Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Большеафанасовская средняя общеобразовательная школа»

 Нижнекамского муниципального района Республики Татарстан

 III Школьная

научно-практическая конференция

«Ступень к успеху»

Секция «Естественно-научная»

Исследовательская работа

«Условия развития хлебной плесени»

Кочнева Дарья

6 «А» класс

Научный руководитель:

Кочнева Наталья Валентиновна,

Учитель биологи, химии

первой кв. категории

с. Большое Афанасово, 2024 г.

Оглавление

Введение        3

Глава I. Основная часть        4

1.1.        Общая характеристика плесневых грибов        4

1.2.        Влияние плесневых грибов        4

1.3.        Условия появления и развития плесневых грибов        7

Глава II. Экспериментальная часть        8

2.1. Выращивание плесени на хлебе в домашних условиях        8

2.2. Результаты эксперимента        10

Заключение        14

Список использованной литературы        17

Приложение        18

Введение

      Часто бывает, садишься завтракать, достаешь хлеб из упаковки – а он зеленого цвета! Присмотревшись, легко заметить необычные шероховатые островки - зеленые, серые и даже черные. Сомневаться не приходиться – на хлебе поселилась плесень!

Проблема плесневых грибов становится актуальной после того, как человек столкнётся с плесенью сам. Относясь к плесени пренебрежительно, мы даже не подозреваем, насколько опасной она может быть. Мы привыкаем к запаху плесени, входя в подъезд старого дома и чёрные грибки в ванной комнате не шокируют нас. А потом мы удивляемся, почему у нас аллергия, почему нам тяжело дышать. И дома, сами того не осознавая, создаём для плесени идеальные условия для её роста и развития. Несмотря на множество научных исследований, плесень остаётся одной из загадок природы и до конца не изучена.

Цель: изучить влияние факторов внешней среды на рост плесневых грибов на хлебе.

Задачи:

- изучить различную информацию о плесени;

- провести эксперимент, вырастив самостоятельно на хлебе плесень в разных условиях;

- проследить за какое время она выросла и в каких условиях быстрее развивается;

- составить памятку о мерах борьбы с плесенью в домашних условиях;

Проблема: вредна или полезна плесень для человека? Как и почему она появляется?

Гипотеза: на плесневые грибы воздействуют факторы внешней среды. Их влияние может быть благоприятным и неблагоприятным для их развития.

Методы исследования:

- Изучение литературы

- Опыт

- Наблюдение

- Сравнение

Объект исследования: плесень

Предмет исследования: выращивание плесени на разных сортах хлеба в разных условиях, зависимость роста от факторов среды.

Глава I. Основная часть

1. Общая характеристика плесневых грибов

     В настоящее время зарегистрировано около 100000 разновидностей плесени, однако их существование оценивается примерно в 250000 видов.

Плесень или плесневые грибы - это большая группа микроорганизмов (низших грибов), имеющих микроскопические размеры, но образующих ветвящуюся грибницу (мицелий) и заметные невооруженным глазом плодовые тела.

Плесневые грибы (плесени), микроскопические грибы из разных таксономических отделов (аскомицеты, зигомицеты, несовершенные грибы), образующие характерные пушистые или бахромчатые налёты (их также называют плесенями) разного цвета на продуктах питания, фураже, растительных остатках, различных органических материалах (бумага, кожа и т. п.) и изделиях из них. Плесневые грибы развиваются и образуют налеты разного цвета: чёрные налёты аспергилл (Aspergillus), из рода пеницилл (Penicillium) – зелёные, из родов ризопус (Rhizopus) и мукор (Mucor) – беловато-серые головчатые, из рода трихотециум (Trichotecium) – розовые (Приложение 1).

2. Влияние плесневых грибов

Мы пренебрежительно относимся к плесени. Срезаем пораженный участок хлеба, снимаем белесую верхнюю пенку с варенья и спокойно съедаем то, что осталось, не подозревая на сколько это опасно. Когда вы видите плесень, не надо ее ворошить. Лучше аккуратно закрыть чем-нибудь и выбросить. Самое главное при этом – не надышаться спорами. Если же часть фрукта поражена грибком, это значит, что спорами грибка поражен весь фрукт. Нельзя есть продукты, на которых образовалась плесень, даже предварительно избавляясь от ее видимой части. И нельзя жить в доме, где постоянно растет злополучная плесень. Нужно предварительно избавиться от плесени и только потом заселяться.

