Известные представители плесневых грибов
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
Лицей № 387 имени Н. В. Белоусова
Кировского района Санкт-Петербурга
XVI научно-практическая конференция
Секция: Биология
Вид работы: учебно-исследовательская
Тема: «Споры плесневых грибов в хлебобулочных изделиях»
Выполнил: ученица 10 ест. класса Свердлова Ольга
Руководитель: Рублева Елена Владиславовна, учитель биологии
Санкт-Петербург
2015
Оглавление
Введение.........................................................................................................................стр. 3
Что Такое плесневые грибы?........................................................................................стр. 4
Известные представители плесневых грибов.............................................................стр. 5
Пеницилл ....................................................................................................... ...стр. 6
Аспергилл..........................................................................................................стр. 6
Мукор..................................................................................................................стр. 7
Чем опасны плесневые грибы? ...................................................................................стр. 10
Болезни, вызываемые плесневыми грибами..............................................................стр. 12
Аспергиллёз....................................................................................................………...стр. 12
Мукормикоз...................................................................................................................стр. 14
Методы выращивания плесени...................................................................................стр. 16
Практическая часть........................................................................................................стр. 17
Заключение.....................................................................................................................стр. 21
Список литературы....................................................................................................... стр. 22
|
|
|
Введение
Французский ученый ботаник Вайян, выступая в 1918 году в Париже перед многочисленной аудиторией, охарактеризовал грибы, как дьявольское произведение, нарушающее общую гармонию природы. Он заявил, что грибы созданы дьяволом только для того, чтобы смущать и приводить в отчаянье самых талантливых ботаников. И правда. Осенью ходим в лес и собираем грибы – то есть плодовые тела. Едим сдобные румяные пирожки из дрожжевого теста – и это всё ГРИБЫ? Ну, уже, будучи совсем маленькой, я узнала, что и старый хлеб тоже покрывается грибами! Моё давнее удивление и привело меня к теме, связанной с грибами – и не только. Пусть у нас и небольшая семья, всего 5 человек, но хлеба мы едим достаточно много и, к сожалению, часть его выкидываем. Как сохранить семейный бюджет? Что безопасней для здоровья?
Цель исследования.
Обнаружение и определение плесневых грибов в хлебе.
Задача исследования.
Исследовать наличие плесневых грибов в разных сортах хлеба и выявление наиболее безопасного с этой точки зрения продукции.
Объект исследования.
|
|
|
Образцы хлебобулочных изделий, литература, посвящённая данному вопросу.
Гипотезы исследования.
Разные виды хлеба по-разному заражены плесневыми грибами.
Методы исследования.
- Анализ литературы по данному вопросу
- Проведение эксперимента и анализ полученных данных.
Вид работы. Учебно-исследовательская.
Что Такое плесневые грибы?
Плесневые грибы, или плесень — микроскопические грибы, образующие ветвящиеся мицелии без крупных, легко заметных невооружённым глазом, плодовых тел.
Они образуют ветвистый мицелий, состоящий из одной сильно разветвленной клетки, от которой обособляются плодоносящие тела - воздушные гифы с мешком-спорангием в виде головки наверху. В спорангии развиваются тысячи спор. Оболочка зрелого спорангия разрывается, освобожденные споры рассеиваются и при наличии тепла и влаги, прорастая, дают начало новому мицелию.
Чем опасны плесневые грибы?
Нельзя относиться к плесени легкомысленно. Плесневые грибы настолько широко распространены в природе, что часто люди, сами того не замечая, являются их носителями, причем в большинстве случаев безопасно для здоровья. Однако в условиях иммунодефицита в организме человека плесневые грибы могут проявлять агрессивные свойства. Некоторые виды плесени выделяют токсичные вещества — микотоксины, способные нанести вред здоровью людей и животных. Споры проникают в организм человека через вдыхаемый воздух, поверхность кожи или проглатываются вместе с пищей.
|
|
|
Чаще всего под удар попадают органы дыхания: плесень является причиной легочного аспергиллеза, нередко заканчивающегося летально, микогенной аллергии, трудно поддающейся лечению, проявляющейся как риносинусит, бронхиальная астма, экзогенный аллергический альвеолит (синдром гиперчувствительности легких). При попадании плесневых грибов в желудочно-кишечный тракт может развиться пищевая аллергия.
