Чайный гриб

Оглавление

Введение        3

Глава 1. Материал и методика работы        5

Глава 2. История и происхождение чайного гриба        8

Глава 3. Практическая часть исследования.        11

3.1.        Микроскопирование препарата чайного гриба        11

3.2.        Окрашивание препарата по методу Грама        11

3.3.        Определение рН раствора чайного гриба        12

3.4.        Качественные реакции на витамины        12

3.5.        Наличие прочих органических веществ        14

Выводы        15

Список источников        16

       

Введение

Издавна в нашей семье принято выращивать чайный гриб. Мы делаем из него напитки, сиропы, кисели и пьем просто так.  каким же было мое удивление, когда в биологической литературе мне не встретилось упоминание такого представителя царства Грибы. Более подробное изучение вопроса показало, что чайный гриб является ничем иным,

как огромной колонией бактерий, которая носит название зооглея.

Источники показали, что в состав данного «гриба» входят микроорганизмы рода Зооглея (Zoogloea), используемая для получения молочного продукта, известного как кефир. Он также известен под названиями «тибетский гриб», «молочный гриб», «гриб индийских йогов» и т. д.

Данный  гриб появляется вследствие симбиоза около десяти различных микробов, растущих и размножающихся вместе. В состав гриба входят уксуснокислые бактерии, лактобактерии, молочные дрожжи. таким образом, какая-то часть гриба в составе данного организма есть.

Возник закономерный вопрос не наносим ли мы больший вред своему здоровью, чем пользу Подробное изучение источников не дало никакой содержательной информации по данному  вопросу. В связи с чем актуальным является исследование: какие особенности анатомии и физиологии данного организма позволяют им образовывать подобные колонии и с какой целью. 

Цель данного исследования: изучение особенностей анатомии и физиологии «чайного гриба» и определение степени его влияния  на организм человека.

Задачи:

Исследовать источников по вопросу систематики, анатомии и физиологии «чайного гриба»; Вырастить «чайный гриб» в домашних условиях; Рассмотреть тело «гриба» под микроскопом; Провести химический анализ веществ, выделяемых данным организмом; Сделать вывод о систематической принадлежности гриба, значении зооглеи для бактерий, влияние продуктов жизнедеятельности «гриба» на человека.

Объект исследования: колонии «чайного гриба»

Предмет исследования: систематика, анатомия и физиология «чайного гриба» и его влияние на здоровье человека

Гипотеза: часто мы едим и пьем неизвестные нам объекты и лишь по счастливой случайности не наносим себе вреда.

Глава 1. Материал и методика работы

Данная работа выполнялась в пяти месяцев, с сентября 2016  по январь 2017г. Исследования проводились в лаборатории биологии и экологии МБОУ «Школа №68».

Работа включала в себя несколько этапов:

Теоретический этап: работа с источниками информации. Практический метод: Выращивание «чайного гриба»  в домашних условиях; выращивание осуществлялось по методу, предложенному А. Серовой.

Оборудование:

трехлитровая банка, марля, кипяток, сахар, заварка и заварочный чайник.

Тщательно промыть бутыль, нельзя использовать химические моющие средства, достаточно применения пищевой соды.
Засыпать в заварочный чайник около пяти столовых ложек чая, и, залив кипятком в объеме 500 мл, настаивать до полного остывания заварки. В остывшую заварку добавить семь столовых ложек сахара и вымешать до полного растворения. Затем, необходимо процедить отвар сквозь марлю.  Банку накрыть марлей и оставить в теплом месте на 6-7 недель. Приблизительно через пару недель, возможно появление сильного уксусного запаха. На поверхности заварки появляется тонкая пленка – будущий чайный гриб.

2.2.  Препарирование и микроскопирование препарата чайного гриба.

2.3. Анализ продуктов жизнедеятельности «чайного гриба».

