Введение
Часто в быту мы сталкиваемся с зеленоватым налетом на несвежих продуктах питания. Что же это за налет, почему заплесневевший хлеб мы считаем непригодным для питания и вместе с тем покупаем сыр в магазине с таким же налетом и считаем его съедобным?
Плесень и грибки скрытно сопровождают нас в течение всей истории существования человечества, а появилась она гораздо раньше самого человека. Несмотря на множество научных исследований, активное развитие микробиологии, богатый статистический опыт, плесень остается одной из загадок нашего мира, до конца не изучена и появляется каждый раз в новом качестве.
Актуальность данного исследования определяется широким распространением плесени на Земле, и тем, что с каждым годом ее изучения человечество открывает новые свойства и особенности плесневых грибов. Мы выбрали именно эту тему, потому что нам интересно понять, какое значение имеет в нашей жизни плесень, и насколько она важна в природе.
Цель работы: проанализировать и выявить вредные и полезные свойства плесени, определить условия ее размножения.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1.Познакомиться с источниками информации о плесени
2.Определить экспериментальным путем условия развития плесени на продуктах питания.
3. Выявить полезные и вредные свойства плесневых грибов.
Объект исследования: плесень на разных продуктах питания.
Гипотезы:
1) плесень имеет не только вредные, но полезные свойства
2) продукты, выделяющие фитонциды, задерживают развитие плесневых грибов.
1. Странные грибы
Плесень – особенный вид грибов, который имеет сходства и различия с растениями животными и с бактериями: она ест, дышит, и последние исследования японских ученых доказали, что у плесени имеются зачатки интеллекта.
Так же, как и растения, грибки всасывают питательные вещества всей своей поверхностью, а не заглатывают, как животные. Однако, в отличие от растений, грибки не могут использовать солнечную энергию, питаться углекислым газом из воздуха и синтезировать органические молекулы вещества из углекислого газа.
Плесень употребляют также как и животные готовые органические вещества в виде разнообразных растений и животных останков.
Подобно бактериям плесень имеет клеточное строение. Однако, если в клетке бактерии мы не найдем ядра, то грибная клетка может иметь одно или несколько ядер.
Последние исследования японских ученых доказали, что у плесени имеются зачатки интеллекта.
Плесень – это грибок, а значит, она размножается с помощью спор. Спора – микроорганизм, защищенный прочным покрытием. Споры находятся в состоянии покоя до того момента, пока не попадут в среду, благоприятную для размножения. Одно «растение» производит тысячи спор, которые уносятся потоками воздуха и, усевшись в теплое местечко, размножаются при первой удобной возможности.
Споры плесени находятся везде, но особенно много их в воздухе.
Развивается грибок во влажных темных местах, где много кислорода и повышенная влажность воздуха. Особенно хорошо плесень прорастает, если этот воздух плохо циркулирует, «застаивается».
Еще одна отличительная особенность грибов плесени состоит в том, что они распространяются исключительно на той еде, которая содержит большое количество сахара или кислоты. Именно поэтому плесневые образования часто видят на кислых плодах (яблоки, персики или абрикосы, цитрусовые и др.) и в зимних овощных заготовках (маринованных огурчиках и помидорах, например).
Некоторые виды плесени могут разрушать штукатурку, кирпич и даже бетон.
1.1 Виды плесени
Наиболее очевидным различием является цвет плесневых образований. Рассмотрим виды грибка, опираясь именно на него, как на самый простой признак.
Черная
Наиболее распространенная и самая опасная из всех видов плесени. Обычно появляется в больших количествах на стенах и потолке. С первого взгляда кажется, что пятна одинаковые, но на самом деле они могут принадлежать разным группам. Из всего многообразия подвидов данной плесени самым распространенным считается аспергилл черный. Он представляет особую опасность для человека и животных, поскольку вызывает заболевания, созвучные названию – аспергиллезы.
Зеленая
Зеленая плесень (аскомицеты) распространяется преимущественно в органических материалах, почве или компосте. Продуктами, однако, тоже не брезгует, может поселиться в овощах. По внешнему виду эти плесневые грибы напоминают мох насыщенного зеленого цвета с неровной поверхностью.
