Исследовательская работа по теме: "Трофические предпочтения плесени Сыра Дор Блю"

Трофические предпочтения плесени
из сыра Дор Блю

                                                       .

Оглавление.

1. Введение                                                                                                   стр. 3
2. Основная часть                                                                                                3

1. Биология грибов рода пеницилл.                                                                   3
2. Сыроделие.                                                                                                       4
3. Плесневые сыры.                                                                                             5
4. Практическая часть.                                                                                        6

3. Заключение.                                                                                                      7
4. Список источников и литературы                                                                  9

Введение.                                                                                                                                 Проблема. Из школьного курса я узнала, что среди грибов у человека есть друзья и враги. Меня заинтересовали грибы «друзья». Тем более  моя мама часто на завтрак ест плесневые сыры. Поэтому темой моего исследования стали плесени.

Гипотеза.  Трофические предпочтении плесневого гриба сыра Дор Блю ограничиваются только сырами и в конкурентной борьбе за пищу выведенный человеком штамм будет проигрывать дикому аспергиллу.

Объект исследования. Плесневый гриб сыра Дор Блю

Предмет исследования. Жизнедеятельность  плесневого гриба сыра рода Дор Блю.

Цель исследования. Сравнить скорости накопления биомассы из сыра Дор Блю и аспергиллом диком на хлебе, а также исследовать конкурентные возможности плесневого гриба сыра Дор Блю.

Задачи.

1. Изучить литературу и интернет ресурсы по данной теме.
2. Описать биологию грибов рода пеницилл.
3. Изучить основы сыроделия.
4. Сравнить скорости накопления биомассы пенициллом из сыра Дор Блю и аспергиллом диким на хлебе.
5. Выяснить конкурентные способности пеницилла и аспергилла на сырном субстрате.

Основная часть.

Биология грибов рода Пеницилл.

Из школьного курса я знаю, что плесневые  грибы относятся к царству Грибы. Это гетеротрофные организмы, состоящие из тонких нитей - гифов. Изучив, интернет ресурсы, а также, литературу, я выяснила, что грибы рода Пеницилл отнесены к классу Аскомицеты. Грибы рода Пеницилл чаще всего обнаруживаются в виде плесневых налетов на самых различных субстратах. Вегетативное тело гриба представлено бесцветным многоклеточным ветвящимся  мицелием. Обычно мицелий целиком  погружен в субстрат. Эти грибы – гетеротрофы и нуждаются в готовых органических веществах. Выделяя в субстрат гидролитические ферменты, расщепляющие полимеры субстрата (белки, углеводы, нуклеиновые кислоты), гриб  извлекает питательные вещества всей поверхностью тела.

Конидиальный аппарат в верхней части представляет собой кисточку различной степени сложности. На основе строения кисточки в пределах рода установлены секции, подсекции и серии.

Самые простые конидиеносцы у пенициллов несут пучок фиалид, образующих цепочки конидий.Эволюция пенициллов шла в направлении усложнения конидиеносного аппарата, возрастающей продукции конидий и угасания полового размножения. Вколониях пенициллов имеются склероции, служащие для перенесения неблагоприятных условий.  Морфологически грибам рода Пеницилл наиболее близок род Аспергилл.

Внимание к пенициллам  возросло, когда была открыта их способность образовывать антибиотик (пенициллин). Это было выдающимся открытием в биологии. В 1928г. В Великобритании  профессор Флеминг обратил внимание на одну из чашек, где на питательной среде росли колонии стафилакокка. Одна из колоний вдруг перестала расти, когда рядом с ней начался рост попавшей из воздуха сине-зеленой плесени. Флеминг выделил чистую культуру гриба, назвав его Penicillium notatum, и продемонстрировал его способность продуцировать бактерицидное вещество, которое он назвал пенициллом. Активные штаммы были выделены в СССР в 1942г. профессором З.В Ермоловой. Лечебные свойства пенициллина очень разнообразны и объясняются механизмом его действия на бактерии. Он блокирует ферменты, участвующие в синтезе пептидогликана – основного компонента клеточной стенки бактерий, что приводит к гибели бактерий. Поскольку такие ферменты у млекопитающих отсутствуют, для человека и животных пенициллин не токсичен. Зато он эффективно действует на гноеродные кокки, анаэробные бактерии, вызывающие гангрену, в случаях абцессов, карбукулов, раневых инфекций, менингита, перитонита и часто спасает жизнь, когда другие лечебные препараты бессильны.

Сыроделие.