Химический анализ проводился по следующим направлениям:

  а) определение рН раствора «чайного гриба»;

б) определение грамположительности\отрицательности бактериальных культур «чайного гриба» методом Грама с окрашиванием метиловым фиолетовым. Для определения грамположительных и грамотрицательных бактерий препарат, нанесенный на стекло тонким равномерным слоем, вначале фиксируют с помощью нагревания над горелкой. Затем окрашивают анилиновым красителем – метиловым фиолетовым. После чего фиксируют йодом, дают подсохнуть и смывают при помощи спирта. Грамположительные (Грам +) виды приобретают ярко-синюю окраску.  Грамотрицательные (Грам –) бактерии обесцвечиваются.

  в) проведение качественных реакций на витамины

1 каплю раствора чайного гриба смешивают в пробирке с 5-10 каплями 10%-го раствора гидроксида натрия и затем добавляют 1-2 капли раствора железосинеродистого калия и нагревают.  При наличии тиамина  жидкость окрашивается в желтый цвет. к раствору чайного гриба  добавляют 5 капель концентрированной соляной кислоты  и небольшой кусочек металлического цинка. При наличии рибофлавина наблюдают бурное выделение пузырьков водорода и изменение окраски жидкости. раствор при нагревании смешивают с 10-20 каплями 10%-го раствора уксусной кислоты. К нагретому до кипения раствору добавляют равный объем 5%-го раствора ацетата меди. При наличии никотиновой кислоты жидкость становится мутной, окрашивается в голубой цвет, а при стоянии выпадает синий осадок никотината меди. К 2-3 каплям  раствора гриба добавляют 2-3 капли 1%-го раствора фосфорномолибденовой кислоты и при наличии витамина В6 наблюдают появление осадка. В одну пробирку (опыт) вносят 5 капель раствора гриба, а в другую (контроль) - 5 капель дистиллиро-ванной воды. В обе пробирки добавляют по 1 капле 10%-го раствора гидроксида калия и 1 капле 5%-го раствора железосинеродистого калия, перемешивают, после чего добавляют по 3 капли 10%-го раствора соляной кислоты и 1 капле 1%-го раствора хлорида железа. При наличии витамина С выпадает темно-синий осадок берлинской лазури. В сухую пробирку вносят 1 каплю раствора  гриба  и прибавляют 5-10 капель насыщенного раствора сульфата железа (FeSO4), приготовленного на ледяной уксусной кислоте, и добавляют  1 каплю концентрированной серной кислоты. При наличии витамина А появляется голубое окрашивание, постепенно переходящее в розово-красное. При прибавлении к раствору гриба  насыщенного раствора SbCl5  при наличии витамина Д смесь окрашивается в желтый цвет. 4-5 капель раствора  смешивают с 0,5 мл 1%-го раствора хлорного железа. Смесь тщательно перемешивают и при наличии витамина Е наблюдают появление красного окрашивания. В пробирку вносят 5 капель раствора и  2 капли анилина и перемешивают. Смесь  при наличии витамина К окрашивается в красный цвет.

Глава 2. История и происхождение чайного гриба

Происхождение чайного гриба и по сей день является научной загадкой: в естественном виде в природе он не встречается, а между тем известен с далекой древности — первое историческое упоминание об этом чудесном грибе относится примерно к 400 г. н. э.: по легенде, корейский врач исцелил японского императора этим снадобьем от болезни желудка.

Есть более интересная версия этой сказки: монах предсказал больному императору, что лекарство ему принесет муравей. Некоторое время спустя император действительно увидел упавшего в чашку с чаем муравья, и тот сказал ему, что принес и опустил в чашку императора невидимое глазу лекарство. Чашку следует оставить и подождать, пока в ней не вырастет медуза, которая превратит чай в целебное снадобье. Император послушался муравья, выпил лекарство и выздоровел.

Чайный гриб был издавна известен даже в древней Мексике: там его настаивали на кусочках инжира.

Некоторые версии происхождения гриба таковы: ученые считают, что из естественных мест своего обитания уксуснокислые бактерии разносятся различными насекомыми в жидкие продукты; что изначально чайный гриб развивался в водоемах с особой растительностью и химическим составом воды, однако достоверной и доказанной гипотезы не существует.

Официальная версия ученых такова: родиной чайного гриба является Цейлон, оттуда гриб распространился через Индию в Китай, Маньчжурию и Восточную Сибирь, а уже оттуда в Европу. Впрочем, некоторые считают родиной гриба Тибет, так что никакой ясности нет. Достоверно лишь то, что сегодня чайный гриб имеется и в Европе, и в Азии, где его культивируют в сахарно-чайной среде.

