Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование биологической активности хитозановых препаратов из цист Artemia Salina

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Исследование биологической активности хитозановых препаратов из цист Artemia Salina"

На правах рукописи

Шикера Виктория Васильевна

ИССЛЕДОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЕ АКТИВ НОСТИ ХИТОЗАНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ ИЗ ЦИСТ ARTEMIA SALINA

Специальность 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Барнаул 2004

Работа выполнена на кафедре «Общей химии и экспертизы товаров» Бийского технологического института

Научный руководитель

Официальные оппоненты

доктор химических наук, профессор Александр Леонидович Верещагин

доктор биологических наук, профессор Татьяна Александровна Терехина

доктор химических наук, профессор Андрей Иванович Хлебников

Ведущая организация

Институт водных и экологических проблем СО РАН

Защита диссертации состоится « 28 » декабря 2004 г. в 10°° . часов на заседании диссертационного совета К 212.005.02 при Алтайском государственном университете по адресу 656049, г. Барнаул, пр. Ленина, 61; тел. (382) 66-76-26

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного университета

Автореферат диссертации разослан« 27 » ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Н.В. Елесова

ywf

гЩ&ъъЧ-

Актуальность темы. Для выращивания экологически чистой сельскохозяйственной продукции необходим комплекс благоприятных воздействий. Все изменения, происходящие при этом, в том числе и в почве, отражаются в конечном итоге на человеке. Растения поглощают любые вещества, будь это удобрения, пестициды или другие препараты. Поэтому необходимо, чтобы вещества, вносимые в почву, не были вредными или перерабатывались растениями в приемлемую для человека форму (Фелленберг, 1997).

Роль агрономических препаратов могут выполнять хитин и хитозан, являющиеся биосовместимыми и биоразлагаемыми полимерами, которые широко применяются более чем в 70-ти направлениях в сельском хозяйстве, пищевой, косметической и медицинской промышленности (Быков, 1977).Основным источником хитина и хитозана до сих пор являются Arthropode - панцири креветок, крабов, омаров, лангустов и раков (Николаева, 1968; Sen, Mathew, 1975; Austin, Brine at al., 1981; Быков, Фурман, 1999). Считается (Варламов, 2001), что биологическая активность хитозана обратно пропорциональна его молекулярной массе. В настоящее время разработано более 15 методов получения хитозана из хитина, из которых наиболее часто используют методы с агрессивными условиями: концентрированной щелочью и высокой температурой (Куприна, 2002), что делает эта методы экологически опасными.

Вместе с тем, панцири ракообразных - это дорогостоящее сырье, цена которого зависит от вида, возраста и сезонного вылова. Аквабиоресурсы Алтайского края богаты рачком Gammarus lacustris и яйцом Artemia s aliña, которые ежегодно добываются в объемах 50... 100 тыс. т в год. Благодаря высокой производительности Artemia salina (рачок размножается, давая четыре приплода за сезон), при соблюдении всех правил отлова можно, без ущерба для природы, обеспечить производство хитина и хитозана, используя некондиционное сырье. Применение яйца Artemia salina в производстве стартовых кормов для скармливания молоди рыб предусматривает использование только полноценного сырья, а поврежденные оболочки цист Artemia salina с н изкой проклевываемостью в настоящее время не имеют промышленного применения.

В связи с изложенным выше представляется очевидной необходимость разработки безотходной технологии производства хитиновых производных из отходов цист Artemia salina с целью получения из них низкомолекулярных производных хитина для выращивания сельскохозяйственных культур.

Цели и задачи исследования. Цель исследования - разработать методику получения хитина и хитозана и препаратов на их основе из отходов яиц Artemia salina, а также изучить возможность использования полученных препаратов в ростостимулирующей активности растений наравне с хитином и хитозаном, полученными по традиционной технологии.

В задачи исследований входило:

1. Разработать методику получения хитозансодержащих препаратов из отходов цист Artemia salina.

2. Исследовать свойства и инфракрасные спектры поглощения хитозана из цист Artemia salina.

3. Исследовать превращения, происходящие на поверхности частиц

хитина в процессе дезацетилирования методом сканирующей электронной микроскопии.

4. Сравнить биологическую активность хитозана, полученного в «жестких» условиях дезацетилирования, с хитозансодержащими препаратами, полученными в «холодных» условиях дезацетилирования, низкомолекулярными хитиновыми препаратами (хитодекстрины и глкжозамин) и с препаратами на основе целлюлозы.

