Научная статья Подавление мукора в хлебнице, или влияние фитонцидов на рост мукора.

Министерство образования и науки

Российская научно – социальная программа

«Шаг в будущее»

Областная   научно-практическая конференция

Молодых исследователей «Шаг в будущее» - 2014

Научная статья

Подавление мукора в хлебнице,  

или влияние фитонцидов на рост мукора.

Автор: Леонтьева Мария Андреевна

Россия, Тюменская область, Уватский район, п. Туртас

МАОУ «Туртасская средняя общеобразовательная школа», 8 класс

Научный руководитель:

Никитина Валентина Николаевна

учитель биологии высшей категории

МАОУ «Туртасская средняя общеобразовательная школа»

Тюмень -  2014

Подавление мукора в хлебнице, или влияние фитонцидов на рост мукора.

Леонтьева Мария Андреевна

Россия, Тюменская область, Уватский район, п. Туртас

МАОУ «Туртасская средняя общеобразовательная школа», 8 класс

1. Введение

Человек в течение своей жизни тесно связан с окружающей природой. Мы не можем быть изолированы от внешнего мира, нам необходимо определенные жизненные ресурсы, которые мы используем из природы.   В частности нам не обходима пища, вода, ресурсы жизнеобеспечения. Живые организмы находятся рядом с нами. Они могут использовать для поддержания своей жизни те же ресурсы, например плесневые грибы. Поэтому возникает проблемы защиты нашей пищи от отрицательного действия плесневых грибов, например мукора. Кроме этого есть опасность аллергизации  населения плесневыми грибами, потому что они могут спровоцировать грибковую бронхиальную астму. Ученые давно ищут способы защиты человека от плесневых грибов. В этом направлении сделано много открытий, например, открыты летучие вещества, выделяемые некоторыми растениями, которые обезвреживают токсины и замедляют рост патогенных плесневых грибов. Эти вещества называются «фитонциды».

Считаю, что эта проблема актуальна, так как часто купленный нами хлеб может очень быстро плесневеть. Поэтому я задумалась над вопросом как же можно подавить развитие мукора в хлебнице. Я сформулировала гипотезу «Если я буду использовать растения, выделяющие фитонциды, в хлебнице, то срок хранения хлеба увеличится».

Я поставила перед собой  

Цель: изучить  влияния фитонцидов растений на рост плесневых грибов (мукора).

Для решения данной цели сформулировала задачи:

1. Познакомиться с литературными данными о биологии плесневых грибов.
2. Выяснить какие растения обладают высоким содержанием фитонцидов.
3. Проведение эксперимента по выращиванию мукора.
4. Анализ результатов проведенного эксперимента, выводы, рекомендации.

         Объект исследования – плесневый гриб мукор.

Предмет исследования – влияние фитонцидов растений на рост мукора.

Материалы и методы  исследования.

Оборудование: хлеб, фитонцидоносные растения, чашки Петри.

Мы использовали метод эксперимента, а так же описательный метод.

2. Теоретическая часть.

2.1. Характеристика плесневого гриба мукора.

Грибы являются неотъемлемой частью живой природы и постоянно присутствуют рядом с человеком. В природе встречаются как полезные для человеческого организма грибы, так и опасные.

Грибы классифицируются по типу спор и строению специализированных спороносных структур. Изучаемый нами плесневый гриб относится к роду МУКОР, этот род входит в состав семейства МУКОРАЦЭА, ОТРЯД мукоралес, класс ЗИГОМИЦЕТЕС, тип ЗИГОМИКОТА, царство ФУНГИ, Надцарство ЭУКАРИОТА.

Мукор вызывает белый налёт на продуктах питания и их порчу. Через некоторое время налёт чернеет из-за образования многочисленных спорангиев со спорами (служат для бесполого размножения). Мицелий не поделён перегородками и представлен одной гигантской многоядерной разветвлённой клеткой. Грибница мукора представлена всего лишь одной сильно разросшейся и разветвленной клетки с множеством ядер в цитоплазме. Размножается этот гриб как обрывками грибницы, так и спорами. Некоторые нити грибницы поднимаются вверх, превращаясь в спорангиеносец, и расширяются на концах. В этих черных расширениях (спорангиях), похожих на головки, образуются споры

После созревания спор спорангии лопаются и споры разносятся ветром. В благоприятных условиях они прорастают в грибницу (приложение I: рисунок 1, рисунок 2)

2.2. Растения – источники фитонцидов.