Названий у чайного гриба также великое множество: китайский гриб, японский гриб, чайный квас, индийский гриб, маньчжурский гриб, морской гриб, фанго, кам-бу-ха, японская губка.

Это уникальное создание природы даже не является грибом в привычном понимании этого слова, а представляет собой симбиоз дрожжевых грибков и бактерий уксусного брожения, которые образуют огромную колонию, внешне похожую на медузу. Именно эти микроорганизмы и обеспечивают целебные и питательные свойства настою гриба. Кстати, научное название гриба — медузомицет.

Верхняя часть колонии блестящая, плотная, а нижняя выполняет функцию ростковой зоны и имеет вид многочисленных свисающих нитей. Именно тут происходит превращение обычного сахарного раствора и чайной заварки в комплекс полезных для человеческого организма веществ.

Слизистая пленка гриба — зооглея — использовалась для приготовления уксуса, причем не только в домашних условиях: на европейских фабриках (во Франции, Пруссии, Англии) уксус с помощью чайного гриба изготовляли в больших деревянных чанах; вес гриба при этом превышал 100 кг. Такой метод приготовления уксуса назывался орлеанским.

Во время Первой мировой войны немецкие ученые разработали даже метод получения из зооглеи искусственной кожи, и получили на свое изобретение соответствующий патент.

Откуда чайный гриб появился в России достоверно не известно, но наиболее вероятно, что его завезли из Маньчжурии во время Русско-Японской войны. Первые научные публикации о нем появились в русской печати в статьях и Г. Линдау в 1913 году.

Научные исследования по морфологии и биологии чайного гриба отличались полнотой и были в своем роде уникальны. Эта исследовательница изучила образцы чайных грибов, доставленные из различных мест России, и именно тогда было установлено, что основной частью чайного гриба являются уксуснокислые бактерии. В 1929 году В. Геннебергом было описано еще две разновидности уксуснокислых бактерий, которые представляли собой слизистую массу, с плотными зооглеями.

Новую волну интереса к этой культуре в начале 30–х годов XX века вызвала публикация статьи Д. Щербачева «Чайный или японский гриб и его проблема». В статье говорилось о том, что систематическое применение настоя чайного гриба тормозит атеросклероз и снижает давление. Благодаря этой статье начали проводиться дальнейшие исследования лечебных свойств чайного гриба, и было открыто, что настой обладает лечебными свойствами при целом ряде заболеваний.

Лечебное действие настоя при желудочно-кишечных заболеваниях, в том числе дизентерии, и при диспепсии детей открыл Е. Болдырев в 1938 году. В 1942 году , и разработали метод промышленного получения из настоя чайного гриба глюконовой кислоты, которая может служить в промышленности заменителем целого ряда дефицитных органических кислот. В 1930–40–е годы было опубликовано довольно много работ, в которых так или иначе исследовались свойства чайного гриба и его настоя, однако четкой системы в этих трудах не просматривалось. Систематические клинические испытания гриба были начаты в 1947 году и спустя два года дали результаты: в 1949 году сообщила о получении медузина — нового антибиотического вещества. Это вещество оказалось эффективно при атеросклерозе и склеротической фазе гипертонической болезни.

Казахский институт эпидемиологии и микробиологии также провел длительное (1942–1955 гг.) систематическое изучение свойств чайного гриба. В настое чайного гриба были обнаружены ферменты липаза и зимаза, а также липиды и пигменты. Было также получено вещество, названное ММ, оказывающее бактерицидное действие на микроорганизмы-возбудители золотистого стафилококка, брюшного тифа, пневмококков, паратифа А и В, дизентерии и дифтерийной палочки.

Глава 3. Практическая часть исследования.

Микроскопирование препарата чайного гриба

  Для создания препарата с помощью микротома мы приготовили соскоб верхней поверхности чайного гриба.  Микроскопирование показало, что подавляющее большинство клеток принадлежит дрожжевым грибам. При окрашивании метиловым реактивом и фиксировании препарата обнаружены бактериальные колонии, состоящие из палочковидных форм бактерий.

