Реферативно-исследовательская работа "Плесень и условия обитания"

XII Городской конкурс реферативно-исследовательских и проектных работ

учащихся 1-х – 8-х классов «Интеллектуалы XXI века»

Плесень и условия ее обитания

(Эколого-биологическая секция)

исследовательский проект

Автор: Патракова Полина,

1 класс, МАОУ «СОШ № 5

г.Челябинска»,

Научный руководитель:

Тавченкова Ольга Николаевна,

учитель начальных классов

первой категории

Челябинск, 2017

Оглавление

Введение……………..……………………………………………………….………..….3

1. Теоретические основы понятия «плесень», ее строение, виды ….…………..…5
2. Влияние плесневых грибков на жизнь  человека……..…....................................7

1. Опасная плесень…………………………………………………...…………...7
2. Полезная плесень……………………………………………………………….8

3. Определение экспериментальным путем условий развития плесени

     на продуктах питания ……………………………………..………………...…….....10

4. Рекомендации по хранению пищевых продуктов………………………………12

Заключение…………………………………………………………..………..…..……...13

Список литературы…………………………………………………..……………..……14

Приложение……………………………………………………………..………………..15

Введение

Обычно, в жизни, когда мы слышим слово «грибы», то сразу представляем себе крепыши боровики, подосиновики, грузди. Но, оказывается, они являются лишь небольшой частью третьего царства природы – царства грибов.

Было очень удивительно услышать от родителей, что неприятный серо-зеленого налет на кусочке старого хлеба, пушистый белый налет на испорченном апельсине, разноцветные мохнатые кружочки на старом варенье – это тоже грибы. В быту эту разновидность грибов называют плесенью.

С плесневыми грибками я впервые столкнулась и меня они заинтересовали, когда я увидела, что на поверхности оставленного на несколько дней открытым варенья образовался пушистый налет. Мама почему-то сказала, что варенье теперь испорчено. Я спросила почему? Мне объяснили, что из-за неправильного хранения на нем поселилась плесень и теперь варенье уже нельзя использовать в пищу, иначе можно получить отравление. Мама также объяснила, что из-за неправильного хранения плесень может появиться и на других продуктах, например, на хлебе, фруктах, грибах. Предупредила, чтобы я была внимательна и не использовала в пищу такие продукты.  

Плесень и грибки скрытно сопровождают человечество на протяжении всей его истории, и появилась она гораздо раньше самого человека. Изучением плесени, её полезных и вредных качеств занимаются целые научные лаборатории.

Однако, несмотря на множество научных исследований, плесень остаётся для нас пока загадкой, она до конца не изучена и появляется каждый раз в новом качестве. Мне стало интересно, что такое плесень, откуда она берётся и что из себя представляет, какую пользу и какой вред приносит. И самое главное, что нужно делать, чтобы не допускать появление плесени на продуктах питания.

Таким образом, актуальность данной работы обусловлена необходимостью увеличения сроков хранения пищевых продуктов. Противоречие между необходимостью увеличения сроков хранения продуктов питания, с  одной стороны, и отсутствием необходимых для этого правил, с другой стороны, определили проблему: что нужно делать, чтобы предотвратить появление на продуктах питания плесневых грибков. Все вышеизложенное и побудило выбрать тему работы: «Плесень и условия ее обитания».

          Итак, цель данной работы: выявить условия развития плесени на продуктах питания и составить рекомендации по хранению пищевых продуктов во избежание появления на них плесени.

Объектом является плесень.

Предметом являются условия развития плесени на продуктах питания

В основу данной работы положена гипотеза, согласно которой, определив условия развития плесени, можно сформулировать рекомендации по хранению продуктов питания.

В соответствии с целью и гипотезой были поставлены следующие задачи:

1. изучить теоретические основы понятия «плесень», ее строение, виды;
2. изучить влияние плесневых грибков на жизнь человека;
3. определить экспериментальным путем условия развития плесени на продуктах питания;
4. сформулировать рекомендации по хранению пищевых продуктов.

С целью достижения поставленных задач нами был разработан комплекс взаимосвязанных методов, включающий: 

• изучение и анализ научно-познавательной литературы;
• опытно-лабораторное исследование с целью изучения строения плесени;
• эксперимент с целью определения условий образования и роста плесневых грибов;
• сравнительно-сопоставительный анализ.

