исследовательская работа Плесень

Городской конкурс исследовательских работ и творческих проектов младших школьников «Дебют»

Исследовательская работа

Секция: «Мир открытий»

Тема: «Плесень и ее развитие»

                                                                 Автор работы: Акулов Владимир

  Класс, школа: 4 «Д» класс

  МОАУ «СОШ №72»

                     Учитель: Яковлева Татьяна Юрьевна,

         учитель высшей квалификационной

            категории МОАУ «СОШ №72»

 Оренбург, 2021 г.

Содержание:

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

1.   Теоретическая часть…………………………………………………………..…..5

1.1. Что такое плесень? …………………………………………………………...…5

1.2. Виды плесени………………………………………………………………..…..7

1.3. Свойства плесени………………………………………………………….…...10

1.4. Защита от плесени…………………………………………………………..….13

2.       Практическая часть……………………………………………………………..14

2.1.  Выращивание плесени в домашних условиях…………………………...…...14

2.2. Влияние фитонцидов на развитие плесневых грибков……………………….15

2.3. Выращивание благородной плесени……………………………………..……16

Заключение…………………………………………..…………………………...…17

Список литературы…………………………………………………………………18

Приложения……………………………………………………………………...….19

                                            Введение

В нашей жизни мы часто сталкиваемся с плесенью. Это может быть несвежий продукт, который покрылся серым налетом. Могут быть черные пятна на сырой стене в подъезде. Либо листва в осеннем лесу, покрытая белым налетом. Плесень окружает нас везде: в воздухе, в почве, на растениях, на поверхности воды. Она является вредителем, пытаясь навредить нам или нашему имуществу.

Плесень появилась на Земле в числе самых первых живых организмов, но до сих пор она остаётся «тайной за семью печатями». Несмотря на множество научных исследований, плесень остаётся одной из загадок, она до конца не изучена и появляется каждый раз в новом качестве.

Если продукты долго не есть,

Они могут просто заплесневеть,

Покроются мхом и темным пятном,

Становятся вредным веществом!

Актуальность: Я считаю, что данная тема актуальна, т.к. плесень остается одной из загадок человечества и полностью не изучено ее влияние на человека.

Цель: выяснить условия появления плесени и факторы, сдерживающие ее развитие.

Объект исследования: плесень на продуктах питания.

Предмет исследования: условия развития плесени на продуктах питания и меры борьбы с ней.

Гипотеза: предполагаю, что для развития плесневых грибков необходимо создать определенные условия.

Задачи исследования:

- изучить понятие плесени, ее свойства и виды;

- выявить условия возникновения плесени и ее развития;

- выяснить влияние фитонцидов на появление и развитие плесени.

Методы исследования:

- сбор и анализ информации по данной теме;

- систематизация данных;

- самостоятельное выращивание плесени;

- наблюдение за развитием плесени.

1. Теоретическая часть

1.1 Что такое плесень?

Плесень появилась на Земле более 200 млн. лет назад. 

В медицинском словаре дано определение, что плесень – это любой многоклеточный волокнистый гриб, который обычно образуется поверх разлагающегося или гниющего вещества [1]. 

Плесень относят к классу грибов, которых в природе насчитывается свыше     100 000 видов. Известно, что лишь около 100 видов грибов опасны для людей и животных. Другие играют важную роль в экологической цепи: они участвуют в разложении органических веществ и их переработке, что служит удобрением для новых растений. Другие виды грибов сосуществуют с растениями в симбиозе, помогая им впитывать полезные вещества из почвы.

Грибок, про который пойдет речь далее, бывает плесневым (растет на камне, бетоне, краске, бумаге и коже – например, в ванной комнате и на книгах), грибком синевы (растет в клетчатке дерева), грибком гниения (бактериальная, белая, бурая гниль, растущая на древесине), дрожжевым грибком (на пищевых продуктах – причем на любых: поражает любой продукт без разбора). Плесневые грибки распространены практически всюду – как в жилище человека, так и во внешней среде.

Плесень и ее споры вместе с другими микроорганизмами (вирусами, бактериями) обнаруживаются в воздухе любого помещения, как отдельно, в виде мелких частиц, так и в форме микровключений в пылевые частицы (Приложение 1). И на улице, и в помещении количество спор подвержено сезонным колебаниям. Так, некоторые грибы образуют споры круглогодично – например Penicillium. Другие, паразитирующие на растениях (такие, как Cladosporium, Alternaria), появляются весной, летом и осенью, а зимой исчезают [5].

