«Фитонциды - биологически активные вещества растений»

Министерство образования и науки Республики Бурятия

ГБОУ «Кижингинская школа – интернат среднего общего образования»

Индивидуальный проект

 «Фитонциды - биологически активные вещества растений»

 ФИО автора: Дорофеева Арюна,

ученица 11 класса

 ГБОУ « Кижингинская школа – интернат

 среднего общего образования»

ФИО руководителя: Адвокатова Ж.Б.,

учитель биологии и географии.

. Кижинга.

2023 г

                                            Оглавление

Введение ---------------------------------------------------------------------стр3.

            Свойства фитонцидов----------------------------------------------------стр4.

            Исследовательская работа----------------------------------------------стр9

            Заключение-------------------------------------------------------------------стр10

            Литература--------------------------------------------------------------------стр11

                                      Введение

    Процесс сохранения продуктов питания в домашнем хозяйстве является важной проблемой. В результате хранения нужно соблюдать определённые условия, так как при комнатной температуре они хранятся недолго.

   Общеизвестно, что продукты питания приходят в негодность под влиянием микро-организмов. В хлебнице заплесневел хлеб, появился серый налёт, испортились мясные изделия, заплесневели фрукты, сыр, яйца – всё это работа множества микроорганизмов (бактерий, грибов). Очень часто мы срезаем участок, пораженный плесенью, отрезаем поврежденное место, оставшуюся часть хлеба применяем в пищу. Заплесневевший хлеб уже не годен к употреблению. Кроме того, он может содержать ядовитые вещества. Употребление таких продуктов опасно для здоровья.

    Человечество научилось нейтрализовать действие микроорганизмов и их токсических продуктов жизнедеятельности, прибегая к физическим, термическим и биологическим методам обработки. Для длительного хранения чаще всего используют тепловую обработку продуктов хранения, которая существенно снижает их пищевую ценность и вкусовые характеристики.

    Рассматривая опыт наших предков, которые не имели никакого представления о микроорганизмах и фитонцидах, достаточно разумно использовали защитные свойства растений для хранения продуктов питания. Для этого использовали различные культурные и дикорастущие растения, которые обладали фитонцидными свойствами.

   В данной работе я попыталась  найти средства защиты от плесени природного происхождения, которые присутствуют практически в каждом доме и которые позволят бороться с плесневыми грибами.
Для борьбы с плесневыми грибами я решила использовать биологические вещества природного происхождения – фитонциды. Они имеют явные преимущества перед химическими средствами. К основным источникам фитонцидов относятся овощные культуры (лук, чеснок, горчица), хвойники (ель и сосна).

   Актуальность работы: Я считаю, что данная работа является актуальной, так как позволит получить расширенные сведения о наиболее эффективных фитонцидных растениях для расширения кругозора, а также для применения полученных знаний человеком в нестандартных ситуациях: при отсутствии холодильника (в условиях длительного похода, продолжительной поездки, поломке холодильного оборудования).

Цель: определить степень влияние фитонцидов, выделяемых различными растениями, на сроки хранения продуктов питания.

Задачи:

• Изучить различные источники информации о фитонцидах.
• Практическим путём изучить влияние фитонцидов растений на сроки хранения продуктов питания.
• Сделать вывод по результатам практического исследования.

Гипотеза: если изучим свойства фитонцидов, то мы сможем повлиять на сроки хранения продуктов.

Объект исследования: фитонцидная активность некоторых растений.

Предмет исследования: влияние фитонцидов различных растений на сроки хранения продуктов питания.

Методы исследования:

• Поиск и анализ информации.
• Эксперимент.
• Наблюдение.
• Сравнение.
• Статистическая обработка материала.

Свойства фитонцидов

Каждый из нас слышал выражение: «Чтобы не болеть, нужно есть больше овощей и фруктов». Многие думают, что всё дело в витаминах, но это не совсем так. Во многих растительных продуктах содержатся фитонциды. Эти вещества укрепляют иммунную систему, способствуют улучшению работы сердца, стабилизируют кровяное давление.

Мир растений огромен и разнообразен, поэтому трудно перечислить даже те из них, с которыми человек соприкасается в своей жизни. Растения постоянно находятся с нами. Их можно видеть на подоконниках в школе, во дворе у дома, на газонах, в огороде, в лесу, в поле и даже в реке, озере и море.

В наше время огромное значение имеет здоровье человека. С древних времён люди использовали различные растения, для предупреждения и лечения болезней.
Также пользовались бактерицидными дарами природы и в быту.

Охотник помещал в брюшную полость птицы разные растения. Домашняя хозяйка при солении опускала в бочку с огурцами всякие специи, играющие не только роль вкусовых веществ, но нередко и роль антисептиков.