Однако далеко не все понимают, какую опасность таит в себе плесень, образовавшаяся на залежалых пищевых продуктах. Например, жалея выбросить, могут съесть заплесневевший сыр или хлеб, продолжают употреблять варенье, покрытое слоем плесени, предварительно "почистив" верхний слой. Темные пятна на потолке, стенах волнуют жильцов лишь как эстетический недостаток, а затхлый запах, причиной которого нередко являются плесневые грибы, наводит на мысль о необходимости провести очередную генеральную уборку.
|
|
|
Известные представители плесневых грибов
Пеницилл (Penicillium)
Пеницилл (лат. Penicillium) — плесневой гриб, образующийся на продуктах питания и вследствие этого портящий их. Penicillium notatum, один из видов этого рода, — источник первого в истории антибиотика пенициллина, изобретённого Александром Флемингом.
В 1897 году молодой военврач из Лиона по имени Эрнест Дюшен сделал «открытие», наблюдая за тем, как арабские мальчишки-конюхи применяют плесень с ещё сырых седел для обработки ран на спинах лошадей, натертых этими же самыми седлами. Дюшен тщательно исследовал взятую плесень, определил её как Penicillium glaucum, опробовал на морских свинках для лечения тифа и обнаружил её разрушающее действие на бактерии Escherichia coli. Это было первое в истории клиническое испытание того, что вскоре станет известным всему миру пенициллом.
Молодой человек представил результаты своих исследований в виде докторской диссертации, настойчиво предлагая продолжить работу в данной области, однако парижский Институт Пастера не удосужился даже подтвердить получение документа — видимо, потому, что Дюшену было всего двадцать три года.
Заслуженная слава пришла к Дюшену уже после смерти, в 1949 году, — через 4 года после того, как сэр Александр Флемминг был удостоен Нобелевской премии за открытие (уже в третий раз) антибиотического эффекта пеницилла.
Естественной средой обитания пеницилла является почва. Пеницилл часто можно увидеть в виде зелёного или голубого плесневого налета на разнообразных субстратах, в основном, растительных. Гриб пеницилл имеет сходное строение с аспергиллом, также относящимся к плесневым грибам. Вегетативный мицелий пеницилла ветвящийся, прозрачный и состоит из множества клеток. Отличие пеницилла от мукора в том, что его грибница многоклеточная, тогда как у мукора — одноклеточная. Гифы гриба пеницилла либо погружены в субстрат, либо расположены на его поверхности. От гифов отходят прямостоячие или приподнимающиеся конидиеносцы. Эти образования ветвятся в верхнем отделе и формируют кисточки, несущие цепочки одноклеточных окрашенных спор — конидий. Кисточки пеницилла могут быть нескольких видов: одноярусные, двухярусные, трехярусные и несимметричные. У некоторых видов пеницилла конидийконидии образуют пучки — коремии. Размножение пеницилла происходит с помощью спор.
Термин «пеницилл» был придуман Флеммингом в 1929 году. По счастливой случайности, явившейся результатом стечения ряда обстоятельств, учёный обратил внимание на антибактериальные свойства плесени, которую он определил как Penicillium rubrum. Как выяснилось, определение Флемминга оказалось неверным. Лишь через много лет Чарльз Том откорректировал его оценку и дал грибку правильное название — Penicillum notatum.
Данная плесень изначально именовалась Penicillium из-за того, что под микроскопом её спороносные лапки выглядели как крошечные кисточки
Гриб пеницилл, как и мукор провоцирует порчу продуктов питания и принимает участие в разложении тканей растительных и животных организмов, благодаря большому набору выделяемых ферментов. Плесневые налеты на субстратах образуются обычно грибами нескольких видов одновременно. Питание пеницилла осуществляется за счет всасывания готовых органических веществ, поэтому пеницилл, как и все плесени, относится к грибам-паразитам. Некоторые виды пенициллов обладают патогенными свойствами по отношению к человеку, растениям и животным. Большой ущерб хозяйству наносится при размножении гриба с образованием плесени на пищевых и сельскохозяйственных продуктах. Заплесневение кормов при неправильном хранении может повлечь гибель животных после употребления их в пищу из-за накопления разных токсических продуктов.
