Лабораторна робота № 5, 6

ТЕМА: ВИЗНАЧЕННЯ МІКРОБІОЛОГІЧНИХ ХВОРОБ ПЛОДІВ ТА ОВОЧІВ ПІД ЧАС ЗБЕРІГАННЯ

1. МЕТА РОБОТИ:

1.1 Навчитися визначати наявні захворювання плодоовочевої продукції та класифікувати їх.

В результаті виконання даної роботи студент повинен

ЗНАТИ: мікробіологічні хвороби, що вражають плодоовочеву продукцію при зберіганні; умови, що сприяють розвитку хвороб; засоби запобігання їх виникнення.

ВМІТИ: виявляти мікробіологічні хвороби та класифікувати їх.

2. Самостійна підготовка до заняття

2.1 За підручниками та лекційним курсом ознайомитися з теоретичним матеріалом по темі лабораторної роботи.

3. Питання для самоперевірки

3.1 Які види живих істот відносяться до мікроорганізмів?

3.2 Як поділяються бактерії за формою? (навести рисунок).

3.3 Що таке забарвлення за Грамом і як бактерії поділяють за ним?

3.4 Що таке гриби?

3.5 Що таке плісені?

3.6 Що таке міцелій?

3.7 Що таке гіфи і які вони бувають?

3.8 Що таке спори, спорангії, спорангієносці?

3.9 Що таке конідії та конідієносці?

3.10 Що таке оідії?

3.11 Наведіть приклади плісеневих грибів.

3.12 Що таке недосконалі гриби? Наведіть їх приклади.

3.13 Що таке дріжджі, як вони поділяються та розмножуються?

3.14 Що таке актиноміцети?

3.15 Що таке віруси?

3.16 Як поділяються мікроорганізми за шкідливістю та місцем пошкодження?

3.17 Що таке видовий і сортовий імунітет?

3.18 Що таке вірулентність?

3.19 Що таке некроз і некротична реакція?

3.20 Охарактеризуйте лінії захисту рослин.

3.21 Що таке фітонциди, фітоалексини, система ПФ – ПФО?

4. Матеріальне забезпечення

4.1 Плоди та овочі різних видів та помологічних сортів, що знаходяться на тривалому зберіганні (здорові та вражені хворобами).

4.2 Ножі, шпателі, чашки Петрі.

5. Теоретичне обґрунтування

Істотний вплив на якість і збереженість плодоовочевої продукції можуть оказувати різні види захворювань, що розвиваються або вражають плоди при зберіганні. Усі види таких захворювань можуть бути віднесені за своєю природою до фізіологічних та мікробіологічних.

Мікробіологічні хвороби плодоовочевої продукції в умовах плодо- та овочесховищ викликаються мікроорганізмами, які руйнують тканини плодів. Пов'язано це з наявністю у них великого набору ферментів, та здатністю розвиватися при низьких температурах, потребою у кислій реакції середовища, чималою мінливістю та пристосованістю до умов існування. Є мікроорганізми, що здатні розвиватися при температурі, нижчій 0 °С.

До мікроорганізмів відносять мікроскопічні живі істоти, що не утворюють хлорофіл: бактерії, гриби (плісені, дріжджі, актиноміцети), мікоплазми, віруси.

Основними морфологічними ознаками бактерій є: форма й розташування клітин, забарвлення по Граму, здатність утворювати ендоспори, рухливість. За формою бактерії поділяють на три групи (рисунок 5.1):

- кокі – більшість із них мають кулеподібну форму, але деякі з них видовжені і нагадують кавові зерна або боби. В залежності від розташування клітин розрізняють мікрококи – одиночно розташовані клітини, диплококи – розташовуються парами, стрептококи – утворюють ланцюжок, тетракоки – поєднання по чотири кока, сарцини – кокі, що розташовані у вигляді пакетів, стафілококи – накопичення коків у вигляді грон.

