Исследовательская работа Изучение фитонцидов чеснока

МОБУ "Вышнереутчанская средняя общеобразовательная школа
Медвенского района Курской области
Исследовательская работа:
"Изучение свойств
фитонцидов чеснока"

Выполнил:
обучающийся 6- го класса
Басенков Даниил
Руководитель:
учитель биологии
Басенков Владимир Владимирвич
2014 г.
Цель: Изучить свойства фитонцидов чеснока. Сформировать знания о биологических и химических свойствах фитонцидов чеснока и возможности их применения человеком.
Задачи: 1. Провести биологические эксперименты доказывающие исключительные способности фитонцидов чеснока убивать различные организмы
2. Изучить возможность применения знаний о фитонцидах в медецине
3. Провести эксперименты по сохранению мяса, рыбы и моркови, с использованием фитонцидов чеснока.
4. Формировать навыки анализа и оценки имеющейся информации.
Методы: работа с литературными источниками, наблюдение, эксперимент
План
Введение…………………………………………………………………………………3
Химия фитонцидов……………………...………………………………………..……..3
Реакция организмов на фитонциды………………………………………………….....4
Фитонциды и защита растений от болезней……………………………………….......9
Применение фитонцидов в медицине…………………………………………...…......10
Применение фитонцидов в пищевой промышленности………………………..…….11
Выводы по итогам проектной работы..……………...………………………….……...15
Литература…………………………………………………………………………….....16
Введение
Часто можно слышать такую фразу: «Лук и чеснок выделяют фитонциды, поэтому полезно вдыхать их запах». Что же такое фитонциды и какую роль они играют в жизни человека.
Летучие вещества, содержащиеся в эфирном масле растений — фитонциды. Большое количество фитонцидов содержится в луке и чесноке. Это полезные вещества не только для самих растений, но и для человека.
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.
Издревле чесноку приписывали магические свойства. Во многих культурах древнего мира существовала вера в то, что чеснок способен исцелять болезни, насланные демонами, и что людям велят его, есть боги. Головки чеснока подвешивали под руками во время произнесения заклинаний, которые должны были отразить нападение демонов и ввергнуть их в ад. Чеснок считался первейшим средством против вампиров. В Болгарии, Венгрии чесноком натирали ручки дверей и оконные рамы, чтобы отогнать вампиров. Жители этих стран вообще призывали в помощь чеснок при каждом поворотном этапе в жизни, в критические моменты и периоды, когда человеку грозила опасность или ему могли причинить вред. Женщины клали чеснок под свою подушку во время родов и в пеленки малыша. Молодые мужчины, собиравшиеся стать мужьями, держали его при себе, чтобы ими не овладели злые духи.
Теперь мы можем объяснить эти «магические свойства» чеснока наличием фитонцидов. Фитонциды обеспечивают защиту растений от вредных для них микроорганизмов, защищая также от микробов животных и человека. Являясь для нас физиологически активными веществами, фитонциды играют важную роль в обмене веществ и стимуляции защитных сил.
Химия фитонцидов
Химические составы фитонцидов чеснока 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:
С3 H5 – S – C3 H5

O
И. В. Торопцев и И. Е. Камнев выделили его из чеснока в чистом виде. Думать, однако, что это и есть фитонцид чеснока, неправильно. В лучшем случае аллиин – один из компонентов сложного комплекса веществ, являющегося фитонцидом. Учёным известно, что фитонциды чеснока не представляют собой лишь одно соединение; они могут быть и комплексом веществ. Сок чеснока, нелетучий при комнатной температуре, отличеется по составу от летучих фитонцидов этого же растения.
Реакция организмов на фитонциды
Эксперимент с одноклеточными организмами
Оборудование: микроскоп, предметное стекло, чеснок, культура инфузорий
Ход работы
Возьмём чистое предметное стекло. Натрём на тёрке на предметное стекло зубчик чеснока. На расстоянии одного сантиметра от полученной чесночной кашицы поместим каплю жидкости, в которой находятся инфузория – туфелька. Препарат положим на предметный столик микроскопа. Рассмотрим каплю под микроскопом. Мы обнаружим удивительное явление: в течение первой минуты инфузории очень энергично начинают двигаться, затем замедляются. Через 5 минут они все погибли. Если каплю помещать на более удалённое расстояние срок гибели увеличивается с 5 до 20 минут.