Любой растительный организм в процессе своей жизнедеятельности вырабатывает вещества различной химической природы, в том числе и те, которые помогают в борьбе с болезнетворными микроорганизмами, способствуют выработке у растений иммунитета против различных заболеваний. К таким веществам относятся фитонциды – биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие не только различных микроорганизмов, но и паразитических червей, насекомых – переносчиков и возбудителей инфекционных болезней. Они выделяются как неповреждёнными, так и механически разрушенными растительными тканями (Швечикова и др., 1992).

Термин «фитонциды» был введен в 1928 г. Б. П. Токиным, состоит из сочетания двух слов «фитон» - растение,  а слово «цедере»  - убивать.

Фитонциды являются веществами различной химической природы, своеобразными естественными ядохимикатами, которые растения выделяют в целях самозащиты от вирусов, бактерий, грибков. Являясь физиологически активными веществами, фитонциды играют важную роль в обмене веществ и стимуляции жизненных сил любого живого организма. Фитонциды обнаружены у 1146 видов растений из 137 семейств, в том числе у 54 видов кормовых культур (Харченко, 1981).

Фитонциды обнаружены у 1146 видов растений из 137 семейств, в том числе у 54 видов кормовых культур (Харченко, 1981).

Учитывая, что количество и активность фитонцидов у одного и того же вида меняется в зависимости от условий место произрастания, а также то, что разные растения обладают различной фитонцидностью. Фитонциды повышают степень ионизации воздуха, а также обезвреживают токсины промышленного происхождения в воздухе и почве. Фитонциды различных видов растений не одинаковы по своему составу и действию.

Продукция фитонцидов изменяется в зависимости от сезона года, почвенных и климатических условий, времени суток, стадии вегетации растений и их физиологического состояния. В большинстве случаев выделение фитонцидов после разрушения (например, измельчения) растительных тканей прекращается в первые минуты, и даже секунды. Исключением являются летучие фитонциды корней дикого пеона, обнаруживающиеся даже через 24 часа, а также фитонциды чеснока, выделяющиеся спустя 200, а иногда 700 часов после их измельчения (Введенский, 1956).

Биологическая активность фитонцидов обусловлена бывает, как правило, не одним каким-то веществом, а всей совокупностью веществ. Различают: летучие фракции фитонцидов, фитонцидные свойства тканевых соков.

Химическая природа фитонцидов сложна и еще мало изучена. Установлено, что фитонциды, как правило, представляют собой смесь различных веществ, среди которых идентифицированы: эфирные масла, альдегиды, синильная кислота и д.р. Играя защитную роль, фитонциды оказывают бактерицидное или бактериостатическое действие. В большинстве случаев это не одно какое-либо вещество, а комплекс органических соединений, как, например, фитонциды чеснока, из которых выделен аллицин, дефензонат, сативин и выяснено химическое строение еще ряда препаратов. Из них полностью изучено химическое строение и осуществлен синтез лишь аллицина.

По мере развития науки об антибиотиках, полученных из низших растений, продолжается изучение фитонцидов - антибиотиков из высших растений. Развитие растений нередко сопровождается выделением летучих веществ, обладающих антимикробными свойствами. Способность живых растительных клеток выделять в процессе жизнедеятельности антимикробные яды названа советскими учеными фитонцидообразованием, а эти яды - фитонцидами (Б. П. Танин). Фитонциды, как фактор самозащиты, не только предохраняют живые ткани от размножения в них микробов, но одновременно активизируют многие жизненные функции растений. Являясь побочными продуктами обмена веществ растений, фитонциды образуются только живыми клетками.

3. Практическая часть.