Многие из пенициллов обладают положительными качествами для человека. Они продуцируют ферменты, антибиотики, что обусловливает их широкое применение в фармацевтической и пищевой промышленности. Так, антибактериальный препарат пенициллин получают при использовании Penicillium chrysogenum, Penicillium notatum. Изготовление антибиотика происходит в несколько этапов. Вначале культуру гриба получают на питательных средах с добавлением кукурузного экстракта для лучшей продукции пенициллина. Затем выращивают пенициллин по способу погруженных культур в особых ферментаторах объемом в несколько тысяч литров. После извлечения пенициллина из культуральной жидкости проводится его обработка органическими растворителями и растворами солей до получения конечного продукта – натриевой или калиевой соли пенициллина.
Аспергилл (Aspergillus)
Аспергилл (Aspergillus) — род высших аэробных плесневых грибов, включающий в себя несколько сотен видов, распространённых по всему миру в различных климатических условиях. Аспергиллы хорошо растут на различных поверхностях, образуя плоские пушистые колонии, вначале белого цвета, а затем, в зависимости от вида, они принимают разную окраску, связанную с метаболитами гриба и спороношением. Мицелий гриба очень сильный, с характерными для высших грибов перегородками. Аспергиллы распространяются спорами, образующимися бесполым путем, что характерно для всего класса вообще. В то же время, Aspergillus fumigatus может размножаться половым путём. «Аспергилл» впервые был каталогизирован в 1729 году итальянским священником и биологом Пьером Антонио Микели. Вид гриба под микроскопом напомнил Микели форму кропила (англ.) для святой воды (Aspergillum, от лат. spargere — разбрызгивать), и он дал роду соответствующее название. Сегодня название «аспергилл» также относят к бесполым спороформирующим структурам, схожим со всеми Аспергиллами. Уже известно, что около одной трети всех видов имеют и половую фазу развития. Аспергиллы относят к грибам, не имеющим половой стадии развития. Представители рода обладают способностью расти везде, где присутствует высокая осмотическая концентрация (крепкие растворы сахара, соли и т. д.), и очень устойчивы к воздействиям внешней среды. Аспергиллы — высоко аэробные виды, и их можно обнаружить почти во всех богатых кислородом средах, где они обычно растут как плесень на поверхности, как следствие высокого обогащения кислородом. Как правило, грибы растут на богатых углеродом объектах. Виды аспергилл являются распространённым заражающим фактором крахмалистых продуктов (таких, как хлеб и картофель) и растут внутри либо на поверхности многих растений и деревьев.
Помимо роста на источниках углерода, многие виды рода аспергилл демонстрируют способность к росту в обеднённых питательными веществами средах, либо в условиях совершенного отсутствия ключевых питательных веществ. Главным примером этого является A. niger — его можно обнаружить растущим на влажных стенах как основной компонент ложной мучнистой росы —милдью (англ.).
Виды аспергилл важны с медицинской и коммерческой точки зрения. Отдельные виды могут инфицировать человека и других животных. Некоторые инфекции, найденные на животных, изучались годами; в то время как другие виды, найденные на животных, описывались как новые и специфические для исследуемого заболевания. Иные были известны как уже использующиеся названия для организмов, таких как сапрофиты. Более 60 видов аспергилл являются существенными медицинскими патогенами. Существует целый ряд заболеваний человека, таких, как инфекция наружного уха, поражения кожи и изъязвления, классифицируемые как мицетомы.
