IV Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ВЛИЯНИЕ ФИТОНЦИДОВ НА СОХРАННОСТЬ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
Заливская Д.И.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Актуальность темы

Процесс сохранения продуктов питания в домашнем хозяйстве является важной проблемой. В результате хранения нужно соблюдать определённые условия, так как при комнатной температуре они хранятся недолго. Общеизвестно, что продукты питания приходят в негодность под влиянием микроорганизмов. В хлебнице заплесневел хлеб, появился серый налет, испортились мясные изделия, заплесневели фрукты, сыр, яйца – все это работа множества микроорганизмов (бактерий, грибов)

Человечество научилось нейтрализовать действие микроорганизмов и их токсических продуктов жизнедеятельности, прибегая к их физическим, термическим и биологическим методам обработки. Для длительного хранения чаще всего используют тепловую обработку продуктов хранения, которая существенно снижает их пищевую ценность и вкусовые характеристики. Рассматривая опыт наших предков, которые не имели никакого представления о микроорганизмах и фитонцидах, достаточно разумно использовали защитные свойства растений для хранения продуктов питания. Для этого использовали различные культурные и дикорастущие растения, которые обладали фитонцидными свойствами.

Фитонциды - вещества, высших растений, губительно действующие на бактерии, низшие грибы и простейшие организмы. Возможно, что для более длительного хранения продуктов можно использовать фитонциды, которые вырабатываются различными растениями.

На начальном этапе работы был проведен социологический опрос обучающихся 6 классов ( приложение№1)

  • 1.Что такое фитонциды? Каково их значение?

  • 2.Назовите растения, содержащие эти вещества?

  • 3. Можно ли зная их свойства, использовать их для хранения пищевых продуктов?

Из 48 опрошенных 12- не слышали вообще о фитонцидах, 18 -слышали, но не смогли объяснить что это.18 учеников знают о свойствах фитонцидов и смогли привести примеры растений, . Основной областью использования человеком свойств называли –использование чеснока и лука во время эпидемий гриппа Только 5 человек предположили, что растения с фитонцидными свойства можно использовать для увеличения сроков хранения продуктов питания питания.

Поэтому, я считаю, что данная работа является актуальной, так как позволит получить расширенными сведения о наиболее эффективных фитонцидных растениях для расширения кругозора, а также для применения полученных знаний человеком в нестандартных ситуациях: при отсутствии холодильника (в условиях длительного похода, продолжительной поездки, поломке холодильного оборудования)

Гипотеза: если растения обладают фитонцидными (противомикробными) свойствами, то могут ли они повлиять на сроки хранения продуктов

Цель: определить степень влияние фитонцидов, выделяемых различными растениями, на сроки хранения продуктов питания.

Задачи:

  1. Изучить различные источники информации о фитонцидах.

  2. Среди учащихся 6 классов провести социологический опрос об информированности их о фитонцидах.

  3. Практическим путем изучить влияние фитонцидов растений на сроки хранения продуктов питания.

  4. Сделать вывод по результатам практического исследования

Объект исследования: куриные яйца, хлеб.

Предмет исследования: влияние фитонцидов различных растений на сроки хранения продуктов питания.

Методы исследования:

  1. Поиск и анализ информации.

  2. Социологический опрос.

  3. Эксперимент.

  4. Наблюдение.

  5. Сравнение

  6. Статистическая обработка материала.

Научно-практическое использование результатов работы по фитонцидной защиты продуктов может найти применение в пищевой промышленности (особенно на овощебазах при хранении большого количества овощей и фруктов), в качестве дополнительной защиты в холодильных витринах, ларях, которые предназначены для недлительного хранения продуктов, в супермаркетах, магазинах и в домашних условиях.

2. Теоретическая часть работы

2.1 Фитонциды, их роль в процессе сохранения продуктов питания

Люди давно заметили, что некоторые растения обладают антимикробными свойствами. Издавна охотники обкладывали травами добытую дичь, чтобы она сохранялась свежей. Учёные отметили, что растения, их ткани или особые летучие фракции способны убивать многие микроорганизмы. Но не находили этому научного объяснения.

