडतात : एक ⇨किण्वन (आंबण्याची वा कुजण्याची क्रिया) घडवून आणणारे व दुसरा श्वसन करणारे. किण्वन घडविणारे यीस्ट श्वसनही करतात परंतु या दोन क्रियांमध्ये ग्लुकोजाच्या अपघटनात (रेणूचे तुकडे होण्याच्या क्रियेत) वेगवेगळे पदार्थ तयार होतात.

              किण्वन

C₆H₁₂O₆    ⟶           2C₂H₅OH               +                  2CO₂

ग्लुकोज                    अल्कोहॉल                           कार्बन डाय-ऑक्साइड 

               श्वसन

C₆H₁₂O₆   ⟶               6 CO₂                +            6 H₂O

               60₃

ग्लुकोज            कार्बन डाय-ऑक्साइड                     पाणी

यीस्टद्वारे किण्वन क्रिया चालू असताना हवेचा पुरवठा केल्यास किण्वन कमी प्रमाणात होते व श्वसनक्रिया वाढते. तसेच अल्कोहॉलाऐवजी कोशिकेची वाढ जास्त होते. 

प्रजोत्पादन : यीस्टमध्ये अलैंगिक व लैंगिक प्रजोत्पादन आढळते. मुकुलन पद्धतीने (पृष्ठभागावर गोलसर उंचवटे तयार होऊन त्यांपासून प्रजोत्पादन होण्याच्या पद्धतीने) यीस्टचे होणारे अलैंगिक प्रजोत्पादन आ. २ मध्ये दाखविले आहे. अलैंगिक प्रजोत्पादन खऱ्या व आभासी कोशिका विभाजनाने [⟶ कोशिका] आणि ऑइडियाने [⟶ कवक] होऊ शकते. लैंगिक पद्धतीने होणाऱ्या प्रजोत्पादनात दोन प्रकार आढळतात. पहिल्या प्रकारामध्ये संयोगासाठी सम (+) व विषम (−) अशा दोन भिन्न एकगुणित (ज्यात गुणसूत्रांची म्हणजे आनुवंशिक लक्षणे एका पिढीतून पुढील पिढीत नेणाऱ्या सुतासारख्या सूक्ष्म घटकांची संख्या नेहमीच्या संख्येच्या निम्मी असते अशा) कोशिका (बीजाणू) आवश्यक असतात. या प्रकारच्या यीस्टना पूर्ण यीस्ट म्हणतात. दुसऱ्या प्रकारात संयोग होणाऱ्या एकगुणित कोशिकांमध्ये भिन्नता आढळत नाही. अशा यीस्टना अपूर्ण यीस्ट म्हणतात. लैंगिक प्रजोत्पादनास आवश्यक अशा बीजाणूंना ॲस्को-बीजाणू किंवा धानी बीजाणू म्हणतात व त्यानुसार यीस्टचा अंतर्भाव ⇨ॲस्कोमायसिटीज या वर्गातील कवकांमध्ये केला आहे. याखेरीज प्रतिकूल परिस्थितीवर मात करण्यासाठी संरक्षक आच्छादन असलेल्या क्लॅमिडोबीजाणूंत यीस्ट कोशिकांचे रूपांतर होते. अशा बीजाणूंतून अनुकूल परिस्थितीत परत यीस्ट कोशिका तयार होतात. यीस्टचे आनुवंशिक गुणधर्म क्ष-किरण किंवा काही रसायनांमुळे कायमचे बदलून टाकता येतात. याचा उपयोग अल्कोहॉलाचे जास्त प्रमाणात उत्पादन देणारे यीस्ट तयार करण्यासाठी होतो.

वर्गीकरण : यीस्टच्या वर्गीकरणाबाबत मतभिन्नता आढळते. जे. लॉडर व एन्‌. जे. डब्ल्यू. क्रेगर-व्हॅन रिज या शास्त्रज्ञांनी याबाबत खूप संशोधन करून बीजाणुनिर्मितीवर आधारित वर्गीकरण केले आहे. बीजाणूचे विविध आकार व आकारमान हेही त्यांनी विचारात घेतले आहेत. त्यांनुसार यीस्टची विभागणी खालील तीन गणांत केली आहे. (१) एंडोमायसिटेलीझ : ॲस्को-बीजाणू तयार करणाऱ्या पूर्ण यीस्टचा यात अंतर्भाव केलेला आहे. या गणाचा ॲस्कोमायसिटीज या वर्गात समावेश केलेला आहे. (२) क्रिप्टोकोकेलीझ : अपूर्ण यीस्टचा अंतर्भाव या गणात केला आहे. या गणाचा समावेश फंजाय इंपरफेक्टाय या वर्गात केलेला आहे. (३) स्पोरोबोलोमायसिटेलीझ : यामध्ये दांडा असणारे बीजाणू तयार करणाऱ्या यीस्टचा समावेश केला आहे. अशा बीजाणूंना बॅलिस्टो-बीजाणू असे म्हणतात. या गणाचा बॅसिडिओमायसिटीज या वर्गात अंतर्भाव केलेला आहे. 

उपयोग : यीस्टचे अनेकविध उपयोग आज माहीत आहेत. यामुळेच यीस्टवरील संशोधनावर भर दिला जातो. यीस्टचे विविध उपयोग खालीलप्रमाणे आहेत. 

