Влияние растительных добавок на рост и развитие плесневых грибов

Фитонциды (от греч. phiton – растение и лат. caedo – убиваю) – это образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие микроорганизмы или подавляющие их рост и развитие. Фитонциды играют важную роль в иммунитете растений.

В Древнем Риме чеснок входил в обязательный рацион легионеров, т.к., по мнению римлян, кроме целебных свойств он обладал способностью придавать воинам силу и мужество. В Египте на строительство пирамид сгоняли тысячи рабов, которым ежедневно давали лук и чеснок, чтобы они не болели. Древние греки, а также славяне в древние и средние века считали чеснок незаменимым средством против укусов ядовитых змей.

Более 800 лет назад Низами Гянджеви писал об использовании чеснока как лечебного средства при желудочно-кишечных заболеваниях и заболеваниях полости рта, а лука – при воспалении миндалин в горле. Он рекомендовал также употреблять вареный лук при язвенных процессах. Ли Шенчжень, живший в XVI в., описал целебное действие чеснока, лука и других растений.

Фитонциды растений были обнаружены в 1928–1930 гг. Одними из первых исследователей фитонцидов были Б.П. Токин, А.Г. Филатова и А.Е. Тебякина. Эти исследователи доказали, что некоторые вещества, содержащиеся в пищевых растениях, обладают мощными фитонцидными свойствами по отношению к болезнетворным для человека бактериям.

Фитонциды были обнаружены во всех растениях. Например, бактерицидные вещества, убивающие многие бактерии, обнаружены в чесноке, хрене, алоэ, некоторых водорослях. Фитонциды около 500 видов растений способны убивать одноклеточные организмы. Фитонциды разных растений имеют различный химический состав. Одни растения вырабатывают летучие фитонциды, другие – нелетучие. Фитонциды одних растений обладают бактерицидными свойствами, т.е. могут убивать бактерии, а фитонциды других растений лишь задерживают рост и размножение микроорганизмов, но не убивают их.

Химические составы фитонцидов чеснока и лука точно не известны. Выяснено только, что это вещества небелковой природы. По некоторым данным, по своей химической природе они близки к гликозидам – широко распространенным в растительном мире веществам.

Один из компонентов сложного комплекса веществ, выделенного из чеснока и проявляющего фитонцидные свойства, подавлял рост и развитие бактерий при разведении даже в 250 тыс. раз. Его назвали аллилом. Аллил – маслянистая жидкость, растворяющаяся в спирте и эфире, но плохо растворимая в воде. Состоит аллил из углерода, кислорода, водорода и серы. Формула аллила:

Торопцев и Камнев выделили его из чеснока в чистом виде. Примерно в это же время американские ученые получили из чеснока антимикробный препарат аллицин, а в СССР Каминская выделила из можжевельника фитонцидное вещество, имеющее состав C₁₁H18. Оказалось, что у одних растений фитонциды – органические кислоты, у других – эфирные масла, алкалоиды и т.д.

Фитонцидные свойства присущи веществам, выделяемым не только растениями, но и грибами, в особенности плесневыми. Еще в Древнем Египте знали о целебных свойствах плесеней, а в России в прежние времена прикладывали плесень к ранам, т.е. применяли ее как бактерицидное средство.

В 1929 г. английский ученый А.Флеминг обнаружил, что плесневый грибок Penicillium способен угнетать рост бактерий (стафилококка). В 1942 г. З.В. Ермольева и Т.И. Балезина получили из этой плесени первый советский антибиотик пенициллин.

Меня заинтересовало, как фитонциды чеснока, лука и сбора трав будут влиять на рост и развитие плесневых грибов.

Цель исследования:

изучить влияние некоторых растительных добавок на рост и развитие плесневых грибов.

Задачи

1. Работа с литературой.
2. Постановка опыта.
3. Наблюдения.
4. Анализ полученных данных.
5. Выводы.
6. Предложения.

Материалы и методы

Плесенью называют пушистые или бархатистые налеты на растениях и предметах растительного и животного происхождения, образуемые микроскопическими грибками. Плесень, покрывающая субстрат, состоит в основном из спор (конидий) и нитей мицелия. Нити пронизывают субстрат и, выделяя соответствующие ферменты, разрушают его.
Грибы, образующие плесень, принадлежат к различным систематическим группам – классам Зигомицеты (Mukor и Rhizopus), Аскомицеты (Penicillium и Aspergillus) и Несовершенные грибы (Fusarium).
В качестве питательной среды для развития и роста плесневых грибов я использовала пюре сырой моркови с различными растительными добавками. Опыт проводился в трех повторностях.

Схема опыта:

1) сок лука;
2) сок чеснока;
3) настой желудочного сбора, куда входили листья ромашки, мяты, укроп;
4) контроль.

Результаты и обсуждение

Наблюдения проводились ежедневно в 20.00, при этом фиксировались четыре основных показателя, которые представлены в таблице.

Из полученных данных видно, что все примененные добавки тормозили развитие плесневых грибов: первые признаки появления плесени в контроле наблюдались на 3-й день, а в опытных образцах – на 4–10-й день. Наиболее сильно подавлял образование плесени сок чеснока.

Задержка в развитии плесневых грибов (разрастание до 1/2 объема) также наиболее сильно проявлялась в присутствии сока чеснока. Сок лука тормозил разрастание плесени на 4–5 дней, а настой желудочного сбора – лишь на 2 дня. Настой желудочного сбора задерживал процесс спорообразования на срок до 1 дня, сок лука – на 12 дней, а сок чеснока – на 18 дней.

На основании этого можно сделать вывод о том, что все использованные в опыте растительные добавки содержат фитонциды, однако их количества, или антимикробные активности, были различны. Наиболее действенными оказались соки лука и чеснока. Это видно и из графика средних величин основных моментов развития плесневых грибов.

Вторая часть работы была посвящена изучению действия соков лука и чеснока на сформировавшуюся плесень. Для этого я использовала контроли из всех опытов, в которые добавляла соки и настои изучаемых растений.

После добавления к молодой плесени капли сока чеснока ее действие проявлялось уже в первые 6 ч, а действие капли сока лука – лишь на вторые сутки. Плесень при этом повреждалась, были видны «ожоги».

При добавлении сока лука к уже спороносящей плесени наблюдалось легкое повреждение поверхности плесени: образовывался «ожог», но затем поверхность плесени восстанавливалась. При добавлении сока чеснока я наблюдала аналогичное повреждение плесени, которое, однако, не восстанавливалось в течение 7 последующих дней.

Таким образом, наблюдаемое действие растительных добавок зависит не только от состава, но и от стадии развития плесневой колонии.

Динамика развития плесневых грибов на субстратах с различными растительными добавками

Выводы

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы.
1. Растения содержат антимикробные вещества, различающиеся по своей эффективности.
2. Из изученных растительных добавок наибольшим антимикробным эффектом по отношению к плесеням обладает сок чеснока.
3. Действие фитонцидных веществ зависит от их состава и от степени зрелости колонии плесневых грибов.

ДЕТСКИЕ РАБОТЫ

Ольга ЮДАКОВА, 10-й класс. Руководитель: П.И. Липатов, учитель биологии многопрофильного лицея «Единство», г. Междуреченск