Теоретической значимостью данной работы является то, что она содержит дополнительный материал о плесневых грибах, их полезных и вредных свойствах.

Практическое значение работы заключается в систематизации знаний по данной теме, подготовке сообщения и презентации для учеников начальных классов о плесневых грибах, которое можно использовать на уроках окружающего мира, внеклассной работе.

1. Теоретические основы понятия «плесень», ее строение, виды

Плесень – один из самых древних живых организмов на Земле. Она появилась 200 миллионов лет назад и научилась выживать в любых условиях: в радиации, арктических льдах и открытом космосе. Она спасает жизни и способна убить. Плесень называют хлебом дьявола и плевком Бога. Она сказочно красива и одновременно вызывает сильную неприязнь. Плесень всемогуща, вездесуща и неистребима. Несмотря на множество научных исследований, плесень остается загадкой нашего мира и до сей поры до конца не изучена. Ученые считают, что если вдруг плесень захочет объявить нам войну, у человечества не будет даже шанса выжить. Однако, даже если на Земле произойдет глобальная катастрофа, сами плесневые грибы не погибнут. Мы даже не предполагаем, какие тайны и скрытые силы хранит эта проклятая и благословенная плесень [1].

Плесень – это бытовое, а не научное понятие. Собирательным словом «плесень» называют колонии грибков, которые бывают самые разные:

- плесневые грибки (они распространены повсюду и могут жить даже на камнях);

- грибки синевы (обитают в клетчатке дерева);

- грибки гниения (их представителями является бактериальная, белая, бурая гниль);

- дрожжевые грибки (специфический налёт на растениях) [2].

Плесневые грибки распространены практически всюду. Они обнаруживаются, как в жилище человека, так и во внешней среде.

Наиболее часто встречающимися видами плесени являются: мукор, пеницилл, аспергилл (рис.1).

Плесень относится к особому царству живой природы – царству грибов.

Плесневые грибы – это разнообразные грибы, формирующие ветвящиеся мицелии без крупных плодовых тел. Эти грибы и грибообразные имеют микроскопические размеры. Их можно увидеть только под микроскопом, невооруженным глазом видно лишь единую массу [3].

Внешне плесень может напоминать грязь или пятна, например, когда она образуется на стенах в ванной комнате между плитками кафеля (рис.2).

Посинение, позеленение поверхностей, шелушение стен, махры или растущая "борода", черные точки на потолке свидетельствуют о присутствии плесени. Порой плесень имеет вид пленок, корочек, рыхлого или порошкообразного налета на испорченных пищевых продуктах, прелых листьях, на гнилой древесине (рис.3).

Колонии плесневых грибков могут быть окрашены в разные цвета и оттенки. Чаще всего встречаются плесени красные, жёлтые, зелёные, голубые, чёрные, бурые, серые, белые с розовым и сиреневым оттенком (рис.4).

Плесневые грибы распространяются по воздуху в виде микроскопических спор, которые летают по воздуху, выискивая подходящее для обитания место (температура воздуха выше 20°C, относительная влажность более 90%). Попадая в подходящую среду, спора при необходимой температуре и уровне влажности начинает прорастать.

Плесень размножается невероятно быстро. В обыкновенной хлебной плесени можно различить маленькие черные точки – спорангии, в которых образуются споры. В одном спорангии содержится до 50000 спор, каждая из которых способна воспроизвести сотни миллионов новых спор всего за несколько дней [6].

Тело плесневых грибов представляет собой грибницу – мицелий (от греч. «микес» - «гриб»), состоящую из тонких бесцветных (иногда слегка окрашенных) нитей – гиф (от греч. «гиф» - «ткань», «паутина») с неограниченным ростом и боковым ветвлением. 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 вглубь 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. Чем больше поверхность грибницы, тем лучше живётся грибу. Так как у плесневых грибов нет возможности передвигаться для поиска пищи, то они «обитают» в самой пище (рис.5, рис.6, рис.7) [4].

Грибки могут расти на самых разных поверхностях животного или растительного происхождения, на живом и мертвом материале.

