Влияние эуфлорина-В на прорастание зерна злаковых культур

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»

№1/2016

ISSN 2410-6070

размещались на левом берегу Волги, затем и на правом. Возили нефть деревянными баржами, затем их заменили металлическими [2, с. 80].

На исследованной территории преобладают почвы, которые располагаются в области пустынно-степного почвообразования, основной чертой которого является сложное взаимодействие речной и грунтовой воды [5, с. 57].

С целью выявления особенностей региональной флоры, связанной с селом Татарская Башмаковка, дельты Волги, реки Кизань были изучены 2 вида водных растений и 10 наземных видов растений, относящихся к различным жизненным формам элодея канадская (лат. Elodea Canadensis); роголистник погруженный (Ceratophyllum demersum). Видимых морфологических отклонений у водных макрофитов выявлено не было.

Из наземной растительности на территории расположения нефтешламонакопителей были рассмотрены однолетние растения: подсолнечник однолетний (лат. Helianthus annuus), лебеда раскидистая (лат. Atriplex patula). Из многолетних растений были обнаружены: сусак зонтичный (лат. Butomus umbellatus), лопух большой (лат. Arctium lappa), лютик едкий (лат. Ranunculus acris), лох серебристый (лат. Elaeagnus commutata),

Несмотря на сильную загрязненность почвы нефтепродуктами, растения внешне не имели патологий, но при этом отличались карликовыми размерами. Растения были низкорослыми и увядающими. Рогоз широколистный (лат. Typha latifolia), верблюжья колючка обыкновенная (лат. Alhagi pseudalhagi), полынь горькая (лат. Artemisia absinthium), тамарикс четырехтычинковый (Tamarix tetrandra). В результате визуального осмотра морфологических изменений и патологий выявлено не было.

Результаты работы свидетельствуют о том, что у растений в зависимости от их морфологии и систематической принадлежности отмечается различная реакция на компоненты нефтешлама. В целом многолетники более устойчивы, чем однолетники [4, с. 12]. Список использованной литературы:

1. Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат 1991.- 45 с.

2. Геннадиев А.Н. Устойчивость почв к загрязнению нефтепродуктами и полициклическими ароматическими углеводородами: метод и опыт составления / А.Н. Геннадиев, Ю.И. Пиковский // Почвоведение. - 2007. - №1. - С. 80-92.

3. Комягин В.М. Экология и промышленность. - М., Наука, 2004.-214 с.

4. Коцубинский А.О. Нефтешламы. - М., Наука, 2001.- С. 12-47.

5. Питерс А. Разливы нефти и окружающая среда // Экология - 2006 -№4.С.57-60.

6. Христофоров О.В. Нефтешламы - воздействие и перспективы использования // Экология на предприятии.-№ 6 (24), июнь 2013.- С.17-24.

© Мельник И.В., Дроздова А.Е., 2016

УДК 631.53.011.2+58.084.1

А.В. Смирнова

студент 2 курса Института торговли, пищевых технологий и сервиса Уральский государственный экономический университет Научный руководитель И.В. Гордеева к.б.н, доцент кафедры Физики и химии Уральский государственный экономический университет, г. Екатеринбург, РФ

ВЛИЯНИЕ ЭУФЛОРИНА-В НА ПРОРАСТАНИЕ ЗЕРНА ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР

Аннотация

Данная работа посвящена изучению эффекта, оказываемого раствором эуфлорина-В низкой (2,5%) и

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №1/2016 ISSN 2410-6070

высокой (10%) концентрации на прорастание зерновок пшеницы, ржи, ячменя и овса. Показано, что прорастание семян в среде с добавлением эуфлорина носит видоспецифичный характер и зависит от концентрации раствора.

Ключевые слова

Ингибирующий эффект, стимулирующий эффект, пшеница, рожь, ячмень, овес, прорастание зерна, раствор эуфлорина-В.