243840-189230Под влиянием фитонцидов чеснока тело инфузории постепенно распадается на мельчайшие зёрнышки.
Вывод: фитонциды чеснока токсичны для одноклеточных животных
Чтобы доказать, что это химические вещества, а не какие – либо лучи, соберём установку в которой кашицу чеснока поместим в колбе, колбу соединим трубкой со стеклянным цилиндром. На дно цилиндра поместим предметное стекло с каплей воды, в которой находятся инфузории.

Через 1 час поместим предметное стекло под микроскоп и мы увидим, что простейшие убиты.
Вывод: из чеснока выделяются именно химические, летучие вещества очень токсичные для простейших даже в едва уловимых дозах.
Эксперимент с плесневым грибом
Оборудование: 2 чашки Петри, хлеб, чеснок, препаровальная игла, заплесневевший хлеб
Ход работы
Возьмём две чашки Петри. Поместим в них хлеб. Равномерно засеем в чашку споры плесневого гриба пеницила. Одну чашку накрываем и ставим в теплое место (25о С). В другой чашке в центре делаем «колодец» и помещаем полученной на тёрке чесночной кашицы. Чашку накрываем и ставим рядом с первой.

В контрольной чашке, где не было чесночной кашицы, мы увидим равномерный рост грибков по всей поверхности. В опытных чашках с «колодцами», заполненными чесночной кашицей, прорастание спор происходит лишь по краям чашки, на некотором расстоянии от «колодца». Вокруг «колодца» неизменно получается стерильная зона, то есть совершенно не обнаруживается роста грибков. Выходит, что помещённая в «колодец» чесночная кашица в количестве лишь 1 грамма мешает прорастанию спор или убивает их.

Через трое суток мы увидим на перефирии чёрную барахтитсую плёнку, свидетельствующую о том, что жизненный путь грибков завершён, в спорангиях снова образовались споры. На самой границе между стирильной зоной и чёрной бархатистой плёнкой отчётлива видна белая «каёмка» - здесь узкой полосой пророс плесневый гриб, образовались гифы, но споры не возникают, получается бесспоровая зона
Вывод: фитонциды чеснока на близком расстоянии убивают споры плесневого гриба и мешает спорообразованию.
Эксперимент с комнатной мухой
Оборудование: живые комнатные мухи, чеснок, два прозрачных сосуда.
Ход работы
Для эксперимента возьмём две чистые стеклянные банки. В одну банку поместим мелко нарезанный зубчик чеснока. Другую банку оставим пустой. Поместим в каждую банку по одной комнатной мухе и закроем крышкой чтобы мухи не смогли улететь.

Через несколько минут муха помещённая в банку с чесноком обеспокоенно летала, ползала по стенкам, в отличие от контрольной мухи, которая сидела в чистой банке. Через 45 минут муха уже лежала на спине и дёргала ногами. Через 55 минут муха погибла. Этот опыт я провела в 5 повторностях. И в каждом опыте мухи погибали через различное время, но не более чем через один час.