Плесень – это особый мир.

Жители этого параллельного нам мира сходны по своим характеристикам с бактериями, растениями и животными.

И все-таки более близка плесень к растениям. Как и их родственники растения, грибки поглощают питательные вещества всей своей поверхностью, а не заглатывают, в отличие от животных. Причем если человек и животное должны сначала проглотить пищу, а затем переварить ее, у плесени все происходит наоборот. Если органические молекулы слишком велики или их состав очень сложен, плесень выделяет пищеварительные ферменты, которые расщепляют молекулы на более простые, легко усвояемые организмом соединения.

Плесень неприхотлива к пище. Для питания она использует готовые органические вещества, содержащие углерод (крахмал, сахар, глицерин) и азот. Не способна искать себе пропитание. Она сразу поселяется на самой пище. Питание происходит путем всасывания веществ, предварительно обработанных ферментами самих микроорганизмов.

 С растениями плесень роднят и другие факторы: неподвижность, верхушечный рост, наличие клеточных стенок.

Однако в отличие от растений грибки не могут использовать солнечную энергию, питаться углекислым газом из воздуха и синтезировать органические молекулы, вещества из углекислого газа, как это делают растения. Напротив, плесень разрушает органическую материю, выделяя при этом в атмосферу углекислый газ, летучие вещества, эфирные масла и минеральные вещества, – что создает ее сходство с бактериями. Так же как бактерии, грибки имеют клеточное строение. Однако если в клетке бактерии мы не найдем ядра, то грибная клетка может иметь одно или несколько ядер.

Вместе с тем плесень проявляет и ряд черт, свойственных животным. Так же, как и животные, грибки употребляют готовые органические вещества в виде разнообразных растений и животных останков [3].

1.2 Виды плесени

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.

Существуют различные виды плесени. Она может различаться по цвету, строению и влиянию на здоровье человека.

Чёрная плесень зачастую пугает людей больше всего, так как она является более заметной на многих поверхностях (Приложение 1).

Она выглядит как чёрные пятна небольших размеров. Чёрная плесень – это не один конкретный вид, а целая группа, так как такой цвет могут приобретать разнообразные штаммы на разных этапах развития. Также оттенок может зависеть и от поверхности, на которой грибок поселился. Может появляться на продуктах питания и на поверхностях при условии высокой влажности [4].

 Зеленая плесень – род грибков из группы аскомицетов. Она тоже может считаться весьма распространённой. Её споры чаще всего обнаруживаются в почве или в самых разных органических материалах, например, в компосте (Приложение 1).   

Грибки выглядят как светло-зелёный налёт с неровной поверхностью. Нередко зелёная плесень поражает овощи и фрукты, а также другие продукты (особенно кисломолочные). Она довольно быстро развивается и почти сразу проникает вглубь тканей, тем самым заражая их полностью. Именно поэтому употребление испорченных фруктов может привести к серьёзным отравлениям. Нередко зелёная плесень обосновывается на строительных материалах (особенно на дереве) и начинает постепенно разрушать их. Зелёная плесень довольно прихотлива, так как любит повышенную влажность, а также относительное тепло. Оптимальная для размножения температура – это 20-25 градусов. 

Розовая плесень представлена родом трихоцетий, который включает в себя около 70 различных видов грибков (Приложение 1).

Она выглядит как светло-розовый матовый или слегка пушистый налёт. Чаще всего такие грибки безобидны и безопасны для людей, но всё же употреблять их в пищу не стоит. Данный вид в большинстве случаев поражает растительные остатки, а также продукты разложения или гниения, например, гниющие растения, испорченные овощи или фрукты, неправильно хранящиеся крупы и зёрна. 

Белая плесень тоже распространена, но, как правило, опасений вызывает гораздо меньше. Действительно, она менее опасна (Приложение 1).

Чаще всего белая плесень поражает почву (в том числе и ту, в которой обитают комнатные растения), деревья, различные растения, а также сыр и хлеб. Некоторые виды используются для изготовления благородных сыров. Грибки выглядят как белый налёт с множеством переплетений тончайших нитей. 