Зеленая плесень достаточно быстро распространяется как в зараженном продукте, так и в организме человека, попадая туда вместе с едой. Именно поэтому, увидев зеленое пятнышко на целой буханке хлеба, ее необходимо выбрасывать целиком.
Р озовая
Не портит поверхности, как многие другие виды, не оседает на потолке и стенах, и даже не представляет особой опасности для человека (но употреблять еду с ней, конечно, все равно не рекомендуется. Появляется, в основном, на остатках растительного происхождения и гнилых продуктах (испорченные овощи, фрукты, в редких случаях – крупы, которые неправильно хранились).
Белая
Белая плесень (Мукор) почти всегда поражает деревья, комнатные растения и почву, в которой они растут. «Любит» некоторые продукты (сыр, хлеб). Не считается особо опасной, но иногда может поразить какой-либо внутренний орган. Обычно такое происходит редко с людьми, чей организм имеет очень слабые защитные функции.
Голубая
Редко появляется в домах, не представляет опасности для человека. В основном растет на деревьях, используется в производстве изысканных сыров. Внешний вид – налет синего цвета.
Серая
Серые (сапрофитные) грибы выглядят как простой налет. Оседает почти на любых поверхностях и покрывает различные материалы. Иногда поражает еду (овощи, фрукты) и передается через цветочные семена. Представляет опасность для человека, сложно выводится.
1.2 Свойства плесени
Одно из основных и самых опасных свойств плесени - ее вездесущность.
Микроскопические грибки способны выживать, без преувеличения, в любых условиях. Они прекрасно чувствуют себя среди арктических льдов, на радиоактивном саркофаге 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС, и даже в открытом космосе.
Так, в рамках эксперимента «Биориск», который был направлен на исследования влияния условий открытого космоса на живые организмы, три капсулы со спорами плесневых грибов вывели в открытый космос и прикрепили к обшивке орбитальной станции. Споры плесневых грибов после полугодового пребывания в открытом космосе не только выжили, но еще и мутировали, став более агрессивными и устойчивыми. Некоторые даже называют плесень главной причиной отказа работы станции «Мир»
Плесень очень живуча
Исследователи поместили плесень в пробирку с мощным антигрибковым препаратом. Часть колонии выдержала удар. И это несмотря на то, что шанс выжить у плесени в данных условиях был ровно таким же, как у человека, помещенного в концентрированную серную кислоту.
Плесень обладает интеллектом и памятью
В 2000 году японский ученый Тошуки Накагаки провел эксперимент, поместив у входа в лабиринт плесневой гриб, а на выходе кусочек сахара.
Плесень сразу же пустила «ростки» именно в сторону сахара, споры гриба заполняли собой все пространство в лабиринте, раздваиваясь на каждом перекрестке. Как только какой-нибудь из отростков попадал в тупик, он поворачивал обратно и искал путь в другом направлении. Микроскопическому грибу понадобилось всего 4 часа, чтобы заполнить собой все ходы лабиринта и отыскать верную дорогу к сахару.
Но самое интересное, что когда у уже прошедшего лабиринт грибного мицелия отщипнули кусок и вновь поставили у входа в лабиринт, положив в конце сахар, – один из ростков безошибочно выбрал самый короткий путь к выходу из лабиринта и сахару, а второй просто «вскарабкался» по стенам лабиринта и пополз по потолку. Таким образом, простая плесень обнаружила не только зачатки памяти, но и способности к нестандартному способу решения задач, что говорит о наличие у гриба интеллекта.
1.3. Причины появления плесени
Условия появления и развития плесени тщательно изучены. Однако полученные знания не облегчают борьбу с ней. Существует несколько основных, объективных причин появления плесени. Мы можем выделить три основных из них:
Наличие плесневых спор в воздухе. Споры могут попасть в дом с воздушным потоком, через вещи, продукты, на животных;
микроскопические споры плесени разлетаются по воздуху, проникая в самые, казалось бы, недоступные места. Именно поэтому нередко плесень соседствует с пылью, которая помогает ей свободно передвигаться по воздуху.
Климат, подходящий для роста и размножения. А именно:
Температура около +20°С, влажность – 70-90%;
Неравномерное отопление в помещении и плохая работа вентиляционной системы.
