XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияния фитонцидов некоторых растений на микроорганизмы

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Зайцева С.А. 1

---

1МБОУ "Трудармейская СОШ"

Медведева Л.Н. 1

---

1МБОУ "Трудармейская СОШ"

Работа в формате PDF

2.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность работы. Человека окружают миллиарды бактерий и вирусов, которые могут влиять на организм. Заболеваемость детей и взрослых вирусными инфекциями в настоящее время остаётся высокой. За последний год весь мир взбудоражила новая вирусная инфекция COVID – 19. Это инфекционное вирусное заболевание с поражением легких.

Особенно остро эта проблема стоит в местах большого скопления людей. Школа является таким местом. При длительном пребывании даже практически здоровых детей в закрытых помещениях увеличивается общая обсемененность воздуха микроорганизмами. Как же можно противостоять массовым заболеваниям?

Когда началась зима, мама повесила братишке на шею полотняный мешочек. Я спросила, зачем она это сделала? Мама ответила там порошок горчицы. Меня это очень удивило. Зачем? Ответ был, чтобы не заболел. У меня возникло еще много вопросов, но ответить на них мама не смогла. И я решила найти ответы на свои вопросы. Занялась изучением соответствующей литературы. Узнала много нового и интересного.

Оказывается, что практически все растения обладают антимикробным действием, т.е., они сами себя защищают, это их иммунитет. И это все благодаря летучим веществам – фитонцидам. Таким образом, фитонциды повышают иммунитет растительного организма. Это весьма важно при лечении инфекционных заболеваний, которые потому и возникают, что иммунитет организма снижается.

Цель: Изучение влияния фитонцидов некоторых растений на микроорганизмы.

Объект исследования: фитонцидная активность.

Предмет исследования: влияние фитонцидов горчицы, лука, чеснока на жизнедеятельность микроорганизмов.

Задачи:

1.Изучить литературные источники, интернет-ресурсы по теме исследования.

2.Определить методы исследования бактерицидного влияния фитонцидов на микроорганизмы.

3.Определение фитонцидной активности горчицы, чеснока, лука экспериментальным путем.

4.Провести анкетирование среди учащихся 4 и 8 классов по знанию народных средств против бактерий.

Гипотеза: Фитонциды лука, чеснока, горчицы обладают большой фитонцидной активностью.

Глава I. Теоретические аспекты влияния фитонцидов на

микроорганизмы

1.1.Из истории о фитонцидах

Советскому ученому Б.П. Токину довелось обнаружить явление, при котором летучие вещества, выделяемые кашицей из лука, в больших дозах убивают микробы. В то же время были поставлены и первые опыты с бактериями. Эти вещества были названы фитонцидами. Название «фитонцид» произошло от слияния греческого «phyton» (растение) и латинского «caedo» (убиваю).

Из воспоминаний Б.П. Токина «Весной 1932 года, работая в Биологическом институте имени К.А. Тимирязева в Москве, вместе с другими учёными я был послан в Ташкент и Самарканд для чтения лекций. Один из моих новых знакомых молодой узбекский учёный, будучи, как и все узбеки, радушным и гостеприимным, пригласил меня в воскресенье в гости и решил обязательно угостить особыми пирожками. Я был удивлён духотой, пылью и грязью тогдашнего воскресного базара. Здесь же, на открытом воздухе, в далеко не белоснежном халате и, надо думать, далеко не стерильными руками весёлый повар приготовлял пирожки. То ли необычная обстановка, то ли плохое состояние здоровья заставили меня робко просить разрешения не есть пирожков, но в конце концов, боясь обидеть своего нового друга, я их взял. Эти пирожки оказались историческими в моей жизни. Когда я стал жевать остывшие пирожки, мне показалось, что я обжигаюсь. «Почему?» — с удивлением спросил я. К мясному фаршу более чем щедро были добавлены пряные растения. У меня мелькнула мысль: а может быть, открытые мною летучие вещества пищевых растений (лука, горчицы, перца и других) убивают самых страшных для людей бактерий? Может быть, фарш бактерициден, и подобные пирожки не только не опасны для людей, но и помогают убивать вредных микробов? Эта мысль всецело захватила меня, и, вернувшись в Москву, я вместе с другими докторами поставил опыты по влиянию летучих веществ пищевых растений на болезнетворных для человека бактерий. Помню, как радостно было убедиться в правильности предположений, навеянных Ташкентским рынком и пирожками. От случайных опытов я перешёл к изучению бактерицидных свойств летучих фитонцидов растений. Фитонциды пленили меня, и я всё чаще стал задумываться о значении их для самих растений, а также и о том, нельзя ли использовать их в интересах медицины.