Рисунок 5.1.- Форми бактерій

Кулеподібні: 1- мікрококи, 2 – стрептококи, 3 – диплококи і тетракокі, 4 – стафілококи, 5 – сарцини

Паличкоподібні: 6 – палички без спор, 7 – палички зі спорами;

Звиті: 8 – вібріони, 9 – спірили, 10 – спірохети;

- паличкоподібні бактерії – форма може бути у вигляді циліндра, різної довжини та діаметру. Палички, які утворюють спори називаються бацилами, а що їх не утворюють називаються – бактеріями. У деяких видів палички з’єднані парами у ланцюжки.

- звиті бактерії – це мікроорганізми, що мають вигляд спіралі. Вони поділяються на вібріони, що нагадують трохи вигнуту кому, спірили – що мають декілька великих завитків, спірохети – бактерії з тонкими численними завитками.

Забарвлення за Грамом – найголовніша таксономічна ознака, за якою всі бактерії поділяють на дві групи: грампозитивні та грамнегативні. Це зумовлено різницею в будові та хімічному складі клітинних стінок бактерій.

Гриби – це велика група рослинних організмів, яка характеризується трьома основними ознаками: розмножуються вегетативним шляхом та спорами; мають вегетативне тіло у вигляді міцелію; в грибах відсутній хлорофіл. Найбільше розповсюджені плісеневі гриби, дріжджі, актиноміцети.

Рисунок 5. 2. – Плісеневі гриби

а – спори, б – міцелій, в – спорангій, г – спорангій зі спорами

Плісені (рисунок 5.2)– більшою частиною є сапрофітами, але серед них зустрічаються і паразити, які викликають ряд захворювань людини, тварин та рослин. Вегетативне тіло грибу називається грибницею або міцелієм, утворено воно тонкими розгалуженими нитками – гіфами.

Плісені, гіфи яких розподілені поперековими перегородками, називають багатоклітинними, а гіфи яких не мають поперекових перегородок – одноклітинні.

Розмножуються плісеневі гриби, головним чином, спорами. Спори – це клітини, що знаходяться у стадії спокою і які відрізняються від зростаючих клітин більш щільною оболонкою, меншим вмістом води і, внаслідок цього, мають більшу стійкість до зовнішніх факторів. Гіфи одноклітинних плісеней, які утворюють коробки спор – спорангії – називаються спорангієносцями.

Зовнішні спори (екзоспори), які утворюються у багатоклітинних плісеней, називаються конідіями. Гіфи які утворюють конідії називаються конідієносцями.

Деякі плісені можуть розмножатися оідіями – особливі клітини, що утворюються при розпаданні гіфів.

До плісеневих грибів відносять такі гриби: різопи, аспергілл, пеніциліум.

Рисунок 5.3. – Недосконалий гриб Альтернарія (Alternaria)

Недосконалі гриби (рисунок 5.3) за будовою сходні з плісеневими грибами, але не мають статевого розмноження. Міцелій їх багатоклітинний, може утворювати спори. До них відносять кладоспоріум, молочну плісняву, фузаріум, ботрітіс, фому, альтернарію, монілію.

Дріжджі (рисунок 5.4) – це одноклітинні гриби, які не утворюють міцелію, нерухомі, можуть бути кулеподібної, яйцеподібної, лимоноподібної та паличковидної форми.

Рисунок 5.4.- Форма клітин дріжджів

1 – яйцеподібні, 2 – еліпсоподібні, 3 – паличкоподібні, 4 – кулеподібні, 5 – видовжені, 6 – лимоноподібні, 7 – дріжджі, що розділяються

Вони відрізняються від бактерій більш великими розмірами. Розмножуються дріжджі почкуванням, спороутворенням, простим діленням, а також статевим шляхом.

Дріжджі поділяють на дві родини:

- сахароміцети – утворюють спори, які активно зброджують цукор;

- несахароміцети – не утворюють спор, слабо або зовсім не зброджують цукор.

Рисунок 5.5. – Будова актиноміцетів

а – міцелій, б – спороносці

Актиноміцети (рисунок 5.5)– це променисті грибки, які за будовою нагадують бактерії. Вони складаються з одноклітинного міцелію. Нитки міцелію дуже тонкі. Зрілий міцелій утворює спорангієносці, на яких утворюються спори. Розмножуються актиноміцети за допомогою оідій. Повітряні спори надають актиноміцетам характерного вигляду: вони немовби посипані крейдою.