Раскрыл эту удивительную загадку советский учёный Б.П.Токин в 1928 году. Летучие вещества растительного происхождения, которые беспощадно расправлялись с микроорганизмами, исследователь назвал фитонцидами: от слияния греческого "phyton" (растение) и латинского "caedo" (убиваю).

Борис Петрович обратил внимание на то, что пищевые продукты, приготовленные на восточных базарах, в антисанитарных условиях, не вызывают вспышек инфекционных заболеваний. Он предположил, что обилие восточных пряностей каким-то образом предохраняет пищу от порчи. Токин исследовал вещества, содержащиеся в пряностях, и обнаружил, что антисептическое действие дают летучие компоненты. Эти «летучие яды растений» он предложил назвать фитонцидами. Со времени открытия фитонцидов накоплен большой фактический материал об антимикробных и противовирусных веществах высших растений. Доказано, что фитонцидная активность присуща всему растительному миру[2].

Одна из важнейших особенностей фитонцидов – специфичность их действия. Даже в микроскопических дозах они могут задерживать рост и размножение одних микроорганизмов, стимулировать рост других и играть существенную роль в регулировании состава микрофлоры воздуха, почвы и воды.

Все растения выделяют фитонциды в целях самозащиты. Они губительно действуют на вирусы, бактерии, простейшие и некоторые многоклеточные организмы. Эти летучие вещества защищают не только растения от вредных для них микроорганизмов, а также животных и человека.

Любое растение – от бактерий до цветковых – продуцирует фитонциды, и эти вещества чрезвычайно разнообразны по своей химической природе. Механизм действия летучих фитонцидов заключается в том, что они вызывают разнообразные изменения микробной клетки: подавляют дыхание, растворяют и разрушают поверхностные слои и составные части цитоплазмы (ферменты и др.). Фитонциды не позволяют микроорганизмам создавать собственные механизмы защиты[2]

2.2 Изучение свойств фитонцидов различных растений

Фитонциды – универсальное явление в растительном мире. Высокой фитонцидной активностью обладают около 85% высших растений. В частности, весьма активные фитонциды обнаружены в чесноке, луке, лимоне, чёрной смородине, боярышнике, можжевельнике, в белокочанной капусте, берёзе, дубе, хрене, крапиве, сосне, бруснике, черёмухе [1]

Рассмотрим фитонцидные свойства растений, которые использованы при проведении экспериментальной части исследования.

Фитонцидные свойства ели

Популярными растениями, фитонцидные свойства которых увеличивают защитные силы организма, а также губительно действуют на возбудителей различных заболеваний, являются сосна и ель. Недаром многие санатории и больницы построены в хвойных лесах.. Летучие фитонциды сосны обладают способностью проникать через легкие и кожу в организм человека. Они затормаживают развитие болезнетворных микроорганизмов, предохраняют его от инфекционных заболеваний. Не случайно люди, живущие в лесных районах, гораздо меньше подвержены заболеваниям верхних дыхательных путей, по сравнению с горожанами.

Фитонцидные свойства чеснока

В китайской медицине чесноку приписывали тонизирующее действие при заболеваниях органов пищеварения, дыхания, при истощении, ревматизме, болезнях кожи. Британские врачи во время эпидемии чумы в Лондоне в конце XVII века пропагандировали чеснок как средство для профилактики чумы.

У многих народов существовало поверье, что лук и чеснок исцеляют болезни, насланные демонами, и оберегают от них. В Восточной Европе чеснок считался надежным средством для отпугивания вампиров. С этой целью им натирали ручки дверей и оконные рамы, а под потолком развешивали целые гирлянды луковиц чеснока. Для жителей Болгарии, Венгрии, Румынии чеснок был своеобразным талисманом, его старались держать при себе в критические моменты жизни.

В XIX веке «магическое» действие чеснока объяснил французский микробиолог Луи Пастер. Проведя ряд опытов, ученый обнаружил антисептические свойства сока чеснока. Позже были исследованы фитонциды чеснока, однако их химический состав так и не удалось установить. Известно, что огромный вклад в антибактериальную активность чеснока вносит аллицин - вещество, ответственное за его специфический запах. Аллицин способен подавлять рост и развитие бактерий, будучи разведенным даже в тысячи раз. Фитонциды чеснока убивают грамположительные и грамотрицательные бактерии, а также различные грибы.

