Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова»

(ФГБОУ ВО «ХГУ им. Н.Ф. Катанова»)

Институт менеджмента, экономики и агротехнологий 

Сельскохозяйственный колледж

VI Всероссийская студенческая научно-практическая конференция

«От поиска – к решению. От опыта - к мастерству»

Направление:
Химия, общая биология, экология.

Влияние фитонцидов лука, чеснока, лимона на микроорганизмы

                                                                   Выполнила: студентка гр 292

                                                                         Адаптивная физическая культура

                                            Копчёнова Д.А.

                                                           Научный руководитель:
                                             Квитченко А.В.

                                                                          преподаватель ОБЗР и Биологии

Абакан - 2026

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Фитонциды (от греч. phiton - растение и лат. caedo - убиваю) – это образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие микроорганизмы или подавляющие их рост и развитие.

Фитонциды были обнаружены во всех растениях. Например, бактерицидные вещества, убивающие многие бактерии, обнаружены в чесноке, хрене, алоэ, некоторых водорослях. Фитонциды около 500 видов растений способны убивать одноклеточные организмы. Фитонциды разных растений имеют различный химический состав. Одни растения вырабатывают летучие фитонциды, другие - нелетучие. Фитонциды одних растений обладают бактерицидными свойствами, т.е. могут убивать бактерии, а фитонциды других растений лишь задерживают рост и размножение микроорганизмов, но не убивают их.

В Древнем Риме чеснок входил в обязательный рацион легионеров, т.к., по мнению римлян, кроме целебных свойств он обладал способностью придавать воинам силу и мужество.

В Египте на строительство пирамид сгоняли тысячи рабов, которым ежедневно давали лук и чеснок, чтобы они не болели. Древние греки, а также славяне в древние и средние века считали чеснок незаменимым средством против укусов ядовитых змей.

Более 800 лет назад Низами Гянджеви писал об использовании чеснока как лечебного средства при желудочно-кишечных заболеваниях и заболеваниях полости рта, а лука - при воспалении миндалин в горле. Он рекомендовал также употреблять вареный лук при язвенных процессах. Ли Шенчжень, живший в XVI в., описал целебное действие чеснока, лука и других растений.

Гипотеза: фитонциды подавляют рост и развитие бактерий, поэтому их можно использовать в целях профилактики бактериальных инфекций.

Цель работы: Изучить влияние фитонцидов лука, чеснока, лимона на микроорганизмы (плесневые грибы, бактерии).

Задачи:

1. Изучить литературу и ресурсы сети Интернет;

2. Путем эксперимента, выявить влияние фитонцидов на развитие плесневых грибов и бактерий.

3. Определить степень влияния фитонцидов лука, лимона, чеснока на микроорганизмы.

Объект исследования: фитонциды лука, лимона, чеснока.

Предмет исследования: влияние фитонцидов на развитие колоний бактерий и плесневые грибы.

Методы:

1. Анализ литературных источников.

2. Наблюдение.

3. Эксперимент.

1. История и Общие понятия о фитонцидах

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 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 (от греч. phyton – растение и лат. caedo – убиваю).

Фитонциды - вещества, содержащиеся в высших растениях, губительно действующие на болезнетворные бактерии, низшие грибы и простейшие организмы. В наибольшем количестве фитонциды содержатся в луке, чесноке, редьке, томате, хрене, лютике, черной смородине, черемухе, чернике.

На возбудителей болезней фитонциды действуют бактериостатически и бактерицидно. 

Все растения продуцируют фитонциды - «фито» - означает растение, «цидо» - убивать. Эти вещества губительно действуют на бактерии, вирусы, грибки и простейших одноклеточных животных. Фитонциды являются одним из факторов иммунитета растений. Они выделяются ими в виде летучих веществ и содержатся в тканевых соках. Фитонциды обеспечивают защиту растений от вредных для них микроорганизмов, защищая также от болезнетворных микробов человека и животных. Являясь для последних физиологически активными веществами, фитонциды играют важную роль в обмене веществ их организма, в стимуляции его защитных сил. Таким образом, очевидно, как велико значение фитонцидов для растительного и животного мира.