Голубая плесень – это грибки синевы, которые чаще всего поражают дерево.

Некоторые виды используются для изготовления сыров (Приложение 1). Такие грибки выглядят как голубой налёт. Для людей голубая плесень опасности не представляет. 

Серая плесень относится к сапрофитным микрогрибам и очень опасна для людей (Приложение 1). Выглядит она как серый налёт. Стоит отметить, что серая плесень может поражать как любые поверхности и материалы, так и продукты питания [3]. 

Виды плесени довольно многочисленны, но причины появления грибков одинаковые:

- Отсутствие вентиляции. Если имеет место быть недостаток свежего воздуха, то грибки быстро приживутся и начнут размножаться. Именно поэтому они чаще всего обитают в плохо проветриваемых помещениях, например, в ванных комнатах или погребах.

- Повышенная влажность. Это условие для размножения грибков является идеальным. И если влажность повышается до 90-95%, то плесень сразу начинает развиваться. Во влажном помещении на поверхностях образуется конденсат, который и провоцирует образование плесневого налёта.

- Перепады температур. Они приводят к образованию конденсата.

- Плохая герметизация. В этом случае влага проникает в помещение (или в упаковку с продуктами, например) [7]. 

                                              1.3 Свойства плесени

Грибы играют большую роль в жизни человека, и плесневые грибы не исключение. У плесени можно выделить как полезные, так и вредные свойства.

Полезные свойства плесени.

В 1928 году английский микробиолог Александер Флеминг случайно обнаружил антибактериальное свойство зелёной плесени. Эта плесень, названная Penicillium notatum, способна убивать бактерии, но безвредна для человека и животных. Это открытие положило начало производству пенициллина, который считается «самым действенным средством в современной медицине» (Приложение 2). В 1945 году Флеминг и его коллеги Хоуард Флори и Эрнст Чейн удостоились за свой труд Нобелевской премии в области медицины. С тех пор плесень стали применять для получения различных лекарственных препаратов, например, лекарств от мигрени, для лечения болезни Паркинсона и предотвращения образования тромбов.

Плесень также открыла двери в восхитительный мир вкуса. Взять, к примеру, сыр –   бри, камамбер, голубой датский сыр, горгонцола, рокфор и стилтон, все они обязаны своим особенным вкусом некоторым видам плесени рода пенициллиум. То же самое можно сказать и о салями, соевом соусе и пиве.

Кроме того, плесень применяется в виноделии. Ягоды винограда, на которых образовалось нужное количество плесени, собирают в определённое время и используют в производстве элитных десертных вин. 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 [4].

Вредные свойства плесени.

Помимо того, что микроскопический грибок способен уничтожать целые здания, он еще и ядовит для человеческого организма [4]. В процессе роста он вырабатывает вещества, которые поражают легкие, кишечник, кожу. Их споры 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.

Об опасных свойствах некоторых видов плесени известно уже давно. В VI веке до н.э. ассирийцы использовали древний вид биологического оружия – спорынью, с помощью которой они отравляли воду в колодцах своих врагов. В средние века той же самой плесенью, которая иногда появляется на колосьях ржи, вызывало у многих людей зуд, судороги, галлюцинации и гангрену. Эта болезнь, известная как эрготизм, называлась тогда «огонь святого Антония», так как многие, кто от неё страдал, совершали паломничество к гробнице святого Антония во Франции, надеясь на чудесное исцеление. Жители сельской местности, конечно, знают, что такое спорынья или рожки. В колосе ржи, а иногда и других злаков, среди обыкновенных, здоровых зерен попадаются зерна крупные, уродливые, действительно похожие на рожок темно-фиолетового цвета. Грибок, вызывающий эту болезнь, проникает в завязь цветка. Здесь его грибница сильно разрастается, образуя твердый, плотный рожок. Это и есть спорынья. Она ядовита. Семена от нее нужно очищать. Хлеб, испеченный из муки, содержащей значительное количество спорыньи, может вызывать тяжелую болезнь, которую называют «злые корчи», и даже смерть. Название болезни показывает, что яд спорыньи вызывает сильное сокращение мускулов (судороги), спорынью употребляют в медицине, но только по предписанию врача и в очень малых дозах.