Віруси – це мікроорганізми, які здатні розвиватися тільки всередині живих клітин тварин, рослин, бактерій. Віруси відрізняються від інших живих істот відсутністю клітинної структури. Вони не мають ні ядра, ні цитоплазми, ні клітинної оболонки. Утворюються вони з нуклеїнових кислот, які оточені захисною білковою оболонкою. Форма вірусів буває кулеподібною, паличкоподібною, багатокутовою, ниткоподібною.

За шкідливістю, часом та місцем пошкодження мікроорганізми, що розвиваються на плодах та овочах, можна розподілити на декілька груп.

Перша група мікроорганізмів розвивається на плодах та овочах тільки під час зберігання. Вони не пошкоджують рослини у період вегетації. Це типові сапрофіти. Поширені вони у ґрунті, повітрі, у приміщенні сховищ. Ці мікроорганізми можуть викликати захворювання тільки ослаблених плодів та овочів. Для проникнення у тканини плоду їм потрібні пошкодження. Несприятливі умови зберігання (занадто високі температура і вологість) полегшують зараження.

Друга група мікроорганізмів уражує рослини на пізніх стадіях вегетації в саду (найчастіше за несприятливих умов погоди), але їх шкідливість особливо сильно виявляється у плодосховищі Ці мікроорганізми мають більш виявлені паразитичні властивості порівняно з мікроорганізмами першої групи. Уражуються тільки ослаблені або пошкоджені рослини.

Третя група мікроорганізмів пошкоджує лише рослини, що вегетують. Але плоди, уражені ними, значно швидше пошкоджуються при зберіганні мікроорганізмами двох перших груп.

Слід додати, що гриби другої та третьої груп здатні проникати у плід і через неушкоджені тканини.

Протягом першого періоду зберігання кількість фітопатогенних мікроорганізмів на плодах та овочах дещо зменшується, що пов'язано із зниженням температури повітря. Але досить швидко кількість їх збільшується, причому тим швидше і сильніше, чим вища температура зберігання і нижча стійкість продукту проти збудників хвороб.

Найбільш небезпечні для плодоовочевої продукції у період зберігання гриби, ураження якими відбувається під час вегетації, а хвороба виявляється лише через кілька місяців зберігання.

Стійкість плодів і овочів до інфекційних захворювань

Одним із радикальних методів захисту рослин від інфекційних захворювань є виведення і широке застосування стійких сортів.

З великої кількості паразитичних мікроорганізмів, здатних проникати у рослину, кожен вид рослин пошкоджується тільки деякими з них; до інших рослина має так званий видовий імунітет. Так, капусту не пошкоджують хвороби картоплі, а вона, в свою чергу, стійка до хвороб капусти.

Селекціонери виводять сорти плодів і овочів, які мають сортовий імунітет. Так, яблука сорту Джонатан пошкоджуються джонатановою плямистістю, в той час як основна маса районованих сортів яблуні цією хворобою не пошкоджується.

Якщо при видовому імунітеті стійкість рослин до паразитарних мікроорганізмів є абсолютною, то при сортовому імунітеті захисні сили рослин більш обмежені. Один і той же сорт стійкий до однієї раси паразита, може пошкоджуватись іншою. Здатність паразита подолати стійкість рослини – “господаря” називають вірулентністю.

Головна функція імунітету – розпізнати “свого” і “несвого”. Під “несвоїм” мають на увазі не тільки мікроорганізми, але й інші субстанції – чужорідні білки і клітини.

У відповідь на інфекцію пошкоджена клітина рослини – господаря стає настільки чутливою, що гине (некротизується) зразу ж після проникнення паразита. Слідом за відмиранням клітини гине і гриб, що пошкодив її. Така реакція називається некротичною і являє собою своєрідну жертву частини клітин в ім’я збереження організму в цілому. Некроз означає відмирання (від грецького некрос- мертвий).