Грибные нити (мицелий) плесневых грибов пронизывают субстрат и разрушают его с помощью выделяемых ферментов. Токсины, образуемые при разложении органических веществ, а также антибиотики, синтезируемые некоторыми видами плесневых грибов, делают поражённые ими продукты и корма непригодными к употреблению, поскольку могут вызывать серьёзные отравления и заболевания человека и с.-х. животных при их использовании. Например, виды рода фузариум (Fusarium graminearum и F. nivale), развиваясь на зерне, вызывают заболевание «пьяный хлеб», а фузариум споронитчатый (F. sporotrichiella) – алиментарно-токсическую алейкию.

При плесневении влажной штукатурки и обоев под действием спор и продуктов жизнедеятельности грибов из родов пеницилл, аспергилл, альтернария (Alternaria), кладоспориум (Cladosporium) и особенно стахиботрис (Stachybotris) у человека может развиться аллергия. Плесневение фуража (солома и др.), вызываемое грибом стахиботрис чередующийся (S. alternans), приводит к развитию стахиботриотоксикоза с.-х. животных, чаще лошадей. В природе плесневые грибы обитают в почве и на растительных остатках, принимая участие в их разложении и в почвообразовательном процессе.

Люди давно научились использовать микроорганизмы во благо. Плесень применяют при изготовлении соевого соуса и некоторых сортов сыра. Благодаря чудесным свойствам плесени был открыт знаменитый антибиотик пенициллин, спасший многие тысячи жизней. Однако, не всякая плесень полезна. Множество видов грибков способны вызывать различные кожные и системные заболевания, в том числе аллергические. Плесень на продуктах питания может быть причиной тяжелого пищевого отравления. Грибки в процессе своей жизнедеятельности выделяют токсичные вещества, большая часть которых имеет стабильную химическую структуру и не разрушается при тепловой обработке пищи. Некоторые плесневые токсины обладают канцерогенным свойством. Поэтому следует лишний раз подумать, если отважитесь оставить заплесневелый продукт. Хотя большинство видов грибков предпочитают тепло, многие могут расти и при температурах холодильной камеры. Плесень лучше других микроорганизмов устойчива к соли и сахару и может расти в холодильнике на варенье, колбасе и других продуктах.

Несмотря на повсеместное распространение плесневых грибков, их бурный рост и развитие требует особых условий.

Влажность и рыхлая структура продукта играют при этом не последнюю роль. Заплесневелый хлеб следует сразу же утилизировать. Не имеет значения размеры плесневой колонии, выросшей на поверхности хлеба. Из-за своих микроскопических размеров, плесень распространяет свои споры на весь батон, зеленые островки – лишь видимые участки разросшихся колоний. Плесень чаще встречается на хлебобулочных изделиях, а также на овощах, фруктах, зерне, орехах. При этом имеет большое значение не только производство, но и транспортировка и хранение пищевой продукции. При выборе продуктов на развес, обращайте внимание на их внешний вид. Любая пищевая продукция, подвергнутая заражению плесени, не может быть использована в пищу! Она не должна находиться в обороте, на полках магазинов.

Плесень на мясе, сосисках, йогурте, сметане, мягких сырах, мягких фруктах и овощах требует немедленной утилизации этих продуктов. То же относится к хлебобулочным изделиям, орехам и джемам (желе).

Специалисты допускают использование некоторых продуктов с плотной и сухой структурой (например, твердые сыры), если возможно аккуратно удалить плесень ножом. Обрезать следует не менее 2,5 см вокруг зараженного участка. Не прикасайтесь ножом к плесени и оберните сыр в новую упаковку (пищевую пленку). То же касается сыровяленой колбасы (салями) - небольшой слой белесого налета для этой колбасы — абсолютно нормальное явление. Твердые овощи, типа моркови и капусты следует тщательно очистить, отрезав пораженные участки. Что же касается варенья – мнения расходятся. Дело в том, что нельзя гарантировать достаточной плотности для защиты более глубоких слоев от заражения, поэтому заплесневелую банку с вареньем лучше утилизировать.

Все это не касается продуктов, присутствие плесени на которых является частью технологического процесса. 

Но в таком случае на этикетке продукта это указано, например, «Сыр с плесенью» и плесень в составе.