Фитонциды лука

Античные врачи рекомендовали применять лукпри инфекциях, расстройстве пищеварения, проказе, а также для лечения ран. По свидетельству греческого историка Геродота, египтяне закупали лук и чеснок в огромном количестве и кормили рабов, строивших пирамиды. Во времена крестовых походов сарацины возвращали французских пленников в обмен на обыкновенный репчатый лук - по 8 луковиц за воина. Древние целители считали, что нет ни одного заболевания, при котором лук не принес бы пользы больному.

Целебные свойства лука обусловлены уникальным сочетанием содержащихся в нем веществ. Среди них стоит отметить эфирное масло лука с характерным острым запахом, органические кислоты (лимонная и яблочная); целый ряд витаминов и минералов, в т.ч. кальций, калий, железо, фосфор, йод, сера, селен. Однако высокая эффективность применения лука при самых различных заболеваниях объясняется прежде всего наличием в нем фитонцидов. Они губительно действуют на многие патогенные бактерии, включая возбудителей опасных заболеваний.

Фитонциды лимона

Еще полторы тысячи лет назад в китайских книгах давался рецепт приготовления чая с лимоном. В XVII веке в Китае лимон применялся как средство для излечения ран и легочных заболеваний. Китайцы много сотен лет назад установили пользу лимона при цинге.

Кожура плодов и листья лимона богаты эфирным маслом. Его фитонциды по бактерицидной силе могут сравниться с фитонцидами чеснока и лука: менингококк они нейтрализуют за 15 минут, тифозные бактерии примерно за час, пневмококк - за 3-12 часов.

Фитонцидные свойста алоэ древовидного

В комнатной культуре алоэ оздоравливает воздух в различных помещениях. Листья и свежий сок используют для наружного применения (при ранах и нарывах) и для приема внутрь (при заболеваниях желудка, печени, легких). Препараты обладают обеззараживающим, противовоспалительным действием.

Фитонцидные свойства белокочанной капусты

Благодаря фитонцидным свойствам, капусту издавна использовали при воспалительных заболеваниях кожи. Еще Авиценна рекомендовал к ранам прикладывать кашицу из листьев капусты, смешанную с яичным белком. Со времен Киевской Руси капуста имеет большое лекарственное значение. Она обладает многосторонним лечебным действием: бактерицидным, фитонцидным, язвозаживляющим, противокашлевым, мочегонным, общеукрепляющим действием, улучшающим пищеварение, повышающим аппетит и др., поэтому ее использовали при многих недугах.

  1. Практическая часть работы

3.1 Изучение влияния фитонцидов на процесс сохранения продуктов питания

В практической части работы мы исследовали самые наиболее часто используемые в быту фи­тонцидные растения.

Мы провели опыт под­тверждающий свойство фитонцидов сдерживать рост микроорганизмов в результате хранения продуктов питания. Для этого наблюдали за процессами гниения и разложения продуктов – куриного яйца и кусочков хлеба. Для опыта брали по 6 банок, круто сваренные яйца и кусочки хлеба, примерно одинаковые по массе (Фото 1-6)

Фото 1-6. Экспериментальные чашки продуктов

Контрольные банки были без фитонцидов с очищенным яйцом и кусочком хлеба. В остальные внесли измельченные для увеличения площади выделения фитонцидов исследуемые растения. Опыт был заложен 13.02.2017 года. По ходу проведения эксперимента результаты заносили в таблицу:

Таблица 1.

Дата опыта

1

чеснок

2

лук

3

лимон

4

ель

5

капуста

6

алоэ

контроль

14.02

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

15.02

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Небольшие темные точки

17.02

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Небольшие темные точки

Небольшие потемнения

Небольшие потемнения

20.02

Процесс незначительного гниения

Процесс гниения

Процесс гниения

Процесс еле заметного гниения

Процесс незначительного гниения

Обширные участки гниения

Обширные участки гниения

22.02

Процесс незначительного гниения

Процесс полного гниения

Процесс полного гниения

Процесс частичного гниения

Процесс незначительного гниения

Процесс полного гниения

Обширные участки гниения

Наблюдения за сроками сохранности куриного яйца

Фото 7-12. Результаты эксперимента с куриным яйцом

.