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 – это самое сильное канцерогенное вещество, которое выделяет плесень. В одной азиатской стране каждый год от действия этого канцерогена погибает 20.000 человек. Это опасное для жизни вещество использовалось в производстве современного биологического оружия.

Плесень способна выделять токсические вещества, которые могут нанести вред организму людей и животных. Действие плесени ощущается, когда её споры проникают через вдыхаемый воздух, через поверхность кожи или проглатываются вместе с пищей [3].

1.4 Защита от плесени

Часто можно услышать, что то или иное растение полезно выращивать дома, поскольку оно выделяет фитонциды. Фитонциды – природные антибиотики.

Фитонциды – это вещества растительного происхождения, обладающие свойством убивать или тормозить рост микроорганизмов [2]. Фитонциды были открыты профессором Б. П. Токиным в 1928 году. Фитонцидами богаты: пихта, сосна, ель, полынь, душица, хрен, редька, а также соки клюквы, клубники, земляники, черной смородины. Чеснок и лук обладают противотифозными и антидифтерийными фитонцидами. Бактерицидными свойствами обладают также дикорастущий лук, сибирский кедр, лиственница, черемуха, можжевельник. У одних растений эти химические вещества способны убивать простейшие организмы, у других они менее губительны и способны только затормаживать размножение микроорганизмов [6].

2. Практическая часть

 2.1 Выращивание плесени в домашних условиях

Изучив понятие плесени, ее виды, у меня возникло еще больше вопросов: А как же появляется плесень? Откуда она берется?

Я проведу исследование и выясню, как образуется плесень в домашних условиях, что влияет на ее появление. Узнаю при каких условиях образуется плесень.

Я взял четыре кусочка хлеба:

Образец № 1 – сухой хлеб уберу в полиэтиленовый пакет.

Образец № 2 – сухой хлеб.

Образец № 3 – хлеб, смоченный водой.

Образец № 4 – хлеб, смоченный водой, уберу в полиэтиленовый пакет.

Все образцы убрал в темное место. Буду ежедневно наблюдать, что происходит с образцами (Приложение 3).

На второй день образцы № 2, 3 немного подсохли, образцы № 1, 4 остались без изменений.

На третий день образцы № 2, 3 засохли, образцы № 3, 4 остались без изменений.

На 4 день на образце № 4 появились желтые пятна. Образец № 1 остался без изменений, образцы № 2, 3 засохли.

На 5 день плесень продолжала расти на образце № 4. Образец № 1 остался без изменений. Образцы № 2, 3 превратились в сухари.

При рассмотрении плесени, можно увидеть, что она выглядит как тонкие нити.

Вывод. На основании моего опыта, я вижу, что плесень образовалась на образце, который был влажным и помещен в герметичный полиэтиленовый пакет, куда не попадал воздух. Таким образом, для образования плесени нужны влага, тепло и отсутствие воздуха, которые были созданы в полиэтиленовом пакете.

2.2 Влияние фитонцидов на развитие плесневых грибков

Изучив влияние фитонцидов на плесень, я буду наблюдать, как фитонциды влияют на образование и развитие плесени. Для этого я выложил на влажную салфетку кусочки хлеба, а сверху положил кусочки лука, чеснока, лимона, порошок горчицы, листок цветка Спатифиллум и соду (для изучения влияния щелочной среды) (Приложение 4).

Уберу все это в темное место.

На 2-й день моего опыта никаких изменений не произошло.

На 3-й день также без изменений.

На 4-й день я вижу, что кусочки хлеба с луком, чесноком, лимоном, листом Спатифиллума стали покрываться плесенью. Образцы с горчицей и содой неизменны.

На 5-й день я вижу, что плесень продолжает развиваться на всех кусочках хлеба, кроме тех кусочков, на которых горчица и сода.

Вывод. На основании моего опыта, видно, что фитонциды горчицы не только предотвращают появление плесени, но останавливают развитие уже появившейся плесени. Фитонциды лука, чеснока и лимона незначительно снижают время появления плесени и скорость ее развития на хлебе. Щелочная среда соды также подавляет образование плесени.

2.3 Выращивание благородной плесени

Известно, что благодаря плесени, были изобретены благородные сыры. Попробую в домашних условиях вырастить благородную плесень на сыре. На обычном сливочном сыре я выложил кусочки сыра Дорблю с голубой плесенью. Убрал сыр в герметичный контейнер и в холодильник (Приложение 5).