5. Изучить влияние синтезированных препаратов хитинового ряда на урожайность и качество овощей, картофеля, пшеницы и гречихи.

Научная новизна. Впервые разработана экологически безопасная безотходная технологическая схема получения хитозансодержащих препаратов из цист Artemia salina. Исследована надмолекулярная структура, характеристические свойства, биологическая и фунгицидная активность хитина и хитозана, полученных в «жестких» условиях дезацетилирования, и хитозансодержащих препаратов, полученных «холодным» способом дезацетилирования. Установлены эффективные дозы и сроки внесения препаратов в целях повышения урожайности и улучшения основных показателей качества картофеля и овощных культур.

Практическая значимость. Разработанный способ получения хитозана и хитозансодержащих препаратов может быть положен в основу промышленного производства стимуляторов роста растений. Предложенный способ получения препаратов не требует значительных затрат на их производство, характеризуется высокой биологической активностью по отношению к сельскохозяйственным культурам.

Положения, выносимые на защиту.

1. Метод получения хитозановых препаратов из цист Artemia salina.

2. Факторы, обуславливающие биологическую активность хитозановых препаратов из цист Artemia salina.

3. Способ применения хитозановых препаратов из цист Artemia salina при выращивании сельскохозяйственных культур.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на Всероссийской научно-технической конференции «Лекарственные средства и пищевые добавки на основе растительного сырья» (Бийск, 2001); 2-ой Международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2001); 2-ой Международной научно-практической конференции «Гуминовые удобрения и стимуляторы роста в сельском хозяйстве» (Бийск, 2002); Всероссийском семинаре «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул, 2002); Региональной научно-практической конференции «Повышение устойчивости и эффективности агропромышленного производства в Сибири: наука, техника, практика» (Кемерово, 2002); Седьмой международной конференции «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана (Санкт-Петербург-Репино, 2003); XVI 1-ом Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003); Международной научно-практической конференции «Стратегия качества, безопасность и конкурентоспособность товаров и услуг на потребительском рынке» (Орел, 2003).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных

работ, заявка на патент РФ Регистрационный № 2003137322 от 24.12.2003. Способ получения жидкого органо-минерального удобрения из хитозансо-держащего сырья».

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 136 страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания объектов, условий и методик исследования, трех глав результатов собственных исследований, выводов и библиографического списка литературы (200 ссылок), содержит 24 таблицы и 40 рисунков.

Глава 1. Структура, свойства, способы получения и эффективность использования хитина и его производных

В литературном обзоре описываются известные сырьевые источники хитина, дается классификация живых организмов, содержащих хитин, и химический состав различных видов хитинсодержащего сырья. Изложены современные представления о строении и свойствах хитина и хитозана. Описаны способы выделения хитина (традиционный кислотно-щелочной, биохимический, электрохимический) и дезацетилирования хитозана («жесткий», твердофазный, «холодный» и ферментативный), режимы обработки, последовательность и условия проведения стадий их выделения. Представлены схемы превращения хитина и хитозана в простые и сложные эфиры и в N-производные различного типа. Дана характеристика мономерной единицы хитина - D-глюкозамина хлоргидрата - карбоксиметилхитина и хитодекст-ринов. Представлены отрасли и примеры использования хитозана и его производных. Большое внимание уделено применению хитиновых препаратов, используемых на российском рынке («Нарцисс», «Фитохит», «Золушка», «АгроХит») в качестве стимуляторов роста и индукторов болезнеустойчивости растений. Изложено избирательное действие хитозана и препаратов на его основе с различной молекулярной массой и степенью дезацетилирования по отношению к различным видам растений.

Глава 2. Объекты, условия и методики исследования

Объектами исследования стали образцы хитина и хитозана, полученные в «жестких» условиях дезацетилирования из рачка-бокоплава Gammarus lacustxis и цисты Artemia salina (Гартман,1998; Мезеновой, Лысовой, Григорьевой, 2003); водорастворимые производные хитина - хитодекстрины (Патент RU 2118640); мономер хитозана - D-глюкозамин хлоргидрат (Марков, 1964); структурные аналоги хитозана - растворимые формы целлюлозы - фосфат и сульфат, а также образцы хитинсодержащих препаратов, полученных модифицированным, «холодным» способом дезацетилирования из местного сырья Алтайского края.