Фото 13-14 Наблюдения за действием фитонцидов различных растений

Выводы: В результате проделанной работы было установлено, что присутствие ели, квашенной капусты и чеснока дольше сохраняет продукты свежими. Лук по сравнению с чесноком в меньшей степени сдерживает рост гнилостных бактерий в опыте с яйцом. Фитонциды ели в большей степени сохранили яйцо от действия бактерий

Так как фитонциды обладают и фунгицидными свойствами, т.е. оказывают негативное влияние на грибы, мы решили провести исследование воздействия фитонцидов исследуемых растений на развитие плесени. Для этого мы в банки с изучаемыми растениями поместили одинаковые кусочки пшеничного хлеба. Далее проводилось визуальное наблюдение за развитием плесневых грибов в каждой емкости и сравнение полученных результатов.

Результаты по данному виду деятельности занесены в таблицу №2:

Таблица 2

Наблюдение за сроками сохранности кусочков хлеба

Дата опыта

1

чеснок

2

лук

3

лимон

4

ель

5

капуста

6

алоэ

контроль

14.02

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

15.02

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

17.02

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

20.02

Частичная плесень

Частичная плесень

Большая плесень

Чмало плесени

Незначительная плесень

Частичная плесень

Частичная плесень

22.02

Частичная плесень

частичная плесень

Полностью плесень

мало плесени

Незначительная плесень

Частичная плесень

Полностью плесень с темными спорангиями

Рис. 15-20 Результаты эксперимента с хлебом

Выводы: В результате проделанной работы было установлено, что присутствие фитонцидов ели, квашенной капусты и чеснока ,алоэ древовидного дольше сохраняют хлеб от действия плесневых грибов. Фитонциды квашенной капусты, алоэ и хвои ели в наибольшей степени обладают фунгицидными свойствами. В контрольной банке (без фитонцидных растений) продукты пищи уже через несколько дней испортились, что говорит о беспрепятственном размножении бактерий.

Результаты, полученные в ходе работы, позволяют сделать следующие выводы:

1. Фитонциды — органические вещества самого различного химического состава, образующиеся в растениях в процессе обмена веществ и обладающие мощным антибиотическим свойством, то есть свойством убивать микробов, плесневые грибы.

2. Наибольшим эффектом, способствующим увеличением срока сохранности куриного яйца, обладает чеснок, хвоя ели и квашенная капуст, а хлеба- фитонциды ели, квашенной капусты, алоэ и чеснока.

3. Полученные результаты доказывают, что фитонциды убивают или замедляют действие микроорганизмов, без действия фитонцидов продукты питания портятся намного быстрее

4. Растения, выделяющие фитонциды, можно использовать при хранении скоропортящихся продуктов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Фитонциды - вещества, высших растений, губительно действующие на бактерии, низшие грибы и простейшие организмы. Все растения продуцируют фитонциды. В наибольшем количестве фитонциды содержатся в луке, чесноке, редьке, томате, хрене, смородине, черемухе.

Фитонциды одних растений убивают микробы (т. е. обладают бактерицидными свойствами), а других - только задерживают рост и размножение микроорганизмов (т.е. обладают бактериостатическим действием). Растения, выделяющие фитонциды, можно использовать при хранении мяса, рыбы, фруктов и других продуктов.

Использованная литература

  1. Голышенков П.П. Лекарственные растения и их использование. – Саранск. Мордовское книжное издательство, 1990. - С.29-30.

  2. Токин Б.П. Повесть о фитонцидах. – Л.: изд.-во университета, 1980.

  3. Блинкин С.А., Рудницкая Т.В. Фитонциды вокруг нас. М., 1981. 185 с.

  4. Батурицкая, И.В., Фенчук, Т.Д. Удивительные опыты с растениями / Изд-во Книга,1991 г.

  5. Бинас, А.В. и др. Биологический эксперимент в школе /А.В. Бинас – М. Просвещение, 1990 г.

  6. Аксенова. М Энциклопедия для детей. Биология.: Аванта, 2007