Влияние биологических антимикробных факторов

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
«Общеобразовательный лицей №11»
«Влияние биологических антимикробных факторов среды на
скорость скисания коровьего молока»
Автор: Зарва Матвей
Константинович
6 «В» класс,
Лицей №11
Руководители:
Битиньш Ю.А.
учитель биологии,
МБОУ Лицей №11,
2012г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………3
Основное содержание………………………………………..5
Глава 1. Микрофлора молока………………………………..5
Глава 2. Понятие и свойства фитонцидов…………………7
Экспериментальная часть……………………………………9
Выводы……………………………………………………….11
Список литературы………………………………………….12
Приложение………………………………………………….13
2
1. ВВЕДЕНИЕ
На протяжении всей истории человечества, молоко использовалось в
пищу, ведь в его составе содержится более ста компонентов полезных для
организма человека. Но, постояв день или два, молоко скисает. Почему же это
происходит? Что же может продлить жизнь молоку и сохранить в нем все
полезные свойства? Что может повлиять на уменьшение скорости скисания
молока?
Из литературных источников я узнал, что для предотвращения скисания
молока во время жары, в емкость с молоком можно положить несколько
листьев хрена или крапивы, и тогда молоко сохранит свою свежесть в течение
нескольких дней. А вот о роли фитонцидных вытяжек, то есть о действии
летучих антимикробных веществ на микрофлору молока и на микрофлору
воздуха внутри сосуда, в котором хранится молоко, мной ничего не найдено.
Для изучения данного вопроса мною была поставлена цель: опытным
путем
определить
влияние
биологических
антимикробных
факторов
(фитонцидные вытяжки чеснока, хлорофитума, грейпфрута и горчицы) на
развитие микрофлоры в молоке, способствующей его скисанию.
Для достижения цели решались следующие задачи:
1.
Изучить литературные источники о фитонцидах и микрофлоре
молока.
2.
Определить причины скисания молока.
3.
Используя литературу, выявить способы длительного сохранения
молока от скисания и определить существующие недостатки этих способов.
4.
Опытным путем доказать угнетающее действие фитонцидов на
флору молока, способствующую его скисанию.
Гипотеза: Молочнокислые бактерии будут развиваться в меньшем
количестве в фитонцидной среде из чеснока и хлорофитума. Фитонциды
грейпфрута и горчицы будут оказывать меньшее угнетающее действие на
развитие микрофлоры в молоке.
3
Сбор материалов для исследовательской работы проводил учащийся 6
класса МБОУ «Общеобразовательный лицей №11». Исследование проведено в
сентябре и ноябре 2010г., а также в ноябре и декабре 2011г.
Место проведения исследования: кабинет биологии МБОУ Лицей №11.
4
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ
Глава 1. Микрофлора молока.
Молоко
часто
называют
первым
диетологическим
продуктом,
подчеркивая его важность в лечебном питании. На протяжении всей истории
человечества молоко использовалось в пищу и для лечения всевозможных
заболеваний, ведь в его составе содержится более ста компонентов. Не
случайно появившийся на свет человек именно с молоком встречается в первую
очередь.
Молоко — удивительная пища, которой животные кормят своих
детенышей. Оно содержит множество питательных веществ, из которых идет
построение кожи, мускулов, костей, шерсти, когтей и зубов. Молоко содержит
все необходимое детенышу — жир, воду, сахар, белки, витамины и соли. [1]
Но, постояв день или два, молоко скисает. Почему же это происходит?
Процесс скисания молока — довольно сложный микробиологический
процесс. В любом молоке обязательно присутствуют в огромном количестве
молочнокислые бактерии. Молоко является идеальной питательной средой для
них, и если оно хранится при комнатной температуре, то бактерии усиленно
размножаются. Для этого они активно используют основные составные части
молока: белки, жир и сахар. Именно поэтому молоко скисает. [3]
Что же может продлить жизнь молоку и сохранить в нем все полезные
свойства?
Способов продлить жизнь молоку довольно много, но в каждом из них
есть какой-либо изъян: при кипячении разрушаются некоторые витамины и
микроэлементы,
добавление консервантов и антибиотиков может нанести
огромный вред нашему организму, а по-старинки – положить в молоко лягушку
– не эстетично и многие просто с отвращением к этому отнесутся.