Это невидимое оружие называется фитонцидом. Фитонциды – это комплекс антимикробных веществ, состоящий из мощных химических соединений (альдегидов, эфиров, спиртов), способных подавлять развитие микроорганизмов или полностью их уничтожать.

Название «фитонцид» произошло от слияния греческого «phyton» («растение») и латинского «caedo» («убиваю»). Фитонцидные свойства растений были открыты в 1929 году видным советским исследователем профессором Б.П. Токиным. Борис Петрович Токин (1900–1984) – советский биолог, доктор биологических наук, основатель кафедры эмбриологии Ленинградского государственного университета, создатель учения о фитонцидах.

Находясь в командировке в Средней Азии, будущий «изобретатель» фитонцидов, Борис Токин заметил, что блюда «восточной кухни», приготовленные на базарах в условиях, не всегда соответствующих требованиям санитарии, отчего-то не вызывали у людей вспышек кишечных инфекций.

Эти наблюдения противоречили возможностям развития инфекционных заболеваний, в условиях, наблюдаемой очевидной «антисанитарии». Занявшись исследованием возможных механизмов подавления микробов, Токин установил, что растительные продукты, используемые при приготовлении этих блюд в качестве пряностей, предохраняют их от порчи, а людей – от заражения заболеваниями.

В 1928 г. студент Московского университета, Борис Токин наблюдал под микроскопом интересную картину: когда он на предметное стекло наносил кашицу из растертого чеснока, а рядом – капельку воды, в которой плавали инфузории, то в течение нескольких минут эти простейшие организмы погибали.

Он провел опыты с другими растениями и убедился, что многие из них, как и чеснок, способны на расстоянии угнетать бактерии. Это явление Борис Токин объяснил тем, что многие растения в целях самозащиты выделяют специальные летучие противомикробные вещества. Дальнейшие опыты показали, что летучие фракции – лишь первая линия химической обороны растения, а вторая, более мощная – тканевые соки.

Так, смешивание тканевого сока лука, чеснока или хрена с суспензией бактерий вызывало быструю, нередко мгновенную гибель последних. Образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, грибов и простейших, Борис Токин назвал фитонцидами.

Антибиотик натурального происхождения фитонцид – это вещество, которое обеспечивает естественный иммунитет каждого дерева, цветка, куста. Можно сказать, точно, что выделяют данное вещество абсолютно все растения, просто в некоторых случаях оно остается полезным только для них самих, а в других приносит неоценимую пользу и человеческому здоровью.

Спектр воздействия этих биологически активных веществ необычайно широк. Некоторые растения выделяют фитонциды в больших количествах и тем самым обеспечивают хороший рост своих слабых собратьев. Так, в хвойном лесу воздух можно назвать практически стерильным.

Он оказывает сильное лечебное воздействие на организм человека. Именно поэтому врачи рекомендуют чаще гулять на открытом воздухе и в парковых зонах, а дома держать достаточное количество комнатных растений, способствующих очистке воздуха от вредоносных бактерий. Фитонциды – универсальное явление в растительном мире. Высокой фитонцидной активностью обладают около 85% высших растений.

На основании многочисленных исследований, проведенных лабораторией профессора Б.П. Токина, было установлено время гибели простейших после бесконтактного воздействия фитонцидных деревьев: дуб черешчатый – 5 минут, кипарис пирамидальный – 6 минут, тис ягодный – 6 минут, можжевельник казацкий – 7 минут, сосна обыкновенная – 10 минут, береза бородавчатая – 20 минут, тополь серебристый – 9 минут.

Учеными подсчитано, что все растения нашей планеты ежегодно пополняют атмосферу 490 миллионами тонн фитонцидов. Человек, вдыхая их, дезинфицирует легкие и весь организм в целом. Зеленые насаждения играют очень большую роль в нашей жизни, они создают своеобразную защиту от бактерий и вирусов. Кроме того, в них содержится бактерицидный сок, способствующий быстрому заживлению ран и общему оздоровлению.

Влияние фитонцидов на наш организм можно показать на самом простом примере. Достаточно оставить букет с ароматной черемухой, ландышами или лилиями у изголовья своей кровати. Вечером их аромат будет казаться волшебным, но уже на следующий день человек, вдыхающий его всю ночь, проснется с мучительной головной болью.

Это говорит о мощном воздействии данных веществ на организм и их сильной концентрации в довольно небольшом растении. Обычные комнатные цветы, такие как герань, хризантема или бегония, способны понижать концентрацию вредных микроорганизмов в воздухе на пятьдесят и более процентов. Сейчас их заменяют экзотическими видами. Здесь лучше остановить свой выбор на мирте или эвкалипте, которые прекрасно очищают помещение от мух и комаров.

