СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ СЕМЯН БИОДОСТУПНЫМИ ФОРМАМИ ЙОДА И СЕЛЕНА
METHOD OF ENRICHING SEEDS WITH BIOAVAILABLE FORMS OF IODINE AND SELENIUM

Изобретение относится к сельскому хозяйству, конкретно к способам обогащения семян бобовых культур, например нута, биодоступными формами йода и селена.
Наличие проблем с энергетическими, почвенными и другими ресурсами, сложностями в кормопроизводстве, а также экологической ситуацией, затрудняющей получение экологически чистой продукции, заставляют ученых искать новые и совершенствовать существующие способы производства кормов. С 2000 г. в России вновь стали акцентировать внимание на нетрадиционных способах получения и подготовки кормов к скармливанию, в том числе такие, как проращивание зерна. Поэтому в настоящее время активно рекламируются всевозможные установки по выращиванию гидропоники как для питания человека, так и для фитотерапевтических средств, для животных [1].
Известен способ проращивания и ферментации семян нута в талой воде до содержания в семенах суммы аспарагиновой и глутаминовой кислот не менее 35% от суммы аминокислот, а селена - 0,022 мг%, причем после инактивирования ферментов в полученную массу добавляют муку из семян расторопши и аминоуксусную кислоту глицин в количествах 10-20% и не менее 0,03% соответственно [2].
Описан способ производства обогащенного зеленого корма, включающий замачивание семян, их расстилку, проращивание, выращивание проростков и последующее погружение срезанных листьев в водный раствор, отличающийся тем, что в течение всего периода производства используется водный раствор янтарной кислоты, предварительно гомогенизированный ультразвуком. Водный раствор янтарной кислоты имеет концентрацию 0,02-0,03% [3].
Известен способ обогащения картофеля йодом, отличающийся тем, что на растения, посредством агрономических приемов, наносят композицию, содержащую йод, при этом указанная композиция включает в себя раствор соли йода с содержанием йода в пределах от 0,01 до 50%, а указанный раствор соли йода, в свою очередь, включает в себя, по меньшей мере, одно из соединений: йодид или йодат калия, натрия, кальция, магния, аммония, цинка, меди, бария, цезия, диоксид йода, йодную кислоту, йодистоводородную кислоту, йодистый метил, причем указанный способ также характеризуется использованием композиции, содержащей раствор соли йода, вместе с пятиокисью фосфора и оксидом калия. Композицию распыляют на надземную часть картофельных растений, наносят таким образом, чтобы распределять на гектар картофеля до 17 кг йода. Композицию применяют в количестве 50 кг на гектар картофеля для накопления йода в картофеле в количестве не менее 25 мкг на 100 г картофеля. Раствор композиции имеет величину pH 4,8 [4].
Технический результат - упрощение технологии, повышение качества растительного сырья, повышение содержания в нем жизненно необходимых элементов, в частности йода и селена, путем перевода их из неорганической формы вносимых препаратов в биодоступную органическую форму в процессе ассимиляции.
Это достигается тем, что в качестве исходного сырья использовали семена нута, в качестве неорганических форм применяли селенит натрия и йодид калия. Семена нута соответствовали по качеству ГОСТ 8758-76 «Нут. Требования при заготовках и поставках». Проращивание семян проводили в соответствии с требованием ГОСТ 12038-84: семена промывали, в емкости проводили замачивание навески в течение 4-х часов при комнатной температуре (контрольная группа - в бидистиллированной воде, I опытная группа - в растворе селенита натрия (0,1 г/л), II опытная группа - в растворе йодида калия (0,225 г/л), III опытная группа - селенит натрия 0,1 г/л+йодид калия 0,225 г/л), затем семена переносили на противень, покрытый фильтровальной бумагой. Семена периодически увлажняли согласно схеме (рис.1). Проращивание вели при температуре 20-25°C в течение трех дней, завершали при достижении длины проростков 4-5 мм. На третьи сутки проращивания семена повторно промывали, переносили на противень и высушивали в сушильном шкафу при температуре не выше 60°C. Далее семена перемалывали на мельнице до получения однородного порошка и просеивали через сито. В заключение проводился биохимический анализ полученных порошков на количественное содержание йода и селена (на содержание селена - атомно-абсорбционным методом на приборе «Квант-2АТ» с использованием ртутно-гидридного генератора «ГРГ-107», на содержание йода - методом инверсионной вольтамперометрии на приборе ТА-4 согласно МУ 31-07/04).
Пример.
При обосновании дозы внесения солей в раствор для замачивания семян руководствовались следующими данными:
1. норма селена и йода в рационе кормления крупного рогатого скота соответственно 0,2 и 0,45 мг/кг сухого вещества рациона;
2. степень усвоения элементов растениями из почвы не превышает 3%;
3. растворимость в воде при 20°C селенита натрия составляет 95 г, йодида калия - 143 г на 100 мл.
Схема исследований по разработке способа приведена на рисунке 1.