Они окружают нас повсюду, являясь неотъемлемой частью существования нашей планеты и нашей жизни. Они развиваются практически повсеместно. Большие колонии растут на питательных средах при высокой температуре и повышенной влажности, причем при условии наличия пищи рост их невозможно ограничить. Отличаясь неприхотливостью к среде обитания и пище, их находили даже в ракетном топливе и в жерле вулкана.

Таким образом, плесень – это гриб, который приспосабливается к любым условиям жизнедеятельности, известный с древних времен, плесень всеядна и вездесуща.

2. Влияние плесневых грибков на жизнь человека

Яркие, разнообразные по цвету колонии плесневых грибков. Кажется, что плохого в этой живой субстанции? Издавна считалось, что плесень безвредна для людей и даже в чем-то полезна. Так ли это?

Оказывается, плесень бывает разная. Но в большей своей части она приносит своей деятельностью вред человеку, является опасной.

1. Опасная плесень

Плесневые грибки опасны для человека. Даже в чистой комнате человек вдыхает воздух, наполненный их спорами. Плесень выделяет токсические вещества – микотоксины, которые могут нанести вред организму людей и животных. Действие плесени ощущается, когда ее споры проникают через вдыхаемый воздух, через поверхность кожи или проглатываются вместе с пищей.

Споры проникают в дыхательные пути и «оседают» внутри нас. Они снижают иммунные функции человеческого организма. Открывается дорога бактериям и вирусам, что и приводит к возникновению заболеваний. 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.

Поражая органы и кости, она вызывает страшные заболевания (вот краткий перечень заболеваний, связанных с плесенью: мигрень, насморк, отит, бронхит, ринит, бронхиальная астма, сердечно-сосудистые нарушения, микотоксикоз) [1].

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.

Некоторые плесневые грибы, существенно снижая 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.

При сильном развитии плесневых грибов в соломе возможно саморазогревание и даже воспламенение стогов [6].

Развитие плесневых грибов на поверхности строительных и отделочных материалов приводит к физическому разрушению последних. Особенно вредоносное влияние оказывает плесень на деревянные конструкции. Опасной в данном случае является черная плесень. От которой практически невозможно избавиться. Ее можно пытаться вывести с помощью разных средств, предназначенных для борьбы с плесенью, но избавиться навсегда – невозможно.

Плесневый грибок не боится агрессивных химических веществ, низких температур и даже воздействия радиации. Плесень может разрушить даже кирпич, бетон и штукатурку.

Таким образом, плесень наносит огромный  вред здоровью человека, вызывает порчу продуктов, разрушает необходимые для жизнедеятельности человека материалы, такие как дерево,  металл, бетон и т.д.

2. Полезная плесень

Оказывается, существует и полезная плесень.

В 1928 году английский микробиолог Александр Флеминг случайно обнаружил антибактериальное свойство зеленой плесени, которая способна убивать бактерии, причину гнойных инфекций. Это было открытием антибиотика пенициллина. Из пенициллина изготовили лекарство. Во Вторую Мировую войну 95% военнослужащих с инфицированными ранами вылечились. Это открытие положило начало производству препарата пенициллина, который считается «самым действенным средством в современной медицине» [5].

Микробы против микробов! Этот закон, открытый И. И. Мечниковым, стали применять в своих работах учёные всего мира. Пенициллин не только убивает стафилококк, вызывающий у человека заражение крови. Пенициллин побеждает микробов – возбудителей дифтерии, менингита, воспаление лёгких, сибирской язвы и других болезней. И в то же время этот препарат безвреден для человека (рис.8) [5].

Многие виды плесени специально культивируют и выращивают, берегут, создают все условия для произрастания и развивают много лет, бережно отслеживая каждое поколение. «Правильная» плесень имеет родословную и называется «благородной».

Больше всего плесени разводят, конечно, на сыре. Голубая, красная, белая – она помогает придать каждому сорту неповторимый оттенок вкуса. Она может быть на поверхности сыра или образоваться внутри. Голубые сыры «Рокфор», «Горганзола» и «Стилтон» получают внедрением спор плесени вида пеницилловых. 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 (рис.9, рис.10).