Отличить «благородную» плесень от ядовитой очень легко — по цвету и по фактуре. Цвет благородной плесени может варьироваться от серого до темно-зеленого и желтоватого, но всегда однородный, находится внутри кусочка сыра в бороздках. Если же появляется ярко-контрастная плесень: черная, красная — то сыр испорчен. Если пушистая, пусть и голубая плесень присутствует на месте среза поверх кремового слоя — скорее всего, сыр уже долго лежит и начал покрываться обычной бытовой плесенью, такой продукт употреблять уже не стоит. Исключение составляет сыр камбоцола, он покрыт слоем белой плесени снаружи, а внутри полон голубой (Приложение 2). 

3. Условия появления и развития плесневых грибов

Плесень распространяется по воздуху в виде микроскопических спор. При попадании на сырую поверхность она прорастает тончайшими нитями. Считается, что идеальные условия для появления и распространения плесени - температура плюс 20 0С и относительная влажность воздуха выше 95%. Плохой воздухообмен поддерживает рост грибков. Кроме этого, плесень обожает грязь. Чем грязнее жилище, тем больше бактерий, а чем больше бактерий, тем больше грибков.

Плесень активно размножается при комнатной температуре в условиях повышенной влажности и неэффективной вентиляции на многих материалах и покрытиях, используемых внутри помещений, включая бетон, штукатурку, дерево, пластики, резину, тканевую основу линолеума, окрашенные поверхности, ковровые покрытия, книги и т.д.

Плесень весьма прекрасно чувствует себя при отрицательных температурах. Она, как и деревья зимой, не "живет активной жизнью" (не спорообразует, хотя есть и исключения), но и не умирает. При повышении температуры плесень снова начинает образовывать споры. Высокие температуры способны убить плесень, однако для уничтожения некоторых видов необходимо воздействие температуры плюс 100 0С в течение 1-2 часов.

Слишком долго мы считали, что плесень абсолютно безвредна.

Жители городов проводят в своих квартирах 50-70 % времени, а всего в закрытых помещениях, включая рабочие места до 80-90 % времени. За это время через дыхательные пути фильтруется находящийся в помещении воздух и, если в нем содержится большое количество микроорганизмов, они оседают на легких, вызывая различные болезненные состояния. Такие состояния в зарубежной литературе названы термином "Sick building syndrome" ("Болезнетворное воздействие закрытого помещения" или "Синдром Больного Помещения").

Глава II. Экспериментальная часть

2.1. Выращивание плесени на хлебе в домашних условиях

Для проведения исследования я взяла 4 сорта хлеба местных производителей: хлеб «Раменский» и «Дарницкий» производства Нижнекамского хлебного комбината, хлеб «Бородинский», «Пшеничный на долгой опаре» производства «Челны хлеб».

Условия проведения эксперимента

Эксперимент 1. Определение времени появления плесневых грибов на различных сортах хлеба

Для эксперимента взять 4 сорта хлебобулочных изделий. Образцы поместить в пластиковый чистый контейнер с разделителями и закрыть крышкой.

Ежедневно проверять и фиксировать появление плесени.

Эксперимент 2. Определение влияния температуры на развитие плесневых грибов на хлебе

Для эксперимента взять четыре образца хлеба одного сорта. Каждый образец поместить в отдельный чистый пластиковый контейнер, закрыть крышкой и поместить в разные условия:

• первый контейнер оставить в комнате на столе (температура +20 - +22оС);
• второй контейнер поставить на верхнюю полку холодильника (температура +3 - +6оС);
• третий контейнер поставить в морозильную камеру (температура -16 оС);
• четвертый образец разместить на батарее в комнате (+26 - +30оС).

Ежедневно проверять и фиксировать появление плесени.

Эксперимент 3. Определение влияния влажности на развитие плесневых грибов на хлебе

Для эксперимента использовать образцы одного сорта хлеба

• один образец, сбрызнуть водой, поместить в контейнер и плотно закрыть его крышкой;
• второй образец такого же хлеба завернуть в бумажный пакет.

Оба образца оставить на столе при комнатной температуре.

Ежедневно проверять и фиксировать появление плесени.

Эксперимент 4. Определение влияния электромагнитного излучения на развитие плесневых грибов

Известно, что электромагнитное излучение приводит к нарушениям жизненных процессов.  Выяснить, влияет ли электромагнитное излучение на развитие плесневых грибов. Эксперимент провести с помощью СВЧ-печи.

Один образец хлеба поместить в микроволновую печь на 30 секунд (более длительное нахождение в микроволновой печи приводит к высушиванию, что нецелесообразно, т. к. при этом резко уменьшается влажность хлеба, что само по себе может влиять на развитие плесени). Второй, контрольный образец, не подвергать воздействию электромагнитных лучей. Исследуемый и контрольный образцы оставить для наблюдения при комнатной температуре. Для большей достоверности результатов такой же опыт можно провести с пробой еще одного сорта хлеба.