2. Действие фитонцидов

Фитонциды одних растений убивают микробы (т. е. обладают бактерицидными свойствами), а других - только задерживают рост и размножение микроорганизмов (т.е. обладают бактериостатическим действием). Практически все растения проявляют противомикробную активность, различия будут лишь в степени ее выраженности. Микробам труднее адаптироваться к действию фитонцидов высших растений, чем к антибиотикам, полученным из микроскопических грибов. Этот важный факт, свидетельствующий о перспективности использования фитонцидных препаратов для профилактики и лечения заболеваний.

Летучие фитонциды вызывают разнообразные изменения клетки бактерии: подавляют дыхание, растворяют и разрушают поверхностные слои и составные части протоплазмы. Действие ряда фитонцидов обусловлено их способностью к окислению. В результате жизнедеятельности растений в окружающей среде увеличивается количество озона, который легко распадается на молекулярный и атмосферный кислород. Последний, соединяясь с водой, образует перекись водорода, которая обладает антисептическими свойствами.

Фитонциды могут быть летучими, выделяясь в атмосферу, они оказывают действие на расстоянии, а могут содержаться в протоплазме клеток («тканевые соки») и действовать только при непосредственном контакте с возбудителем. Летучие фитонциды оказывают мощное влияние на состояние воздуха в лесах. 1 г соснового бора за сутки выделяет в атмосферу около 5 кг летучих фитонцидов, можжевелового леса – около 30 кг. В хвойном лесу (особенно в молодом сосновом бору), независимо от географической широты и близости населенных пунктов, воздух содержит лишь около 200-300 бактериальных клеток на 1 м3, то есть практически стерилен.

Мощность и спектр противомикробного действия фитонцидов у разных видов растений значительно варьируют. Широко известна «убойная сила» фитонцидов чеснока, лука и хрена. Они уничтожают многие виды простейших, бактерий и низших грибов буквально в течение нескольких секунд. А фитонциды, выделяемые веткой черемухи, в течение нескольких минут убивают микробы в стоящем рядом стакане. Наиболее универсальны по своему действию фитонциды хвойных деревьев – сосны, кипариса, кедра, пихты и др.

Фитонциды с успехом используют для лечения и профилактики многих заболеваний (фитонцидотерапия).

Лечение фитонцидами растений эффективно при гриппе, ангине и других заболеваниях дыхательных путей, болезнях десен и зубов, гнойничковых поражениях кожи, ряде заболеваний пищеварительной системы.

При простудных заболеваниях благоприятное действие оказывают вдыхание паров распаренного шалфея, картофельной кожуры или шелухи овса. Фитонциды, способствуют усилению иммунологических реакций организма, усиливают восстановительные процессы в тканях. Так, в свое время учеными было показано, что вдыхание летучих веществ пихты стимулирует некоторые формы естественного иммунитета. Стимулируют защитные силы организма так же фитонциды зверобоя, чеснока, лука, бессмертника песчаного и многих других растений.

В специальных экспериментах было убедительно показана бактерицидная эффективность лука, чеснока, эвкалипта, пихты, сосны и многих других растений. Фитонциды лука и чеснока убивают практически все виды болезнетворных микробов. Ни один антибиотик не может сравниться с ними по широте своего воздействия. Вдыхание свежеприготовленной кашицы из лука или чеснока (через 10-15 минут она теряет свои свойства) применяются для лечения заболеваний верхних дыхательных путей, острых и хронических воспалений легких. Ее можно прикладывать к трудно заживающим язвам и ранам, при этом фитонциды лука и чеснока способствуют очищению тканей и быстрому заживлению их. Выраженной бактерицидной эффективностью обладает также фитонциды хрена. Однако следует заметить, что при внутреннем употреблении этих овощей фитонцидная активность их в значительной степени теряются.