Сыроварение – один из древнейших процессов, основанных на ферментации. Считается, что сыроделие зародилось в юго-Западной Азии около 8 тыс. лет назад. В Римской империи усовершенствовали технологию получения сыра, сыроделие распространилось в Европе. В России до Петра 1 традиций сыроварения не было. Петр 1 пригласил в Россию голландских мастеров-сыроваров, и этого момента принято отсчитывать историю сыроварения в России. Именно тогда появился термин «голландский сыр». Первый сыродельный завод  был создан в конце 18века в имении князя Мещерского. Начало промышленного производства сыра в России датируется 1866г.

Всего лишь несколько сортов сыра было получено «по плану», большинство же результат-  счастливой случайности. Разнообразие сыров определяется массой факторов. Сыр производят из коровьего, козьего, овечьего молока и их сочетаний. Сыры различаются по жирности. На вкусовые качества влияет корм животных и корм животных и климат пастбищ. Поэтому сыры, изготовленные по одной технологии, но в разных регионах, различаются по вкусу.

Сыры делят на мягкие и твердые по количеству содержащейся в них воды. Мягкие содержат 50–60% воды, твердые 13–34%. К твердым относятся: Костромской, Российский, Голландский, Пошехонский, Гауда, Эдам, Чеддер и др. Мягкие сыры представлены сортами: Смоленский, Медынский, Бри, Камамбер, Рокфор, Адыгейский и др. Другая классификация – свежие и созревающие сыры. Свежие получают из молока, свернувшегося под действием кислоты или нагревания; их употребляют в пищу сразу после приготовления и не хранят (Домашний сыр, Сливочный, Моцарелла). Для получения созревающих сыров молоко заквашивается молочнокислыми бактериями и сворачивается под действием фермента реннина. Свернувшаяся масса прессуется для удаления молочной сыворотки, солится и выдерживается в контролируемых условиях. Продукт приобретает характерные для сорта сыра вкус, аромат, консистенцию. Подавляющее большинство сыров – созревающие. Многие  из них поступают в продажу без дополнительной обработки, но часть измельчается, нагревается, эмульгируется с фосфатом натрия и другими солями для получения плавленых сыров. Независимо от сорта сыра весь процесс сыроварения можно разделить на девять этапов: 1) подготовка молока; 2) свертывание молока, образование сгустка; 3) измельчение сгустка; 4) нагревание сырной массы; 5) отделение лишней сыворотки; 6) посол сырной массы; 7) введение специальных микроорганизмов; 8) прессование; 9) созревание сыра. От условий проведения каждой стадии зависят свойства конечного продукта.

Плесневые сыры

Плесневые сыры относятся к мягким. Они обладают различными оттенками вкуса, аромата, цвета. Большинство сыров с голубой плесенью производится из коровьего молока. Исключение составляет знаменитый сыр Рокфор, для изготовления которого используется овечье молоко. Молоко для этого вида сыров должно сворачиваться при температуре 30С. После этого сырную массу аккуратно перекладывают в выложенную материей форму и закрывают деревянной пластиной. Затем время от времени сырные круги поворачивают, чтобы обеспечить лучшее стекание сыворотки. Через 1–2 недели сыр вынимают из формы и периодически переворачивают, чтобы сыворотка продолжала стекать. Получается невареная и непрессованная сырная масса, которую затем натирают солью и прокалывают длинными иглами с грибками плесени для развития зелено-голубых прожилок внутри сыра. Представители сыров с голубой плесенью: Рокфор, Горгонзола, Данаблу, Фурм д’Амбер, Блё д’Овернь, Блё д’Косс, Блё д’Бресс, Дор Блю. Плесневые белые сыры имеют тонкую белую корочку, покрытую плесенью. Эти сыры жирные и мягкие. Сырная масса – текучая и имеет бледно-желтый цвет. После сгущения молока с помощью сычужного фермента, молочнокислых бактерий или растительного сгустителя сырную массу либо прессуют, либо обжигают. Затем сыр солят и обрызгивают  раствором специального грибка. Этот грибок всходит затем плесневым газоном на кругах  сыра, образуя в процессе созревания корочку.  Для созревания мягкие сыры помещаются в погреб на 2–6 недель. По форме они бывают круглыми, овальными или квадратными. Основные представители мягких сыров с благородной белой плесенью – Бри и Камамбер.   Практическая часть.                                 

