XX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Плесень на продуктах питания
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность выбранной мною темы в том, что плесень, или грибки – одни из древнейших микроорганизмов на нашей планете, она может приносит и вред, и пользу человеку.
Люди давно научились использовать микроорганизмы во благо. Их применяют при изготовлении соевого соуса и некоторых сортов сыра. Благодаря чудесным свойствам плесени был открыт знаменитый антибиотик пенициллин, спасший многие тысячи жизней. Однако, не всякая плесень полезна. Множество видов грибков способны вызывать различные кожные и системные заболевания, в том числе, аллергические. Плесень на продуктах питания может быть причиной тяжелого пищевого отравления [3].
Мне стало очень интересно, можно ли обрезав часть продукта с плесенью, не пораженную часть употребить в пищу? Данный интерес и побудил меня взяться за данную исследовательскую работу.
Трудно поверить, что в природе почти нет процессов, в которых не проявилась бы роль этих вездесущих организмов. Плесневые грибы – могучие созидатели и разрушители. Они приносят огромную пользу человеку, но могут принести и неисчислимый вред. Плесень - это не только безобидный мягкий пучок гнили, но и смертельное оружие. Ее использовали в гробницах древнего Египта, выдавая за проклятье фараонов. В Великой Отечественной войне, создавая биологическое оружие и т.д. Но наряду с этим плесень используют и в мирных целях, создавая лекарства, при приготовлении некоторых сортов сыра, соевого соуса и т.д.
Плесень сопровождает человека весь период его существования.
Бытует мнение, что если нашу планету постигнет глобальная катастрофа и все живое погибнет, то именно плесень останется живой и невредимой [4].
Интересные факты:
1. В начале 20-х годов прошлого века в египетской Долине царей археолог Картер обнаружил нетронутую гробницу. «Спонсор» раскопок лорд Карнарвон и другие участники вскрытия саркофага вскоре умерли от загадочной болезни. Позже выяснилось: в тканях мумий жил древний плесневый грибок, его смертоносное воздействие стало символом «проклятия Тутанхамона».
2. Под саркофагом 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС было обнаружено огромное количество плесени. Она росла, густея в местах усиленного радиационного излучении.
3. Споры плесневых грибов прикрепили к обшивке космического корабля, летавшего в космосе. Через полтора года выяснилось: в условиях безвоздушного пространства «испытуемые» выжили, стали еще агрессивнее и устойчивее. Возможно, поражения, нанесенные плесенью аппаратуре орбитальной станции «Мир», были одной из причин ее затопления [5].
Гипотеза: -Я предполагаю, что если плесень поразила продукт, то ее мицелий глубоко проник вглубь и убрав пораженную часть, такой продукт в пищу все равно употреблять нельзя.
Цель исследования: с помощью микроскопа посмотреть заражен ли продукт плесенью с противоположной стороны от пораженной части.
Задачи:
1. Изучить что такое плесень и какие необходимы условия для ее развития;
2. Рассмотреть классификацию и строение микроскопических грибов;
3. Определить значение плесени в жизни человека;
4. Провести опыт: вырастить плесень и под микроскопом посмотреть на сколько глубоко поражен продукт внутри и анкетирование сверстников.
Метод исследования:
поисковый
•аналитический
•описательный
•практический
поисковый
•аналитический
•описательный
•практический
- теоретический обзор литературы;
- аналитический;
- сравнение;
- эксперимент.
Объект исследования: плесень
Предмет исследования: продукт, пораженный плесневыми грибами.
-
Плесень, условия для ее развития
Плесень – один из самых древних живых организмов на земле. Она появилась 200 миллионов лет назад и научилась выживать в любых условия: в радиации, арктических льдах и открытом космосе. Она спасает жизни и способна убивать [1].
По своей потребности в кислороде большинство обычных плесеней строго аэробны, но некоторые виды способны расти при значительно пониженном давлении кислорода.
Для развития плесени необходим кислород, высокая влажность, тепло и органика. С успехом поселяется в навозе, продуктах питания и в верхних слоях почвы – там, где больше всего неразложившихся растительных остатков [2].