Воздух в хвойном лесу (в особенности в можжевеловом) практически стерилен, особенно он полезен больным туберкулезом и другими легочными заболеваниями. Для страдающих гипертонической болезнью весьма благотворным будет пребывание в дубовой роще. Во многом это связано с тем, что летучие фитонциды дуба оказывают гипотензивный эффект. Это позволяет улучшить состояние больных, их сон и, в целом, повысить эффективность лечения.

Лицам с пониженным артериальным давлением полезным будет вдыхание фитонцидов тополя пирамидального и сирени. Летучие вещества душицы, мелисы и хвои оказывают успокаивающий эффект, вдыхание их способствует снятию стрессовых состояний и весьма полезно при лечении психических заболеваний. Известно, что среди жителей гор значительно реже отмечаются перенапряжения нервной системы. Этот факт, видимо, связан с успокаивающим благотворным влиянием летучих фитонцидов, вдыхание которых предупреждает перенапряжение нервной системы, в результате она меньше изнашивается, а это в немалой степени способствует долголетию, так как от состояния нервной системы зависят и обменные процессы, и состояние иммунитета, и все остальные функции организма.

Свои особенности имеют и фитонциды мяты - они оказывают сосудорасширяющий эффект и благодаря этому способствуют снятию головных болей, обусловленных спастическим состоянием сосудов

При исследовании других пищевых растений оказалось, что многие из них также обладают выраженными противомикробными свойствами. Так, под влиянием нелетучих фитонцидов, содержащихся в свежем соке земляники, голубики, винограда, смородины, сливы, яблок, петрушки, капусты и других ягод, фруктов и овощей быстро погибают патогенные для человека микроорганизмы и простейшие. Довольно сильно выражен антимикробный эффект пряностей (корицы, перца, гвоздики, хмеля, кориандра и др.) В связи с чем они широко используются при консервации продуктов.

Хороший ранозаживляющий эффект оказывают некоторые натуральные бальзамы (пихтовый, перуанский и др.), содержащие эфирные масла, смолы и ароматические соединения. Они обладают обезболивающим, дезодорирующим (уничтожают дурной запах), противомикробным и ранозаживляющим действием. Хороший эффект на заживление ран и язв оказывают можжевельник, облепиховое, пихтовое и зверобойное масло, а также масло шиповника. Ускоряют сроки заживления открытых повреждений также отвар эвкалипта, настойка календулы, фитонциды лука и чеснока.

Таким образом, очевидно, что фитонциды являются эффективными биологическими антисептиками.

2.1. Фитонциды чеснока

В китайской медицине чесноку приписывали тонизирующее действие при заболеваниях органов пищеварения, дыхания, при истощении, ревматизме, болезнях кожи. В одной из популярных медицинских книг, изданной в России в 1848 г., отмечается: «Чеснок почитается всеобщим предохранительным лекарством от яда, угрызения змей, прилипчивых и заразительных болезней, а наипаче от чумы». Британские врачи во время эпидемии чумы в Лондоне в конце XVII века пропагандировали чеснок как средство для профилактики чумы.

У многих народов существовало поверье, что лук и чеснок исцеляют болезни, насланные демонами, и оберегают от них. В Восточной Европе чеснок считался надежным средством для отпугивания вампиров. С этой целью им натирали ручки дверей и оконные рамы, а под потолком развешивали целые гирлянды луковиц чеснока. Для жителей Болгарии, Венгрии, Румынии чеснок был своеобразным талисманом, его старались держать при себе в критические моменты жизни.

В XIX веке «магическое» действие чеснока объяснил французский микробиолог Луи Пастер. Проведя ряд опытов, ученый обнаружил антисептические свойства сока чеснока. Позже были исследованы фитонциды чеснока, однако их химический состав так и не удалось установить. Известно, что огромный вклад в антибактериальную активность чеснока вносит аллицин - вещество, ответственное за его специфический запах. Аллицин способен подавлять рост и развитие бактерий, будучи разведенным даже в тысячи раз. Фитонциды чеснока убивают грамположительные и грамотрицательные бактерии как аэробные, так и анаэробные, а также различные грибы. Под воздействием фитонцидов чеснока холерный вибрион, дифтерийная и дизентерийная палочки, микобактерии туберкулеза, возбудители брюшного типа, газовой гангрены и другие микроорганизмы погибают в течение нескольких минут.