Вывод: фитонциды чеснока токсичны не только для одноклеточных животных, но и для насекомых.
Двое московских врачей А. Е. Зимин и В. П. Кротова используя электронный микроскоп исследовали как погибает туберкулёзная палочка под влиянием фитонцидов чеснока. Обнаружилось, что уже 15 – минутное воздействие водного экстрата чеснока ослабляет палочку, а через 30 минут она окажется убитой и подвергнется изменениям. Если бактерии пробудут в соприкосновении с фитонцидами 20 часов, то у них исчезает оболочка, мутнеет и распадается протоплазма.
Фитонциды и защита растений от болезней
Летучие фитонциды и сок чеснока обладают исключительной особенностью убивать различные микроорганизмы. Погибают от чеснока бактерии, не могущие жить без кислорода воздуха, погибают и бактерии, для которых кислород вреден; чеснок умерщвляет бактерий, вызывающих гниение трупов животных и растений и виновников самых различных заболеваний человека и животных: холеры, брюшного тифа, дифтерита, дизентирии и очень многих других. В атмосфере летучих фитонцидов чеснока или в соприкосновении с его тканевым соком не могут жить микроскопические грибы, например плесневые. Бактерии – обитатели почвы – не в состоянии сопротивляться фитонцидам чеснока.
Сотни учёных испробовали действие чеснока на микроогранизмы и пока не напали на такой микроб, который не убивался бы чесноком. Исследованиями доказали мощное бактерицидное действие и тормозящее рост и размножение влияние фитонцидов чеснока на многих болезнетворных для растений бактерий.
Нельзя ли применять фитонциды для протравливания семян, для обеззараживания их от грибов и бактерий? Новаторы проводившие исследования утверждают, что ржавчинные грибы, приносящие огромный вред сельскому хозяйству, сравнительно легко убиваются фитонцидами.
Р. М. Галачьян докзала, что протравливание семян помидоров фитонцидами чеснока против бактериального рака значительно снижает заболевание помидоров в поле. Обрабатывая плоды помидоров водной вытяжкой чеснока, можно повысить в два раза их лёжкость, и снижается процент бактериальной и грибной гнили плодов.
З. А. Борзова занималась изучением картофельного грибка фитофторы. Сильно действует водный настой из сухих наружных чешуй чеснока на споры и зооспоры фитофторы. Летучие фитонциды луковицы чеснока убивают в течение 6 – 7 минут подвижные споры фитоспоры, а фитонциды зелёных листьев через 35 минут.
Применение фитонцидов в медицине
Несмотря на огромные успехи медицины, человечество ещё сильно страдает от многих болезней. Но пройдут годы и десятилетия, и лучшие лекарственные средства и современные завоевания науки потускнеют перед лицом новых открытий.
Древние египтяне более четырёх тысяч лет назад лечили луком и чесноком многие болезни. Фараоны приказывали давать рабам, строившим пирамиды, большое количество чеснока. Чесноку придавалось такое значение, что люди клялись чесноком.
Индусская, китайская и тибетская медицина широко использовала чеснок как лекарственное средство. Русские славяне великолепно знали целебные свойства лука и чеснока. Особенно внимательно следует изучать богатейшее наследие тибетской медицины, народной медицины Индии.
Во время войн люди чаще умирали от инфекций, бактерий, поджидавших ослабленный раной организм, чем непосредственно от ранения. В первый же год Великой Отечественной войны стал остро вопрос о новых антисептиках, и здесь врачи столкнулись с трудностями. Медицине требуются не просто вещества, убивающие бактерий. Ведь не польёшь серной кислотой рану, не введёшь в больной кишечник. Антисептик, убивая бактерий, не должен вредить тканям организма. Но ещё лучше, если антисептик, убивая заразное начало, одновременно стимулирует жизнедеятельность тканей, создаёт условия для дальнейшей успешной борьбы самого организма с болезнью.
В 1941 году хирург А. Г. Филатова и паталогоанатом И. В. Торопцев применили для лечения труднозаживающих гнойных ран в госпитале фитонциды лука и чеснока. Главный хирург армии выдающийся учёный Н. Н. Бурденко также рекомендовал военным хирургам использовать фитонциды в лечении гнойных ран. Мощное бактерицидное влияние фитонцидов снимало тормозящее действие инфекции в ходе регенерации гнойных ран.