1.1 Питание и строение плесневых грибов
Плесень (плесневые грибки) — особое царство живой природы. Представители этого царства имеют сходства и различия как с бактериями, растениями, так и с животными. В отличие от человека и животных, которые сначала проглатывают пищу, а затем переваривают ее, у плесени часто все происходит наоборот. Если органические молекулы слишком велики или их состав очень сложен, плесень выделяет пищеварительные ферменты, которые расщепляют молекулы на более простые, легко усвояемые организмом соединения.
Плесень относится к микромицетам. Это грибы и грибообразные, имеющие микроскопические размеры.
В природе встречаются множество видов плесени, например, Penicillium spp, Mycorales, Aspergillus, Fusarium, Dematiaceae, Saccharomycetaceae, т.д. Большое значение для человека имеют грибы рода пенициллум. Пеницилл представляет собой плесень зеленого цвета, развивающуюся на растительных субстратах, в том числе пищевых продуктах. Пеницилл продуцирует антибиотик пенициллин – первый открытый в мире антибактериальный препарат. Также важно использование человеком в хозяйстве дрожжей, относящихся к сахаромицетовым грибам. Дрожжи – это грибы, которые не формируют классический мицелий, а их вегетативные клетки размножаются почкованием или делением [6].
Грибы, относящиеся к плесневым, чрезвычайно разнообразны, но для них всех характерны типичные черты. Мицелий (грибница) плесневых грибов является основой их вегетативного тела и выглядит как комплекс ветвящихся тонких нитей (гиф). Гифы гриба расположены на поверхности или внутри субстрата, на котором поселился гриб. Некоторые гифы растут вертикально вверх и образуют на своих концах расширения в виде шариков, в которых образуются споры. Когда споры созреют, спорангий разрывается, и споры оказываются в воздухе. Они очень мелкие, невидимые простым глазом и переносятся потоком воздуха. Попав в благоприятные условия, спора прорастает и образуется мицелий. Другие, более короткие гифы, проникают в глубь поверхности, на которой находится плесень. Они служат для плесени тем же, чем корни для растений, так как не только помогают ей закрепиться на одном месте, но и всасывают питательные вещества, необходимые для ее роста [7].
На рисунке 1 представлено строение плесневых грибов.
Рисунок 1. Строение плесневых грибов.
Цель плесени — колонизировать большую поверхность, поглотить большее количество питательных веществ извне.
1.2 Значение плесени в жизни человека
Значение плесени в жизни человека велико, она может быть опасна и полезна. Опасность в том, что микроскопический грибок портит не только внешний вид поверхностей, пораженных им, но и имеет более серьезные негативные свойства. Он является причиной возникновения многих болезней, включая не только аллергические реакции, но и такие недуги, как остеопороз, застой крови, туберкулез, астма и онкологические заболевания. Споры плесени снижают иммунные функции человеческого организма, что и приводит к возникновению заболеваний. Этот грибок не боится агрессивных химических веществ, низких температур и даже воздействия радиации. Плесень может разрушить даже кирпич, бетон и штукатурку.
Для человека опасны токсины (яды), продукт жизнедеятельности плесневых грибов. Яды, вырабатываемые плесенью, называются микотоксинами, а заболевания, которые они вызывают, микотоксикозами. Употребление пищевых продуктов, загрязненных плесенью, приводит, в основном, к хроническим заболеваниям, однако при попадании больших концентраций, возможны и острые отравления.
При поражении плесенью продуктов питания микотоксины глубоко проникают в продукт благодаря диффузии. Устранение участка, пораженного плесневыми грибами, не гарантирует отсутствие микотоксинов в продукте.
Печень является естественным биологическим фильтром, поэтому при употреблении продуктов питания, загрязненных плесенью, возрастает частота заболеваний раком печени.
Но есть и плесень, которая приносит пользу в жизни человека. Плесень используется при производстве сыров и, может быть, на поверхности сыра или образоваться внутри. Голубые сыры Рокфор, Горганзола и Стильтон получают внедрением спор плесени Penicillium roqueforti. Сыры Бри и Камамбер имеют белую поверхностную плесень. Есть сыры, содержащие поверхностную и внутреннюю плесень. Плесень, используемая для производства сыров безопасна для употребления в пищу. «Серая гниль» на винограде помогает создавать вина лучших сортов. Плесень нужна для приготовления различных продуктов питания.