Ежедневно проверять и фиксировать появление плесени.

Эксперимент 5. Определение влияния различных веществ на развитие плесневых грибов

Исследования провести на чистой культуре плесени, выращенной на одном из исследуемых образцов хлеба в течении десяти дней. Для этого части плесневых спор размером приблизительно 3-5 мм с хлеба специальным стерильным пинцетом, перенести в чашки Петри на питательную среду (в качестве питательной среды можно использовать разведенный мед).

Чашки Петри с культурой плесени пронумеровать и в каждую поочередно поместить: № 2 – лук, № 3- порошок горчицы, № 4 – гранулы силикагеля, № 5 - чеснок, № 6 –  морскую соль, № 7 – йод, № 8 - спирт. Одну чашку оставить контрольной (№ 1). В ней находится только питательная среда с плесенью.

2.2. Результаты эксперимента

Эксперимент 1

Вывод: быстрее всего плесень появилась на образце хлеба «Дарницкий», на образцах хлеба «Раменский» и «Пшеничный на долгой опаре» плесень начала появляться на 6-й день эксперимента, и на образце хлеба «Бородинский» плесень появилась лишь на 8-й день. Можно предположить, что образец «Бородинского» содержит большее количество консервантов – ингибиторов плесени (веществ, способствующих увеличению срока годности продукта, пищевые добавки), также хлеб более плотный, у него меньшая пористость чем у других экспериментальных образцов.

Таким образом, время образование плесени и её развитие на различных сортах хлеба неодинаково и во многом зависит от состава продукта, точнее от количества в нём сахара и влаги (основного продукта питания самой плесени).

Эксперимент 2

Вывод: на образце хлеба, который находился при комнатной температуре появилась плесень, на других образцах плесени не было. Соответственно, можно сделать вывод, что наиболее комфортной для роста плесени является теплая среда (+20 - +22оС). При низких и высоких температурах плесень на хлебе не развивается, а высушивание может спасти от поражения хлебных изделий плесневыми грибами.

Эксперимент 3

Вывод: на образце хлеба, смоченного водой и помещенного в плотно закрытый пластиковый контейнер, плесень появилась на 4-й день наблюдения, на контрольном образце на 6-й день, следовательно, влажная среда ускоряет развитие плесневых грибов.

Эксперимент 4

Вывод: результаты наблюдений показали, что на контрольных образцах хлеба сортов «Дарницкий» и «Раменский» плесневые грибы появились на 6-й и 7-й день наблюдения. На образцах хлеба, которые были выдержаны в СВЧ- печи развития плесневых грибов не наблюдалось. Значит, электромагнитное излучение в СВЧ-печи задерживает развитие плесени на хлебе.

Эксперимент 5

Вывод: в результате наблюдений мы увидели, что в контейнерах с добавлением лука и чеснока наблюдается активный рост плесени, чуть менее активно плесень развивалась в контейнере с добавленными гранулами силикагеля. Соответственно можно сделать вывод, что фитонциды лука и чеснока не тормозят развитие плесени – это миф. В образцах с луком и чесноком количество плесени к концу наблюдения было даже больше, чем в контрольном образце. Возможно, это связано с тем, что сырые кусочки лука и чеснока увеличивают влажность, а влажная среда благоприятна для роста плесневых грибов. Гранулы силикагеля быстро впитывали влагу и в дальнейшем росту плесени не препятствовали. Из анализа данных выяснилось, что сильнее всего задерживает рост плесневых грибов горчица, морская соль и спирт. Таким образом для сохранения хлеба, в хлебницу следует помещать порошок горчицы, морскую соль или настойку йода.

Заключение

Плесень окружает нас повсюду. Как избавиться от плесени? Избавиться от плесени, вернее от спор плесени, практически невозможно. Они всегда будут существовать рядом с нами. Однако можно не давать плесени расти, развиваться. В этом случае она не сможет нанести организму вреда.

Если вы беспокоитесь о своем здоровье, не жалейте продукт, зараженный плесенью, выбрасывайте его. Отрезав заплесневелую часть продукта, нет уверенности, что микротоксины не проникли в глубь продукта.

Как предотвратить рост плесени?

