Выращивание плесени какая наука

Условия возникновения плесени и ее значение в жизни человека

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

«Она появилась на Земле 200 млн. лет назад. С тех пор она убивает и спасает от смерти. Её называют хлебом дьявола и плевком Бога. Она сказочно красива и вызывает отвращение. Она вездесуща и неистребима. Она способна управлять огромными массами людей и менять ход истории. Если она объявит нам войну, у нас не будет шансов выжить. И мы даже не предполагаем, какие тайны и скрытые силы хранит эта проклятая и благословенная плесень». (Фрагмент из документального фильма «Плесень»).

Однажды я увидела на черном хлебе белый налет, а через день — зеленый пушок. Я узнала, что это плесень. А что это такое? Я начала наблюдать за тем, где может появляться плесень. Мне стало интересно, что это за организм, почему она разного цвета, вред или пользу приносит? Все эти вопросы стали основой для моего исследования.

Актуальность проблемы:

Несмотря на множество научных исследований в развитии микробиологии, плесень остается одной из загадок нашего мира, до конца не изучена и приносит человеку, как пользу, так и вред.

Цель работы: изучить условия возникновения плесени и ее значение в жизни человека.

Задачи:

изучить научную литературу о строении и структуре плесени;

рассмотреть роль плесени и ее влияние на жизнь человека;

создать условия для проведения эксперимента по изучению плесени;

вырастить объект исследования на разных продуктах питания

Объект: плесень, как биологическая структура

Предмет: изучение условий роста и значения плесени, ее существования на планете Земля.

Гипотеза: плесень успешно будет расти, если использовать в качестве среды обитания материалы органического происхождения и поддерживать определенную температуру; плесень приносит вред.

Методы исследования:

Плесень окружает нас повсюду, являясь неотъемлемой частью существования нашей планеты и нашей жизни. Плесень всегда рядом с нами, даже если мы её не видим и не чувствуем. В простонародье 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).

Глава 1. Что такое плесень?

Строение плесени. Виды плесени

Из толкового словаря С.И.Ожегова: «Плесень — образуемые особыми грибками налёты, скопляющиеся в виде расплывчатых пятен на чём-нибудь гниющем, сыром».

Это грибок хоть и крошечный, но очень быстро разрастающийся.

Распространяется он с помощью микроскопических спор, которые летают по воздуху, выискивая подходящее для обитания место. Попадая на сырую поверхность, плесень прорастает тончайшими нитями, мицелиями, и в процессе жизнедеятельности выделяет в атмосферу углекислый газ, эфирные масла и минеральные вещества. Иногда, кажется, что природа постоянно противостоит человеку, затрудняя его существование. Создается впечатление, что насекомые и растения стремятся выйти победителями в борьбе с человеком. Представим себе, что мы ничем не занимаемся, и сразу на нас обрушатся различные явления, пытаясь навредить нам или нашему имуществу. Одним из таких вредителей, который скрывается и ждет своего часа для нападения, является плесень. Оставьте кожаную вещь, приготовленную пищу или фруктовое варенье на открытом воздухе, вместо того чтобы положить их в холодное сухое место, И сразу появится плесень. Наиболее часто это случается с куском хлеба. Если оставить его в теплом влажном месте на несколько дней, хлеб покроется беловатым паутинообразным налетом, как бы припудренным черной пылью. Если это вещество поместить под микроскоп, мы увидим, что паутинки состоят из множества бесцветных волокон, имеющих два вида отростков. Одни заканчиваются крошечными черными шариками, содержащими споры. Другие — короче — проникают в хлеб, являясь своего рода корнями, и извлекают питательные вещества. Это и есть плесень. Плесень развивается во влажных теплых местах, особенно там, где достаточно питательных веществ. Как правило, плесень появляется на погибших растениях и животных, как, например, плесень мукоровая. Другие виды плесени являются паразитами, живущими на живых организмах. Часто мы используем для них общий термин «плесень». Различают два вида плесени: на поверхности и внутри живых организмов и мертвом органическом веществе. Первый тип размножается на поверхности листа, ветки, цветов и плодов растений. Пушистая плесень развивается внутри растений. Она особенно поражает картофель и виноград, и с ней трудно бороться. Грибы обширная группа организмов, лишенных хлорофилла в клетках и ведущих наземный образ жизни. Произошли они, очевидно, от нитчатых водорослей, обособились в процессе эволюции и образовали большую самостоятельную ветвь развития. К ним относятся не только широко известные шляпочные съедобные и ядовитые грибы, растущие в лесах, но и многочисленные мелкие организмы, образующие плесень и паразитирующие на других растениях и животных. Грибы отличаются следующими характерными чертами строения. Их клетки лишены зеленной окраски, в них нет ни хлорофилла, ни пластид, ни крахмала.