Среднюю молекулярную массу хитозана определяли методом вискозиметрии с использованием вискозиметра Уббелоде при температуре 25°С (Wung, 1991); степень дезацетилирования хитозана определяли потенцио-метрическим титрованием в безводной среде (Bough, 1978). ИК-спектры полученных образцов регистрировали на ИК-спектрофотометре Perkin-Inet Meg 684. Дифференциально-сканирующая калориметрия проводилась на термоанализаторе 1090 фирмы «Du Pont» с модулем ДСК модели 912 в ат-

мосфере воздуха до температуры 600°С. Электронно-микроскопические исследования высокого разрешения проводили на сканирующем электронном микроскопе JSM-840 фирмы JEOL с получением электронно-микроскопических снимков на просвет в диапазоне увеличений 500-1500000 крат.

Биологическая активность образцов хитозана и хитинсодержащих препаратов оценивалась в лабораторных условиях по относительной энергии прорастания семян (ГОСТ 12038-84) и динамики роста растений методом песчаных культур (ГОСТ 5055-56; Ягодин, 2002). Всего было проведено 257 лабораторных опытов: с яровой пшеницей сорта «Алтайская - 50» - 45, гречихой сорта «Нива» - 45, томатами сорта «Белый налив» -- 24, огурцами сорта «Феникс» - 26, морковью сорта «Шантенэ - 2460» - 47, свеклой сорта «Бордо» - 47 и льна сорта «Томский-14» - 23. Растения выращивали в течение 12-15 дней, в ходе опыта определяли энергию прорастания и всхожесть семян, высоту (дайну) надземной части растений и корневой системы и массу каждой части.

Показавшие наилучшую эффективность в лабораторных условиях массовые доли препаратов проверялись в полевых опытах. В качестве объектов исследований были взяты районированные сорта: картофель Solanum tuberosum сорта «Любимец», столовая свекла Beta vulgaris сорта «Бордо», морковь Daucus sativus сорта «Шантенэ - 2460», пшеница Triticum aestivnm сорта «Алтайская 50» и гречиха Fagopirum sculentum сорта «Нива», лен Linum usi-tatissimum сорта «Томский - 14».

Ночва опытных участков - выщелоченная черноземная, обладающая сравнительно высоким потенциалом плодородия. Полевые опыты закладывались в трёхкратной повторности с рендомизированным размещением делянок. Исследуемые препараты вносились при замачивании семян и опрыскивании по основным фазам развития растений. В контрольных вариантах использовались растения без обработки.

Уборка урожая всех культур проводилась сплошным методом со всей делянки. С вариантов опыта отбирались образцы растений, в которых определяли содержание основных показателей качества: крахмал, аскорбиновую кислоту, кислотность и каротиноиды, сухое вещество, нитратный азот по общепринятым методикам согласно действующих стандартов.

Результаты урожайности были обработаны методом дисперсионного анализа по В А. Доспехову (1985) и Р.А. Фишеру (Практикум по агрохимии, 1998).

Глава 3. Получение хитозансодержащих препаратов из цист Artemia salina и рачка-бокоплава Gammarus lacustris

Разработанный нами способ является модификацией способа Быковой В,М. и Кривошеиной Л.И., (1999), отличие заключается в использовании в качестве хитинсодержащего сырья Gammarus lacustris и Artemia salina.

В стакане из нержавеющей стали марки Х18Н10Т объемом 1 дм3 готовили раствор щелочи с массовой долей 40% и при постоянном перемешивании помещали предварительно измельченное сырье (рачок Gammarus lacustris или цисты Artemia salina) при модуле: раствор щелочи 1:10....1:15. Полученную суспензию выдерживали при комнатной температуре в течение 30 су-

ток.

Гравиметрическим методом из суспензии выделили и определили молярную массу и степень дезацетилирования образцов.

Образцы, полученные по традиционной схеме (с использованием высокой температуры и концентрации щелочи) и по предложенному нами методу, соответствовали стандарту по органолептическим показателям (Ленинд-жер, 1976): представляли собой порошок белого («жесткие» условия дезацетилирования) или светло-кремового цвета («мягкие» условия дезацетилирования), без запаха, растворяющийся в 2% уксусной кислоте.

Результаты, приведенные в таблице 15 свидетельствуют о том, что мягкие условия дезацетилирования обеспечивают высокий уровень вязкостных характеристик полимеров, отобранных в процессе дезацетилирования суспензии.