В процессе термической обработки зерна уничтожается большинство необходимых организму человека витаминов, макро- и микроэлементов, а также незаменимых аминокислот. Вследствие этого в последние десятилетия у населения многих экономически развитых стран приобрело популярность употребление в пищу пророщенных зёрен злаковых культур и продукции из них, позволяющее значительно расширить диапазон поступающих в организм эссенциальных веществ и обогатить рацион ценными веществами и микроэлементами. Проростки имеют ряд преимуществ по сравнению с готовым продуктом из непророщенного зерна того же вида злаков. Во-первых, в эндосперме присутствуют ингибиторы ферментов, которые защищают семена от преждевременного прорастания, но плохо усваиваются организмом в процессе пищеварения. При попадании семян во влажную и теплую среду ингибиторы ферментов разрушаются и одновременно активируются собственные, запасённые до прорастания энзимы, участвующие в расщеплении макромолекул (белков, жиров и углеводов) до наиболее простых соединений. Макромолекулы, в свою очередь, расщепляются в процессе гидролиза, способствуя увеличению числа витаминов групп В, Е, А, и РР и других антиоксидантов, денатурирующих при выпечке хлебопродуктов. Во-вторых, в зелёных ростках синтезируется витамин С, наличие которого в сухом зерне не выявлено. В-третьих, благодаря большим концентрациям витаминов, пророщенные злаки способствуют повышению сопротивляемости организма различным заболеваниям бактериального и вирусного характера. Кроме того, проростки обогащены такими важными микроэлементами как литий и хром, способствующими нормальному функционированию нервной системы, а также нормализуют процесс пищеварения, усиливая перистальтику кишечника, благодаря содержанию большого количества клетчатки.

Известно, что на прорастание зерен злаков могут оказывать влияние различные химические соединения, что используется как для ускорения (ингибирования) самого процесса, так и для обогащения прорастающих семян разнообразными питательными веществами. Например, показано, что альгинат натрия в комплексе с наносеребром в некоторой степени катализирует процесс прорастания зерен пшеницы, обогащая эндосперм последних ионами серебра [3], селенит натрия может оказывать как ингибирующее, так и катализирующее воздействие в зависимости от концентрации раствора [1], аналогичное влияние оказывает и глицерин [5-6]. В.В. Верхотуров отмечает, что воздействие низкомолекулярных антиоксидантов -субстратов гемсодержащей пероксидазы зависит от концентрации последних (низкие концентрации повышали всхожесть семян, а высокие, напротив, понижали) [2]. Кроме того, автор установил видоспецифичный характер реакции семян конкретных злаков на воздействие тех или иных соединений. В ряде зарубежных источников описывается синергетический эффект от воздействия комплексов сложных органических соединений, вырабатываемых растениями или микроорганизмами, и проявляющийся чаще всего в ингибировании (реже стимулировании) прорастания семян вследствие смещения гормонального равновесия, нарушений белкового синтеза или изменений в структуре нуклеиновых кислот [7-11].

Цель настоящего исследования заключалась в изучении влияния биологически активной добавки, эуфлорина-B, на процесс прорастания зерна различных злаковых культур. Эуфлорин-В (жидкий бифидумбактерин) представляет собой сложную многокомпонентную суспензию, включающую живые культуры Bifidobacterium longum №379M (не менее 1010 живых клеток на 1 г продукции) и продуктов их жизнедеятельности - витаминов В1, В2, В3, В6, В12, Н, РР, С, Е, молочной, пропионовой, уксусной и янтарной кислот, антибиотикоподобных веществ, альдегидов и ферментов. Объектами исследования являлись семена пшеницы Triticum aestivum, ржи Serale cereale, овса Avena sativa и ячменя Hordeum vulgare, существенно отличающиеся по биохимическому составу.

Методика эксперимента заключалась в следующем. Промытые зерна помещали на фильтровальную

бумагу в чашки Петри по 100 штук в выборке для каждого злака. После этого в выборку №1 добавляли дистиллированную воду (контрольный опыт), в выборку №2 - 2,5%-ный раствор эуфлорина-В в дистиллированной воде (низкая концентрация), а в выборку №3 - 10%-ный раствор эуфлорина-В (высокая концентрация). Процесс проращивания осуществляли в закрытых чашках Петри (чтобы избежать попадания спор плесневых грибов) на свету в течение трех суток (максимально возможный период времени, для употребления пророщенных зерен в пищу) при температуре 22-23 0С, которая считается оптимальной для прорастания семян злаков в лабораторных условиях [1, 4]. В процессе эксперимента семена регулярно смачивали дистиллированной водой (10 мл на чашку Петри) во избежание засыхания зародышей. Каждый эксперимент проводился в четырех повторностях, выборки исследовали в одно и то же время суток. Результаты эксперимента представлены в виде гистограмм с усредненным количеством проросших зерен по каждой выборке на Рис.1-4 для пшеницы, ржи, овса и ячменя соответственно.