Запасные питательные вещества откладываются в виде гликогена. Оболочка клетки, состоящая из клетчатки, содержит и азотистые вещества.

Большинство организмов относящихся к грибам имеет вид различных паутинистых, плесневидных или иных налетов, корочек, пятен, точек и т.д. Некоторые из них настолько мелки, что различимы только в микроскоп. Тело грибов не обнаруживает сложного строения, оно состоит из нитей свободно расположенных или тесно связанных между собой.

Среди грибов можно отметить 3 класса:

1. Фикомицеты — Phycomycetes.

2. Сумчатые грибы — Ascomycetes.

Hас интересуют фикомицеты (мукор — белая плесень) и сумчатые (пеницилл — сизая плесень) (Приложение 1).

Плесени появляются на сырых стенах, хлебе и разных продуктах. Споры плесени носятся в воздухе повсюду. Весьма распространенная белая или головчатая плесень — мукор. Мукор развивается в виде белого пушка на овощах, ягодах, плодах, вызывая их порчу. В микроскоп видно, что грибница у мукора, является одной разветвленной клеткой. Споры мукора, попав в благоприятные условия, быстро прорастают и образуют сильно разветвленный белый мицелий с многоядерной общей цитоплазмой, не разделенной на клетки. На мицелии появляются неветвящиеся вертикальные выросты с шарообразными черными вздутиями на концах — спорангиями, в которых образуются многочисленные мелкие споры. Созревшие спорангии лопаются, и споры разносятся по воздуху на большие расстояния.

Головчатая плесень простейшая из грибов — происходит от водорослей, отчего ее и относят к грибам — водорослям.

Другая распространенная плесень сизая или кистевик — имеет грибницу с перегородками, клетки содержат одно ядро. На ветвящихся концах нитей мицелия образуются кисточки – конидии в которых созревают споры. Спорами пеницилл быстро размножается. Поэтому плесень и называется кистевик или пенициллиум. Пенициллиум выделяет вещества, убивающие бактерии. Вещества, выделяющие плесенью пенициллиумом, называются пенициллином. Впрыскивание пенициллина в кровь спасает больных от заражения крови, воспаления мозга и легких. В настоящее время научились выращивать пенициллиум искусственным способом. Плесень питается неживыми органическими веществами.

История открытия пенициллина

Россия, 1860-е годы. В Санкт-Петербурге между врачами разворачивается жаркая дискуссия: одни медики уверены в опасности зеленой плесени для человека, считая ее болезнетворным микроорганизмом, другие же, среди которых ученики выдающегося врача и ученого Сергея Петровича Боткина Вячеслав Авксентьевич Манасеин и Алексей Герасимович Полотебнов, считают плесневые грибы безвредными. Для обоснования своих доводов ученые проводят серию опытов с зеленой плесенью и в 1871 году почти одновременно наблюдают один и тот же результат: в жидкой среде, где есть плесневые грибы, не вырастают бактерии. Терапевт Манасеин позднее сообщит, что в своем эксперименте он убедительно доказал способность плесени подавлять рост бактерий. Полотебнов же сделает более практический вывод: грибы рода Penicillium способны задерживать развитие возбудителей кожных заболеваний человека, о чем в 1873 году и расскажет в своей научной работе «О патологическом значении зеленой плесени». В ней предлагалось лечить инфицированные раны и язвы, обрабатывая их жидкостью, в которой до того росла плесень. Надо сказать, что Полотебнов не раз проверял чудодейственные свойства зеленой плесени – вначале на безнадежных пациентах, спасая жизнь за жизнью, а затем и в повседневной практике – при лечении гнойных нарывов. И хотя научный спор был в итоге разрешен в пользу плесени (подозревать в ней возбудителя болезней врачи перестали), эти работы в то время, к сожалению, так и не получили должной оценки и дальнейшего развития.