При этом можно отметить, что после 15-20 дней дезацетилирования характеристическая вязкость и молярная масса полимеров изменяются незначительно. Образцы, полученные из рачка Gammarus lacustris, аналогичны образцам из цист Artemia salina, но с более низкими значениями исследованных характеристик.

Таблица 1

Результаты определения характеристической вязкости и молярной массы выделенных образцов хитозана

Сырье Условия выделения Время дезацетилирования Характеристическая вязкость М, дл/г ' Молярная масса, кДа

Рачок Gammarus lacustris «жесткие» 2 часа 0,3 78,5

Циста Artemia salina «жесткие» 2 часа 0,28 75,31

Рачок Gammarus lacustris «мягкие» 5 день 0,24 191

8 день 0,2 157

15 день 0,204 160

20 день 0,208 164

30 день 0,207 163

Циста Artemia salina «мягкие» 5 день 0,152 117

8 день 0,14 112

15 день 0,138 105

20 день 0,141 108

30 день 0,140 107

Эксперименты, проведенные при соблюдении равных условий, показали, что хитин и хитозан, полученные из Gammarus lacustris, имеют меньшую степень дезацетилирования, чем хитин и хитозан, полученные из цист Artemia salina. Образцы, полученные в «жестком» режиме дезацетилирования, характеризуются достаточно высокими показателями характеристической вязкости по сравнению с образцами, полученными в «мягком» режиме дезацетилирования (рис. 1). Однако, при выдерживании образцов в течение 15 суток при комнатной температуре, степень дезацетилирования достигает значения 95%, а при «жестких» режимах дезацетилирования - 92%, что со-

гласуется с исследованиями, проведенными Быковой В.М., Криво-шейной Л.И., и др. (1999).

Рис. 1 Зависимость степени дсзацетилирования хитин-хитозановых образцов от времени дезацетилирования: 1 - образцы, полученные из Gammarus

lacústris; 2 - образцы, полученные из цист Arteraia salina

Приготовление препаратов на основе хитинсодержащего сырья. Измельченное хитинсодержащее сырье (рачок Gammarus lacústris и цисты Аг-temia salina) загружали в предварительно приготовленный раствор щелочи с массовой долей 45% и мольным соотношением щелочи и сырья 1:10. На 5, 15 и 30 сутки готовили опытные препараты путем нейтрализации выдержанной суспензии минеральными кислотами (соляной, серной, азотной и фосфорной) с сохранением минеральных и белковых компонентов. Полученные препараты, получившие названия: нейтрализованные серной кислотой - хитозановый препарат Sx, фосфорной - хитозановый препарат Рх, азотной -хитозановый препарат Nx, - были оценены по проявлению биологической активности в лабораторных и полевых опытах.

В разработанном нами способе было проверено ранее не исследованное сырье: цисты Artemia salina и, по сравнению с известной методикой получения хитозана, проведено сочетание депротеинизации, деминерализации и дезацетилирования исходного сырья.

Электромикроскопическое исследование хитина в процессе дезацетилирования. Принимая во внимание размеры частиц исходных препаратов и поставленную задачу, в качестве метода исследования была выбрана сканирующая электронная микроскопия, которая позволяет получить информацию о превращениях, происходящих на поверхности частиц хитина, размерах частиц, их форме и состоянии поверхности при высоких увеличениях.

Использовались образцы хитозана, полученные в «жестких» условиях (рис. 2), и образцы на 5, 15 и 30 дней модифицированного «холодного» способа дезацетилирования (рис. 3).

а б

Рис. 2 Образцы хитозана, полученные в «жестких» условиях дезацетилиро вания: а - из цист Artemia salina; б - из рачка Gammarus lacustris, увеличение 5000х

Частицы хитозана, полученные традиционным способом, представляют собой чешуйки размерами 10...40 мкм, склеенные между собой, собранные в агломераты, расположенные отдельно друг от друга.

Рис. 3 Микрофотография структуры хитозана, полученного в «мягких» условиях дезацетилирования из цист Artemia salina:

а) образцы, выделенные на 5 день дезацетилирования хитина;

б) образцы, выделенные на 15 день дезацетилирования хитина;

в) образцы, выделенные на 30 день дезацетилирования хитнна

В процессе низкотемпературного дезацетилирования хитина происходит изменение морфологии частиц, и образцы приобретают сходную поверхность с образцами хитозана, полученного в «жестких» условиях дезацетилирования.