Чим стійкіший сорт, тим менше клітин гине. Некроз є лише видимий результат захисної реакції, його утворення ще не розкриває причин відмирання рослинних клітин і загибелі паразита. Для захисту рослини від фітопатогенів є цілий ряд захисних властивостей, які схематично представлені у вигляді ліній захисту на рисунку 5.6.

Гіфи фітопатогена створюють тиск на поверхню плодів або овочів близько 50 атм. Здорова непошкоджена шкірочка є першим досить міцним бар’єром, який більшість мікроорганізмів не можуть подолати і потрапити в середину рослинного об’єкту.

Рисунок 5. 6 - Лінії захисту рослин

Проте найдрібніші тріщини, удари, пошкодження перетворюються у відчинені ворота, через які вільно проходять мікроорганізми. Велике значення мають восковий шар, який перешкоджає проростанню спор, будова і стан продихів і сочевичок, енергія дихання і росту об’єкту, а також леткі компоненти.

Обов'язковою умовою захисту плодів та овочів при зберіганні від хвороб є підтримування в їх тканинах процесів обміну речовин на певному рівні, щоб виключити будь-які порушення у роботі окремих ланок усього ланцюга біологічного окислення. Тільки при такій умові можна якнайповніше використати стійкість, яка властива рослинним тканинам.

Другу лінію захисту складають конституційні захисні речовини, тобто присутні в рослинних тканинах ще до контакту їх з паразитом. Важливу роль виконують антибіотичні речовини, які знаходяться у покривних тканинах рослин, завдяки чому вони є перешкодою на шляху інфекції. До цих речовин відносяться фітонциди (фітон – рослина, цедеро - вбивати). За визначенням автора відкриття Б. П. Токіна, фітонциди – продуктовані рослинами бактерицидні фунгіцидні речовини, які є одним їз факторів їх імунітету і виконавцем відповідної ролі у взаємовідносинах організмів у біоценозах. Це означає, що леткі речовини і соки багатьох рослин мають властивості згубно діяти на мікроби різних класів (бактерій, вірусів, мікроскопічних грибів і ін.).

Фітонциди захищають від шкідливих для них мікроорганізмів не тільки рослинні об’єкти, а також людей і тварин.

В рослинах фітонциди можуть бути у вигляді летких (спирти, ефіри, альдегіди, органічні кислоти, фенольні речовини, алкалоїди та ін.) і нелетких (бальзами, смоли, воски, жирні масла, органічні кислоти, дубильні речовини, вітаміни, алкалоїди, глікозити та ін.) фракції. Вони завжди присутні в плодах і овочах, а у відповідь на проникнення паразиту в їх тканину вміст фітонцидів у місцях поранення збільшується.

Найбільшу фітонцидну дію мають цибуля та часник. Фітонциди цибулі знищують спори фітофтори за 36…55 с, а фітонциди часнику знищують за декілька хвилин стафілококи, стрептококи, брюшнотифозну бактерію, дизентерійну паличку та ін. бактерії.

Давно відома захисна роль поліфенолів (ПФ) в стійкості рослин до інфекційних хвороб. Прикладом можуть служити стероїдні глікоалкалоїди і фенольні сполуки, які накопичуються в покривних тканинах бульб картоплі. Чим більше таких сполук, тим вище стійкість рослинних тканин. В перебігу ферментативного окислення поліфенолів виникають речовини, які суттєво переважають за своєю фунгітоксичністю первинну їх активність. Відмічено, що чим більшу здатність до окислення мала сполука, тим більші фунгітоксичні продукти утворювалися в ході їх перетворення. Тому мова йде не стільки про захисну роль поліфенолів, присутніх в тканинах, скільки про систему поліфеноли – поліфенолоксидаза (ПФ - ПФО).

В пошкоджених тканинах рослин активність ПФО збільшується. Це обумовлено новоутворенням ферменту і, можливо, вивільненням його з клітинних структур.

Представниками фенольних речовин є хлорагенова кислота, яка присутня у всіх тканинах бульб картоплі. У відповідь на пошкодження вміст її суттєво збільшується, особливо в прираневій зоні. Кавова кислота практично відсутня в паренхімі бульб. Її виявлено лише в раневій перидермі.