Упоминания о лечении гнойных заболеваний плесенью и антибиотических свойствах некоторых других веществ можно встретить еще в трудах Авиценны (XI век) и Филиппа фон Гогенгейма, известного под именем Парацельса (XVI век).

В 1928 году шотландский микробиолог Александр Флеминг (Приложение 2) заметил, что какой-то плесневый грибок уничтожил так необходимые ему для экспериментов бактерии Staphylococcusaureus: вокруг пятен плесени на чашках Петри с культурой микробов погибли все колонии золотистого стафилококка. Ученый был по-настоящему удивлен, поскольку на его памяти не было ни одного случая гибели стафилококков под действием других микроорганизмов, и уж тем более растворения их колоний.

Вскоре Флеминг определил, что грибок с таким необычным поведением относится к виду Penicilliumnotatum, и начал экспериментировать.

Он выяснил, что действие гриба распространяется не на все микробы, а в основном на болезнетворные бактерии, и пришел к выводу, что «гриб продуцирует антибактериальное вещество, которое поражает одни микробы, а не другие». Флеминг назвал это вещество пенициллином в честь чудодейственного гриба, опубликовал результаты, но решить задачу выделения первого антибиотика ему не удалось. Эти работы далеко не сразу привлекли всеобщее внимание и были оценены по достоинству только через десять лет, с началом Второй мировой войны. В 1940 году соотечественники Флеминга Ховард У.Флори и Эрнст Б.Чейн (Приложение 3) первыми получили неочищенный, но высокоэффективный концентрат пенициллина, а также провели его широкие клинические испытания. За открытие пенициллина и его лечебного воздействия при разных инфекционных заболеваниях всем троим в 1945 году, была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

Сравнительная характеристика царства грибов, бактерий, животных и растений

Представители царства грибов имеют сходства и различия как с бактериями, растениями, так и с животными.

Как и растения, плесень всасывает питательные вещества всей своей поверхностью, а не заглатывает, как это делают животные. От растений она отличается тем, что не может использовать солнечную энергию, питаться углекислым газом, синтезировать из него органические молекулы. Как и животные, плесень употребляет разные растения и животные останки. У грибков такое же строение клеток, как и у бактерий. Отличие в том, что в клетке бактерии нет ядра, а у грибной клетки может быть одно или несколько ядер. Грибки похожи на растения тем, что они неподвижны, у них такой же верхушечный рост, есть клеточные стенки и т.д. У них такой же тип обмена, как у животных, есть, как у них, хитин, образуется мочевина и т.д. В отличие от растений, которые производят органическую материю из минеральных веществ и углекислого газа, плесень разрушает ее, выделяя в атмосферу летучие вещества, углекислый газ, минеральные вещества и эфирные масла.

Плесневые грибки относят к классу оомицетов, несовершенных и сумчатых грибов.

Если говорить по-научному, плесень — грибок, который бывает следующих видов:

1. плесневый, который растет на бетоне, камне, краске,

2. грибок гниения: белая, бактериальная, бурая гниль, которая растет на древесине,

3. грибок синевы, который растет в клетчатке дерева,

4. дрожжевой грибок, который появляется на пищевых продуктах.

Плесень может появиться практически везде.