Образование плесени можно «спровоцировать», создав ей комфортные условия. Сырость – идеальная среда обитания плесневого грибка. Именно поэтому плохая изоляция межпанельных швов, отсутствие эффективной вентиляционной системы, пластиковые окна и другие причины появления конденсата являются верными признаками наличия плесени. Возможно, она появится не сразу, но, скорее всего, не заставит себя долго ждать.
Подпитывающая органическая среда: бумага, дерево, камень, бетон, грязь, торф, а также почва в горшках комнатных растений и др.;
Наличие пыли, грязи, влаги, почвы, бумаги, керамики, древесины, бетона и камня, отсутствие свежего воздуха, чистоты и регулярной обработки поверхностей также можно считать причинами появления плесени.
Кстати говоря, плесень замечательно переносит низкие температуры, но предпочитает комнатную температуру. Может быть, в этом еще одна причина сделала ее спутницей человека. Соседство с нами ей чрезвычайно выгодно.
Незаметно для самих себя, мы создаем все условия для ее комфортного существования, обеспечивая подходящий микроклимат и щедро подкармливая продуктами своей жизнедеятельности и труда.
1.4. Губительное воздействие плесени на организм
Плесень сопровождает нас повсюду, она огромными колониями обитает в ванных, квартирах, вентиляционных шахтах, и что самое неприятное, в наших холодильниках. Поэтому люди привыкли просто ее не замечать. И зря. Плесень всеядна, вездесуща, но страшнее всего то, что она редко бросается в глаза. В чистой комнате в каждом кубометре воздуха находится примерно до 500 спор грибов. Когда человек дышит, он вместе с воздухом вдыхает и споры грибов.
На детских площадках, на бульварах в центре Москвы, на пешеходных тротуарах вдоль магистралей содержание грибов всегда превышает предельно допустимую концентрацию в несколько раз. Стоит человеку допустить даже малейшую оплошность, плесень немедленно воспользуется этим, проникнет в наш организм и попытается разрушить его. Социологами и гигиенистами установлено, что горожане проводят в закрытых помещениях 80-90 % времени. А в таком воздухе находится огромное число микроорганизмов, значительная доля который задерживается в легких человека.
Плесень ядовита для человеческого организма. В процессе роста она вырабатывает вещества, которые поражают легкие, кишечник, кожу. Споры грибов проникают в дыхательные пути и «оседают» внутри нас, открывая дорогу бактериям и вирусам. Аллергия – чуть ли не самое безобидное следствие проживания с плесенью в качестве соседа. Микроскопический грибок способен разрушать структуру ДНК и приводить к раковым заболеваниям.
По словам ученых, плесень и ее яд практически не выводятся из организма. Самой опасной, в данном случае, считается желтая плесень из рода аспергилл, которая «заводится» на молочных продуктах, рыбе и орехах. Она выделяет опасное вещество афлатоксин, которое накапливается в организме и через 10 лет может стать причиной онкологии печени.
Вот краткий перечень заболеваний, связанных с плесенью: мигрень, насморк, отит, бронхит, ринит, бронхиальная астма, сердечно-сосудистые нарушения, микотоксикоз. Иногда у людей со сниженным иммунитетом возможны плесневые поражения внутренних органов.
Все перечисленные заболевания носят хронический характер течения и вызывают трудности при лечении.
Многие из нас по-прежнему легкомысленно относятся к заплесневевшим продуктам. Мы спокойно можем съесть варенье, сняв с него верхний слой. Хотя покрытую плесенью сладость нужно без сожаления выбросить потому что продукты жизнедеятельности плесени токсичны. Даже если прокипятить варенье, яды, выделяемые плесенью, останутся, потому что они при кипячении не разрушаются. Особенно опасны заплесневелые орехи и сухофрукты. Поэтому нужно решительно избавляться от заплесневелых продуктов.
Некоторые плесневые грибы, поражая посевы, существенно снижают урожай; могут оказывать неблагоприятное действие на здоровье сельскохозяйственных животных. Грибы поражают запасы зерна, фураж, солому и сено. Иногда продукты становятся непригодными к использованию из-за токсичности метаболитов гриба.