Для наблюдения и эксперимента были выбраны гриб рода пеницилл из сыра Дор Блю и аспергилл из смешанной культуры, которая выросла сама по себе на хлебе. Индефикация принадлежности к роду осуществлялась по морфологическим признакам. Конидиеносец пеницилла многоклеточный, ветвящийся; конечные ответвления-кисточки. Конидиеносец аспергилла одноклеточный, на верхушке в виде головки от нее веером отходят короткие фиалиды (потому его называют  «лечебный гриб»). Из-за большой обсемененности жилых помещений спорами грибов и даже склероциями и пропагулами невозможно обеспечить строгий контроль чистоты культур, используемых в эксперименте. В исследуемом материале всегда содержится несколько диких форм, которые при создании подходящих условий начинают быстро размножаться. Было поставлено два эксперимента.

Эксперимент №1.

На хлеб были помещены две культуры грибов: Пеницилл из рода До Блю и аспергилл дикий. Через 4 дня после начала эксперимента аспергилл на одну треть покрыл хлеб. Пеницилл из сыра не продвинулся в захвате питательной среды, оставаясь в пределах сырной массы, с которой был занесен на хлеб. На хлебе, однако, обнаружен рост плесени, не имеющей отношения к пенициллу из рода Дор Блю. Еще через 3 дня было отмечено незначительное продвижение пеницилла на хлеб. Аспергилл полностью захватил предоставленную питательную среду.

Эксперимент №2

На сыр Адыгейский нанесены споры и пропагулы пеницилла из Дор Блю и аспергилла дикого. Через 4 дня наблюдается разрастание колоний и пеницилла, и аспергилла. Скорость зарастания питательной среды у них приблизительно одинаковая. Еще через три дня наблюдается подавление апергиллом колонии пеницилла.

Заключение

Гипотеза, согласно которой трофические предпочтения голубой плесени из сыра Дор Блю ограничиваются сырами, а в конкурентной борьбе за пищу выведенные человеком штаммы пеницилла будут проигрывать дикому аспергиллу, подтвердилась.  Пеницилл из Дор Блю значительно отстает от дикого штамма аспергилла в темпах накопления биомассы на хлебе. Несмотря на то что сыр Адыгейский – субстрат животного происхождения, аспергилл подавил колонию пеницилла. Вероятно, это связано с тем, что дикие штаммы грибов легче приспосабливаются к новым питательным средам, чем адаптированные под строго определенную среду и соответствующие условия выращивания.  Изучая литературу, в частности книгу А.Сухотина «Превратности научных идей», я нашла информацию о том, что Нобелевский лауреат, изобретатель пенициллина А.Флеминг сравнивал научные исследования с игрой. В подтверждение наблюдений великого ученого отмечу, что мое исследование не несет объективной новизны и в этом смысле значимость данной работы для большой науки ничтожна. Тем не менее, в моей работе содержатся обязательные элементы научного исследования: постановка целей; формулирование задач; выбор методов сбора и обработки фактического материала; проведение экспериментов, в результате которых я получила ответы на поставленные в задачах вопросы. В моем случае практическая ценность исследования– в приращении моего собственного знания о мире, в котором я живу. Это, во-первых. Во-вторых. Я использовала в своей работе научные методы. По объективным причинам я не использовала желательное в моем случае лабораторное микробиологическое оборудование, не применяла стандартные микробиологические приемы, а потому не работала с чистой культурой грибов. Именно в этом направлении я вижу перспективы развития своего исследования. Закончить свое исследование хочу словами И.А. Крылова: «На свете чудеса рассеяны повсюду». В самом деле, удивительные создания природы – грибы, наши соседи по планете, оказались намного более интересными и загадочными объектами, чем казалось мне в начале моей работы.

Список используемых источников и литературы.

1. Иванова А., Марфенина О. Многоликая плесень. // ж-л Наука и жизнь, №10, 2009
2. Биология. В 3 т. Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. 3-е изд. - М.: 2004. Том 1 - 454с., Том 2- 436с., Том 3- 451с. …
3. Ботаника: Курс альгологии и микологии Авторы: Под ред. Ю.Т. Дьякова Издательство: МГУ   год: 2007
4. Мир растений. Грибы. Том 2. Автор: Тахтаджян А. Л. (ред.) Издательство: Просвещение ISBN:  Год издания: 1991
5. Невероятно, но факт. Энциклопедия сенсаций. Для детей средн. и старш.шк.возр. / Ричард Платт [пер. с англ Т. Покидаева]. — М.: "Махаон",2008.  С. 96
6. Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника: в 2-х т. Т. 1: Пер с англ. — М.: Мир, 1990. С. 348