• Не храните скоропортящиеся продукты в открытом виде в шкафу или холодильнике. Хлеб храните отдельно и правильно.
• Хранить продукты необходимо в прохладном, темном и сухом месте.
• Закрывайте банки крышкой, а еду упаковывайте в целлофановые пакеты или пищевую пленку.
• Регулярно меняйте кухонные губки и тряпки.
• Хотя бы раз в месяц мойте холодильник и кухонные шкафы слабым раствором соды (2-3 чайные ложки пищевой соды на 1 литр воды).
• Правильно стерилизуйте банки для домашнего консервирования.

     Длительное хранение пищевых продуктов в тепле и высокой влажности приводит к быстрому появлению плесени.

     В заключение, можно сказать, что цель моей работы достигнута, поставленные задачи выполнены: изучив специальную литературу и проведя опыты, я выяснила, что такое плесень, выяснила условия ее возникновения, гипотеза подтвердилась: появление плесени на хлебе вызвано условиями внешней среды, которые влияют на развитие плесени.

В ходе выполнения эксперимента было доказано, что скорость возникновения плесени зависит от многих факторов окружающей среды: влажности, температуры, влияния химических веществ, находящихся рядом.

Благоприятный рост плесени обеспечивает наличие трех условий.

Первое - это достаточное количество сахара, то есть углеводных компонентов, которые содержатся в хлебобулочных изделиях.

Второе условие – влажность и третье – тепло. Плесневые грибы распространены повсеместно: они встречаются в воздухе, воде и почве.

Плесневые грибы сначала поражают корку хлеба, а затем и мякиш. Ферменты плесени разлагают мякиш хлеба, портят его вкус и запах. Некоторые виды плесени образуют ядовитые вещества. Необходимо помнить, что заплесневевший хлеб не пригоден к пище!

В результате проделанной работы можно сформулировать следующие выводы:

• Плесневение хлебных изделий возникает при длительном хранении хлеба. Оно происходит в результате попадания спор плесени из окружающей среды на готовые хлебные изделия или при неправильном хранении муки, из которой выпекают хлебобулочные изделия и хлеб.
• Время образования плесени на различных сортах хлеба не одинаковое. Оно зависит от содержания влаги в хлебе, от добавления в него различных консервантов - ингибиторов плесени или же от первоначального заражения зерна и муки спорами плесневых грибов.
• Влажная и теплая среда – основное условие для развития плесени!
• Лучше всего замедляют рост плесневых грибов фитонциды горчицы, морская соль и спиртосодержащие вещества.
• Хлеб с длительным сроком хранения, обработанный консервантами и упакованный в мягкую тару сохраняется без порчи в течение нескольких месяцев.
• Низкие или очень высокие температуры нарушают процессы жизнедеятельности живых клеток плесневых грибов, способствуют их гибели.

Список использованной литературы

1. Блинкин С.А. Фитонциды вокруг нас. / С.А. Блинкин, Т.В. Рудницкая // М., 1981.- 185 с.
2. Буянов. Н.Ю. Я познаю мир. // Медицина. Энциклопедия для детей. - Москва: ООО «Издательство АСТ ЛТД». - 1997 г.
3. Володин В.А. Энциклопедия для детей / В.А. Володиню. – М.: Аванта+, 2004. – Т. 14. Биология.
4. Дымшиц Г.М., Шумный В.К. Общая биология. М., «Просвещение». 2004.
5. Касаткина Ю.Н. Энциклопедия «Я познаю мир». Ботаника / Ю.Н. Касаткина. – М.: АСТ Астрель, 2009.
6. Корчагина В.А. Биология. М., Просвещение, 1992. – 256 с
7. Ожегов С.И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка (П-Р) – Издательство «Азъ», 1992
8. Пасечник В.В. Биология: Бактерии. Грибы. Растения. 6 кл. / В.В. Пасечник. – М.: Дрофа, 2003.
9. Пономарева И.Н. Биология. М., Вентана-Граф, 2003. – 224 с
10. Сухова Т.С. Введение в биологию и экологию. – М. Вентана-Граф, 2001. – 240 с.
11. Энциклопедия для детей. Т. 14. Биология // Глав. редактор В. Володин. – М.: Аванта+, 2004. – 640 с.
12. Журнал "Наука и жизнь", № 10, 2009, статья «Многоликая плесень».

Приложение

Приложение 1. Виды плесневых грибов

Аспергилл (Aspergillus)

Пеницилл (Penicillium) 

Ризопус (Rhizopus)

Мукор (Mucor) 

Трихотециум (Trichotecium)

Приложение 2. Плесневые грибы на сыре

Сыр камбоцола