Рисунок 1. Микропрепарат пробы чайного гриба

Окрашивание препарата по методу Грама

Окрашивание препарата по методу Грама показало, что большая часть бактерий относятся к грамотрицательным, т. е. не окрашиваются метиловым фиолетовым. Повторное окрашивание фукорцином дало розовый оттенок и позволило рассмотреть колонии.

Рисунок 2. Микропрепарат пробы чайного гриба после окрашивания

Определение рН раствора чайного гриба

Определение рН универсальным индикатором показало желто-оранжевый оттенок,  что соответствует рН между 3 и 4, т. е. среда кислая.

Рисунок 3. рН раствора чайного гриба

Качественные реакции на витамины

При проведении качественных реакций на витамины нами обнаружены витамины А, В1, В2, В6, следы витамина Д.  Качественные реакции на прочие витамины дали отрицательный результат (таблица 1).

Таблица 1.

Результат качественных реакций на витамины

Определяемый витамин	Реагенты, условие	Продукт и признак реакции
В1	10%гидроксид натрия железосинеродистый калий	Интенсивное окрашивание в желтый цвет
В2	Соляная кислота (к) Металлический цинк Нагревание	Изменение окраски до бурой
В3	10% раствор уксусной кислоты 5% раствор ацетата меди	Реакция отсутствует
В6	1% раствор фосфорномолибденовой кислоты	Появление темного осадка
С	10% раствор гидроксида калия 5% раствор железосинеродистого кали 10% раствор соляной кислоты 1%о раствор хлорида железа	Реакция отсутствует
А	раствор сульфата железа (насыщ.) серная кислота (к)	Бледно-голубой оттенок, постепенно выцветающий
Д	раствор SbCl5  (насыщ.)	Бледно-желтый
Е	1% раствор хлорного железа взбалтывание	Реакция отсутствует
К	2 капли анилина	Реакция отсутствует

Наличие прочих органических веществ

При хранении  чайного гриба в закрытой таре без доступа кислорода  появляется устойчивый алкогольный запах, который исчезает при постоянном доступе кислорода. Наличие дрожжевых грибов объясняет образование этанола:

Таким образом, наличие углекислого газа объясняет слабую газированность напитка.

При постоянном доступе кислорода этанол окисляется до уксусной кислоты:

Таким образом, чайный гриб образует зооглею, которая является симбиотической формой жизни организмов – дрожжей и бактериальных культур палочковидных бактерий.

Выводы

Исследование источников по вопросу систематики, анатомии и физиологии «чайного гриба» показало, что подробных научных данных по данному вопросу очень мало, подавляющая часть публикаций связана с применением чайного гриба в народной медицине; Вырастили «чайный гриб» в домашних условиях, процесс полного развития гриба составил 4 недели. микроскопический анализ показал наличие клеток грибов и колонии грамотрицательных бактерий. Химический анализ веществ показал надичие витаминов А, В1, В2, В6, Д, уксусной кислоты, углекислого газа. Это объясняет кислую среду раствора и его слабогазированную природу. По нашему предположению, использование гриба противопоказано людям с заболеваниями ЖКТ, так как повышенная кислотность может усугубить некоторые заболевания. Кроме того, наличие витаминов может вызвать аллергические реакции.  В целом, состав витаминов может оказывать тонизирующий и общеукрепляющий эффект на организм человека. Таким образом, чайный гриб – это симбиотическая форма жизни, образующая пленку – зооглею.

Список источников

удо-свойства чайного гриба. — СПб.: , 2000. Красильников, бактерий и актиномицетов / АН СССР, Ин-т микробиол. - М. ; Л. : Изд-во АН СССР, 1949. – 829с. Неумывакин здоровья. — СПб.: «Издательство «ДИЛЯ», 2004 -74с. Симаков и гистохимический анализ зооглей и микрофауны активного ила при токсическом воздействии/ автореф. соиск.  канд. биол. наук. - Москва, 2001. -115с. айный гриб. — СПб.: «Издательство «ДИЛЯ», 2004. -126с.