X Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Кто портит наши продукты?
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
АННОТАЦИЯ
Работа посвящена исследованию микроорганизмов, которые развиваются на продуктах питания. Первая часть работы исследует микроорганизмы на продуктах, которые «испортились» при длительном хранении при комнатной температуре. Показано, что основные группы микроорганизмов, заселяющих исследование продукты — это бактерии, грибы и дрожжи. Вторая часть работы посвящена микроорганизмам, которые человек использует для получения новых продуктов. Показано, что в сыре с плесенью растут микроскопические грибы различных видов. Проведены эксперименты, демонстрирующие роли бактерий и дрожжей для производства кисломолочных продуктов и теста. В результате работы продемонстрирована как отрицательная, так и положительная роль разных групп микроорганизмов.
ВВЕДЕНИЕ
Рисунок 1 Работа за микроскопом
Микробиология очень интересная наука, микробиологи в микроскоп видят то, что обычно не видят другие люди. Моя мама работает микробиологом, я тоже хочу научиться. Благодаря тому, что я могу бывать у мамы на работе, я немного учусь быть микробиологом (Рис.1). В предыдущей работе мы исследовали сколько микроорганизмов находится в воздухе разных помещений квартиры, открывая чашку с питательной средой на 10 минут. Одним из самых заселенных микробами помещений – оказалась кухня. Мы предположили, что, если на чашке с питательной средой оседает множество микробов, значит и на продуктах, которые находятся на воздухе тоже оседают микробы. Скорее всего, их удастся увидеть, если оставить эти продукты в тех же условиях, что и чашки Петри.
Данная работа посвящена изучению микробов, которые размножаются на еде при долгом или неправильном хранении. Также нам важно было понять, одни и те же микробы портят продукты или разные. И возможно ли использовать знания о микробах?
Целью нашей работы было исследовать микроорганизмы, которые вызывают порчу продуктов. Для этого были поставлены следующие задачи:
Узнать, какие микробы портят продукты
Посмотреть, как они выглядят
Определить, разные это микробы или они похожи
Узнать, только ли вред они приносят
Для подробного изучения микробного разнообразия продуктов использовался стереомикроскоп с увеличением х100, световой микроскоп с увеличением до х1000. Препараты для микроскопии готовились с помощью предметных и покровных стекол, образцы отбирались пипеткой, посевы производились на чашки Петри со стерильной средой.
Для исследования микробов, которые портят продукты, использовались суп, сметана, нарезанный мандарин. Для исследования микроорганизмов, которые человек использует, были взяты сыры с белой и голубой плесенью, молоко, йогурт, прессованные дрожжи, продукты для приготовления теста.
МИКРОБЫ, КОТОРЫЕ ПОРТЯТ ПРОДУКТЫ
Микроорганизмы окружают нас постоянно. Они находится в воздухе, на поверхностях, к которым мы прикасаемся, покрывают наше тело и даже находятся внутри него [1, 2]. Большую часть микробов мы не замечаем, они не приносят нам ни пользы, ни вреда, оставаясь просто нашими соседями. Но есть и такие, появление которых нас расстраивает, потому что они портят нашу еду.
Для исследования микробов, развивающихся на продуктах, мы выбрали следующие: сметану, суп, мандарин. Все продукты мы оставили при комнатной температуре открытыми на час, затем накрыли пищевой пленкой еще на неделю.
Рисунок 2 Вид испорченных продуктов
Примерно через неделю на них появились признаки того, что они испорчены (Рис.2). На сметане и мандарине появился пушистый налет, суп внешне не изменился, но запах говорил, что он тоже испорчен. Продукты мы отнесли в лабораторию. С каждого продукта специальной пипеткой было отобрано небольшое количество, которое мы поместили на покровное стекло и накрыли предметным (Рис.1) и рассмотрели их под микроскопом.
Под микроскопом суп оказался полным мелких темных кружков и овалов – это бактерии (Рис.3А). Круглые бактерии называются кокки, продолговатые – называются палочки. Некоторые из них были подвижны.
Пушистый налет представлял собой более крупные образования, похожие на деревья – это грибы (Рис.3Б). Они густо растут и ветвятся.
В
А
Б
Рисунок 3 Клетки микроорганизмов под микроскопом. (А. Бактерии, Б. Грибы, В. Дрожжи)
Испорченный мандарин дал сок, который пах как квас. Под микроскопом оказалось, что в соке, кроме бактерий есть очень крупные клетки (Рис.3В). Это дрожжи. Они крупные как грибы, но не ветвятся.