В своих научных экспериментах мы поставили вопрос, нельзя ли использовать фитонциды для обеззараживания от бактерий воздуха жилых помещений, школ, больниц, театров? Особенно нас интересовали детские учреждения, где находились дети. В воздухе таких помещений, как их ни проветривай, всегда имеются бактерии. В течение десяти месяцев ученые изучали, какие бактерии и в каком количестве находятся в воздухе детских учреждений. Они выяснили, что летучие фитонциды игл сибирской пихты и растения багульника губительно действуют на многих бактерий — на стафилококков, стрептококков, дифтерийную и коклюшную палочки. Все бактерии, носящиеся в воздухе, не убивались, но разбрасывание растений по полу благодаря выделению ими летучих фитонцидов раз в десять уменьшало количество микробов в воздухе. Врачи увидели к тому же, что при наличии небольших количеств багульника больные дети спокойно спят, и у них в ночное время нет приступов мучительного кашля. Это очень интересные опыты, но, конечно, ими положено лишь начало.

1941 год. Тяжёлая военная зима. Советские врачи вместе со всеми гражданами до предела напрягали свои силы для помощи армии. Все достижения медицины были использованы для лечения раненых воинов. Лет сто тому назад во время войн люди умирали чаще от инфекций, бактерий, поджидавших ослабленный раной организм, чем непосредственно от ранения. Врачи ещё не знали правил обеззараживания, антисептики. Ведь они начали развиваться лишь за последние 100 лет. В первый же год Великой Отечественной войны стал остро вопрос о новых антисептиках, и здесь врачи столкнулись с трудностями. Медицине требуются не просто вещества, убивающие бактерий. Ведь не польёшь серной кислотой рану, не введёшь ее в больной кишечник. Антисептик, убивая бактерии, не должен вредить тканям организма. Убедились, что летучие фитонциды лука стимулировали заживление кожных ран. «Обработка» ран летучими фитонцидами производилась в течение 3—5 минут один раз в день. Лечили фитонцидами долго незаживающие гнойные раны после ампутации. Натирали на тёрке лук, быстро собирали кашицу в стеклянный сосуд и подносили на 8—10 минут открытый конец сосуда к гнойной ране. Какая большая радость была у врачей, наблюдавших влиянием обыденного лука на заживление ран».

Простые растения, выращиваемые человечеством, в частности лук, чеснок, горчица дают в руки врача неизмеримо более мощное орудие в борьбе с микробами, чем многие популярные лекарства. Когда сама природа преподносит прекрасное оружие в борьбе с бактериями, нужно с любовью извлечь в интересах человека из неё всё, что можно, и предпочесть дурно пахнущие чеснок, лук, горчицу некоторым препаратам, если последние уступают по своим свойствам веществам, созданным эволюцией природы.

