ВЛИЯНИЕ ФИТОНЦИДОВ ПРЯНЫХ РАСТЕНИЙ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ ПЛЕСНЕВЫХ ГРИБОВ

IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

ВЛИЯНИЕ ФИТОНЦИДОВ ПРЯНЫХ РАСТЕНИЙ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ ПЛЕСНЕВЫХ ГРИБОВ

Сапронова Е.Н. 1, 0
Романова Татьяна Ивановна 1, 0
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение

Пищевые продукты – очень хорошая питательная среда для развития плесневых грибов. При этом рост грибов отражается на качестве продукта, на здоровье потребляющего его человека, что может привести к заражению и отравлению.

Будет ли портиться продукт и как быстро это произойдёт, зависит от разных факторов. Внутренние, свойственные тому или иному виду продукта, факторы включают кислотность, влажность, структуру, доступность питательных веществ и возможное присутствие природных антимикробных агентов. Из внешних факторов наиболее важные – температура, относительная влажность воздуха , присутствие газов (диоксида углерода, кислорода).

Такие продукты , как хлеб, варенье, некоторые фрукты, в первую очередь поражаются грибами. Низкая кислотность продукта вызывает развитие дрожжей и плесеней (1).

Антимикробные агенты – фитонциды ( от греч. phyton - растение и лат. caedo – убиваю), образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие других организмов (2).

Цель исследования : выяснить какое влияние оказывают фитонциды пряных растений на рост и развитие плесневых грибов.

Задачи :

- изучить литературу по данной теме;

- заложить опыт по выращиванию плесени и пронаблюдать , как влияют пряные растения на активность грибов ;

- сделать выводы по результатам исследования.

Объект исследования – плесневые грибы, предмет исследования – влияние фитонцидов пряных растений на активность плесени.

Актуальность исследования заключается в том, чтобы расширить список средств борьбы с плесневыми грибами в домашних условиях и использовать для этого растения, которые выращиваем на приусадебных участках.

Гипотеза : предполагаю, что разные виды пряных растений неодинаково влияют на рост и развитие плесени.

Методы исследования :

- эксперимент по выращиванию хлебной плесени: взяла 5 кусочков ржаного хлеба, сбрызнула их небольшим количеством воды и поместила по одному кусочку хлеба в отдельный пронумерованный пластиковый контейнер на влажную салфетку;

- заложенный опыт разместила на окне над батареей;

- когда заготовленные кусочки хлеба покрылись плесенью, взяла пряные растения (укроп, петрушку, лук, чеснок, хрен), измельчила их (по отдельности) в однородную «кашицу», этой смесью обработала ещё 5 кусочков хлеба и поместила по одному в каждый контейнер, где уже находится хлеб с плесенью;

- наблюдаемые результаты записывались в дневник наблюдений;

- важные этапы эксперимента фотографировались;

- статистическая обработка полученных результатов.

Исследование проводилось с 15 января по 24 января 2017 года.

В проведении исследования мне оказывала методическую помощь и моральную поддержку моя мама , Сапронова Светлана Анатольевна, за что я ей очень благодарна.

I. Обзор литературы

1.1. Многообразие плесневых грибов, портящих продукты

Плесневые грибы, микроскопические грибы, образующие характерные налёты (плесени) на поверхности органических субстратов (пищевые продукты). Принадлежат к различным систематическим группам: зигомицетам (мукор), несовершенным грибам (аспергилл, пеницилл, триходерма).

Для плесневых грибов характерен обильно развивающийся воздушный мицелий. Грибы вызывают порчу продуктов. Широко распространены в почве, разрушают органические остатки и участвуют в их минерализации.

Мукор (mucor) , род грибов порядка мукоровых (mucorales) класса зигомицетов .На вершине одиночных бесцветных спорангиеносцев ( длиной до 10 см) развивается по одному спорангию ( диаметром до 180 мкм).Оболочка зрелого спорангия , состоящая из каллозы , легко растворяется при наличии влаги , освобождая несколько тысяч многоядерных неподвижных спорангиоспор. При половом процессе две ветви одного ( у гомоталлических видов ) или разных ( у гетероталлических видов – большинство грибов ) мицилиев сливаются ,образуя диплоидную зиготу , которая прорастает короткой ростковой гифой с зародышевым спорангием. Образовавшиеся после редукционного деления ядер спорангиоспоры дают начало новому поколению .Около 60 видов. Развиваются на органических остатках растительного происхождения,продуктах питания. Аксомицеты (ascomycetus) , сумчатые грибы .Таллом представлен хорошо развитым многоклеточным мицелием , у некоторых в виде одиночных почкующихся или делящихся клеток. Размножение половое ( сумчатая стадия ) , бесполое (конидии) и вегетативное. В результате полового процесса , различно протекающего у разных аскомицетов , возникают аски , или сумки. Класс аскомицеты делят на три подкласса : голосумчатые грибы

( аски образуются непосредственно на мицелии) , эуаскомицеты ( аски в плодовых телах –клейстотециях ,перитециях,апотециях) и локулоаскомицеты ( аски образуются на аскостромах в специальных углублениях - локулах). Большинство сапротрофы , обитающие в почве , на субстратах органического происхождения , на пищевых продуктах.

