XXII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Введение

Процесс сохранения продуктов питания в домашнем хозяйстве давно интересовал людей. Для хранения нужно соблюдать оптимальные условия, так как при комнатной температуре сохранность продуктов питания снижается. Всем известно, что продукты питания начинают портиться под влиянием микроорганизмов. В хлебнице заплесневел хлеб, появился серый налёт, скисло молоко, испортились фрукты, – всё это работа множества микроорганизмов (бактерий, грибов).

Человечество научилось нейтрализовать действие микроорганизмов и их токсических продуктов жизнедеятельности, прибегая к физическим, термическим и биологическим методам обработки.

Чаще всего используют термическую обработку продуктов питания, которая повышает сроки хранения, но понижает пищевую ценность. Наши предки не имея никакого представления о микроорганизмах прибегали ко всяким хитрым способам хранения продуктов – от лягушек в молоке, берёзовых палок, хранили в капусте, до колодцев. Они достаточно разумно использовали защитные свойства растений для хранения продуктов питания, 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.

Я считаю, что данная работа является актуальной, так как позволит получить сведения о растениях, которые вырабатывают фитонциды, о возможности более длительного хранения продуктов человеком в нестандартных ситуациях: при отсутствии холодильника (в условиях длительного похода, продолжительной поездки, поломке холодильного оборудования).

Гипотеза: Если изучим свойства фитонцидов, то мы сможем повлиять на сроки хранения продуктов.

Объект исследования: хлеб, яблоко, куриные яйца.

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

Цель исследования: изучить влияние фитонцидов, выделяемых различными растениями, на сроки хранения продуктов питания.

В соответствии с целью исследования поставлены следующие задачи:

1. Познакомиться с историей открытия фитонцидов.

2. Изучить свойства фитонцидов различных растений.

3. Выяснить влияние фитонцидов различных растений на сроки хранения продуктов питания.

4. Выявить растения, обладающее наиболее эффективным фитонцидным действием.

Методы и приёмы исследования: эксперимент, наблюдения, анализ и синтез, сравнение и обобщение.

Глава 1. Основная часть

История открытия фитонцидов

Фитонциды – это биологически активные вещества, образуемые растениями; подавляют рост и развитие болезнетворных микроорганизмов. Все растения продуцируют фитонциды – «фито» означает растение,

«цедере» – убивать. Эти вещества губительно действуют на бактерии, вирусы, грибки и простейших одноклеточных животных.

Открытие фитонцидов произошло благодаря русскому исследователю Борису Токину в 1928 году. Будучи студентом Московского университета, в ходе одного из экспериментов он наблюдал такую картину: когда рядом с каплей чесночного сока, располагали каплю воды с инфузориями, то в течение нескольких минут простейшие гибли. Исследования с использованием вместо чеснока других растений позволили сделать вывод, что многие из них могут на небольшом расстоянии оказывать губительное влияние на бактерии. Дальнейшее изучение этого явления показало, что растения выделяют не только летучие вещества, но и тканевые соки.

Ученый смешивал тканевые соки лука, чеснока и хрена и, добавив к смеси суспензию бактерий, наблюдал очень быструю, практически мгновенную гибель последних. Выделяемые растениями вещества, которые губительно действуют на другие растения, грибки, микроорганизмы, исследователь назвал фитонцидами. Благодаря этому открытию биолог разработал целую систему знаний, которая помогла сохранить жизнь множеству раненых во время Великой Отечественной войны.

Позже фитонциды были найдены практически во всех растениях. Правда, у одних видов полезные свойства выражены более сильно, у других слабее. В продуктах животного происхождения этих веществ не обнаружили.

Изучение свойств фитонцидов различных растений

Фитонциды – один из факторов естественного иммунитета растений (растения стерилизуют себя продуктами своей жизнедеятельности). Высокой фитонцидной активностью обладают около 85% высших растений. Активные фитонциды обнаружены в хлорофитуме, пеларгонии, фикусах, сенполиях, чесноке, луке, лимоне, горчице, чёрной смородине, боярышнике, можжевельнике, в белокочанной капусте, берёзе, дубе, хрене, крапиве, сосне, бруснике, черёмухе.

Рассмотрим фитонцидные свойства растений, которые были использованы при проведении экспериментальной части исследования. (Приложение 1)

1. Фитонцидные свойства чеснока. Главным компонентом химического состава фитонцидов такого растения, как чеснок, был назван аллицин. Именно это соединение придает резкий специфический запах. Его заслугам принадлежит губительное действие на разные виды бактерий, грибки.

Фитонциды чеснока использовались с самой древности в разных цивилизациях и странах. Этим растением защищались от болезней, оберегали дом от вампиров, лечили желудочно-кишечные заболевания. У некоторых народностей чеснок был даже символом.