Плесень и ее споры вместе с вирусами, бактериями находятся в воздухе любого помещения. Это могут быть мелкие частицы (споры плесени, как правило, от 2 до 8 мкм, бактерии, как правило, от 0.5 до 1.5 мкм), агрегаты разного размера или микровключения в другие частицы пыли. Количество спор или других частиц плесени зависят от сезона. Некоторые грибы образуют споры весь год (Penicillium). Cladosporium, Alternaria паразитируют на растениях весной, осенью и летом.

Все виды плесени – это грибки (чаще всего мукоровые и аспергиллиевые), которые образуют цветные налеты на поверхностях. Плесень может иметь зеленый, синий, черный, белый, красный и серый цвет. Чаще всего она встречается на продуктах питания, стенах и цветочных горшках, засушеных цветах и др. Идеальным условием для размножения плесени является влажная и теплая среда, особенно с наличием грязи. Появление плесени на поверхности продукта – это очень длительный процесс, а значит, что весь продукт уже поражен спорами грибка. Но бывает и так, что внешних проявлений нет, а вкус плесени чувствуется – это означает, что процесс еще развивается внутри продукта. Продукты питания, особенно в жаркое время, желательно хранить в холодильнике, тщательно следить за герметичностью упаковки, сроком годности, хорошо обрабатывать фрукты и овощи, а подгнившие и покрытые плесенью безжалостно выбрасывать. Грибки плесени можно найти в любом помещении. Главное — не дать им размножаться.

Интересные факты о плесени

Плесень появилась гораздо раньше человека, около 200 миллионов лет назад.

Самой ядовитой является плесень желтого цвета, поражая пищевые продукты, она вырабатывает сильнейший афлатоксин. Афлатоксины – это яд вызывающий раковые заболевания. Афлатоксины выделяются некоторыми видами грибов, живущих на поверхности пищи или внутри ее. Чаще всего грибы, выделяющие афлатоксины живут в зерне и арахисе. Афлатоксины самые известные и наиболее изучаемые микотоксины в мире. Афлатоксины вызывают различные заболевания, такие как афлатоксикоз у домашнего скота, домашних животных и людей по всему миру. Предупреждение заражения пищи и корма афлатоксином – одна из наиболее сложных проблем токсикологии на сегодня.

Плесень может быть причиной повышенной утомляемости, головных болей, дерматологических, легочных и даже онкологических заболеваний. Плесень не выводится из организма.

Некоторые виды плесени могут разрушать штукатурку, кирпич и даже бетон.

На Кавказе находится пещера, где была обнаружена флуоресцентная плесень. Причем флюоресценция настолько сильна, что с половины метра можно легко различить черты лица.

В 1771 году в Москве началась эпидемия чумы. Григорий Орлов, фаворит Екатерины, дал указание бить в набатные колокола, как это издавна повелось во время бед и напастей. И, как по чуду, эпидемия пошла на спад. Однако недавние исследования показали, что колокола просто обладают частотным спектром звучания, который угнетает рост патогенных микробов и плесени, и заодно повышает иммунитет человека. В начале 20-х годов английский археолог Говард Картер обнаружил в египетской Долине Царей нетронутую гробницу. Лорд Карнарвон, финансировавший проект и лично участвовавший в открытии гробницы Тутанхамона, вскоре умер от загадочной болезни. Вслед за ним скончался и другой участник раскопок, Артур Мейс. Позже выяснилось, что в тканях легких найденных в гробнице мумий все еще жил плесневый грибок, находившийся на высокой стадии развития. Пресса заговорила о «Проклятии Тутанхамона», не обратив внимания на тот факт, что, в частности, Мейс был тяжело болен еще до начала раскопок, а лорд Карнарвон когда-то очень увлекался автоспортом, однажды попал в аварию и повредил легкое. Ослабленная иммунная система англичан оказалась идеальной средой для проявления смертоносных качеств плесени. Тем более что в гробнице жила самая опасная из всех существующих ее видов – черный гриб Аспергилус Нигер.И лишь в 1999 году немецкий микробиолог Готтард Крамер исследовал более 40 мумифицированных тел и обнаружил, что каждое из них покрыто слоем очень опасной плесени, концентрация которой и повлекла смерть вошедших в гробницу.