Развитие плесневых грибов на поверхности строительных и отделочных материалов приводит к физическому разрушению последних. Особенно вредоносное влияние оказывает плесень на деревянные конструкции. Плесень — один из основных участников процессов биокоррозии и биодеградации материалов.
1.5. Полезные свойства плесени
Оказалось, что у плесени, кроме вредных, есть и полезные свойства.
Плесень и антибиотики
Пенициллин – первый в мире антибиотик, спасший жизни сотням тысяч военных во время Второй мировой войны, впервые был выведен британским бактериологом Александром Флемингом в 1928 году из штамма плесневого гриба вида Пенициллум нотатум.
Как и в случае с большинством гениальных открытий, это произошло совершенно случайно. В одной из чашек Петри с бактериями стафилококка, в результате неправильного хранения завелась серо-зеленая плесень. Флеминг с удивлением обнаружил, что не убиваемые колонии стафилококков, унесшие столь много жизней во время Первой мировой, вокруг этой плесени просто растворились. Чудо-лекарство, от которого все раны военных затягивались буквально на глазах, было доработано уже во время Второй мировой. На вручение Нобелевской премии создателям панацеи – Флемингу, Чейну и Флори было сказано: «Для победы в войне пенициллин сделал больше, чем 25 дивизий!».
С тех пор плесень стали применять для получения различных лекарственных препаратов, например лекарств от мигрени, для лечения болезни Паркинсона и предотвращения образования тромбов.
«Благородная» плесень»
Не вся плесень, что на продуктах, опасна. Существует и съедобная плесень, с помощью которых человечество вот уже несколько веков изготавливает деликатесные голубые сыры, вино и колбасы.
В начале XV века французский король Карл VI дал жителям деревни Рокфор монопольное право на производство в местных известняковых пещерах сыра с одноименным названием. Технология практически не изменилась с того времени. Каждую головку сыра, изготовленного из овечьего молока, протыкают длинными иглами насквозь, чтобы в него могли попасть споры плесени. А стабильная высокая влажность и низкие температуры обеспечивают быстрый рост грибов.
Если сыр содержит голубую плесень, то это только увеличивает его полезные свойства. Сыр с плесенью содержит до 22% белка, который легко усваивается, до 30% жира, витамины, минералы очень полезные для организма. Кальция в сыре столько, сколько нет ни в одном продукте. Также считается, что плесень в этом продукте содержит вещества, вырабатывающие меланин, поэтому сыры такого вида полезны для предотвращения солнечных ожогов.
При употреблении сыров с плесенью в умеренном количестве, небольшие дозы антибиотика в них совершенно безвредны. Но, если употреблять сыры с плесенью ежедневно, антибиотики вполне могут вызвать нарушение состава кишечной микрофлоры, особенно после перенесенных желудочно-кишечных инфекций и антибиотикотерапии.
Кроме того, грибки, которые содержатся в сырах с плесенью – достаточно сильный аллерген. Чрезмерное употребление сыров с плесенью может привести к аллергическим высыпаниям и крапивнице.
Не стоит забывать и о том, что сыры с плесенью – высококалорийный продукт, который содержит много жира. Поэтому, диетологи советуют в день употреблять не более 50г сыров с плесенью, причем сочетать сыры с плесенью не с хлебом или пастой, а с приготовленными на пару овощами или фруктами.
А беременным женщинам, детям, и людям, склонным к аллергии, вообще лучше отказаться от регулярного употребления сыров с плесенью.
Другой популярный продукт, получаемый с помощью плесени – французское вино «Шато д’Икем». Для его изготовления виноград поражают «благородной гнилью» — грибком Бодритис Цинереа, из-за которого кожица ягоды утрачивает герметичность, сам плод сморщивается, но содержимое при этом становится более концентрированным. «Шато д’Икем», любимое вино русской аристократии XIX века, сегодня одно из самых дорогих вин мира.
В странах Востока плесени некоторых родов издавна применяют при производстве спиртных напитков, для приготовления продуктов питания из сои и разных соусов.
Плесневый гриб — так пугающая всех чёрная плесень — начиная с 30-х годов XX века и до сих пор, широко применяют в пищевой и фармацевтической промышленности как основной компонент для производства лимонной кислоты.
Многие виды плесени применяют в целлюлозно-бумажной промышленности для переработки сырья и получения определённых сортов бумаги и картона из древесных и бумажных отходов.