В начале ХХ века британский биолог Флеминг и его коллеги обнаружили, что плесень способна убивать стафилококки — причину гнойных поражений. За огромные заслуги перед человечеством Флеминг, Чейн и Фрей были в 1945 году удостоены Нобелевской премии. Благородная плесень используется в фармакологии. Лекарства на основе плесени спасают людей от различных заболеваний [8].
По цвету плесени можно определить на сколько опасно употреблять в пищу данный продукт. Ниже приведены основные цвета плесени, которые встречаются на продуктах питания и являются наиболее очевидным различием между злокачественными или доброкачественными грибками.
Черная плесень - является наиболее распространенной и опасной из всех видов плесени. Возникает на фруктах и овощах, а также на хлебобулочных изделиях, которые были приготовлены из зараженного зерна. При попадании в организм, вызывает тяжелые отравления. Продукты, зараженные данным видом грибка, стоит незамедлительно выбрасывать.
Зеленая плесень - появляется на овощах, фруктах, варенье и хлебобулочных изделиях. Такая плесень распространяется достаточно быстро. При случайном попадании в организм здорового человека, уничтожается желудочным соком и выводится из организма без последствий. Но если иммунитет ослаблен, то формируются патологические реакции. Например, вдыхание спор плесени может спровоцировать приступ бронхиальной астмы, расстройства пищеварительного тракта. Такой продукт лучше выбросить.
Розовая плесень - возникает на остатках гнилых продуктов: испорченных овощах, фруктах, крупах, которые неправильно хранились, но в очень редких случаях. Если вы обнаружили такую плесень на продукте, ее достаточно срезать, так как она не представляет особой опасности для человека, но употреблять еду с ней не рекомендуется.
Белая плесень -любит такие продукты, как хлеб и сыр. Не считается опасной, но может поразить органы пищеварения при сниженном иммунитете. Такие продукты также выбрасываем.
Голубая плесень - используется при производстве сыров, и не представляет опасности для человека. Её можно есть.
Серая плесень - поражает овощи и фрукты, так как передается через семена. Представляет угрозу для человека и сложно выводится из организма. Такие продукты отправляем в утиль [9].
2. Эксперимент и анкетирование
2.1 Плесень под микроскопом
Для проведения опыта необходимо сначала самостоятельно вырастить плесень на продуктах. Для этого я возьму 3 продукта для исследования: мандарин, клубника, помидор. У данных продуктов взять образец для исследования, чтобы убедится, что продукт не заражен еще плесенью. Микроскопирование буду проводить на микроскопе Микромед «Эврика», рисунок 2.
Рисунок 2. Фотография микроскопа Микромед «Эврика»
Поместим данные продукты в благоприятные условия для развития плесени: температура, влажность и доступ кислорода.
Как только на поверхности появится пораженный участок, взять на исследование часть продукта под плесенью, с середины и с противоположной стороны, где пока еще отсутствует визуальное поражение продукта. На рисунке 3 представлены фотографии продуктов с плесенью.
Рисунок 3. Фотографии с продуктами, пораженными плесенью.
Результат показал следующее:
- образцы, взятые с продуктов, визуально не зараженных плесень, показали, что в них отсутствует мицелий плесени. На рисунке 4 представлены фотографии микроскопирования продуктов, не пораженных плесенью визуально.
|
помидор |
клубника |
мандарин |
Рисунок 4. Фотографии микроскопирования не пораженного плесенью продукта, увеличение в 26 раз.
-под плесенью продукты пронизывают мицелии плесени, наглядно это видно на фото;
На рисунке 5 представлены фотографии микроскопирования образцов под плесенью.
|
помидор |
клубника |
мандарин |
Рисунок 5. Фотографии микроскопирования образцов под плесенью увеличение в 26 раз.