В литературе обнаружена информация о том, что срок годности молоку в
промышленных условиях продлевают,
применяя способы пастеризации и
стерилизации. Термическое воздействие на молоко приводит к некоторым
изменениям его составных веществ. При нагревании из молока улетучиваются
5
растворенные в нем газы. Вследствие удаления углекислоты кислотность
молока снижается. [7]
При температуре выше 85° частично изменяется казеин. Но наибольшему
воздействию
подвергается
белок
молока:
при
40-45°С
он
начинает
сворачиваться. Нарушается при пастеризации и солевой состав молока.
При кипячении состав молока также изменяется. Например, почти в 2
раза уменьшается содержание витаминов А и С. Теряются питательные
вещества в пределах от 15 до 20 вследствие образования осадков белков, жира
и солей кальция на стенках посуды. [5]
Способны ли фитонцидные вещества, а именно они относятся к
биологическим антимикробным факторам, повлиять на процесс скисания
молока? Могут ли они продлить его срок годности?
Для предотвращения скисания молока во время жары в ёмкость с
молоком нужно положить несколько листьев хрена, и молоко сохранит свою
свежесть в течение нескольких дней. [4]
Но, что уж бесспорно полезно и действенно в дачных условиях - это
способность крапивы благодаря наличию в ней фитонцидов сохранять
длительное время свежими быстропортящиеся пищевые продукты. И листья
крапивы, помещенные в молоко, предохраняют его от скисания. [2]
6
Глава 2. Понятие и свойства фитонцидов.
Фитонциды - в большинстве случаев представляют собой смесь
эфирных масел, органических кислот, гликозидов и др. Образуются
в
растениях в процессе обмена веществ, обладают мощным антибиотическим
свойством, то есть свойством убивать микробов, плесневые грибы, инфузорий.
Являются одним из факторов иммунитета растений, играют определённую роль
во взаимоотношениях организмов в биогеоценозах. Фитонциды иногда
называют «антибиотиками высших растений».
Фитонциды (от греч. phyton – растение и лат. caedo -
убивают)
образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или
подавляющие рост и развитие микроорганизмов. (Энциклопедия живой
природы, том 9, стр.129)
Фитонциды (от греч. phyton – растение и лат. caedo -
убивают),
образуемые биологически активные вещества, убивающие или подавляющие
рост и развитие микроорганизмов; играют важную роль в иммунитете растений
и во взаимоотношениях организмов в биоценозах. (Новая иллюстрированная
энциклопедия,
Москва ООО «Мир книги» научное издательство «Большая
Российская Энциклопедия», 2005год, стр.87)
Сам термин фитонциды - был предложен русским учёным Б.Т.Токиным
в 1934 году для обозначения летучих веществ, обладающих антимикробными
свойствами, которые выделяются растениями. Б. П. Токин в 1928 г. описал
интересное наблюдение: если на предметное стекло нанести кашицу из
растертого лука или чеснока, а рядом капельку воды, в которой плавают
инфузории, то через несколько минут клетки погибнут. Подобные опыты были
поставлены со многими растениями и различными микроорганизмами, и
результат в той или иной степени повторялся.
Кроме того, Б. П. Токин обратил внимание на то, что пищевые продукты,
приготовленные на восточных базарах, в антисанитарных условиях, не
вызывают вспышек инфекционных заболеваний. Ученый предположил, что
обилие восточных пряностей каким-то образом предохраняет пищу от порчи.
7
Он исследовал вещества, содержащиеся в пряностях, и обнаружил, что
антисептическое действие дают летучие компоненты. Эти «летучие яды
растений» он предложил назвать фитонцидами.[7]
Антимикробные свойства фитонцидов обусловили большое число
исследований по использованию их в медицине, ветеринарии, защите растений,
при хранении плодов и овощей, в пищевой промышленности и др.
Фитонциды разных видов растений различны по своему составу и
действию. Защитная роль фитонцидов проявляется не только в уничтожении
микроорганизмов, но и в подавлении их размножения, в стимулировании
жизнедеятельности микроорганизмов, являющихся антагонистами патогенных
форм для данного растения, в отпугивании насекомых и т.д. Есть фитонциды,
содержащиеся в тканях растений в растворенном виде, и летучие фракции
фитонцидов, выделяемые в атмосферу, почву, воду (у водных растений).
Летучие фитонциды способны оказывать своё действие на расстоянии.
8
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Первый этап в моей исследовательской работе – ознакомление с научнолитературными источниками; второй этап – проведение эксперимента.