В сельском хозяйстве плесневые грибы нужны для борьбы со многими насекомыми-вредителями, например, колорадским жуком, картофельной коровкой, кукурузным мотыльком, свекловичным долгоносиком.
В авиастроении также нашлось место плесневым грибам — при их участии изготавливают смеси, защищающие крылья самолётов от обледенения при взлёте и посадке.
Даже при очистке сточных вод используют плесневые грибы! Без этого жизнь в больших городах была бы крайне затруднена.
1.6 Фитонциды
Стоит лишь забыть свежие продукты, консервы, фрукты или хлеб на один-два дня в теплом, сыром помещении, как они тут же подвергаются "нападению" спор, и на предмете разрастается колония грибков плесени. Как же защитить продукты от плесени? Возможно, нам помогут растения, выделяющие фитонциды.
Фитонциды – это вещества растительного происхождения, обладающие свойством убивать микроорганизмы, в т.ч. болезнетворные. Летучие фитонциды – это эфирные масла, которые выделяют растения и защищают его от грибков и бактерий. Этими свойствами обладают лук, чеснок, горчица, гвоздика, душистый перец и другие. Летучие фитонциды впервые были обнаружены в природе в 1928–1930 гг. А.Г. Филатовой и А.Е. Тебякиной, а обширные исследования фитонцидов в растениях были проведены Б.П. Токиным. Он заметил, что пищевые продукты, приготовленные на восточных базарах, порой в совершенно антисанитарных условиях, почему-то не вызывают вспышек инфекционных заболеваний. Ученый предположил, что обилие восточных пряностей каким-то образом предохраняет продукты от порчи, а людей - от заражения кишечными инфекциями. Он исследовал вещества, содержащиеся в пряностях, и обнаружил, что значительный антисептический эффект вызывают именно летучие компоненты. Эти "летучие яды растений" он предложил назвать фитонцидами.
2. Экспериментальное исследование
2.1 Цель эксперимента: определить экспериментальным путем условия развития плесени на разных продуктах питания.
Объект исследования: плесень на разных продуктах
Предмет исследования: условия размножения плесени.
Для эксперимента понадобился хлеб, сыр и яблоко
7 января 2018 года:
Кусочки хлеба, сыра и яблока я поместил в отдельные емкости и герметично их закрыл. На открытую тарелку положил по кусочку хлеба, сыра и яблока
Фото №1
8 января 2018 года в емкостях с продуктами появился специфический неприятный запах. 9 января 2018 года запах в емкостях усилился, но плесени пока нет.
Фото №2
10 января 2018 года на хлебе, яблоке и сыре в емкости стал появляться плесневелый гриб (это серая гниль), в открытой емкости все осталось без изменений.
Фото№3
1 2 января 2018 года ¾ кусочка хлеба в емкости покрылось плесенью, яблоко и сыр в емкости покрылись плесенью на 1/2. А кусочки продуктов на открытой тарелке остаются без плесени и просто подсыхают.
Фото №4
1 3 января 2018 года кусочек хлеба в емкости полностью покрылся плесенью, сыр и яблоко покрылись плесенью на 2/3 .
Фото №5
Продукты на открытой тарелке засохли
Фото № 6
На основе опытов и наблюдений мы пришли к выводам: важным условием развития плесени является влажность, тепло и отсутствие кислорода. Отсутствие влаги, низкая температура и кислород являются главным препятствием для развития плесени. На разных пищевых продуктах развиваются разные виды плесени .Одни продукты покрываются плесенью быстрее, чем другие.
2.2. Цель эксперимента: определить влияние фитонцидов на активность роста плесневых грибков.
Объект исследования: фитонциды
Предмет исследования: условия размножения плесени
Для развития и роста плесневых грибов в качестве питательной среды я выбрал белый хлеб. Хлеб был помещен в 2 пластиковых контейнера и накрыты крышкой, но не плотно. В одном контейнере был просто кусочек хлеба, во втором был положен чеснок как источник фитонцидов.