अल्कोहॉल निर्मितीसाठी : माल्ट, साखर कारखान्यातील मोलॅसिस (उसाचा रस आटवून साखरेचे स्फटिकीकरण करून शिल्लक राहिलेला भाग), द्राक्षासारख्या फळांचा रस, मोहासारखी फुले अशा विविध प्रकारच्या कार्बनी पदार्थांपासून अल्कोहॉल मिळविण्यासाठी यीस्टचा वापर केला जातो. या पदार्थांचे यीस्टद्वारे किण्वन घडवून आणले जाते व नंतर ऊर्ध्वपातनाने (द्रवांचे मिश्रण तापवून मिळणारी वाफ थंड करून घटक अलग करण्याच्या क्रियेने) त्यातील अल्कोहॉल वेगळे करतात. शुद्ध अल्कोहॉल औद्योगिक उपयोगासाठी वापरतात. अल्कोहॉलामध्ये पाणी, विशिष्ट चव, वास व रंग देणारे पदार्थ मिसळून अथवा संपूर्ण ऊर्ध्वपातन न करता जे अल्कोहॉल मिश्रण वापरतात त्यापासून बिअर, रम, ब्रँडी, व्हिस्की इ. विविध प्रकारची मद्ये तयार करतात. विशिष्ट प्रकारच्या मद्यनिर्मितीसाठी विशिष्ट यीस्ट व त्याच्या वाढीस आवश्यक ठरणारे विशिष्ट पदार्थ वापरतात. या कामी वापरल्या जाणाऱ्या यीस्टला ‘डिस्टिलर यीस्ट’ म्हणतात. [⟶ अल्कोहॉल मद्य].

पाव तयार करण्यासाठी : मैद्याचे यीस्टद्वारे किण्वन केल्यावर मैद्यामध्ये कार्बन डाय-ऑक्साइड वायू निर्माण होतो, तसेच त्यात अल्कोहॉल व विशिष्ट कार्बनी अम्ल तयार होतात. अशा मैद्याचा लगदा भाजल्यावर त्याला सच्छिद्रपणा व विशिष्ट चव येते. यालाच पाव म्हणतात. याकामी वापरल्या जाणाऱ्या यीस्टला ‘बेकर यीस्ट’ म्हणतात. [⟶ बेकरी तंत्र].

मानवी अन्न व पशुखाद्य तयार करण्यासाठी : सॅकॅरोमायसीज सेरेव्हिसिआय, कॅन्डिडा यूटिलीस या यीस्टमध्ये प्रथिनांचे प्रमाण विपुल असून ब गटातील जीवनसत्त्वे व खनिजेही आढळतात. यामुळे अशा यीस्टची वाढ करून त्या कोशिका योग्य प्रक्रियेनंतर प्रामुख्याने पशुखाद्य म्हणून वापरल्या जातात. हे खाद्य जनावरांना पूरक खाद्य म्हणून पेंड, कडबा यांबरोबर देतात. याचा वापर एककोशिकीय प्रथिन म्हणून मानवी खाद्य तयार करण्यासाठी होतो. भावी काळातील अन्न म्हणून यावर संशोधन चालू आहे.

जीवनसत्त्वांचे उत्पादन : बेकर यीस्ट, डिस्टिलर यीस्ट व कॅन्डिडा यूटिलीस यांसारख्या यीस्टमध्ये विविध जीवनसत्त्वे (विशेषतः ब गटातील) भरपूर असतात व ही जीवनसत्त्वे मद्यनिर्मितीत एक उपउत्पादन म्हणून मिळतात. यीस्टचा वापर या हेतूनेही केला जातो.

एंझाइम निर्मितीसाठी : यीस्टमधील इन्व्हर्टेज या एंझाइमाचा (जीवरासायनिक विक्रिया घडवून आणण्यास मदत करणाऱ्या प्रथिनाचा) वापर सुक्रोज या शर्करेचे ग्लुकोज व फ्रक्टोज या शर्करांमध्ये रूपांतर करण्यासाठी होतो. या एंझाइमाचा वापर कृत्रिम मध, चॉकोलेट इ. तयार करण्यासाठी केला जातो. तसेच आइसक्रीममध्ये यीस्टमधील लॅक्टोजाचे रूपांतर करणाऱ्या लॅक्टेज या एंझाइमाचा वापर केला जातो.

याखेरीज ग्लिसरॉल, पॉलिहायड्रॉक्सी अल्कोहॉल, लिपिडे आणि पॉलिसॅकॅराइडे मिळविण्यासाठी यीस्टचा वापर केला जातो.

उपद्रवी यीस्ट : यीस्टच्या काही जाती उपद्रवी आहेत. क्रिप्टोकॉकस निओफॉर्मन्स व कॅन्डिडा अल्बिकान्स या जातींचे यीस्ट मनुष्याच्या शरीरात अनुक्रमे क्रिप्टोकॉकोसिस व कॅन्डिडिॲसिस (मणिकवक रोग) यांसारखे अनुक्रमे तंत्रिका तंत्राचे (मज्जासंस्थेचे) व त्वचेचे रोग निर्माण करतात. क्रिप्टोकॉकोसिस कधीकधी प्राणघातकी ठरतो. त्याचप्रमाणे काही यीस्ट पशुपक्षी व वनस्पतींमध्ये रोग निर्माण करतात. अशा रोगांवर मात करून यीस्टचा मानवाच्या उपयोगासाठी जास्तीत जास्त वापर कसा करता येईल यावर संशोधन चालू आहे.  

पहा : औद्योगिक सूक्ष्मजीवशास्त्र कवक.

संदर्भ : 1. Frobisher, M. Fundamentals of Microbiology, Tokyo, 1961.

    2. Rose, A. H. Harrison, J. S. Ed., The Yeasts. 3 Vols., New York, 1969 – 71.

    3. Thoma, R. W. Industrial Microbiology, Stroudsburg, Pa., 1977.

भिडे, वि. प. रानडे, दि. रा.

“