Был проведен ряд исследований, в результате которых выяснилось, что фитонциды некоторых растений (лук, чеснок) способны убивать подвижных бактерий и даже туберкулезную палочку.

Так, например, манник (злаковое растение) способен буквально за секунды уничтожить ряд многоклеточных организмов – слепней и мух. Ароматная цветущая черемуха самым беспощадным образом расправляется с мелкими насекомыми. Подлетев к дереву в момент его пышного цветения, они не проживут и нескольких секунд.

Самые живучие существа на земле – крысы, не могут находиться рядом с черемухой более
нескольких минут, а, надышавшись ее фитонцидами, погибают буквально в течение получаса.
Значение для человека свойства фитонцидов очень ценны для нашего здоровья.

Иногда они являются неплохой альтернативой более сильным, синтетическим антибиотикам. Их действие мягкое, щадящее, а вот эффект очень стойкий. Какие растения считаются наиболее полезными?

Мята – ее фитонциды расслабляющие, снимающие головные боли, понижают давление.
Тополь – фитонциды, подавляющие активность и размножение золотистого стафилококка, повышают артериальное давление.

Сирень – ее фитонциды способны быстро повысить артериальное давление. Лук – в одной небольшой головке лука содержится масса витаминов и минеральных веществ, таких как магний, кальций, фосфор, соли калия. В луке содержится до 0,8% железа, а также мальтоза, глюкоза, сахароза, фруктоза. Кроме витаминов и минералов, в этом удивительном овоще содержатся яблочная и лимонная кислоты, витамины Р и В каротин, а также немного вита-мина С.

В тертом луке содержатся фитонциды, которые убивают все болезнетворные бактерии дизентерии, туберкулёза и, даже, дифтерийную палочку. Все компоненты в сочетании делают лук весьма ценным растением для применения в пищевых и медицинских целях. Также вытяжки и кашицы из него ускоряют процессы заживления и затягивания ран.

Фитонциды лука входят в состав эфирного масла, которое имеет резкий характерный запах, при попадании на слизистые оболочки глаз вызывают раздражение и слезоточивость. В гармоничном сочетании фитонциды лука и чеснока способны бороться с простудными заболеваниями, очищать от микробов воздух в помещении и улучшать здоровье людей.

Чеснок -главным компонентом химического состава фитонцидов этого растения, как чеснок, был назван аллицин. Именно это соединение придает резкий специфический запах. Его заслугам принадлежит губительное действие на разные виды бактерий, грибки.

Фитонциды чеснока использовались с самой древности в разных цивилизациях и странах. Этим растением защищались от болезней, оберегали дом от вампиров, лечили желудочно-кишечные заболевания. У некоторых народностей чеснок был даже символом.

Чеснок- считается рекордсменом по содержанию биологически активных веществ. Эфирные масла чеснока обладают такой мощной антисептической силой, что могут быть приравнены к продолжительной стерилизации при помощи высоких температур. Содержание биоактивных веществ в луковице чеснока.

• углеводы, крахмал, инулин, фруктоза; витамины С и группы В; поли-сахариды; минеральные соли магния, кальция, фосфора, хлора; эфирное масло (0,4%); жирное масло; фитонциды; фитостерин; азотистые вещества; аллиин (0,3%); пировиноградная кислота; аммиак; пентозаны; йод (следы); клетчатка.

Сегодня существуют спиртовые вытяжки этого растения, лекарственные препараты на его основе. Пагубное воздействие на кишечные палочки многие виды микроскопических грибков, палочку Коха, бактерии холеры и тифа обусловило широкое использование чеснока.

Алоэ содержит смесь различных антрагликозидов, значительное количество смолистого вещества сложного состава, фитонциды, витамины, горечи, ферменты, следы эфирного масла. Он обладает слабительным, бактериостатическим и бактерицидным действием в отношении различных микробов. Свежий сок алоэ является эффективным средством для лечения различных ран, ожогов и других повреждений кожи.

Сироп из сока алоэ с железом назначают как общеукрепляющее средств.
Горчица — бактерицидные и противогрибковые свойства фитонцидов горчи-цы очень мощные. Многие очень стойкие вредоносные грибы, вызывающие болезни растений, и их споры умирают после шестичасового воздействия летучими фитонцидами, а многие бактерии умирают в первые минуты. Горчица содержит аллиловое масло.

Если на литр виноградного сока добавить 25 мг этого масла, сок долго сохраняет свои свойства и не портится. Горчица со-держит большое количество фитонцидов в листьях и семенах.