Фото №7 Фото №8 Фото №9 Фото №10
07 января 2018 года - начало опыта. 10 января 2018 года на кусочке хлеба без чеснока появилась плесень. В емкости с чесноком плесени нет. 12 января 2018 года кусочек хлеба без чеснока на ½ покрылся плесенью. В емкости с чесноком плесень тоже появилась.13 января 2018 года кусочек хлеба без чеснока покрыт плесенью на 3/4. В емкости с чесноком плесень покрыла хлеб на ¼. 14 января 2018 года хлеб без чеснока полностью покрыт плесенью. Хлеб с чесноком покрылся плесенью на ¾
Хлеб |
Хлеб+чеснок |
|
Появление грибка |
||
10 января |
12 января |
|
Распространение плесени |
||
12 января на 1/2 |
Появление плесени |
|
13 января на 3/4 |
13 января 1/4 |
|
14 января на 1 |
14 января на 3/4 |
На основании проведённого опыта можно сделать следующий вывод. Выдвинутая гипотеза о том, что продукты, выделяющие фитонциды, задерживают развитие плесневых грибов, подтвердилась.
3. Борьба с плесенью
Плесень опасна для здоровья, чтобы защитить от неё свой дом существует несколько простых правил:
Без жалости выкидывать испорченные продукты
Остановить источник влаги, являющийся причиной роста плесени, обезвредить его.
Поддерживать в подсобных помещениях влажность ниже 50% - это препятствует росту плесени. Если влажность высока, необходимо использовать кондиционеры и осушители.
Проветривать влажную одежду и обувь, прежде чем ее убирать.
Чаще мыть холодильник, желательно иметь в нем специальный осушитель.
Не допускать сырых углов в ванной комнате и на кухне.
Обработать поврежденные плесенью поверхности специальными средствами или хотя бы мыльным раствором. Если появилось много плесени, необходимо обратиться в специальные службы по борьбе с вредителями.
Не оставлять надолго стираное белье в стиральной машине.
Мыть занавеску и плитку в ванной комнате средствами, убивающими плесень.
Использовать коврик для ванной, который можно стирать в машине.
Приняв душ, необходимо расправить занавеску, чтобы плесень не завелась в ее складках.
При использовании увлажнителя воздуха, необходимо следовать инструкции изготовителя, регулярно и тщательно его очищать. Если он заплесневеет, то будет распылять споры плесени в воздух. Лучше использовать паровой испаритель, так как большинство плесеней не переносит кипячение.
Заключение
С каждым годом мир становится все более беззащитным перед микробами и плесневыми грибами. Невидимые человеческому глазу, они способны серьезно сократить численность жителей Земли. И в то же время мир без плесени был бы мертв. Наличие плесени подтверждает, что наш мир еще жив. Наш мир создан совершенным. В нем нет ни одной лишней детали. Все наполнено смыслом и все связано между собой в бесконечно сложную и бесконечно прекрасную картину мироздания, где каждый элемент играет свою особую роль. И что бы мы случайно или умышленно не разрушили этот мир, нам дано предупреждение, особый знак, проклятие и благословление одновременно плесень.
Изучая плесень, я пришел к следующим выводам:
- плесень относится к царству грибов
- для развития плесени нужны повышенная влажность и тепло, но она спокойно приспосабливается к любым условиям
- фитонциды сдерживают рост плесени
- плесень может быть как вредна, так и полезна для человека
- нельзя употреблять в пищу продукты, пораженные плесенью
- необходимо предотвращать появление плесени в помещении
Литература:
1. Агафонов И.Б., Захарова Е. Т., Сивоглазов В. И. «Общая биология».М. «Дрофа» 2005 г.
2. Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Окружающий мир. 3 класс. Учебник. М.: БАЛАСС, 2010 г.
3. Дымшиц Г. М., Шумный В.К. «Общая биология». М., «Просвещение».2004 г.
4. Журнал «Целебник», статья «Почему опасна плесень», 2009 г.
5. Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 2003 г.
6. Работнова И.Л., Общая микробиология, М., 2001 г.
7. Ресурсы Интернет
8. Что такое? Кто такой? Детская энциклопедия. Том 1. М.: АСТ, 2005 г.
9. Энциклопедия «Я познаю мир. Ботаника». Автор Ю.Н. Касаткина. «Астрель» Москва 2006 г.
10. Энциклопедия для детей (Биология). Автор – «Аванта+» 2002 г.