Исследования показали, что образцы хитозана, полученные «жестким» и «холодным» способами дезацетилирования из цист артемии и рачка гамма-руса, имеют сходную морфологию, что может являться признаком идентификации данного вещества.

Такие изменения не исключают влияния морфологии частиц на их биологическую активность.

Инфракрасная спектроскопия образцов хитина, хитозана и их структурного аналога: D-глюкозамина хлоргидрата. Инфракрасные спектры поглощения хитина и хитозана, полученных в «жестких» условиях дезацетилирования из цист Artemia salina и рачка Gammarus lacustris (табл. 2), отражают наличие химических групп хитина и хитозана, полученных из других источников сырья (Foster, Webber, I960).

В спектре получения хитина из Artemia salina имеются полосы поглощения 1650 см"1 и 1558 см"1, Gammarus 1 acustris 1610 см"1 и 1542 см*1, свидетельствующие о достаточной степени ацетилирования хитина.

Таблица 2

Характеристичные полосы ИК-спектра хитина и хитозана, полученного из Gammarus lacustris и Artemia salina

Характеристические полосы поглощения Литературные данные, см*1 Gammarus lacustris Artemia salina

Хитозан Хитин Хитозан Хитин

ОН........О (связь) 3550-3330 3450 3375 3450

амида I 1500-1700, - 1610 - 1650

амида II 1542 1542 1558 1558

CO-NHR амидная амино- 2800-3600 3263 2920 3396 2850

С-О-Н 1440-1325 1419 1419,1387 1453 1453

С-0 1000-1200 1157 1153 1153 1153

с-о-с 1050-1060 1070 1026 1011 1033

ИК-спектры хитозана относительно спектров хитина уменьшают интенсивность полос поглощения карбонильной 1651 см"1 (Artemia salina) и 1610 см"1 (Gammarus lacustris) и амид ной группы 2850 см"1 и 2920 см"1 соответственно, и нарастает интенсивность полос поглощения аминогруппы 3396 см"1 (Artemia salina) и 3263 см"1 (Gammarus lacustris).

Глава 4. Оценка биологической активности хитозаксодержапдих препаратов

В лабораторных и полевых опытах изучалось влияние доз и сроков внесения хитозановых препаратов модифицированного способа получения, хитозана и структурных аналогов - хитодекстринов, D-глюкозамина хлоргид-рата, сульфата и фосфата целлюлозы.

Оценка эффективности исследуемых препаратов показала, что культуры по-разному отзываются на их стимулирующее действие. По яровой пшенице эти показатели возросли на величину 0,7...50,0%, моркови - 0,8...62,0%, свеклы - 1,2...45,0%, томата 0,5...60,0%, огурца 0,6...62,0%, льна -0,2... 15,0%. Наилучший эффект достигается при использовании низких доз препаратов с массовой долей 0,001% на основе хитодекстринов. Для остальных препаратов подобный эффект достигается при более высоких массовых долях - 0,01% (в 10 раз больше).

Эффективность препаратов оценивали по урожайности и качеству продукции, выращенной в полевых условиях. Фенологические наблюдения показали, что всходы растений, обработанных хитозановыми препаратами, появились на 2... 3 дня раньше контрольных.

Обработка клубней картофеля и посевов по вегетации способствовала увеличению доли сухого вещества (с 22,8% на контроле - до 25,7% по вариантам), что говорит о более раннем созревании клубней. Полученные прибавки урожайности находятся в пределах 1 ...89% при урожайности на контроле 147 ц/га. Наилучший прирост урожайности обеспечило внесение препаратов на основе хитодекстринов в концентрации 0,005% при замачивании и опрыскивании (хитодекстрина Nx 82%, хитодекстрина Рх 77%, хитодекст-рина Sx 89%).

Подобная закономерность наблюдалась при обработке посевов корне-

плодов препаратами, полученными в «жестком» режиме дезацетилирования. Наибольший прирост урожайности моркови был получен в вариантах с хи-тодекстрином Их и хитодекстрином Рх с массовой долей препарата 0,001% в результате замачивания и трёхкратного опрыскивания посевов.

Урожай моркови составил, в среднем, при применении хитодекстрина № - 291 и/га, хитодекстрина Рх - 318 ц/га, на контроле - 210 ц/га, прибавка урожая составила 38,2% и 51,4% соответственно. Содержание сухого вещества и каротиноидов по вариантам было выше на 4...5%, а содержание нитратов - ниже, чем на контроле (табл. 3).