Получается, что продукты, которые мы едим сами могут являться питательными средами, и на них успешно растет множество микроорганизмов. Любой продукт может быть заселен микроорганизмами.
МИКРОБЫ, КОТОРЫЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ЧЕЛОВЕКОМ
В одной из книг я прочитала, что помимо соседства и вреда микроорганизмы приносят нам и пользу, например, производят из молока кисломолочные продукты, такие как йогурт, сметана, кефир, простокваша и даже квашеная капуста [3]. На один из праздников мы купили домой сыр, покрытый белым налетом и сыр с зелеными вкраплениями. Оказалось, что это специальный сыр, который грибами (плесенью) заражают специально, это делает вкус сыра более интересным.
Рисунок 5 Вид белой плесени на сыре (А. сыр, Б. Культура гриба на чашке, В. Вид под стереомикроскопом (х60), Г. Вид под микроскопом (х400))
Рисунок 4. Вид голубой плесени на сыре (А. сыр, Б. Культура гриба на чашке, В. Вид под стереомикроскопом (х60), Г. Вид под микроскопом (х400))
Для того, чтобы проверить, действительно ли это грибы и живые ли они, мы положили кусочки такого сыра на чашку Петри с питательной средой для выращивания грибов (среда Чапека-Докса). На рисунках 4 и 5 видно, как гриб разросся вокруг кусочка сыра на питательной среде и как он выглядит при увеличении.
Я решила изучить, где кроме сыра используются микроорганизмы. Оказалось, что многие продукты готовятся с помощью микробов. Для того, чтобы это подтвердить, мы провели дома два эксперимента.
Для того, чтобы показать роль дрожжей, мы замесили два теста из одинаковых продуктов. Через некоторое время, одно тесто увеличилось в размере (поднялось). Это было тесто с дрожжами. Оба теста мы попробовали испечь. Из теста, которое поднялось с помощью дрожжей получились пышные плюшки, а из теста без дрожжей – хрустящее печенье. Этот эксперимент демонстрирует важность дрожжей в хлебопечении.
Йогурты, творог, сметану производят из молока молочнокислые бактерии [3]. Мы попробовали дома сделать йогурт из молока и магазинного йогурта. За ночь в тепле молоко загустело и появился кислый запах. Это развились молочнокислые бактерии, которые использовали молоко как питательную среду.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При неправильном хранении (при комнатной температуре) на всех исследованных продуктах размножились микроорганизмы. Показано, что порчу продуктов вызывают различные типы микроорганизмов: бактерии, грибы и дрожжи. Под микроскопом можно легко различить их по форме и размеру клеток. В холодильнике продукты с такой скоростью не портятся и в дальнейших экспериментах было бы интересно узнать, есть ли зависимость скорости размножения микроорганизмов на продуктах от температуры хранения. Ведь если хранить продукты в холодильнике, микроорганизмы не размножаются на них так быстро.
Оказалось, что все эти типы микроорганизмы не только портят еду, но и используются человеком. Многие продукты, которые мы едим приготовлены именно с помощью микробов. Мы показали, что грибы, использованные в производстве сыра с плесенью, продолжают жить и в готовом продукте. Из можно пересеять на питательную среду и рассмотреть поближе. Кроме того, мы попробовали готовить с использованием микроорганизмов. В домашних условиях у нас получилось приготовить йогурт и плюшки.
ВЫВОДЫ
Из проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы:
При хранении при комнатной температуре в еде быстро размножаются микроорганизмы
Портят еду грибы, бактерии и дрожжи.
Разные типы микроорганизмов легко отличить друг от друга под микроскопом по размеру и форме
Все эти группы микробов могут приносить и пользу, например использоваться при приготовлении пищи.
БЛАГОДАРНОСТИ
Большое спасибо моей маме Менько Екатерине Владимировне за помощь в реализации идей, а также другим сотрудникам Лаборатории выживаемости микроорганизмов Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН, за возможность провести часть работы в лаборатории института.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Бухар М.И. Популярно о микробиологии, - М.: Знание, 1989 – 64с. – Новое в жизни, науке и технике. Сер. «Биология; №6»
Козлов М.А. Живые организмы – спутники человека. Книга для внеклассного чтения. VI – VII кл. М.: «Просвещение», 1976
Смирнова Ю.А. Микробы: соседи-невидимки. – Санкт-Петербург: Качели, 2019 – 24с