Аспергилл ( aspergillus) , род несовершенных грибов класса гифомицетов. В цикле развития преобладает конидиальная стадия. Сапротрофы распространены . Многие аспергиллы образуют плесени( зелёные, чёрные) на пищевых продуктах.

Пеницилл, пенициллум ( penicillium) , род грибов порядка гифомицетов. Конидиеносцы одиночные или собранные в коремии, поднимаются от распростёртого по субстратумицелия; на вершине многокрактно разветвлены в виде кисточки, на которой образуются цепочки бесцветных или светлоокрашенных одноклеточных конидий. Около 250 видов распространены повсеместно. Сапротрофы и паразиты. Вызывают порчу продуктов и участвуют в разложении растительных и животных тканей, образуют плесени.

Материал данной главы раскрывает биологические особенности плесневых грибов и показывает их разнообразие. Это необходимо для правильного понимания объекта исследования.

1.2 Пряные растения

Пряными называют растения, в органах которых ( в листьях, корнях, плодах, корневищах) содержатся ароматические или островкусовые вещества. Их полезные свойства определяются сложным химическим составом, в котором много органических кислот, эфирных масел, фитонцидов, гликозидов, витаминов и других биологически активных веществ.

В настоящее время известно более 200 видов пряных растений. В качестве пряностей используют корни (хрен), корневища (аир), луковицы (чеснок, лук), нераскрывшиеся цветочные почки (гвоздика), внутреннюю кору вечнозелёного растения(шафран), всю зелёную массу(укроп, приложение 1, фото 1), эстрагон, листья (лавр), плоды (красный перец), высушенные семена (горчица).

Пряные растения средней полосы России – это ароматические травы : анис, тмин, сельдерей, кориандр, петрушка (приложение 1, фото 5) , пастернак , мелисса, базилик, майоран, мята, тимьян, горчица, эстрагон.

Местные пряные травы занимают важное место в кладовой природы и очень полезны для здоровья. Большинство из них – фитонцидные растения, то есть растения, убивающие не только бактерии , но и грибки, и простейшие микроорганизмы животного происхождения. Это прежде всего лук (приложение 1, фото 2), чеснок (приложение 1, фото 3), хрен (приложение 1, фото 4).

Эта глава даёт понятие «пряные растения», показывает какие части растений использует человек, это необходимо для раскрытия предмета исследования.

Приложение 1

Фото 1

Укроп (anethum) , род однолетних (реже двулетних) трав семейства зонтичных. Молодые растения в фазе розетки употребляются в какчестве ароматической приправы. Взрослые растения в фазе образования семян используют как основной вид специи при засолке и мариновании овощей и в кондитерской промышленности.

В листьях и семенах укропа содержится эфирное масло, в составе которого имеются производные терпенов (карвон, лимонен), придающие пище своеобразный стойкий аромат. В свежей зелени укропа содержится много витамина С, каротина, витаминов В1, В2, РР , также соли кальция, фосфора, железа.

Фото 2

Лук (allium) , род двулетних и многолетних травянистых растений семейства луковых. Листья плоские или дудчатые. Цветки мелкие , звёздчатые или колокольчатые в шаровидных соцветиях. Плод – коробочка.

В начале роста в пищу употребляют листья лука, затем используют молодые луковички (головки), позднее – зрелые луковицы. Лук ценится за высокое содержание сухого вещества (10-20%) , в том числе сахаров – 7-10%, белка 2-3%, значительное количество разнообразных минеральных солей, витаминов и эфирных масел, обладающих бактерицидными свойствами. Эфирные масла придают луку острый вкус, своеобразный запах.

Фото 3

Чеснок (Allium sativum) , многолетнее растение рода лук. Родина – Южная Азия. Сорта различаются окраской, числом (2-50) и величиной мелких луковиц, то есть зубков. Размножается подземными и воздушными луковицами.

В чесноке содержатся фитостерины, витамины и эфирное масло – фллицин, обладающее сильным фитонцидным свойством. В составе чеснока обнаружены многие важные для жизнедеятельности организма человека элементы – кальций, фосфор, сера, йод.