Прямим наслідком необерненого окислення фенольних сполук є утворення фунгітоксичних хінонів, які, можливо, і є причиною некрозу тканин.

Захисна роль системи ПФ – ПФО, очевидно, полягає в тому, щоб послабити сили паразита нападника і тим самим створити прикриття до того часу, поки у дію не вступлять більш специфічні і більш сильнодіючі антибіотичні речовини.

Третя і найсильніша лінія захисту складається із захисних механізмів, практично відсутніх в тканинах і які новоутворюються у відповідь на інфекцію. Прикладом може бути здатність рослин продукувати фітоалексини і інші біологічні речовини.

Фітоалексини (ФА) – (фітон – рослина, алексо – відбивати атаку) – антимікробні сполуки з низькою молекулярною вагою, які синтезуються й накопичуються в рослині під час контактів з мікроорганізмами. Фітоалексини (ФА) можна віднести до фітонцидів.

Утворюючись в тканинах у відповідь на проникнення метаболітів гриба, ФА проникають в інфекційну краплину, нанесену на поверхню рослини. Їх кількість поступово зростає, завдяки чому пригнічується ріст патогена.

До теперішнього часу встановлена хімічна природа біля 20 ФА. З картоплі виділені ришитин і любимін, перцю – капсидіол, гороху – пизатин, сої – оксифазеолин, квасолі – фазеолін.

Фітоалексини картоплі впливають на підвищення проникності клітинних мембран, роз’єднання процесів дихання і фосфорилювання, пригнічення біосинтезу нуклеїнових кислот і білка.

Наведені вище лінії захисту в певній мірі є умовними. Дуже важливо, що різні захисні механізми діють узгоджено, взаємно доповнюючи один одного.

6. Порядок виконання роботи

6.1Вивчити теоретичне обґрунтування і зробити короткі записи.

6.2 Визначити види хвороб, які уразили продукцію під час зберігання.

Робота виконується фронтальним методом групами студентів по 4 чоловіка. Кожна група працює з різними продуктами (картопля, морква, буряк, яблука, груши та ін.). Продукція береться у кількості 10…15 кг.

З наданої продукції студенти відокремлюють екземпляри, які уражені мікробіологічними хворобами та, користуючись “Визначником мікробіологічних та фізіологічних захворювань плодоовочевої продукції”, розпізнають їх. Результати визначень заносять до таблиці 1.

6.3 Спостереження під мікроскопом збудників хвороб.

Для спостереження мікроорганізмів під мікроскопом з кожного ураженого екземпляра готується препарат “ роздавлена крапля ”.

Для його приготування на предметне скло наносять маленьку краплю дистильованої води й переносять в неї невелику кількість клітин мікроорганізмів, що досліджуються; обережно розмішують петлею (не розмиваючи) та накривають краплю з бактеріальною суспензією покривним склом. Якщо рідина виступила з під покривного скла, то її надлишок видаляють фільтрувальним папером. Приготовлений препарат поміщають на предметний столик та роздивляються з сухим об'єктивом (40 х).

Результати спостережень замальовуються у зошитах (таблиця 5.1).

7. Оформлення звіту

7.1 Тема та ціль роботи.

7.2 Коротке теоретичне обґрунтування.

7.3 Порядок проведення роботи.

7.4 Результати визначень та малюнки.

7.5 Висновки.

Таблиця 5.1.- Результати визначень

Вид продукції	Назва хвороби	Кількість уражених екземплярів	Описання хвороби	Морфологічна будова збудника

8. Література

8.1 Скалецька Л.Ф. Технологія зберігання і переробки продукції рослинництва. Практикум: Навч. посібник. - К.: Вища шк., 1994.- 301с.

8.2 Довідник по зберіганню плодів, ягід і винограду / В.І. Майдебура, І. Б. Кангіна, Є. В. Михайлова та ін. – К.: Урожай, 1987.- 264 с.

Дата добавления: 2015-08-18