Хвойные деревья – их фитонциды существенно повышают устойчивость организма к физическим нагрузкам, уничтожают палочку Коха, провоцирующую развитие туберкулеза, а также отлично повышают иммунитет. Отвары из целебных трав оказывают мощное целебное действие на весь организм. Эфирные масла хорошо обеззараживают, заживляют, дезинфицируют и ускоряют заживление.

Основное и наиболее известное полезное свойство хвойных деревьев – их бактерицидность. Они содержат вещества из класса терпенов, более известные, как эфирные масла, которые являются фитонцидами широкого спектра действия. Эти биологически активные компоненты очень летучие, поэтому они постоянно выделяются в окружающую среду.

При повышении температуры количество выделяемых эфирных масел возрастает. В жаркие дни вблизи хвойных деревьев ощущается сильный хвойный аромат. Их фитонциды уничтожают патогенные бактерии, микроскопические грибки, вызывающие гниль, а также виды некоторых простейших (одноклеточных) животных.

Вдыхая аромат хвои, человек не только избавляется от патогенных микроорганизмов и повышает иммунитет. Фитонциды, угнетая развитее болезнетворных бактерий, стимулируют рост полезных человеку микроорганизмов. Кроме того, хвойные деревья стимулируют иммунную систему растений, растущих рядом с ней.

Исследовательская работа

Влияние фитонцидов на образование, рост плесневых грибов и сохранность пищевых продуктов

Цель эксперимента:

• определить степень влияния фитонцидов на срок хранения продуктов питания.

Оборудование:

1. Банки с крышками
2. Образцы продуктов питания: хлеб, сыр, лимон

Ход эксперимента:

   Для исследования были взяты: кусочки белого хлеба, сыра и лимона. Образцы были помещены в стеклянные банки вместе с сосной,  чесноком, горчицей и луком обладающими фитонцидными свойствами и плотно закрыты. Отдельно был помещен контрольный образец. Наблюдения проводились в течение 30 дней. Наблюдения заносились в таблицу.

Результат:  На контрольном образце плесень появилась на 3-ий день и стала активно разрастаться. На продуктах с алоэ и чесноком плесень появилась на 5-ый день. В чашке Петри с алоэ у хлеба и сыра плесень наблюдалась в меньшей степени, чем у лимона.

Продукты, которые находились с чесноком, были покрыты плесенью одинаково и отличались замедленным ростом, но к концу эксперимента были активно покрыты плесенью. Сосна сдержала рост плесени до 7-ми дней. На сыре и лимоне её было немного, на хлебе рост практически не наблюдался. В чашке Петри, где находилась горчица плесени не появилось на протяжении всего опыта.

Вывод:  По результатам эксперимента можно сделать вывод, что все использованные растительные образцы содержат фитонциды, однако их фунгицидные свойства различны. Наименьшей фитонцидной активностью обладает алоэ и чеснок. Самыми сильными фитонцидными свойствами обладает горчица, в образце с которой на протяжении всего исследования плесени не образовалось.

Таким образом, фитонциды горчицы могут увеличить срок хранения продуктов питания, так как влияют на степень распространения плесневого грибка.

Заключение

Фитонциды – биологически активные вещества, основным свойством которых является подавление жизнедеятельности или даже гибель многих болезнетворных микроорганизмов. Они являются природными антибиотиками, которые человек научился использовать в практических целях.

Фитонциды – вещества, высших растений, губительно действующие на бактерии, низшие грибы и простейшие организмы. Все растения продуцируют фитонциды. В наибольшем количестве фитонциды содержатся в чесноке, сосне, горчице, алоэ.

Проведенное мной исследование по изучению влияния действия фитонцидов некоторых растений на распространенные микроорганизмы подтвердили эти сведения.

Полученные результаты позволили убедиться в эффективном действии фитонцидов и подтвердили ценные фитонцидные свойства данных растений. Растения, выделяющие фитонциды, можно использовать при хранении скоро-портящихся продуктов.

Список использованных источников

1. Аксенова М. Энциклопедия для детей. Биология: Аванта, 2007
2. Батурицкая И.В., Фенчук Т.Д. Удивительные опыты с растениями / Изд-во Книга,1991 г.
3. Бинас А.В. и др. Биологический эксперимент в школе /А.В. Бинас – М. Про-свещение, 1990 г.
4. Блинкин С.А., Рудницкая Т.В. Фитонциды вокруг нас. М., 1981. 185 с.
5. Голышенков П.П. Лекарственные растения и их использование. – Саранск. Мордовское книжное издательство, 1990. - С.29-30.
6. Токин Б.П. Повесть о фитонцидах. – Л.: изд.-во университета, 1980.
7. Цыбуля Н.В. Методика определения фитонцидной активностиинтактных растений//Раст. ресурсы, 2001.