Плесень ботритис серый, или благородная плесень, повышает концентрацию сахара в виноградных ягодах, благодаря чему вкус вина становится более насыщенным. В винном погребе, где происходит процесс брожения, особая погребная плесень придаёт вину его окончательный вкус. Если перефразировать пословицу венгерских виноделов, можно сказать: «Благородная плесень делает хорошее вино».

 «Самая страшная» плесень на сей момент Аспергиллус Нигер. Черная плесень, которая вызывает страх и ужас. Однако с её помощью производятся в промышленных масштабах:

лимонная кислота (Е330),

глюконовая кислота (Е574),

пектиназы, глюкоамилазы и ещё много других ферментов,

являются основным агентом в ферментации некоторых сортов чая (Пуэр),

заменитель сахара (кукурузный сироп, который добавляют в разные напитки, йогурты и т.д.).

У «черной плесени» есть еще родственник, который более 2000 лет используется для производства соевого соуса и сокэ. Соевый соус, один из основных компонентов азиатской кухни - это, по сути, жидкость, выделившаяся из заплесневевших и начавших разлагаться соевых бобов. «Испорченные» продукты стали основой многих блюд японской кухни. Да и подающийся в любом японском ресторане планеты суп мисо приготовлен из риса, сои или пшеницы, зараженных все тем же грибком [8].

Таким образом, благородная плесень используется в фармакологии. Лекарства на основе плесени спасают людей от различных заболеваний. Плесень нужна для приготовления различных продуктов питания.

3. Определение экспериментальным путем условий развития плесени на продуктах питания

В ходе изучения литературы я очень много узнала о плесени интересного: её строение, виды, что она может быть и опасной, и полезной для человека, и мне захотелось поделиться, рассказать одноклассникам о ней. Но перед этим я решила попробовать вырастить плесень сама и посмотреть, какие условия более благоприятны для её роста.

Эксперимент 1

Для эксперимента я взяла 6 кусочков хлеба, положила на блюдца. Три из них поместила в прозрачные целлофановые пакеты. Затем распределила кусочки: у батареи центрального отопления, при комнатной температуре и в холодильник. В каждое место положила один кусочек в целлофане и один без него.

Нумерация образцов:

№1. Блюдце с хлебом открытое возле батареи (температура около +30 °С).

№2. Блюдце с хлебом в полиэтиленовом пакете возле батареи (температура около +30 °С).

№3. Блюдце с хлебом открытое на столе при комнатной температуре (температура около +20 °С).

№4. Блюдце с хлебом в полиэтиленовом пакете на столе при комнатной температуре (температура около +20 °С).

№5. Блюдце с хлебом открытое в холодильнике (температура около +5 °С).

№6. Блюдце с хлебом в полиэтиленовом пакете в холодильнике (температура около +5 °С).

Наблюдения велись в течение 14 дней. Наблюдения и изменения в ходе эксперимента зафиксированы в виде фотографий (рис.11, рис.12, рис.13, рис.14), данные занесены в таблицу 3.1.

Результаты и выводы: на образце, который находился возле батарей в полиэтиленовом пакете быстрее всего образовалась плесень. Затем, позднее она появилась на кусочке хлеба, который находился в полиэтиленовом пакете при комнатной температуре. Кусочек хлеба находящийся возле батареи в открытом виде очень быстро засох. Кусочек хлеба без полиэтилена при комнатной температуре тоже засох через некоторое время. На кусочках хлеба находящихся в холодильнике даже через 14 дней плесени не было. Только кусочек без полиэтилена стал немного черствым.

Таким образом, наиболее благоприятные условия для появления и роста плесени условия – это теплая влажная среда, без доступа воздуха.

Эксперимент 2

Мне стало интересно, а нужен ли свет для роста плесени, так же как и  для растений. И я провела второй эксперимент.

Для эксперимента я взяла 2 кусочка хлеба, положила на блюдца и поместила один в прозрачный полиэтиленовый пакет, а другой в черный непрозрачный полиэтиленовый пакет. Затем оба разместила недалеко от батареи. Проверила результат через три, а затем пять дней.

Наблюдения велись в течение 14 дней. Наблюдения и изменения в ходе эксперимента зафиксированы в виде фотографий (рис. 15, рис.16, рис.17).