Спустя 21 день, наш сыр покрылся голубой плесенью.

Вывод. На основании опыта, видно, что сыр с голубой плесенью можно сделать в домашних условиях, но при этом необходимо соблюдать температурный режим.

На основании опытов и сделанных мною выводов, я разработал рекомендации «Как защитить пищу от плесени»:

1. Необходимо закрывать готовую пищу пленкой, чтобы защитить ее от спор плесени из воздуха.

2. Выкладывать скоропортящуюся пищу из открытых консервных банок в чистые контейнеры и немедленно ставить их в холодильник.

3. Не оставлять скоропортящиеся продукты вне холодильника более, чем на два часа.

4. Хранить остатки пищи не более, чем 3-4 дня, чтобы плесень не успела вырасти.

Следуя этим рекомендациям, можно обезопасить себя от образования нежелательной плесени и продлить срок хранения скоропортящихся продуктов.

Заключение

В ходе выполнения данной исследовательской работы мною была изучена литература, содержащая информацию по данной теме. Изучение литературных источников позволило более полно изучить плесень и экспериментально выяснить условия, способствующие возникновению плесени.

В ходе выполнения экспериментальной части работы я выяснил, что:

• Повышенная влажность и температура воздуха способствует усиленному размножению плесневых грибов – образованию огромного количества спор, которые, попав в воздух, разносятся на большое расстояние потоком воздуха.

• Плесневые грибы растут на продуктах очень быстро, вызывая их порчу и делая их непригодными для питания. Поэтому надо соблюдать меры правильного хранения продуктов, использовать растения-фитонциды, соблюдать чистоту на кухне, не использовать в пищу хлеб и другие продукты, зараженные плесневым грибком.

• Сыры благородных сортов можно приготовить в домашних условиях при соблюдении всех условий и температурного режима.

Закончив свою работу, я могу сказать, что достиг цели и задач, поставленных перед началом работы. Теоретический анализ показал, что в литературе подробно изучены эти вопросы. Но экспериментальная работа над проектом показала, что много неисследованного осталось по данной проблеме. Исследование плесени – процесс трудоемкий и длительный, но увлекательный и захватывающий.

Список литературы:

1.   Рудницкий Л.В. Плесень – лекарство или яд? – Спб.: Питер, 2010. – 144 с.

2.   Блинкин С. А., Рудницкая Т. В. Фитонциды вокруг нас. – М.: Знание, 1981. –          144 с.

3.   Марфенина О., Иванова А. Научно-популярный журнал «Наука и жизнь» // Многоликая плесень. 2009. №10. С. 16-24.

4.   http://www.log-in.ru/articles/1294/ - плесень хорошая и плохая.

5.   http://ru.wikipedia.org/wiki/Плесень - плесневые грибы, материал википедии.

6.   https://ru.wikipedia.org/wiki/фитонциды.

7.   Большая иллюстрированная энциклопедия школьника. - М., 2010. – С. 250.

Приложение 1

Рисунок 2. Черная плесень.

Рисунок 4. Розовая плесень.

Рисунок 6. Голубая плесень.

Приложение 2

Рисунок 9. Зерновые, зараженные Спорыньей.

Приложение 3

Выращивание плесени в домашних условиях

Рисунок 10. Образцы с хлебом в первый день.

Рисунок 11. Образцы с хлебом на 3-й день.

Рисунок 12. Образцы с хлебом на 4-й день.

Рисунок 13. Образцы с хлебом на 5-й день.

Рисунок 14. Плесень, выращенная на хлебе.

Приложение 4

Влияние фитонцидов на развитие плесневых грибков

Рисунок 15. Образцы хлеба с фитонцидами.

Рисунок 16. Образцы хлеба с фитонцидами на 2-й день.

Рисунок 17. Образцы хлеба с фитонцидами на 3-й день.

Рисунок 18. Образцы хлеба с фитонцидами на 4-й день.

Рисунок 19. Образцы хлеба с фитонцидами на 5-й день.

Приложение 5

Выращивание благородной плесени

Рисунок 20. Образец сыра с голубой плесенью

Рисунок 21. Образец сыра спустя 21 день.