Из данных гистограмм очевидно, что зерна различных злаков неодинаковым образом реагируют на содержание эуфлорина-В в растворах. Вопреки утверждениям В.В. Рогожина и В.В. Верхотурова об однозначно стимулирующем действии биологически активных веществ на прорастание зерновок пшеницы [4], мы можем констатировать, что в данном случае подобного эффекта не наблюдалось - эуфлорин-В явно ингибирует действие ферментов, содержащихся в пшеничном эндосперме, и данная тенденция усиливается при возрастании концентрации раствора вышеупомянутой суспензии: на первые сутки незначительное прорастание наблюдается только у зерна, находящегося в среде без эуфлорина. На вторые сутки аналогично наибольшее прорастание наблюдается в нейтральной среде, начинается прорастание зёрен, находящих в среде с эуфлорином в концентрациях 2,5 % и 10%. На третьи сутки максимальный результат при проращивании (около 85 %) дают зёрна в среде без эуфлорина. Зерна в средах с биологически активной добавкой также имеют видимый эффект прорастания. Важно отметить, что низкая концентрация эуфлорина (2,5 %) ингибирует процесс прорастания в меньшей степени, чем наибольшая концентрация (10%).

% проросших зерен

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

I 1 сутки

2 сутки

3 сутки

Без Концентрация Концентрация Эуфлорина-В Э. 2,5% Э. 10%

Рисунок 1- Влияние эуфлорина-В на прорастание зерен пшеницы

В то же время для зерновок ржи мы наблюдаем диаметрально противоположный результат: на первые сутки незначительное прорастание наблюдается только у зерна, находящегося в среде с эуфлорином в концентрации 2,5 % и данная тенденция сохраняется и в последующие двое суток. Очевидно, что 2,5%-ный раствор эуфлорина ускоряет как процесс набухания зерновок и прорастания семян, катализируя синтез необходимых соединений, так и увеличивает само количество проросших семян. Однако высокая концентрация эуфлорина-В в растворе нейтрализует этот эффект, ингибируя процесс прорастания зерен, хотя и не в той степени, что у пшеницы (сравним Рис.1 и Рис.2). Кроме того, в выборке №3 (высокая концентрация эуфлорина-В) на третьи сутки проращивания наблюдалось появление плесени, что не отражено на рисунках. Известно, что многие компоненты набухающего эндосперма являются питательным субстратом для развития некоторых видов плесневых грибов, что оказывает негативное влияние на качество зерновой продукции [2]. Таким образом, 10%-ный раствор эуфлорина-В может усиливать процесс заплесневения прорастающих зерен, что необходимо принимать во внимание при использовании данной биодобавки.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»

№1/2016

ISSN 2410-6070

Рисунок 2 - Влияние эуфлорина-В на прорастание зерен ржи

Для зерен овса характерна следующая тенденция: в течение первых суток наблюдается незначительное, приблизительно равное прорастание в средах без эуфлорина и с концентрацией эуфлорина 2,5%. На вторые и третьи сутки концентрация эуфлорина 2,5 % наиболее благотворно влияет на прорастание семян, показывая максимальный результат по сравнению с двумя другими выборками. Концентрация эуфлорина 10% со вторых суток также начинает стимулировать процесс прорастание зерен, а на третьи даже показывает более высокий показатель прорастания по сравнению с контролем.

% проросших зерен

70 60 50 40 30 20 10 0

1

1 2

3

_ 1 ^^ 1 1

3 сутки

Без Эуфлорина- Концентрация Концентрация B Э. 2,5% Э. 10%

Рисунок 3 - Влияние эуфлорина-В на прорастание зерен овса

У семян ячменя картина влияния эуфлорина на прорастание во многом аналогична таковой для пшеницы, за исключением скорости процесса: на первые сутки максимальное прорастание фиксируется в контрольной выборке, незначительное прорастание наблюдается в среде с эуфлорином в концентрации 2,5%, в то же время концентрация 10% не даёт прорастания зерна на первые сутки. На вторые сутки в средах с эуфлорином в концентрациях 2,5% и 10 % показатель прорастания ниже, чем у контрольного образца. На третьи сутки первую позицию по максимальному результату проращивания занимает среда с эуфлорином в концентрации 2,5 %.