Метод работы: поисково-исследовательский - обработка литературных
источников и составление хода эксперимента; наблюдения, обработка
статистических данных, сравнение;
экспериментальный – проведение
эксперимента.
Объект исследования: фитонцидные вытяжки.
Предмет исследования: деревенское молоко и плоды цитрусовых
фруктов, горчица, чеснок и комнатное растение хлорофитум.
Очень много информации в литературных источниках о том, как влияют
фитонциды на порчу мяса, яиц [2] и совсем не много материала о влиянии их на
процесс скисания молока. В связи с этим был проведен опыт, который проверял
версию о действии фитонцидов на продукты питания, а именно деревенское
молоко.
Оборудование: деревенское молоко, привезенное из поселка Тертеж
Манского района, фитонцидные вытяжки, стеклянные банки, маленькие
футляры с отверстиями, лупа, микроскоп, ступка с пестиком, пипетка, марля,
вода.
Для приготовления фитонцидной вытяжки мы использовали вариант методики
определения фитонцидной активности экстрактов растений, разработанной
Б.П.
Токиным. В этом случае определяется активность фитонцидов, входящих в состав
тканевого сока растений. [7]
Выполнение работы: подготовка оборудования к работе:
получили
тканевый сок из растений при помощи приготовления кашицы, растирая части
растений с помощью пестика и ступки. Отжали через марлю несколько капель
сока исследуемого растения. Порошок горчицы смешали с водой 40°С, настояли в
течении трех часов.
Ход опыта: в стеклянные банки, предварительно их, вымыв, наливаем
равный
объём
деревенского
молока,
затем
в
футляре
подвешиваем
9
фитонцидные вытяжки, плотно закрываем крышкой.
Банки помещаем в
холодильник. Следим за изменениями в молоке (появление творожистых
образований), записываем получившиеся данные в таблицу (см. Приложение 1.
Таблица 1). Измерения снимаются каждый день.
По результатам эксперимента, проведенного в 2010 году видно, что
молоко дольше всего (9 дней) не скисало, т.е. не появлялись творожистые
структуры, в банке с фитонцидной вытяжкой из грейпфрута. По сравнению с
контрольной банкой это на 6 дней дольше. Молоко с чесноком не скисало
дольше на 3 дня, чем контроль. А вот фитонциды горчицы и хлорофитума не
сильно повлияли на обеззараживание молока, хотя в газете «Аргументы и
факты» за май 2005г. приводилась статья, в которой автор утверждал, что
горчица и хлорофитум способны продлить срок хранения продуктов и даже
напитков.
При повторном проведении опыта (см. Приложение 2, Таблица 2),
результаты оказались такими же, как и в сентябре.
Следующая часть эксперимента проводилась только с фитонцидными
вытяжками из цитрусовых фруктов: грейпфрут, лимон, апельсин, помело. Для
этого мы взяли не только тканевый сок мякоти плодов, но и отдельно сок
кожуры.
В результате оказалось, что
вытяжка из тканевого сока грейпфрута
способствовала более длительному сохранению молока. На втором месте –
действие сока из фрукта помело. Меньше всего проявилось влияние сока
апельсина.
При исследовании сока кожуры результаты следующие: длительное
время (9 дней) не скисало молоко под действием сока кожуры помело, на
втором месте действие грейпфрута.
Повторное проведение опытов показало аналогичные результаты.
10
Выводы:
1.
Действие фитонцидов огромное, особенно на такие продукты
питания, как мясо, сыры, яйца и данные подробно описываются в литературе.
Дольше всего продлевает срок годности мяса и яиц горчица и чеснок.
Проанализировав литературные источники, получена информация о действии
крапивы и листьев хрена на молоко. Использовалась не фитонцидная вытяжка,
а листья самого растения. При этом вкус молока изменяется.
2.
Рассмотрены причины преждевременного скисания молока и
выявлено несколько способов продления срока его годности. Это пастеризации
и стерилизации, добавление листьев хрена и крапивы в само молоко. Но все
эти способы, так или иначе, влияют на вкус, цвет или запах продукта.
3. Угнетающее действие фитонцидов доказано и апробирован новый
способ – использование фитонцидной вытяжки помещенной в футляр и
непосредственно не контактирующей с молоком. За основу был взят вариант
методики определения фитонцидной активности экстрактов растений, разработанной
Б.П. Токиным. При этом ни вкус, ни запах продукта не изменяется.