Таблица 3

Влияние хитозана, хитодекстринов и D-глюкозамнна хлоргидрата на урожайность и качество корнеплодов моркови

Вариант Сред, вес корней, г Урожай ность, ц/га Прибавка к контролю, % Сухое вещество, % N- N03*, мг/кг сырой массы Р- каротин, мг%

Контроль - без обработки 70 210 - 11,4 46,2 9,23

Опрыскивание препаратами с массовой долей 0,001 %

Хитозан 94 261 24,3 13,3 76,0 9,55

Хитодекстрин Nx 86 291 15,7 44,2 - 15 42-

Хитодекстрин Рх 124 51,4 14,4 41,3 . 13-09 '

Хитодекстрин Sx 69 217 3,3 12,2 56,9 9,30

D-глюкозамин хлоргидрат (0,005%) 70 210 - 13,3 7,0 9,55

Опрыскивание препаратами с массовой долей 0,01%

Хитозан 79 237 12,8 17,8 ' 6,1 15,46

Хитодекстрин Nx 76 228 8,6 12,7 78,1 9,34

Хитодекстрин Рх 95 28,5 35,7 12,5 29,2 8,16

Хитодекстрин Sx 106 318 23 12,6 32,0 9.42

D-глюкозамин хлоргидрат 124 272 30 16,6 29,2 10.17

НСРо.5 = 0,5

НСРад ~ наименьшая существенная разница;

*- ПДК по нитратному азоту для моркови составляет 250 мг/кг.

В опытах со свеклой из изученных хитодекстринсодержащих препаратов наибольшее стимулирующее действие оказали хитодекстрин Бх и хитодек-стрин Рх при массовой доле в растворе 0,001%: средняя масса корнеплода была выше контроля на 0,17 и 0,18 кг, прибавка к урожайности составила 61,8% и 37,3% ц/га, содержание сухого вещества также было выше контрольного значения на 0,9% (табл. 4).

Мономериая форма хитозана (Б-глюкозамин хлоргидрат) по сравнению с олигосахаридом (хитодекстрин Бх) проявляла стимулирующую активность при более высокой массовой доле в растворе - 0,01%, увеличивая урожайность на 30% ц/га моркови и 78% свеклы.

Таблица 4

Влияние хитозана, хитодекстринов и Б-глюкозамина хлоргидрата на

урожайность и качество корнеплодов свеклы

Вариант Урожайность, ц/та Прибавка к контр., % Сухое в-во, % мг/кг

Контроль - без обработки 330 - 12,7 И 06,8

Опрыскивание растворами с массовой долей 0,001 %

Хитозан 345 4,5 15,2 494,4

Хито декстрин Зх . 534 ' 61.8 12,3 650,6

Хитодекстрин Рх 453 __.. ... 13,6 714,6

Хитодекстрин Мх 330. ш - -,-^Л 12,3 650,6

Э-глюкозамин хлоргидрат (0,005%) 360 9 12,7 608,3

Опрыскивание растворами с массовой долей 0,01%

Хитозан 375 13,6 13,8 879,2

Хитодекстрин Бх 330 - 14,0 542,1

Хитодекстрин Рх 523 58,4 13,0 494,4

Хитодекстрин Их 489 48,3 10,0 839,6

Б-глюкозамин хлоргидрат 6-5 1 . "ш , * 15,7 970,3

НСР0.5=1Д

* - ПДК по нитратному азоту для свеклы составляет 1400 мг/кх.

Отличительной особенностью целлюлозы от хитозана является отсутствие первичной аминогруппы у второго атома углерода полисахаридной цепи. Поскольку целлюлоза гораздо доступнее, то было проведено исследование с целью сравнения их биологической активности.

Таблица 5

Влияние фосфата и сульфата целлюлозы и мочевины на биологическую урожайность и качество моркови

Препараты Урожайность, ц/га Прибавка к урожаю, % Сухое вещество, % Р- каротин, мг/100 г