Сегодня существуют спиртовые вытяжки этого растения, лекарственные препараты на его основе. Пагубное воздействие на кишечные палочки, многие виды микроскопических грибков, палочку Коха, бактерии холеры и тифа обусловило широкое использование чеснока.

2. Фитонцидные свойства лука. Наравне с чесноком лук используется для лечения многих заболеваний с самой древности. Помимо фитонцидов, в его состав входят:

· витамины;

· органические кислоты;

· минералы;

· эфирное масло.

Все компоненты в сочетании делают лук весьма ценным растением для применения в пищевых и медицинских целях. Также вытяжки и кашицы из него ускоряют процессы заживления и затягивания ран.

Фитонциды лука входят в состав эфирного масла, которое имеет резкий характерный запах, при попадании на слизистые оболочки глаз вызывают раздражение и слезоточивость. Они способны побеждать палочки: холерную, туберкулезную, дизентерийную, золотистого стафилококка.

В гармоничном сочетании фитонциды лука и чеснока способны бороться с простудными заболеваниями, очищать от микробов воздух в помещении и улучшать здоровье людей.

3. Фитонцидные свойства лимона. Лимон многолетнее вечнозеленое субтропическое растение семейства рутовых, класса двудольных. Плоды и

листья лимона богаты эфирным маслом. Его фитонциды по бактерицидной силе могут сравниться с фитонцидами чеснока и лука. Эфирное масло лимона нейтрализует: дифтерийную бациллу, тифозные бактерии и др. Лимон обладает не только бактерицидными свойствами, но и является прекрасным источником витаминов, и прежде всего витамина С (аскорбиновая кислота), содержащаяся в лимоне, даже при нагревании сохраняется очень долго. Отдельно стоит сказать о целебных свойствах эфирного масла лимона: аромат лимона повышает работоспособность и снижает сонливость, вызванную переутомлением.

4. Фитонцидные свойства белокочанной капусты. Благодаря фитонцидным свойствам, капусту издавна использовали при воспалительных заболеваниях кожи. Квашение капусты – древнейший способ консервирования. Готовый продукт содержит немного калорий, зато массу витаминов и микроэлементов. Ферментация улучшает способность кишечника усваивать из готового продукта больше питательных веществ. Она обладает многосторонним лечебным действием: бактерицидным, фитонцидным, язв заживляющим, противокашлевым, мочегонным, общеукрепляющим действием, улучшающим пищеварение, повышающим аппетит и др., поэтому ее использовали при многих недугах. Входящие в состав фитонциды губительны для туберкулезных палочек, гноеродного золотистого стафилококка.

В результате изучения, мы выяснили, что все они обладают бактерицидными, фитонцидными свойствами, губительно действующие на большое количество микроорганизмов.

Глава 2. Экспериментальная часть

2. 1. Изучение влияния фитонцидов растений на процесс сохранения продуктов питания

Для изучения влияния фитонцидов, выделяемых различными растениями, на сроки хранения продуктов питания были выбраны продукты, которые используются у нас в быту. А именно вареное куриное яйцо, хлеб белый, яблоко красное.

Рис. 1 Продукты питания

Для проведения исследования, подтверждающий наличие фитонцидов в различных растениях, использовали чеснок, лук, лимон, квашенную белокочанную капусту.

Рис. 2 Фитонциды чеснока Рис. 3 Фитонциды лука Рис. 4 Фитонциды квашеной капусты

Рис. 5 Фитонциды лимона

Методом наблюдения мы рассмотрим процесс гниения и разложения продуктов – вареного куриного яйца, кусочков белого хлеба, красного яблока. Для этоговозьмём15пластиковых контейнеров, поместим в них круто сваренные яйца, кусочки хлеба, красного яблока, примерно одинаковые по массе. Внесем в каждый контейнер растения, выделяемые фитонциды: чеснок, лук, лимон, квашеную капусту. (Приложение 1). В качестве контрольных образцов возьмем 3 пластиковых контейнера, поместим в них круто сваренные яйца, кусочки хлеба, красного яблока, примерно одинаковые по массе, но без растений, выделяемые фитонциды. И будем наблюдать в течение 7-ми дней.

По ходу проведения исследования результаты вносились в таблицу. (Приложение 2).

2.2. Результаты исследования

В контрольном образце без фитонцидов, плесень появилась на 4-й день в опыте с куриным яйцом. В контрольных образцах без фитонцидов, с яблоком и хлебом они остались без изменений. Это говорит о том, что одним из условий сохранения продуктов является отсутствие влаги, герметично закрытая упаковка. (Приложение 3).