1.2. Фитонциды и пищевая промышленность

Всем ясно, какое огромное значение имеет разрешение вопроса о том, как на 1—2 дня предохранить от гниения и плесневения продукты. В этом заинтересована промышленность, заготовляющая и перерабатывающая тонны продуктов, и работники столовой, и каждая домашняя хозяйка. Как сделать так, чтобы фарш, приготовленный для котлет, остался свежим при комнатной температуре и завтра? Как сохранить пойманную рыбу несколько дней, не прибегая к заморозке? Как железнодорожному пассажиру, отправляющемуся в путешествие, предохранить от порчи продукты? Не могут ли пригодиться во всех этих случаях фитонциды? Ю.А. Равич-Шербо подвешивал на проволоке в стеклянных сосудах под пробку экземпляры свежей рыбы — салаки. На дно сосудов помещались различные источники фитонцидов: измельчённое корневище хрена, натёртые на овощной тёрке луковицы лука или чеснока, горчица. Ничего, кроме тёплой воды, к горчице не прибавлялось. Начинался химический процесс. Образовывались пары так называемых горчичных масел. Стеклянные сосуды закрывались пробками. Температура опытов комнатная, 15—17 градусов. Контрольные экземпляры рыбы помещались в точно такие же сосуды, но источников фитонцидов не было, а опытные, как ясно из описания, находились в атмосфере летучих фитонцидов. Это должно было оказать какое-то антисептическое действие в отношении тех гнилостных бактерий и плесневых грибков, которые всегда в большем или меньшем количестве могут быть на поверхности кожи рыбы и в мягких тканях её. Тринадцать суток наблюдал Равич-Шербо за результатами опытов. Что происходило с контрольной рыбой? Уже через 4 дня рыба покрылась видимым простым глазом налётом из толстого слоя бактерий и распадающихся тканей. Через 6 дней рыба так разложилась, что не держалась на проволоке, а упала на дно. Рыбы, находившиеся в парах хрена и чеснока, также не были свежими, но гнилостный процесс (особенно благодаря чесноку) сильно задержан. Запах гнилостный, но поверхность рыбы почти без слизи, мясо довольно плотное, кожа отделяется с трудом. Совершенно изумительное действие оказали пары горчицы: вид рыбы хороший, слизи нет, цвет рыбы такой же, как у свежей. Гнилостного запаха нет. Чудодейственные антимикробные свойства летучих фитонцидов горчицы привлекли внимание многих исследователей.

Благодаря изучению фитонцидных свойств удалось уже в производственных условиях изменить, способы обезвреживания продуктов от микробов. Н.С. Бруев использовал водные настои из наружных сухих листьев луковиц лука, а также водные настои кашицы здорового лука. При укладке яблок в тару исследователь распылял фитонцидную луковую жидкость или окунал в неё плоды. Через 2—3 недели запах лука полностью исчезал, аромат плодов восстанавливался или даже улучшался. При обработке фитонцидами порча плодов уменьшается в полтора-два раза! А.И. Гримм в Ленинграде попытался использовать фитонциды при хранении моркови. Он обрабатывал песок водными вытяжками из чешуи лука, из редьки, хрена или чеснока. Вытяжки готовились просто: это настой на холодной воде в течение 3 суток. В других опытах к песку прибавляли сухую горчицу. Таким фитонциденным песком или опилками переслаивали морковь. Хранили её на стеллажах. Температура колебалась от 0 до 12 градусов Цельсия, а влажность была 86—95 процентов. Результаты опытов представляют несомненный научный интерес. Здоровых корнеплодов моркови, сохранявшихся в песке, к которому было добавлено 6 литров вытяжки из чешуи луковиц лука, было на 27 процентов больше, чем в контроле.