морковь свекла морковь свекла морковь свекла

Замачивание + оп| эыскивание

Контроль 656 700 _ - 12,4 14,44 8,5

Фосфат целлюлозы (0,01%) 780 840 18,8 20 14,09 14,86 8,7

Фосфат мочевины (0,01%) 664,2 735 7,5 5 12,45 14.3 8,61

Сульфат целлюлозы (0,01%) , ш 800" 18.6 Шо •14.03 Г 1Мт 8,56

Сульфат мочевины (0,01%) 656 770 10 12,6 14,51 8,49

Хитозан (0,001 %) 779 875 251 л. 14,05 15,1 ' 8,72

Хитодекстрин Бх (0,001 %) 803.6 822.5 17.5 13.25 14,5?. 8,5

Опрыскивание

Фосфат целлюлозы (0,01%) 688,8 735 5 • 5 14 14,66 8,65

Фосфат мочевины (0,01%) 664,2 665 6 _ 12,4 13,66 8,48

Сульфат целлюлозы (0,01%) 672,4 700 6 _ 13,11 14,52 8,46

Сульфат мочевины (0,01%) 656 735 - 5 12,44 14,61 8,54

Хитозан (0,001 %) 697 770 2,3 10 13,75 14,92 8,57

Хитодекстрин Бх (0,001 %) 705,2 752,5 • 7,5' ' /7:5 - 14,57

НСРо,?=0,5

* - ПДК по нитратному азоту составляет 400 мг/ю.

Для изучения биологической активности использовали препараты на основе растворимых форм целлюлозы - фосфат и сульфат целлюлозы, а также их прекурсоров - фосфата и сульфата мочевины. Лабораторные опыты показали, что более выраженное действие на энергию прорастания семян моркови оказывает раствор фосфата целлюлозы (повышая всхожесть на 14%), а на энергию прорастания семян свеклы эффективнее действует сульфат целлюлозы (всхожесть увеличивается на 9%). Рабочим раствором исследуемых соединений является раствор с массовой долей 0,01%.

Урожайность моркови и свеклы при воздействии целлюлозосодержащих и хитиновых препаратов в целом повышается. Наилучшую биологическую активность проявили хитозановые препараты, которые увеличили урожайность на 122... 175%, при урожайности на контроле 652 ц/га (моркови) и 700 и/га (свеклы), с повышением содержания сухого вещества. Содержание нитратов и каротиноидов находится в пределах нормы (табл. 5)

Проверка хитозановых препаратов 8х модифицированного способа при выращивании растений до 12-15 дневного возраста показало, что развитие проростков проходит в ускоренном режиме. Образованная стимулирующая среда вокруг семени во время адсорбции хитозановых препаратов ускоряет расход запасенных веществ и стимулирует развитие ростков и более раннее появление первых пар листьев.

степень дезацетилирования 15% степень дезацетилирования 62% i

Хитозансодержащий препарат Sx из Gammarus lacustric Массовая доля,%

Рис. 4 Влияние хитозансодержащего препарата Sx из Gammarus lacustris на высоту надземной части и длину корней пшеницы: 1 - длина корней пшеницы; 2 - высота надземной части пшеницы

Действие препарата, полученного из рачка Gammarus lacustris со степенью дезацетилирования 62% (12-й день выдерживания суспензии), увеличивает рост надземной части на 38% и корней на 62% по сравнению с контролем для пшеницы (рис. 4) и на 18% и 40% для гречихи (рис. 5).

¡ 0,01 0,001

! 5 | степень дезацеталирования 15%

0,01 ¡ 0,001 12

степень дезацетилирования 62%

0,01 | 0,001 30

степень дезацетилирования 88%

, Хитозансодержащий препарат Бх из ваттатв ¡асивМс

Массовая доля,%

Рис. 5 Влияние хитозансодержащего препарата Бх та Сатшапк 1аси$1п$ на высоту надземной части и длину корней гречихи: 1 - длина корней гречихи; 2 - высота надземной части гречихи

Препарат со степенью дезацетилирования 88% (30-й день выдерживания суспензии) проявляет большую стимулирующую активность при проращивании гречихи, увеличивая высоту надземной части на 20%, а корней - на 50% по сравнению с контролем (рис. 5), чем при проращивании пшеницы (развитие надземной части и корней увеличивается на 40% (рис. 4)).

5 день

j степень дезацетилирования 32%

0,01 I 0,001 12 день

степень дезацетилирования 78% Хитозансодержащий препарат Sx из Artemia salina Массовая доля,% .