В образцах с луком и чесноком на 7-й день появилось небольшое потемнение на курином яйце. Чуть раньше на 3-й день у хлеба появилась плесень. На образцах яблоко с чесноком и луком плесень в течение всего опыта не наблюдалось. (Приложение 3).

По соседству с лимоном у хлеба и яблока на 3-й день исследования сначала появилось небольшое потемнение, в дальнейшем начала развиваться плесень. У куриного яйца лимон смог предотвратить появление плесени. (Приложение 3).

Продукты, находящиеся с квашеной капустой, были покрыты плесенью уже 4-й день исследования одинаково и отличались медленным ростом. (Приложение 3).

Наибольшим эффектом, способствующим увеличением срока сохранности куриного яйца обладает чеснок, лук, лимон, яблока - лук и чеснок, а хлеба – фитонциды чеснока, лука, лимона, квашеной капусты одинаково не дают заплесневеть до 4- дней. (Приложение 3).

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

Заключение

На основании проведенного исследования и полученных результатов были сделаны следующие выводы.

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. Все растения продуцируют фитонциды. В наибольшем количестве фитонциды содержатся в чесноке, луке, лимоне.

В результате исследования выяснилось, что самым сильным фитонцидным действием для сохранности пищевых продуктов является лук, чеснок, лимон, а фитонциды квашеной капусты обладают меньшим фитонцидным действием.

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

Цель нашего исследования была достигнута, гипотеза нашла своё подтверждение. Проведённые исследования показали, об эффективном действии фитонцидов и подтвердили ценные фитонцидные свойства данных растений.

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

Список литературы

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

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

3. Токин Б.П. Целебные яды растений. Повесть о фитонцидах. – Л.: изд-во университета, 1980.

4. Польза и вред сока квашенной капусты. [Электронный ресурс] – Режим доступа.https://www.silazdorovya.ru/polza-i-vred-soka-kvashenoj-kapusty/ 5.Фитонциды – природные антибиотики: Открытие фитонцидов. [Электронный ресурс] – Режим доступа.https://leveton.su/fitoncidy/

6. Фитонциды растений [Электронный ресурс] – Режим доступа. https://agrarii.com/fitontsidy-rasteniy/

Приложение 1

Экспериментальные образцы продуктов

Рис. 1 Фитонциды лука

Рис. 2 Фитонциды чеснока

Экспериментальные образцы продуктов

Рис. 3 Фитонциды лимона

Экспериментальные образцы продуктов

Рис. 4 Фитонциды квашенной капусты

Рис.5 Контрольные образцы продуктов

Приложение 2

Таблица 1.

Наблюдения за сроками сохранности куриного яйца

Дата опыта	№1 чеснок	№2 лук	№3 лимон	№4 капуста	контроль
03.02	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений
04.02	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений
05.02	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Появление частичног о гниения	Без изменений
07.02	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Появление мукора	Процесс еле заметного гниения
08.02	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Появление мукора	Процесс значительн ого гниения
09.02	Небольшо е потемнени е	Небольшо е потемнени е	Без изменений	Появление мукора	Обширные участки гниения
10.02	Небольшо е потемнени е	Небольшо е потемнени е	Без изменений	Процесс полного гниения	Обширные участки гниения

Таблица 2.

Наблюдение за сроками сохранности кусочков хлеба

Дата опыта	№1 чеснок	№2 лук	№3 лимон	№4 капуста	контроль
03.02	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений
04.02	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений
05.02	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений
07.02	Небольши е потемнени я	Без изменений	Небольши е потемнени я	Без изменений	Без изменений
08.02	Процесс гниения	Небольши е потемнени я	Процесс гниения	Небольши е потемнени я	Без изменений
09.02	Появление мукора	Появление мукора	Появление мукора	Появление мукора	Без изменений
10.02	Появление мукора	Появление мукора	Появление мукора	Появление мукора	Без изменений

Таблица 3.

Наблюдение за сроками сохранности яблока

Дата опыта	№1 чеснок	№2 лук	№3 лимон	№4 капуста	контроль
03.02	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений
04.02	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений
05.02	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений	Без изменений
07.02	Без изменений	Без изменений	Небольши е потемнени я	Небольши е потемнени я	Без изменений
08.02	Без изменений	Без изменений	Появление мукора	Появление мукора	Без изменений
09.02	Без изменений	Без изменений	Появление мукора	Появление мукора	Без изменений
10.02	Без изменений	Без изменений	Появление мукора	Появление мукора	Без изменений

Приложение 3

Рис. 7 Результаты исследования куриного яйца

Рис. 8 Результаты исследования яблока

Рис. 8 Результаты исследования хлеба

Рис. 9 Результаты исследования (контрольные образцы)