100% % ПрОрОСШИ>9о%0 зерен F 80%

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

0%

Без Эуфлорина- Концентрация Концентрация В Э. 2,5% Э. 10%

11 сутки

2 сутки

3 сутки

Рисунок 4 - Влияние эуфлорина-В прорастание зерен ячменя.

По результатам исследований можно сделать следующие выводы:

1) Прорастание семян злаковых культур в среде с добавлением эуфлорина-В демонстрирует видоспецифичную реакцию, что согласуется с данными других исследований [2, 7].

2) Низкая концентрация эуфлорина-В оказывает стимулирующее воздействие на процесс прорастания ржаных и овсяных зерен, что проявляется как в более раннем набухании семян, так и в большем количестве полученных проростков. Таким образом, добавление эуфлорина можно использовать как для ускорения проращивания ржи и овса, так и, в перспективе, для обогащения соответствующих видов муки дополнительными биологически активными соединениями.

3) Эуфлорин-В в любой концентрации оказывает ингибирующее воздействие на прорастание пшеничных зерен, что может быть полезным для обеспечения сохранности зерна, но не позволяет рекомендовать его в качестве БАД для обогащения пшеничной муки.

4) Низкая концентрация раствора эуфлорина-В (2,5%) более благоприятна для прорастания зерна, чем высокая концентрация (10%), что аналогично данным других исследований для ряда антиоксидантов [4, 10].

5) Высокая концентрация эуфлорина-В не только ингибирует процесс прорастания зерен, но и способствует более раннему заплесневению последних по сравнению с контролем.

6) Требуются дальнейшие исследования с целью выяснения конкретных биохимических механизмов взаимодействия компонентов суспензии эуфлорина-В с ферментативными комплексами соединений, содержащихся в эндосперме злаков, а также воздействия зерен, проросших в среде с данным видом БАД, на живые организмы, включая человека.

Список использованной литературы:

1. Аслалиев А.Д. Исследование и разработка биотехнологического способа обогащения пшеницы селеном для создания БАД // автореф. дисс. на соискание уч. ст. канд. биол. наук.- Улан-Удэ, 2011.- 18 с.

2. Верхотуров В.В. Физиолого-биохимические процессы в зерновках ячменя и пшеницы при их хранении, прорастании и переработке // автореф. дисс. на соискание уч. ст. док. биол. наук.- Москва, 2008.- 38 с.

3. Омельченко А.В., Юркова И.Н., Бугара И.А. и др. Исследование влияния нанобиосеребра на прорастание зерна пшеницы и накопление в нем серебра // Ученые записки Таврического национального университета. Серия: Биология, химия, 2013.- Т.26(65).- №1.- С.146-152.

4. Рогожин В.В., Верхотуров В.В. Влияние антиоксидантов на всхожесть семян пшеницы // Сельскохозяйственная биология, 2001.- №3.- С. 73-78.

5. Рогожин Ю.В., Рогожин В.В. Влияние глицерина на прорастание зерновок пшеницы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2013.- №10(108).- С.37-42.

6. Рогожина Т.В. Использование глицерина как активатора прорастания зерновок пшеницы // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья, 2010.- №10.- С.16-19.

7. Ignat I., Stingu A., Volf I., Popa V. Natural bioactive compounds as plant growth regulators // Lucrari Stiintifice, 2015.-V.52.- P.171-178.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №1/2016 ISSN 2410-6070

8. Korade D., Fulekar M. Effect of organic contaminants on seed germination of Lolium multiflorum in soil // Biology and Medicine, 2009.- V.1 (1).- P.28-34.

9. Saberi M., Davari A., Ebrahimzadeh A., Shahraki M. Influence of chemical stimulators to germination improvement, support and resistant of Trifolium rigidum species under stress allelopathic components of Eucalyptus camaldulensis // International journal of agricultural and crop sciences, 2013.- V.5(14).- P.1563-1570.

10. Saberi M., Shahriari A., Tarnian F., Jafari M. Influence of some chemical compounds on germination and early seedling growth of two range species under allelopathic conditions // Frontiers of Agriculture in China, 2011.-V.5(3).- P.310-321.

11. Tanveer A., Jabbar M., Kahliq A., Matloob A. Allelopathic effects of aqueous and organic fractions of Euphorbia dracunculoides Lam. on germination and seeding growth of chickpea and wheat // Chilean journal of agricultural research, 2012.-V.72.- P.51-61.

© Смирнова А.В. Гордеева И.В., 2016