1.3.Фитонцидная активность

Растения обладают фитонцидными свойствами. Это явление характерно для всего растительного мира. Одни растения вырабатывают преимущественно сильно летучие фитонциды, другие — малолетучие; фитонциды разных растений имеют неодинаковую мощность, различен и их химический состав.( Приложение 1) Фитонциды одних растений обладают бактерицидными свойствами, то есть могут убивать бактерии. Фитонциды других растений обладают бактериостатическими свойствами, то есть не убивают, а только задерживают рост и размножение микроорганизмов. Однако есть удивительные, ещё не подвергавшиеся химическому научному анализу исключения из такого правила. Приготовленная на тёрке кашица из корней дикого пиона (марьина корня), даже простояв на воздухе в продолжение трёх суток, выделяет летучие фитонциды, от воздействия которых микробы погибают через 3 минуты. Ещё более поразителен чеснок. Это какой-то неисчерпаемый источник летучих фитонцидных веществ. Приготовленная из его луковицы кашица, простояв в блюдце на воздухе в обычной жилой комнате 100—200 часов и более и подсохнув, после добавления в неё небольшого количества воды вновь начинает выделять мощные летучие фитонциды. Конечно, когда станет ясна химическая картина всех процессов, происходящих при выделении фитонцидов, это явление будет выглядеть не так интригующе. Может оказаться, что ничтожных, микроскопических количеств, всего нескольких молекул фитонцида достаточно, чтобы у бактериальной клетки нарушить какую-либо существенную функцию, повредить, например, механизм дыхания.

 Наука о фитонцидах еще очень молода, но у нее большое будущее, ученые работают над применением фитонцидов в различных областях. Уже сейчас фитонциды многих растений находят применение в медицине, ветеринарии, защите растений, при хранении плодов и овощей, а также в пищевой промышленности. В медицинской практике широко применяются препараты лука, чеснока, хрена, зверобоя, горчицы и других растений, содержащих фитонциды, для лечения гнойных ран, трофических язв, кольпита. Фитонциды ряда растений также способны стимулировать деятельность желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы. В косметологии фитонциды (например, ф-ды можжевельника) служат для дезинфекции кожных покровов и заживления ранок, трещинок. 

Глава II. Практическая часть

2.1.Исследование влияния фитонцидов растений на рост плесени

Цель эксперимента: Изучить влияние фитонцидов лука, горчицы, чеснока на рост плесени.

Исследование проводим по методу Б.П. Токина.

Для проведения эксперимента был взят: черный и белый хлеб. Одинакового размера кусочки черного и белого хлеба заворачивались в полиэтиленовую пленку и пронумеровали. К каждому образцу добавляли одинаковое количество измельченного чеснока, лука, горчицы. К первому образцу добавлялись кашица чеснока, второму репчатого лука, третьему горчицы. Четвертый кусочек (черного и белого хлеба) был контрольным. Проводили осмотр через 3, 7 и 10 дней (рис.1-рис.10).

Рис.1.Закладка опыта.

Рис.2. День 3-7.

Рис.3. Образец с горчицей.

Рис.4. Образец с чесноком (10 день)

Рис.5. Образец с луком (10 день)

Рис.6. Образец с горчицей (10 день)

Результаты исследования представлены в таблице №1 (1.02.21-11.02.21)

Таблица№1

Выводы: 1.Во всех образцах на белом хлебе плесень появилась раньше, чем на черном хлебе.2 Дольше всего препятствует росту плесени горчица, потом чеснок. 3.Через 10 дней вся поверхность продуктов покрыта плесенью, но в образцах с горчицей спор нет.

2.2.Горчица против бактерий

Цель эксперимента: проверить, на самом ли деле, выделяемые масла горчицы препятствуют росту бактерий и стерилизуют воздух.

На дно банки поместили немного разведенной горчицы. На крючок, приделанный к крышке, подвесили в сеточке очищенное от скорлупы яйцо. Опустили сеточку с яйцом в банку таким образом, чтобы оно не касалось слоя горчицы. Плотно закрыли банку крышкой. Для герметичности залили парафином.

Эффект и объяснение.

Многие растения обладают мощным бактерицидным действием. Например, фитонциды чеснока, лука, хрена, горчицы убивают многие виды бактерий, простейших, низших грибов в течении нескольких минут и даже секунд.

Под действием фитонцидов горчицы, основным компонентом которых являются аллилгорические масла, происходит стерилизация воздуха у поверхности яйца. В атмосфере летучих выделений горчицы яйцо может сохраняться без признаков порчи продолжительное время. Известен случай, когда куриное яйцо в колбе сохранялось свежим благодаря горчице в течении 20 лет.