Обыденные растения, тысячелетиями взращиваемые человечеством, в частности лук и чеснок, дают в руки врача неизмеримо более мощное орудие в борьбе с патогенными микробами и паразитическими простейшими, чем многие популярные антисептики.
Фитонциды чеснока убивают возбудителей брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, виновников гнойных воспалений среднего уха, гнойных процессов в лёгких, гнойных кожных ран; многих бактерий, вызывающих болезни растений; они убивают различных низших грибков – возбудителей кожных заболеваний, виновника болезни картофеля – фитофтору, дрожжевых грибков и т. д.
Профессор С. И. Ратнер вылечил фитонцидами чеснока около 400 больных дизентерией.
Профессор Т. Д. Янович ещё в 1944 году получила из чеснока препарат, названный ею сативином. Саттивин почти не изменяется в течении года и содержащиеся в нём вещества сконцентрированы в 10 – 60 раз по сравнению с естественным соком.
В Ялте хирург К. А. Шевченко многие годы применяла ингаляцию летучих фитонцидов чеснока туберкулёзным больным после удаления части лёгких. Фитонциды в этом случае играют бактерицидную роль и одновременно помогают регенерации лёгких. Восстановительные процессы ускорялись.
Фитонциды и другие лекарственные вещества – существенные помощники организму, когда он сам не справляется с болезнью, с врагами из мира микробов. Изменяется ли работа желудка, когда человек ест фитонцидные растения, например чеснок? Изменяются ли бактерицидные свойства фитонцидов, когда они попадают в пищеварительный тракт? Над этой проблемой работали врачи А. И. Гот - Лопакова и Е. Г. Хахалина. У больных с пониженной или повышенной продукцией желудочного сока один и тот же чесночный препарат приводил желудок к норме. Действие фитонцидов чеснока не ограничивается убийством бактерий, они влияют и на работу окончаний нервов, на мышцы желудка, на давление в сосудах.
В полости рта здорового человека со здоровыми зубами всегда имеются те или иные бактерии, грибки и спирохеты. Достаточно пожевать в течении двух, трёх или даже минуты чеснок, чтобы все микроорганизмы, населяющие полость рта здорового человека, оказались убитыми.
При гриппе помогают ингаляции фитонцидами чеснока. Весьма действенным оказалось и лечение этого заболевания с помощью чесночного сока: добавить 8 капель чесночного сока к 1 столовой ложке молока, подогретого до 45—50°С, принимать 3—4 раза в день. Видимо, фитонциды чеснока — пока наиболее безвредное и действенное средство против гриппа.
Использование фитонцидов чеснока в пищевой промышленности
Каждому ясно, какое огромное значение имеет разрешение вопроса о том, как на 1-2 дня предохранить от гниения и плесневения продукты. В этом заинтересованы не только промышленность, заготавливающая и перерабатывающая промышленность, заготавливающая и перерабатывающая тонны продуктов, а и работники столовой, каждая домашняя хозяйка. Как сделать так, чтобы фарш, приготовленный для котлет, остался свежим при комнатной температуре и завтра? Как сохранить пойманную рыбу несколько дней, не прибегая ко льду и сложным приёмам? Как железнодорожному пассажиру, отправляющемуся в далёкое путешествие, предохранить от порчи взятые из дому продукты? Не могут ли пригодиться во всех этих случаях фитонциды?
Эксперимент с рыбой
Оборудование: свежая рыба, прозрачные сосуды, чеснок.
Ход работы
Я провела следующий эксперимент: в стеклянной банке подвесила свежую рыбу под крышку. На дно банки поместила кашицу чеснока. Температура комнатная около 20о С.
681990934720Контрольный экземпляр рыбы помещался в точно такую же банку, но источника фитонцидов нет. Фитонциды должны оказать какое – то антисептическое действие в отношении тех гнилостных бактерий и плесневых грибков, которые всегда в большом или меньшем количестве могут быть на поверхности кожи рыбы и в мягких тканях её.
В течении 14 проводились наблюдения. Через 4 дня контрольная рыба покрылась видимым простым глазом налётом из толстого слоя бактерий и распадающихся тканей. Через 6 дней рыба так разложилась, что не держалась на проволоке, а упала на дно. Кожу от мяса отличить невозможно, запах сильный, гнилостный. Рыба, находившаяся в парах чеснока, также не была свежей, но гнилостный процесс сильно задержан. Запах гнилостный, но поверхность рыбы почти без слизи, мясо довольно плотное, кожа отделяется с трудом