Другие виды важны в промышленности при изготовлении ферментативных препаратов. К примеру, спиртные напитки, такие как японская саке, предпочитают делать из риса или других крахмалистых ингредиентов (таких как маниока), вместо винограда или солодового ячменя. Типичные микроорганизмы, использующиеся для производства спирта, такие, как дрожжевые грибки рода сахаромицеты, не могут ферментировать крахмал. Поэтому для расщепления крахмала на более простые сахара используется плесень кодзи (например,Aspergillus oryzae). Aspergillus oryzae, Aspergillus sojae, Aspergillus tamari используются для приготовления соевого соуса, а также различных видов соевой пасты — мисо, твенджана и других.
Грибы Aspergillus находят широкое применение для определения содержания неорганических катионов и анионов. Представители рода Аспергиллы также являются источниками натуральных веществ, которые могут быть использованы в производстве медикаментов для лечения различных заболеваний человека. Возможно, самое обширное применение имеет Aspergillus niger, как основной источник лимонной кислоты. Этот организм обеспечивает 99 % объёма мирового производства лимонной кислоты — это более 1,4 миллиона тонн в год. A. niger также часто используется для получения истинных и инородных ферментов, включая белок куриных яиц. В таких случаях культуру редко выращивают на твёрдом субстрате (хотя в Японии эта практика ещё распространена). Чаще её выращивают как глубинную культуру в биореакторе. При таком способе можно жёстко контролировать важные параметры и достичь максимальной продуктивности. Этот процесс также сильно облегчает отделение целевого химиката или фермента от питательной среды и, следовательно, намного более рентабелен.
Некоторые виды аспергилл вызывают серьёзные заболевания у людей и животных. Наиболее часто патогенность проявляют виды A. fumigatus и A. flavus, производящие афлатоксин, который одновременно является и токсином, и канцерогеном. Он может заражать пищу, например, орехи, семена и зерно. Распространёнными возбудителями различных аллергических заболеваний являются виды A. fumigatus и Aspergillus clavatus (англ.). Другие виды важны как патогены сельскохозяйственных культур. Представители вида Аспергиллы вызывают заболевания у многих зерновых, особенно у кукурузы; некоторые синтезируют микотоксины, включая афлатоксин.
Грибы аспергиллы - это представители класса сумчатых грибов. Естественная среда их обитания – почва, чаще в местностях с теплым климатом. Аспергиллы являются аэробами, они отлично произрастают на разнообразных субстратах. Часто их можно увидеть на продуктах растительного происхождения в виде уплощенного пушистого окрашенного плесневого налета, в основном, голубого или зеленого цвета. Например, колонии аспергиллов заметны на хлебе при несоблюдении правил хранения, на варенье, обоях в помещении с повышенной влажностью, т.д. На стенах темных сырых комнат иногда появляется «черная плесень» за счет развития Aspergillus niger (аспергилл черный) в стадии плодоношения. Таким образом, в большинстве своем аспергиллы являются сапрофитами, но среди них есть виды грибов-паразитов для людей и животных. Они вызывают такие заболевания, как аспергиллезы. Аспергиллез развивается в большинстве случаев у людей, страдающих иммунодефицитом. Путь проникновения грибка – через верхние дыхательные пути. Характерная симптоматика заболевания развивается при поражении дыхательной, нервной систем, желудочно-кишечного тракта человека. Чаще развивается легочная форма аспергиллеза. При аспергиллезном менингите или энцефалите вероятен летальный исход.
Строение аспергилла сходно со строением плесневого гриба пеницилла. Различают вегетативное тело в виде ветвистого мицелия, пронизывающего субстрат. Конидиеносцы, состоящие из одной клетки, реже с перегородками, отходят от опорных клеток грибницы. На верхней части конидиеносцев расположены в форме цепочек одноклеточные конидии. Плесневый налет имеет такую же окраску, как скопления зрелых конидий на мицелии. После созревания конидии отламываются от грибницы, переносятся на другое место и при благоприятных условиях прорастают, давая начало новому организму гриба. Это бесполый путь размножения аспергилл. Некоторые виды размножаются половым путем, например, Aspergillus fumigatus.