Ценное пищевое растение. В культуре известен за несколько тысячелетий до н.э., возделывался в Древнем Египте, Древней Греции, Древнем Риме.

Фото 4

Хрен(Armoracia) , род многолетних травянистых растений семейства крестоцветных. Листья крупные. Плод – выпуклый стручок. Возделывается ради длинных толстых корневищ. Размножается вегетативно – посредством образования на корневищах придаточных почек.

Хрен выделяет много фитонцидов и обладает сильным антимикробным действием.

Фото 5

Петрушка (Petroselinum) , род однолетних и двулетних трав семейства зонтичных. Перекрёстно-опыляемое растение. Существует в двух разновидностях – корневая и листовая. Стебель высотой 50 – 100 см, листья дважды и трижды рассечённые, зеленовато – жёлтые, цветки мелкие. Плоды мелкие, серовато – зелёные, двусемянки, горьковатые на вкус. Древняя культура Средиземноморья.

Ценность её для здоровья человека связана с высоким содержанием каротина и витамина С, а также минеральных веществ. По содержанию калия петрушка стоит на первом месте среди всех пряностей.

Практическая часть

2.1. Результаты наблюдения за развитием плесневых грибов

За 4 дня до закладки основного эксперимента , в пять пластиковых контейнеров была положена влажная салфетка. На неё в каждый контейнер разместила 5 кусочков ржаного хлеба и сбрызнула всё водой, закрыла контейнеры крышкой и поставила их на окно над радиатором отопления. На второй день на хлебе стала появляться плесень зеленовато – белого цвета. Прошло ещё 2 дня , все куски хлеба были покрыты плесенью.

Следующим этапом исследования стало : взяла ещё 5 кусочков хлеба, на которые нанесла тонкий слой «кашицы», приготовленной из измельчённых растений - чеснока, укропа, петрушки, лука, хрена. В последующие дни вела наблюдения и результаты фиксировала в дневнике наблюдений (таблица №1).

Таблица 1

Результаты наблюдения

№п/п

Дата

Изменения в опыте

1

16.01.2017

Закладка эксперимента

2

17.01.2017

На всех кусках хлеба стала появляться плесень

3

19.01.2017

Все куски хлеба полностью покрыты плесенью, более чем на 50% поверхности

4

20.01.2017

Все куски хлеба полностью покрыты плесенью.

В каждый контейнер поместила куски хлеба с нанесённой на них «кашицей» из измельчённых пряных растений

5

21.01.2017

Продолжила наблюдения

№п/п

Дата

№1

чеснок

№2

укроп

№3

петрушка

№4

лук

№5

хрен

1

21.01.

2017

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Без изменений

2

22.01.

2017

Без изменений

Плесень появилась отдельными очагами ближе к краю

С краю куска появилась плесень

Без изменений

Без изменений

3

23.01.

2017

Без изменений

Отдельные очаги плесени слились и занимают 40% поверхности

Плесень занимает более 50%

Без изменений

Без изменений

4

24.01.

2017

Появилась плесень

Плесень занимает 80% поверхности

Плесень занимает почти всю поверхность

Без изменений

Без изменений

5

25.01.

2017

Плесень занимает около 25% поверхности

Плесень занимает 100% поверхности

Плесень стала менять окраску в более тёмную - серую

Появилась плесень с двух краёв куска хлеба

Без изменений

6

26.01.

2017

Плесень занимает половину поверхности куска хлеба

_____

Началось спорообразование

Плесень занимает почти 30% поверхности

Появилась плесень

7

27.01.

2017

Плесень начала темнеть и занимает 100% поверхности

Началось спорообразование

_____

Плесень занимает более половины поверхности

Плесень разрастается и занимает около 15% поверхности

8

28.01.

2017

Началось спорообразование

_____

_____

Плесень занимает почти всю поверхность

Плесень занимает около 35% поверхности

9

29.01.

2017

_____

_____

_____

Плесень занимает всю поверхность

Плесень занимает 50% поверхности

10

30.01.

2017

_____

_____

_____

Началось потемнение плесени

Плесень занимает 80% поверхности

11

31.01.

2017

_____

_____

_____

Началось спорообразование

Плесень занимает всю поверхность

12

01.02.

2017

_____

_____

_____

_____

Без изменений

13

02.02.

2017

_____

_____

_____

_____

Плесень стала зеленовато – серой

14

03.02.