Плесень совсем не боится радиации. Например, под саркофагом 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС находится огромное количество плесени. В местах усиленного радиационного фона она наиболее густая.

Споры плесневых грибов летали в космос на обшивке космического корабля. Время показало, что в безвоздушном пространстве она не только выжила, но и обзавелась сильным иммунитетом к возмущающим факторам. Некоторые даже называют плесень главной причиной отказа аппаратуры станции «Мир».

Помимо агрессивной и опасной плесени существует и та, которую можно употреблять в пищу. Во Франции ее используют для приготовления вин и называют «благородной». С помощью специально выращенной голубой плесени делают мраморные и голубые сыры.

Особый и очень дорогой деликатес – колбаса с плесенью, которую делают в Италии. Колбаску выдерживают в подвальных помещениях около месяца, после чего она покрывается светло-зеленой плесенью и отправляется на специальную обработку, и уже через три месяца ей можно полакомиться.

Глава 2. Опытно-экспериментальная часть

Для проведения своего эксперимента я использовала 3 чистые тарелки. Положила на каждую тарелку по кусочку черного хлеба, кусочки сыра «Российского», сыра «Адыгейского» и кружочки лимона (Приложение 4). Тарелки ничем не накрыла. Помещены тарелки были в разные условия хранения: холодильник – при температуре +7, на батарею – при температуре +26, на подоконник – при температуре +18. И через два дня заметила, что продукты подсохли. По совету научного руководителя тарелки поместила в полиэтиленовые мешки, чтобы воздух не попадал, а хлеб немного смочила водой.

Через пять дней появилась белая плесень на Адыгейском сыре в холодильнике. Остальные продукты остались без изменения.

Еще через пять дней обнаружили белую и зеленую плесень на хлебе, который находился на подоконнике. На полиэтиленовом мешке были видны капельки воды. На лимоне, помещенном в холодильник, в центре кружочка обнаружили зеленую плесень. На тарелке, находящейся на батарее, плесень не образовалась. Хлеб высох, лимон высох и потемнел, от сыра остались масляные пятна (Приложение 5).

Но параллельно с экспериментом была обнаружена плесень на следующих продуктах:

в холодильнике на лимоне и яблоке, находящихся в полиэтиленовом мешке, образовалась зеленая плесень, которая приблизительно развивалась 2 недели; когда лимон вынули из мешка, то плесень стала осыпаться (Приложение 6);

на двух кусках черного хлеба «Уральский», хранившихся при комнатной температуре в мешке, образовалась белая, зеленая и желтая плесень; желтая плесень находилась небольшими островками (Приложение 7);

на белом батоне, хранившемся при комнатной температуре в мешке, зеленая плесень образовалась за 10 дней (Приложение 8);

на соленых грибах, находящихся в банке после её открытия, на 7 день в холодильнике обнаружена белая плесень (Приложение 9).

Заключение

Проведя работу по изучению плесневых грибов, я пришла к следующим выводам:

— плесневые грибы прорастают в разные сроки;

— прорастание плесневых грибов зависит от продукта, то есть питательной среды, от влажности и температуры;

— плесневые грибы прорастают быстро при благоприятных для них условиях;

— плесневые грибы не только наши враги, но и наши друзья, так как они играют великую роль в круговороте веществ в биосфере (Приложение 10).

Наша гипотеза подтвердилась, плесень появляется на веществах органического происхождения. Но ее развитие зависит больше от влажности, чем от температуры.

В мире имеется большое количество различной информации о плесневых грибах, они живут везде. И все — таки остается еще много загадок о плесени – живом существе из царства грибов! В ходе работы я узнала многое о царстве грибов и хотела бы продолжить работу. В разных информационных источниках много различных фактов, хотелось бы найти им практическое подтверждение и попробовать разгадать хотя бы некоторые загадки грибного царства.