В медицине применяют фитонцидные препараты из луковиц чеснока - настойку чеснока и спиртовую вытяжку, которые усиливают двигательную и секреторную функции пищеварительного тракта. Назначают их внутрь при атонии кишечника и колите для подавления процессов гниения и брожения в кишечнике, а также при гипертонии и атеросклерозе.

2.2. Фитонциды лука

Античные врачи рекомендовали применять лук при инфекциях, расстройстве пищеварения, проказе, а также для лечения ран. По свидетельству греческого историка Геродота, египтяне закупали лук и чеснок в огромном количестве и кормили рабов, строивших пирамиды. Во времена крестовых походов сарацины возвращали французских пленников в обмен на обыкновенный репчатый лук - по 8 луковиц за воина. Древние целители считали, что нет ни одного заболевания, при котором лук не принес бы пользы больному.

Целебные свойства лука обусловлены уникальным сочетанием содержащихся в нем веществ. Среди них стоит отметить эфирное масло лука с характерным острым запахом, органические кислоты (лимонная и яблочная); целый ряд витаминов и минералов, в т.ч. кальций, калий, железо, фосфор, йод, сера, селен. Однако высокая эффективность применения лука при самых различных заболеваниях объясняется прежде всего наличием в нем фитонцидов. Они губительно действуют на многие патогенные бактерии, включая возбудителей дизентерии, дифтерии и туберкулеза, золотистый стафилококк и трихомонады.

2.3. Фитонциды лимона

Еще полторы тысячи лет назад в китайских книгах давался рецепт приготовления чая с лимоном. В XVII веке в Китае лимон применялся как средство для излечения ран и легочных заболеваний. Китайцы много сотен лет назад установили пользу лимона при цинге.

Кожура плодов и листья лимона богаты эфирным маслом. Его фитонциды по бактерицидной силе могут сравниться с фитонцидами чеснока и лука: менингококк они нейтрализуют за 15 минут, тифозные бактерии примерно за час, пневмококк - за 3-12 часов. Эфирное масло лимона нейтрализует тифозные бактерии и стафилококк за 15 минут, а дифтерийную бациллу - за 20 минут.

Однако лимон обладает не только бактерицидными свойствами. Он является прекрасным источником витаминов, и прежде всего витамина С (50-90 мг на 100 г); причем аскорбиновая кислота, содержащаяся в лимоне, даже при нагревании сохраняется очень долго. Кроме того, в лимоне найдены витамины Р, А, В1, В2. Богат он и минеральными веществами, в том числе медью и солями калия. Лимонная кислота помогает усваивать важнейшие микроэлементы - фосфор и кальций.

Отдельно стоит сказать о целебных свойствах эфирного масла лимона. Исследования показали, что аромат лимона и эвкалипта повышает работоспособность и снижает сонливость, вызванную переутомлением.

Научная медицина использует плоды цитрусовых при лечении желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей. Использовали плоды цитрусовых для лечения гнойных ран, язв желудка и кишечника, при брюшном тифе и ангине.

3. Практическое исследование вляяния фитонцидов на развитие колоний бактерий и плесневые грибы

Цель работы: Изучить влияние фитонцидов лука, чеснока, лимона на микроорганизмы (плесневые грибы, бактерии).

Объект исследования: фитонциды лука, лимона, чеснока.

Предмет исследования: влияние фитонцидов на развитие колоний бактерий и плесневые грибы.

Методы исследования:

1. Анализ литературных источников. Анализ научно-методической литературы проводился с целью получения объективных сведений по изучаемым вопросам, уточнения методов исследования, выяснения состояния решаемой проблемы.

2. Наблюдение. Данный метод предполагал непосредственное наблюдение за происходящими, в течении 10 дней, процессами воздействия фитонцидов на продукты питания. Данные фиксировались в таблицы. Учет производили в вечернее время.

3. Эксперимент. Данный метод проводился в домашних условиях.