2017

_____

_____

_____

_____

Началось спорообразование

Выводы :

- все образцы растений , взятые для эксперимента, способны замедлять развитие плесени ;

- наиболее слабыми фитонцидными свойствами обладает петрушка – раньше всех на обработанном хлебе появилась плесень и развивалась до полного покрытия поверхности всего 3 дня (приложение 2, график 1);

- наиболее сильными бактерицидными свойствами обладает хрен, так как плесень появилась только на 5 день и развитие её шло в течение 10 дней (приложение 2, график 1);

- укроп не смог долго сдерживать развитие плесени, развитие продолжалось 4 дня ;- чеснок и лук обладают достаточно сильными фитонцидными свойствами, так как плесень появилась на 3 и 4 день небольшими очагами, развитие её шло медленно (от 6 до 9 дней)(приложение 2, график2).

Цикл развития плесневых грибов на хлебе, обработанном петрушкой и хреном

График 1

Цикл развития плесневых грибов на хлебе, обработанном чесноком и луком

График 2

Заключение

Выполненная работа показала , что фитонциды , находящиеся в пряных растениях , оказывают своё действие на развитие плесневых грибов. Защитная роль фитонцидов проявляется не только в сдерживании скорости развития грибов , но и в подавлении их размножения. Плесневые грибы, развивающиеся в проведённом эксперименте на хлебе, по способам питания относятся к сапротрофам. Это гетеротрофные организмы, использующие для питания органические соединения отмерших организмов. Такая биологическая особенность плесеней представляет опасность для продуктов ,которые человек закладывает на хранение.

В ходе проведённого исследования ,были изучены пряные растения, которые являются распространёнными в средней полосе России и в Лебедяни.

Обработав полученные результаты опытов , я пришла к выводам :

- растения , обработанные для исследования , способны замедлять рост плесени;

- наиболее слабыми фитонцидными свойствами обладает петрушка , для полного покрытия поверхности куска хлеба потребовалось 3 дня;

- наиболее сильным бактерицидным свойством обладает хрен, так как плесень появилась только на пятый день и развитие её шло в течение 10 дней;

- укроп не смог долго сдерживать развитие плесени , до полного покрытия поверхности куска хлеба потребовалось 4 дня;

- чеснок и лук обладают достаточно сильными фитонцидными свойствами , так как плесень появилась только на 3 и 4 день небольшими очагами , развитие её шло медленно ( от 6 до 9 дней).

Исходя , из проведённых исследований , были даны рекомендации по использованию пряных растений для борьбы и сдерживанию роста и развития плесневых грибов в домашних условиях:

- для предупреждения появления плесневых грибов в холодильнике можно равномерно между продуктами (закрытыми герметично ) разложить несколько зубчиков чеснока или разрезанную на две части головку лука;

- в хлебницу положить 2-3 зубчика чеснока , чтобы избежать быстрой порчи хлеба;

- хрен выделяет много фитонцидов и обладает антимикробным действием, поэтому хрен иногда применяют для предотвращения порчи продуктов при хранении , пересыпая их измельчённой массой корней (5).

- если пряные растения выделяют фитонциды и обладают антимикробным действием ,то их можно применять для профилактики заболеваний , передающихся воздушно-капельным путём ( как например, ОРВ ,грипп …), для этого в рацион питания в период эпидемий больше включать пряных растений . В помещениях раскладывать свежие очищенные зубчики чеснока , разрезанные головки лука ,измельчённые корни хрена и по мере необходимости их менять.

Выдвинутая гипотеза : разные виды пряных растений неодинаково влияют на рост и развитие плесени, оказалась верна.

Приложение 2

Фото 1

19.01.2017

Начало эксперимента

Фото 2

20.01.2017

Все кусочки хлеба покрылись плесенью

Фото 3

20.01.2017

Закладка кусочков хлеба, смазанных кашицей из пряных растений

Фото 4

Фото 5

Литература

1. Айзенман Б.Е., Смирнов В.В., Бондаренко А.С.Фитонциды и антибиотики высших растений. К. : 1984.

2. Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М.С. Гиляров; Редкол. : А.А. Баев, Г.Г. Винберг, Г.А. Заварзин и др. – 2-е изд., исправ. – М.: Сов. Энциклопедия, 1989 . – 864 с.

3. Нетрусов А.И., Микробиология: учебник для студ. Высш. Учеб. Заведений / - Котова И.Б. М, : Издательский центр «Академия», 2006. – 252 с.

4. Никиточкина Т.Д. Из истории пряных растений. 2 –е изд., М. : «Изобразительное искусство», 1986.

5. Шуин К.А. 70 видов овощей на огороде. Мн. : Ураджай , 1978. – 159 с.

Просмотров работы: 121