Семена промывали, в емкости проводили замачивание навески в течение 4-х часов при комнатной температуре (контрольная группа - в бидистиллированной воде, I опытная группа - в растворе селенита натрия (0,1 г/л), II опытная группа - в растворе йодида калия (0,225 г/л), III опытная группа - селенит натрия 0,1 г/л+йодид калия 0,225 г/л), затем семена переносили на противень, покрытый фильтровальной бумагой. Важно следить за тем, чтобы своевременно проводить увлажнение проростков и семян. Проращивание вели при температуре 20-25°C в течение трех дней, завершали при достижении длины проростков 4-5 мм. На третьи сутки проращивания длина проростков семян нута достигала 4-5 мм, семена повторно промывали, переносили на противень и высушивали в сушильном шкафу при температуре не выше 60°C. После высушивания семена перемалывали на мельнице до получения однородного порошка. Далее семена для получения максимально возможной однородности просеивали через сито. В заключение проводился биохимический анализ полученных порошков.
Относительно механизма действия в согласии с имеющимися данными - раствор солей влияет на проницаемость мембран клеток семян, в том числе способствует разрыхлению их оболочек, что приводит к активной диффузии ионов йода и селена из раствора во внутреннее пространство семян. Далее протекает ассимиляция поступивших внутрь ионов, в результате чего образуются новые биодоступные органические йод и селенсодержащие структуры, при этом селен, являясь синергистом йода, способствует более полному и быстрому превращению.
В процессе эксперимента уже при прорастании наблюдались заметные различия между группами. Так, контрольная группа показала минимальное водопоглощение (46,75%) в сравнении с остальными (48,5, 48,3 и 60,5% соответственно). Максимальное водопоглощение наблюдалось в III опытной группе (60,5%) (рис.2).
Водопоглощение протекает в два этапа, является важным свойством, характеризующим жизнеспособность семян. На первом этапе создаются предпосылки для выхода семени из состояния покоя и активации жизненных процессов. В этот период интенсивность протекающих процессов во многом определяет дальнейшее развитие и прорастание семени. На втором этапе происходит активное поглощение семенем солей, содержащихся в воде. Поэтому водопоглощение можно определить как критерий, определяющий потенциальную урожайность.
Результаты анализа содержания йода и селена в семенах по завершении эксперимента (табл.1) позволяют сделать вывод о том, что совместное использование солей селенита натрия и йодида калия обладает синергическим действием. Так, по сравнению с контрольной группой, при совместном использовании солей содержание йода возросло на 93,15%, содержание селена - на 29,19%, при использовании только йодида калия содержание йода возросло на 92,92%, селена - на 11,93%; при использовании только селенита натрия содержание йода возросло на 13,69%, селена - на 25,17%.
Таким образом, предложенный способ позволяет упростить технологию, повысить качество растительного сырья, в частности нута, повысить содержание в нем жизненно необходимых элементов, в частности йода и селена, путем перевода их из неорганической формы вносимых препаратов в биодоступную органическую форму в процессе ассимиляции.
Таблица 1
Динамика содержания селена в группах
Примечание
Содержание селена в анализируемом образце, мкг/кг
День 1
День 2
День 3
День 4
контроль
750,40±0,48
78430±2,07
873,00±1,58
991,10±1,17
с добавлением NaSeO<sub>3</sub> (0,2)
1150,20±1,44
1194,30±2,90
1301,40±1,03
1324,60±2,75
с добавлением KI (0,45)
820,50±5,61
838,80±2,39
991,80±1,67
1110,40±1,09
С добавлением NaSeO<sub>3</sub> и KI
1210,60±1,61
1282,10±2,00
1343,90±0,68
1399,80±1,03
Таблица 2
Динамика содержания йода в группах
Примечание
Содержание йода в анализируемом образце, мкг/кг
День 1
День 2
День 3
День 4
контроль
не обнаружено
не обнаружено
0,054±0,001
0,063±0,03
с добавлением NaSeO<sub>3</sub> (0,2)
не обнаружено
не обнаружено
0,050±0,002
0,073±0,001
с добавлением KI (0,45)
0,210±0,005
0,580±0,002
0,890±0,003
0,890±0,003
С добавлением NaSeO<sub>3</sub> и KI
0,202±0,002
0,610±0,004
0,912±0,005
0,920±0,03
Таблица 3
Содержание йода и селена в группах по завершении опыта
Показатель, мг/кг
контрольная
I опытная
II опытная
III опытная
йод
0,063±0,003
0,073±0,001
0,890±0,003
0,920±0,003
селен
0,9911±1,17
1,3246±2,75
1,1104±1,09
1,3998±1,03
Перечень источников информации
1. http://agrocontech.m/ru/info/argumenty-v-polzu-gidroponnyx-zelenvx-korrnov
2. RU 2210260, 20.08.2003, A23L 1/30, A23L 1/305.
3. RU 2275817, 20.12.2005, A23K 1/00, A01G 31/00.
4. RU Заявка №2009135444, 28.02.2008, A01G 1/00.
5. Горлов И.Ф. Нут - альтернативная культура многоцелевого назначения: Монография / ГНУ «Поволжский НИИ производства и переработки мясомолочной продукции РАСХН». - Волгоград, 2012, 107 с.