Результаты и выводы: через три дня на обоих кусочках хлеба появилась плесень. На пятый день она увеличилась и на том, и на другом. Таким образом, наличие света значения для развития плесени не имеет.

4. Рекомендации по хранению пищевых продуктов

Опираясь на результаты исследования, можно сформулировать рекомендации по хранению продуктов питания:

1. Хлеб необходимо хранить в сухих, хорошо проветриваемых местах, не допуская проникновения влаги.
2. Для быстропортящихся продуктов лучше использовать герметичные вакуумные упаковки.
3. Хранить продукты нужно в холодильнике, так как низкие температуры задерживают развитие плесени.
4. Для хранения некоторых видов продуктов (грибы, хлеб) можно использовать такой способ обработки как сушка – удаление влаги из продукта.
5. Хорошо проветривать и убирать помещение, так как плесень обожает тепло, влагу, плохую вентиляцию и грязь.

Заключение

Изучив теоретические основы понятия «плесень», ее строение и виды, я узнала, что плесень – это микроскопические грибы, образующие характерные налёты на поверхности органических субстратов (пищевые продукты, бумага, кожа, текстиль и др.). Плесень распространяется очень быстро и заражает все доступные поверхности.

Изучив влияние плесневых грибков на жизнь человека, узнала, что 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 и т.д.

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.

Экспериментальным путем определила, что важным условием развития плесени является влажность, тепло и отсутствие кислорода. Таким образом, надо соблюдать меры правильного хранения продуктов. При низкой температуре и в сухих условиях споры плесени не развиваются.

Заключительным этапом работы явилась формулировка рекомендаций по хранению пищевых продуктов во избежание образования на их поверхности плесени. Хлеб необходимо хранить в сухих, хорошо проветриваемых местах, не допуская проникновения влаги. Быстропортящиеся продукты держать в герметичных вакуумных упаковках. Хранить продукты в холодильнике. Для некоторых продуктов использовать такой способ обработки как сушка.

Таким образом, проводя эту исследовательскую работу, я узнала много нового и интересного о плесени и плесневых грибах. Узнала, что плесень может быть не только вредной, но и полезной. Я наблюдала за появлением и ростом плесени на хлебе в различных условиях. На основе наблюдений сделала выводы и постаралась сформулировать рекомендации по хранению продуктов. Таким образом, по итогам проделанной работы, можно сделать вывод, что, определив условия развития плесени, мне удалось сформулировать рекомендации по хранению продуктов питания. То есть гипотеза исследования подтвердилась, цель и задачи выполнены.

Было бы интересно продолжить работу по исследованию плесени: сравнить различные виды плесени на разных продуктах, посмотреть их в микроскоп, понаблюдать за плесенью, живущей на древесине, бетоне, камнях, как на неё влияют различные условия окружающей среды и, исходя из наблюдений, проанализировать и подобрать наиболее эффективные методы борьбы и профилактики грибковых заражений.

Список литературы

1. Документальный фильм «Плесень» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.youtube.com/watch?v=1lgAzVOEnUM
2. Дроняев, Б.М. Все обо всем. Популярная энциклопедия для детей [Текст] / Б.М. Дроняев. – М.: АКТ, 1995. Т.3 – 541 с.
3. Исмаилова,  Р.И.  Биология. Энциклопедия для детей [Текст] / Р.И. Исмаилова. – М.: АВАНТА, 1995. – 432 с.
4. Корчагина, В.А. Биология [Текст] / В.А. Корчагина. – М.: Просвещение, 1993. – 256 с.
5. Плесень во спасения [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://yourangel.ucoz.ru/publ/chem_opasna_plesen/1-1-0-4
6. Славкин, В.В. Все обо всем. Популярная энциклопедия для детей [Текст] / В.В. Славкин. – М.: АКТ, 1995. Т.1 – 448 с.
7. Трифонова, М.М. Место эксперимента – кухня / М.М. Трифонова. – Саратов: Детская книга, 1991. – 368 с.
8. Чистовский, О.П. Грибы-целители / О.П. Чистовский. – М.: Юнипресс, 1997. – 256 с.