Аспергиллы являются активными разрушающими агентами различных материалов, возбудителями тяжелых заболеваний и провоцирующим фактором токсических поражений организмов животных и людей. Это их отрицательные качества. Но также грибы этого рода способны продуцировать разные ферменты и другие вещества в процессе своей жизнедеятельности, которые успешно применяются в различных сферах промышленности. Так, аспергилл нигер – биохимически активный гриб – продуцирует множество ферментов. В частности, фермент таназа используется для образования галловой кислоты, которая идет на производство красок, чернил, некоторых медицинских препаратов. Посредством пектолитических ферментов аспергилла черного осуществляют осветление вин и соков, расщепление на отдельные волокна стеблей растений. Ферменты аспергилл дают возможность из крахмала получать кристаллическую глюкозу, из инулина – фруктозу, в ходе определенных реакций получают фумаровую, щавелевую, лимонную кислоты. С помощью некоторых штаммов аспергилла черного синтезируют витамины – биотин, В1, В2, антибактериальный препарат фумагиллин для лечения амёбной дизентерии, другие лекарственные средства. Виды A. Orizae, A. Flavus в восточных странах используют для изготовления соевого соуса, в Японии – рисовой водки (саке). Полезные свойства гриба аспергилл чрезвычайно многообразны.
Мукор (Mucor)
Му́кор (лат. Mucor) — род низших плесневых грибов, который включает около 60-ти видов. Широко распространены в верхнем слое почвы, также развиваются на продуктах питания и органических остатках. Некоторые виды вызывают болезни (мукоромикозы) животных и человека, другие используются для получения антибиотиков или в качестве закваски (так как некоторые мукоровые грибы обладают высокой ферментативной активностью). Мицелий не поделён перегородками и представлен одной гигантской многоядерной разветвлённой клеткой.
Одиночные бесцветные спорангиеносцы, на вершине которых развивается по одному спорангию. Спорангиеносцы — простые или разветвлённые. Мицелий представляет собой одну многоядерную разветвлённую клетку, не разделённую перегородками. Колонии, как правило, бежевого или серого цвета, быстро растут (до нескольких сантиметров в высоту). Старые колонии более тёмные из-за образования многочисленных спорангиев со спорами.
При бесполом размножении оболочка зрелого спорангия легко растворяется от влаги, освобождая несколько тысяч спор.
В половом размножении участвуют две ветви одного (гомоталличные виды) или разных (гетероталличные виды) мицелиев. Они сливаются и образуют диплоидную зиготу, которая прорастает гифой с зародышевым спорангием в тёплых и влажных условиях.
Мукор китайский (Mucor sinensis), мукор кистевидный (Mucor racemosus) (англ.), мукор улитковидный (Mucor circinelloides) (англ.) используются в качестве закваски («китайские дрожжи», «раги») или непосредственно для производства сброженных продуктов питания («соевый сыр», «темпе») из сои и злаков, а также для получения этанола из картофеля.
Некоторые подвиды этого гриба могут вызвать серьезные заболевания человека, животных и — пчел. Парадоксально, но другие подвиды используют для производства антибиотиков и изготовления заквасок, что придает ему весомое значение в природе.
Гриб мукор еще называют белой плесенью. Конечно же, это связано и его цветом. Для пчел данная напасть несет большую опасность, ведь его излюбленными местами являются теплые, сырые и темные места. Улей не напоминает? Его клетки имеют вытянутое строение, похожее на волосок или белую паутину. Головки мукора со спорами окрашены в черный цвет. Споры моментально разносятся ветром, поэтому надо быть предельно внимательным, чтоб мукор не завелся у вас на пасеке.
Плесневой гриб мукор, безусловно, является паразитом. Он паразитирует рядом с другими видами плесени, располагается на продуктах питания и остатках животных и насекомых. Если не проследить за его образованием и регулярно не проводить дезинфекцию ульев — можно потерять множество пчелиных особей. Ведь этот паразит вызывает огромное количество разнообразных заболеваний.
Несмотря на то, что этот гриб вызывает множество заболеваний, полезные функции в природе он тоже выполняет. Его значение в медицине неоспоримо. К примеру, из него делают множество антибиотиков (например, рамицин), получают закваску для продуктов брожения: соевого сыра, картофельного спирта.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 2333; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!