Наше яйцо в банке простояло, при комнатной температуре, 30 дней. После этого мы решили проверить его на свежесть. Вид яйца хороший, слизи нет, цвет такой же, как у свежего. Гнилостного запаха нет. Чудодейственные антимикробные свойства летучих фитонцидов горчицы на самом деле действуют!

Рис. 7. Закладка опыта

2.3.Анкетирование учащихся МБОУ «Трудармейская СОШ»

Цель: Выяснить знают ли учащиеся, что такое фитонциды, используют ли при лечении народные средства, если да то какие.

Вопросы анкеты:

1.Часто ли вы болеете?

2 .Используете ли при ОРВИ лечении народные средства?

а) чеснок б)лук в) горчицу г) другие травы.

3.Кто советовал вам использовать народные средства?

4. Как вы считаете, почему люди используют народные средства?

5.Знаете ли вы что такое фитонциды?

Результаты анкетирования представлены в приложении№2. Было опрошено 50 учащихся 4 и 8 классов. (Приложение 2)

Выводы: 1. Из 50 опрошенных часто болеют -29%, 71%-болеют не часто.

2.Используют народные средства 70%, не используют -8%, иногда -22%.

3. Чаще всего используют для лечения лук-28%, чеснок – 26%, горчицу -20%.

4. Кто советовал вам использовать народные средства? 48%- бабушка, 20% - мама. Из поколение в поколения передаются знания о народных средствах медицины.

5. На вопрос знаете ли вы что такое фитонциды? 88% ответили - нет, 4%- защищают от микробов.

Заключение

Фитонциды – биологически активные вещества, основным свойством которых является подавление жизнедеятельности или даже гибель многих болезнетворных микроорганизмов. Они являются природными антибиотиками, которые человек научился использовать в практических целях. Наиболее известными и доступными являются лук, чеснок, горчица. Однако, нельзя забывать, что и многие другие дикорастущие и культурные растения обладают такими веществами. В результате проведенных исследований пришли к следующим выводам:

1. Все изученные растения обладают антимикробным действием на микроорганизмы.

2. Максимально это свойство проявляется у горчицы и чеснока, чуть меньше у лука.

3. Рекомендовать учащимся употреблять в пищу растения с наиболее высокими фитоцидными свойствами (горчицу, чеснок, лук), с целью профилактики вирусных и бактериальных заболеваний.

4. Значит, от новой коронавирусной инфекции нас могут защитить не только ношение масок, мытье рук, обработка анисептиками, но и такие растения как горчица, чеснок, лук.

5. Теперь мы знаем, что растения можно использовать в лечении заболеваний, вызываемых бактериями. И советуем своим знакомым использовать природой, созданные лекарства.

5.Фитонциды можно использовать для более длительного хранения продуктов питания при заготовке, засолке, мариновании, консервировании и т.д.

6.Без действия фитонцидов продукты питания портятся намного быстрее.

Список использованных источников и литературы:

Антадзе, Л.В. Фитонцидность листьев вечнозелёных растений в течение года [Текст]/ Л.В. Антадзе.- Киев, 1960. – 147 с.

Блинкин, С.А., Рудницкая, Т.В. Фитонциды вокруг нас. [Текст]/ С.А.Блинкин, Т.В.Рудницкая. - М., 1981.- 185 с.

Ведеревский, Д.Д. Фитонцидные особенности растений – главнейший фактор специфического иммунитета к инфекционным заболеваниям [Текст]/ Д.Д.Ведеревский. -Киев,1962. – 180 с.

Энциклопедия народных методов лечения [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://metodtreatment.ru/

Токин, Б.П. Целебные яды растений. Повесть о фитонцидах [Текст]/ Б.П. Токин.–Лениздат,1974.–344с.

Приложение №1

Приложение №2

3. Кто советовал вам использовать народные средства?

4. Как вы считаете, почему люди используют народные средства?

5.Знаете ли вы что такое фитонциды?