Вывод: фитонциды убивают и задерживают размножение гнилостных бактерий
Фитонциды можно использовать при хранении овощей, например моркови. Я обработала песок водной вытяжкой из чешуи чеснока. Вытяжка готовилась просто: это настой на холодной воде в течении 3 суток. Таким офитонциденным песком переслаивала морковь. Хранили её в подвале на стеллаже. Температура колебалась от 0 до 7о С, а влажность 85 – 95 %. Результаты опыта поразили! Здоровых корнеплодов моркови, сохранившихся в песке, к которому было добавлено 6 литров вытяжки было на 27 % больше, чем в контроле.
Эксперимент с говяжьим мясом
Оборудование: чеснок, свежее говяжье мясо, прозрачные сосуды
Ход работы
В нестерильных условиях подвесила на крючке, продетом сквозь пробку, в стеклянном сосуде несколько граммов говяжьего мяса. На дно сосуда поместила источник фитонцидов – измельчённую головку чеснока. Контролем служило мясо, находившееся в такой же посуде, но не подвергавшееся действию летучих фитонцидов. Температура опытов во всех случаях одинаковая. Сосуды очень плотно закрывались, чтобы предотвратить попадание из воздуха новых и новых бактерий и спор плесневых грибов.

На 5-е сутки мясо в сосуде без фитонцидов сильно плесневеет и загнивает. На поверхности оказывается обильная зловонная слизь. Мясо же, находившееся в летучих фитонцидах чеснока и через 5 суток не имеет никаких признаков гниения и плесневения.

Спустя месяц не было, конечно, никакой надобности в продолжении наблюдений над контрольным мясом. Собственно, мяса не было; была чёрная, зловонная слизь – остатки разложившегося и упавшего с проволоки на дно сосуда мяса.
Выводы по итогам проектной работы
Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:
1. Летучие фитонциды и сок чеснока обладают исключительной особенностью убивать различные микроорганизмы.
2. Исследованиями доказали мощное бактерицидное действие и тормозящее рост и размножение влияние фитонцидов чеснока на многих болезнетворных для растений бактерий.
3. Фитонциды чеснока можно использовать при лечении различных заболеваний
4. При недлительном хранении продуктов, тоже можно использовать фитонциды чеснока.
Рекомендации
На основании полученных результатов и литературных данных можно рекомендовать следующее:
1. Жевать чеснок, полоскать рот настоем из чеснока для предотвращения воспалительных процессов, а может быть, и кариеса.
2. Выращивать зеленый чеснок как комнатное растение для обеззараживания воздуха в жилых помещениях и больницах.
3. Использовать чеснок как бактерицидное средство при хранении продуктов.
4. При выходе на улицу смазывать края ноздрей кашицей или соком чеснока – это предохранит от вирусной инфекции.
5. Марлей, пропитанной чесночным соком, протирать кожу около ран или прикладывать марлю к гниющим ранам.
Литература
Б. П. Токин, Целебные яды растений. Повесть о фитонцидах. Изд. 3-е, испр. И допол. Изд - во Ленигр. ун - та. Ленинград 1980. – 280 с.
Зелепуха С. И., Антимикробные свойства растений, употребляемых в пищу, К., 1973
Общая ботаника с основами геоботаники: учеб. Для биол. и геогр. Спец вузов /В. В. Петров, Л. И. Абрамова, С. А. Баландин, Н. А. Березина. – М.: Высш. Шк., 1994. – 271 с: ил.
Книга для чтения по ботанике: Для учащихся 5-6 кл. Сост. Д. И. Трайтак. 2-е изд., перераб. М.: Просвещение, 1985. – 223 с., ил.