4.
По результатам эксперимента гипотеза опровергнута: сильное
угнетающее действие оказывает фитонцидная вытяжка грейпфрута, менее
сильное действие у чеснока. И почти никакого влияния не оказали горчица и
хлорофитум. При изучении действия фитонцидов, содержащихся в соке мякоти
и соке кожуры, некоторых цитрусовых фруктов, действие грейпфрута и помело
оказывается самым угнетающим.
Рекомендации
По результатам эксперимента можно дать следующие рекомендации.
Для того, чтобы
уменьшить скорость скисания молока можно
использовать фитонцидные вытяжки грейпфрута и помело, помещенные в
пластиковые футляры. Так как на молоко будут действовать летучие фракции,
его вкус, цвет и запах не изменятся.
11
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Алексин А.Г., Алексеев С.П., Что такое. Кто такой: В 3 т. Т.2.
Москва. «Педагогика – пресс», 1992. 430с.
2.
Блинкин С.А., Рудницкая Т.В. Фитонциды вокруг нас. М., 1981. 185
3.
Дитрих А., Юрмин Г., Почемучка. – Москва. «Педагогика – пресс»,
с.
1993. 160с.
4.
Ильин М., Сто тысяч почему?- Ленинград. «Детская литература»,
1989. 215с.
5.
Растение – против микробов. /В.П. Тульчинская, Н.Г. Юргелайтис.-
К.: «Урожай», 1975. 195с.
6.
Соколов А.А., Тепла М., Майер А., Производство молочных
продуктов. – Москва. Пищевая промышленность, 1979. 314с.
7.
Токин В. Л. Целебные яды растений. Повесть о фитонцидах. Л.. Изд-
во университета, 1980
8.
Энциклопедия для детей «Биология», Москва «Аванта+», том 2,
2000 г. 600с.
9.
«Энциклопедия живой природы», том 9, Москва, Экслибрис, 2007.
12
Приложение 1.
Таблица 1. «Влияние фитонцидной вытяжки на скорость скисания молока. Сентябрь 2010г.»
Дата
Молоко
Молоко с
Молоко с
Молоко с
Молоко с
контроль
грейпфрутом
горчицей
чесноком
хлорофитумом
26.09.10.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
27.09.10.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
28.09.10.
Скисло
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
29.09.10.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Скисло
30.09.10.
Без изменений
Скисло
Без изменений
1.10.10.
Без изменений
2.10.10.
Без изменений
3.10.10.
Без изменений
4.10.10.
Скисло
Скисло
13
Приложение 2.
Таблица №2. «Влияние фитонцидной вытяжки на скорость скисания молока. Ноябрь 2010г.»
Дата
Молоко
Молоко с
Молоко с
Молоко с
Молоко с
контроль
грейпфрутом
горчицей
чесноком
хлорофитумом
13.11.10.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
14.11.10.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
15.11.10.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
16.11.10.
Скисло
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
17.11.10.
Без изменений
Скисло
Без изменений
Скисло
18.11.10.
Без изменений
19.11.10.
Без изменений
20.11.10.
Без изменений
21.11.10.
Скисло
Скисло
14
Приложение 3.
Таблица №3. «Влияние фитонцидной вытяжки на скорость скисания молока. Ноябрь 2011г.»
Дата
Молоко
Молоко с соком
Молоко с соком
Молоко с соком
Молоко с
контроль
грейпфрута
лимона
апельсина
соком помело
14.11.11.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
15.11.11.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
16.11.11.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
17.11.11.
Скисло
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
18.11.11.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
19.11.11.
Без изменений
Скисло
Скисло
Без изменений
20.11.11.
Без изменений
Без изменений
21.11.11.
Без изменений
Скисло
22.11.11.
Скисло
15
Приложение 4.
Таблица №4. «Влияние фитонцидной вытяжки на скорость скисания молока. Декабрь 2011г.»
Дата
Молоко
Молоко с соком
Молоко с соком
Молоко с соком
Молоко с
контроль
грейпфрута
лимона
апельсина
соком помело
12.12.11.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
13.12.11.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
14.12.11.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
15.12.11.
Скисло
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
16.12.11.
Без изменений
Без изменений
Без изменений
Без изменений
17.12.11.
Без изменений
Скисло
Скисло
Без изменений
18.12.11.
Без изменений
Без изменений
19.12.11.
Скисло
Без изменений
20.12.11.
Скисло
16