- образцы, взятые с середины (в исследовании участвовали помидор и мандарин, в связи с не большими размерами клубнику не удалось просмотреть в середине), так же заражены плесенью, в меньшем количестве. На рисунке 6 представлены фотографии микроскопирования образцов с середины.
|
помидор |
мандарин |
Рисунок 6. Фотографии микроскопирования образцов в середине увеличение в 26 раз.
- образцы, взятые для исследования с противоположной стороны, так же показали, что мицелий тоже присутствует. На рисунке 7 представлены фотографии микроскопирования образцов с противоположной стороны.
|
помидор |
клубника |
мандарин |
Рисунок 7. Фотографии микроскопирования образцов с противоположной стороны увеличение в 26 раз для помидора и мандарина, увеличение 40 для клубники.
На рисунке 8 представлены фотографии видимой части плесени под микроскопом.
|
белая |
зеленая |
голубая |
Рисунке 8. Фотографии видимой части плесени под микроскопом
Все исследования проводились в перчатках и в медицинской маске, в связи тем, что споры плесени летучи. После исследования, весь вспомогательный материал был помыт и обработан спиртовыми салфетками, пробы утилизированы (зараженные продукты прошли кипячение в течении 20 минут).
2.2 Анкетирование сверстников
Я предложила свои сверстникам пройти анкетирование и выяснить, что они думают о плесени. Вопросы с анкеты представлены в Приложении 1.
Результат анкетирования наглядно представлен в диаграммах 1, 2 и 3.
Диаграмма 1.
Диаграмма 2.
Диаграмма 3
Из проведенного анкетирования можно сделать вывод, что одноклассники недостаточно информированы, где может использоваться плесень, в каких случаях можно употреблять в пищу и опасна ли плесень для человека.
Заключение
В ходе проделанной работы, моя гипотеза подтвердилась.
Проведя эксперименты, я смогла убедится в том, что вначале гриб развивается без всяких внешних признаков, и увидеть его можно только под микроскопом в виде тонких нитей, из которых состоит мицелий. Когда появляется окраска, то это означает, что гриб перешёл к образованию спор. У плесневых грибов короткие жизненные циклы, и на этот процесс вполне может хватить и нескольких дней. Я изучила собранную информацию узнала, что такое плесень и какие необходимы условия для ее размножения, рассмотрела классификацию и строение микроскопических грибов, определила значение плесени в жизни человека, научилась наблюдать, сравнивать, делать выводы.
Анкетирование показало, что одноклассники недостаточно информированы об опасности плесени, о ее применении в жизнедеятельности человека.
Плесень приносит не только вред, но и пользу. Полезная плесень используется в производстве лекарств, которые очень помогают человеку справиться с болезнями. Кроме того, плесень используют при изготовлении продуктов питания, например, сыров, которые являются деликатесными продуктом.
С другой стороны, плесень – яд. Человек, съевший несвежий продукт, покрытый плесенью, может нанести серьезный вред организму. Также в жилищах, стены или потолки которых покрыты плесенью, находиться и жить не безопасно. Она вызывает головокружение, головные боли, а также болезни легких.
Список использованных источников и литературы.
-
Новая энциклопедия школьника. / ред. Е.Бубнова - Москва: «Махаон», 2007. - 384с.
-
Серия «Эрудит» Мир растений. Справочник. / Москва: Мир книги 2006. - 196с.
-
http://cgon.rospotrebnadzor.ru/content/62/2747
-
https://postnauka.ru/faq/72133]
-
https://topcafe.su/fakty/priroda/plesnevelye-griby.html
6. http://beaplanet.ru/griby/plesnevye_griby.html
7. https://microbak.ru/obshhaya-xarakteristika-mikrobov/gribi/chto-takoe-plesen. html
8. http://4gr.by/stat/plesen-na-produktah-pitaniya.html
9. https://zdravcity.ru/blog-o-zdorovie/plesen-na-ede-chto-budet-esli-sest-produkt-s-plesenyu/
Приложение 1
Анкетирование на тему «Плесень»
-
Как вы считаете плесень — это гриб?
_______________________________________________________________
-
Вредна ли плесень для здоровья человека?
______________________________________________________________
-
Где используется плесень?
__________________________________________________________________
-
Что вы сделаете с яблоком если увидите на нем плесень?