Эксперимент по выращиванию мукора в домашних условиях был начат 8 апреля 2014 года в 21:00 и закончен 18 апреля 2014 года в 08.00. При проведении эксперимента использовались хлеб высшего сорта, полиэтиленовые пакеты, чашки Петри (приложение II)

Условия проведения эксперимента:

1. Освещение – нет прямого попадания солнечных лучей, комната находится на северной стороне помещения.
2. Влажность воздуха – обычная.
3. Температурный режим –25-27 градусов Цельсия.
4. Компоненты:

1. герань (свежесрезанные целые листья),
2. герань душистая (свежесрезанные целые листья),
3. чеснок (свежий, порубленный),
4. чеснок (свежий, целый),
5. лук репчатый (свежий, целый),
6. лук репчатый (свежий, порубленный),
7. контрольный материал – кусок белого хлеба без дополнительных компонентов.

Результаты исследований

Как видно из проведенного опыта, на образцах под номерами 1 (герань (свежесрезанные порванные листья)), 2 (герань душистая (свежесрезанные целые листья)), , 3 (чеснок (свежий, порубленный)), 6 (лук репчатый (свежий, порубленный)) уже на четвертый день появился мукор. Этому способствовала излишняя влажность компонентов и созданный в связи с этим микроклимат внутри полиэтиленового пакета

На образце №4 (чеснок (свежий целый)) мукор появился на шестой день, 5 (лук репчатый (свежий, целый)) на девятый день.

На контрольном материале (образец 7), т.е. на хлебе, рядом с которым не было ни одного дополнительного компонента, мукор появился только на восьмой день.

Заключение 

Выводы.  По результатам проведенного эксперимента очевидно следующее - наиболее оптимальные растения для подавления роста мукора в хлебнице - это лимон, лук и чеснок (в целом виде). Так же можно предложить использовать в быту хлебницы из натуральной древесины, а не пластмассы. Применение эфирных масел тоже становится приемлемым из-за доступности компонентов (продаются в каждой аптеке по невысокой цене) и отсутствия их запаха на хлебобулочных изделиях.

Рекомендации.

Проведя эксперимент и проанализировав полученные результаты, можно предложить следующее решение проблемы порчи хлебобулочных изделий в хлебнице. При хранении в домашних условиях хлеба и другой выпечки оптимальнее всего буханку разделять на порционные куски и хранить их в отдельных пакетах, в которых образуется определенный микроклимат. Это очевидно по результатам опыта с контрольным материалом, когда на хлебе без дополнительных компонентов мукор образовался лишь на восьмой день. А так же можно предложить класть в хлебницу целую луковицу или неочищенные дольки чеснока. Хотя можно применять и эфирные масла, которые сейчас можно найти в любой аптечной сети. Их использование еще более упрощает хранение хлебобулочных изделий. Эфирные масла не обладают свойством летучести и очень долго не испаряются, поэтому при покупке хлеба, один раз капнув масло на ватный спонж, в течение длительного времени можно его не проверять. Результаты проведенного опыта доказывают, что эфирные масла наиболее благоприятные компоненты для хлеба и дольше всех остальных фитонцидосодержащих растений сдерживают рост мукора. Учитывая, современное положение многих людей в этом есть, еще и экономическая выгода и польза. Так же можно хранить хлебобулочные изделия в хлебницах из натурального дерева. Проведенный эксперимент показал, что сосновый брусок не дает развиваться мукору на хлебе, но при этом хлеб более быстро становится черствым (особенности натуральных волокон, в частности древесины).

Литература

1. Энциклопедия для детей. Т.2. Биология. Глав. Ред. М.Аксенова; вед.науч.ред. Г.Вильчек. – М.:Аванта, 2004. 229стр.
2. Германов Н.И. Микробиология. Пособие для учителей, под ред. Проф., чл.-корр.АПН СССР П.А. Генкеля. М.: «Просвещение», 1967г., 21-25 стр.
3. Грин Н., Стаут., Тейлор Д. Биология. Т. 2.: Пер. с англ./ Под ред. Р. Сопера.- М.: Мир, 1990. 6стр.

4.http://window.edu.ru

5.http://pedagogicheskaya.academic.ru 

6.http://bibliofond.ru