А что можно сделать, если появилась плесень на продуктах, представлено в таблице.

Продукт

Что делать

Почему

Термически обработанное мясо, блюда из птицы жаркое, бекон, вареная колбаса

В пище с высоким содержанием влаги, плесень может проникать глубоко вовнутрь. Одновременно с плесенью развиваются другие патогенные бактерии.

Сырокопченая

колбаса, вяленый окорок

Соскребите плесень с поверхности и смело употребляйте в пищу.

Плесень на поверхности продуктов, предназначенных для длительного хранения в домашних условиях – обычное дело.

Блюда из макарон и каши

В пище с высоким содержанием влаги, плесень может проникать глубоко вовнутрь. Одновременно с плесенью развиваются другие патогенные бактерии

Твердые сыры

Срежьте по 3 см по всем направлениям от плесневого пятна (не касайтесь ножом плесени!) и используйте в пищу.

Mold generally cannot penetrate deep into the product.

Сырысплесенью(Бри, рокфор, камамбер, горгонзола, стилтон)(such as Roquefort, blue, Gorgonzola, Stilton, Brie, Camembert)

Мягкие сыры с плесенью – выбросить, если плесень не свойственна данному сорту сыра. С твердых сыров срезать по 3 см со всех сторон и можно употреблять в пищу.

Плесени не свойственные данному сорту сыра могут быть очень опасны.

Мягкие сыры, творог, сырные нарезки

Йогурт и сметана

Варенья и джемы

Очень опасно! Плесень может выделять микотоксины. Если убрать плесень с поверхности, то микотоксины останутся внутри!

Овощи и фрукты ТВЕРДЫЕ

(капуста, сладкий перец,

Срежьте по 3 см по всем направлениям от плесневого пятна (не касайтесь ножом плесени!) и используйте в пищу)

Можно срезать небольшие плесневые пятна с овощей и фруктов с низким содержанием влаги, т.к. плесень плохо проникает плотные ткани.

Овощи и фрукты МЯГКИЕ(огурцы, персики, помидоры и т.д.)

Мягкие овощи и фрукты с большим содержанием влаги могут оказаться зараженными плесенью внутри.

Хлеб и выпечка

Пористые продукты могут быть заражены внутри.

Арахисовое масло, бобовые, орехи

Продукты, обработанные без использования консервантов очень уязвимы для плесени.

Значимость исследовательской работы

1. Уметь отличать качественные продукты от не качественных.

2. Знания, полученные при изучении научной литературы, можно применять в быту: соблюдать условия хранения вещей, так как плесень их может испортить.

3. Зная про лечебные свойства пенициллина, можно принимать лекарства, содержащие это вещество для лечения заболеваний.

Мне было очень интересно самой узнать о новом для меня царстве, попробовать самостоятельно вырастить плесневые грибы.

Список литературы

1.Ожегов, С.И., Шведова, Н. Ю. «Толковый словарь русского языка » / Российская академия наук. — 4-е изд., дополненное. – М; ООО «ИМИ Технология», 2003г.

2. Фрагменты документального кино «Плесень».

3.Нэнси, К. О., Лири и Сьюзен Шелли. Увлекательные опыты. Биология, физика, химия, науки о Земле [Текст]. — М. АСТ. АСтрель.

4. Всё для строительства и ремонта. http:/www.vashdom.ru.;

5. Дом солнца.http:/www.sunhome.ru.;

6. Пинициллиум камамберти [Электронный ресурс]-Режим доступа:http://ru.wikipedia.org/wiki/Penicillium_camemberti 7. [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://slib.admsurgut.ru/100samih/izobreteniya/21.htm 8.http://cmbi.bjmu.edu.cn/www-learn/micro-ac-uk/MBChB/6a.html

9.Исмаилова, С. Энциклопедия для детей, т.2, Биология [Текст]. М: Аванта+, 1997г.

Источник