Опыт 1. Взяли 4 пол-литровые банки с крышками. В каждую банку поместили по одному вареному куриному яйцу. На дно 2,3,4 банки поместили мелко нарезанный лимон, лук, чеснок. Банки накрыли крышками. Вели наблюдение в течение10 дней. Результаты наблюдений занесли в таблицу.

Опыт 2. В контейнеры на влажную бумагу поместили кусочки черного хлеба. После появления на хлебе плесени в чашки поместили чеснок, лук и лимон.

Для первого опыта мы использовали пол-литровые банки с крышками. Для эксперимента заранее сварили куриные яйца и их охладили до комнатной температуры. Затем почистили от скорлупы и поместили на дно банок. Банка 1 - контрольная, в ней было яйцо без фито содержащих растений. На дно 2,3,4 банки поместили мелко нарезанный лимон, лук, чеснок. Банки накрыли крышками. Вели наблюдение в течение10 дней. Результаты наблюдений занесли в таблицу.

Таблица 1

Определение влияния фитонцидов на процессы гниения

В пробе 1,2,4 развиваются процессы гниения, вызванные бактериями. Признаком этого послужило появление пятен от желтого до черного.  В пробе 3, изменений не определено на 10 день наблюдения. Таким образом фитонциды чеснока губительно действуют на гнилостные бактерии, поэтому яйцо остается белым с небольшими желтыми пятнами.

Второй опыт был проведён с целью определения, влияния фитонцидов на образование и рост плесневых грибов. Для опыта выбран черный хлеб, сорта «Бородинский», так как известно, что в данном сорте пекарни реже применяют химические компоненты для сохранения продукции.

Данные наблюдение проводили в домашних условиях. Пробы находились в пластиковых контейнерах. Контейнер 1 взят как контрольный, без фитонцидов.

Результаты исследования представлены в таблицы 2.

Таблица 2

Определение влияния фитонцидов на образование и рост

 плесневых грибов

На всех пробах через 3 дня начала активно появляться плесень. Еще через 5 дней наблюдения появились споры плесневых грибов. Десятые сутки эксперименте показали различие на пробе 4, где находились дольки лимона. Там незначительное распространение белой и зеленой плесени. Остальные же пробы, включая контрольную, были обильно покрыты разными представителями плесневых грибов. Зеленая и желтая плесень обильно покрывают поверхность хлеба.

Таким образом фитонциды чеснока наиболее губительно действуют на развитие бактериальных колоний. Фитонциды лука показали слабую активность в отношении роста бактериальных колоний. Фитонциды чеснока, лука и лимона не угнетают развитие плесневых грибков, но чеснок сдерживает активный рост колонии плесневых грибов.

Заключение

Фитонциды - вещества, высших растений, губительно действующие на бактерии, низшие грибы и простейшие организмы. Все растения продуцируют фитонциды. В наибольшем количестве фитонциды содержатся в луке, чесноке, редьке, томате, хрене, смородине, черемухе.

Фитонциды одних растений убивают микробы (т. е. обладают бактерицидными свойствами), а других - только задерживают рост и размножение микроорганизмов (т.е. обладают бактериостатическим действием). Фитонциды с успехом используют для лечения и профилактики многих заболеваний (фитонцидотерапия).

Применение лука, чеснока и лимонов позволит снизить заболеваемость, в период эпидемии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.                 Токин, Б.П. Целебные яды растений. Повесть о фитонцидах [Текст] / Б.П. Токин. Повесть о фитонцидах. – Л.: изд-во университет, 1980.

2.                 Вердерский, Д.Д. Иммунитет растений к паразитарным болезням [Текст] /Д.Д. Вердерский – М.: Сельхозиздат, 1959.

3.                 Летучие биологически активные соединения биогенного происхождения [Текст]: М.М. Телитченко, А.Х. Тамбиев. Отв. редакторы – М.: Изд.-во МГУ, 1971.

4.                 Макарчук, Н.М. Фитонциды в медицине [Текст]/ Н.М. Макарчук – Киев: Наукова думка, 1990.