30 день

степень дезацетилирования 98%

Рис. 6 Влияние хитозансодержащего препарата Sx из Artemia salina на высоту надземной части и длину корней пшеницы: 1 - длина корней пшеницы; 2 - высота надземной части пшеницы

0,01 0,001 I 0.01 0,001

5 день 12 день

степень дезацетилирования 32% ¡ степень дезацетилирования 78%

Хитозансодержащий препарат Sx из Artemia salina Массоовая доля,%

0,01 | 0,001 30 день

степень дезацетилирования 98%

Рис. 7 Влияние хитозансодержащего препарата Sx из Artemia salina на

высоту надземной части и длину корней гречихи: 1 - длина корней гречихи; 2 - высота надземной части гречихи

Результаты изучения действия хитозановых препаратов Sx, полученного из Artemia salina, показали, что они проявляли более выраженную активность по сравнению с препаратами, полученными из Gammarus lacustris, при проращивании гречихи, увеличивая рост надземной части на 22%, корней на 78% (степень дезацетилирования 78%) и на 32% и 82% (степень дезацетилирования 98%) соответственно (рис. 6, 7).

Таблица б

Влияние хитозансодержащего препарата Sx из Gammarus lacustris и Artemia salina на массу сырых и сухих надземных частей и корней гречихи и пшеницы

Препарат Масса сырой надземной части, г Масса сухой надземной части, г Масса сырых корней, г Масса сухих корней, г

Массовая доля хитозансодержащего препарата Sx, %

0,01 | 0,001 | 0,01 i 0,001 | 0,01 | 0,001 j 0,01 I 0,001

Гречиха

Контроль 7,2 1,89 10,35 1,84

Artemia salina 5 6,2 8,18 1,69 1,83 9,3 12,26 1,75 2,03

15 7,25 9,99 1,75 2,61 10,88 13,48 2,13 4,03

30 4,43 11,71 1,25 2,53 6,43 13,0 1,87 3,8

Gammarus Lacustris 5 6,82 7,81 1,34 2,38 10,22 11,71 2,0 2,31

15 7,78 9,09 1,74 2,9 11,67 13,64 2,14 2,64

30 8,06 8,52 1,44 2,8 12,08 12,78 2,16 2,7

Пшеница

Контроль 12,33 4,39 16,3 3,44

Arternia salina 5 13,47 14,59 5,84 5,9 17,47 19,58 4,97 5,07

15 14,34 16,83 6,0 6,37 19,59 22,62 5,6 6,12

30 14,66 16,09 6,0 6,7 20,45 21,45 5,07 6,14

Gammarus lacustris 5 9,78 19,35 3,33 5,07 17,57 19,59 4,78 5,0

15 13,82 21,14 5,0 6,2 19,42 22,26 5,08 5J6

30 12,4 21,78 6,2 6,5 19,89 22,33 5,0 5,29

Более эффективным в опытах с пшеницей оказался препарат, полученный из Gammarus lacustris со степенью дезацетилирования 62%, (высота надземной части возрастает на 38%, длина корней на 62% по сравнению с контролем), а при проращивании гречихи - препарат, полученный из Artemia salina со степенью дезацетилирования 98% (высота надземной части увеличивается на 32%, длина корней - на 82% по сравнению с контролем).

Увеличение процента сухого вещества (сухая масса зеленой части растений увеличилась на 44,5 %, а сухая масса корней - на 51%) и разница сырой биомассы свидетельствуют об усиленном процессе роста опытных культур (табл. б).

Таблица 7

Влияние хитозансодержащих препаратов Рх и Nx на биометрические показатели пшеницы

Варианты Всхожесть % Выс. ростка % Длина корня, см Вес корней, г Процент сух. в-ва

сырая масса сухая масса

Контроль 89,0 22,33 13,0 9,79 1,25 12,77

Хитозан 0,01 90,0 20,77 12,87 10,07 1,52 15,09

Хитоз. препарат Nx из Gam. lac. 88,0 19,97 12,98 10,11 1,32 14,31

Хитоз. препарат Рх из Gam. lac. 89,0 22,20 14,84 11,18 1,68 15,03

Хитоз. препарат Sx из Gam. lac. 84,0 20,58 14,27 9,67 1,42 14,68

Хитоз. препарат Nx из Art.sal. 91,0 22,25 12,24 10,44 1,42 13,60

Хитоз. препарат Рх из Art.sal 95,0 22,56 13,98 11,88 1,40 11,78

Хитоз. препарат Sx из Artsal 88,0 20,66 14,84 10,10 1,39 13,76

Препараты на основе хитозансодержащего Рх увеличивают энергию прорастания семян на 5,.. 6% по отношению к контролю, хитозановые препараты Nx на - 2 % по отношению к контролю. При этом высота ростка при использовании всех хитозановых препаратов не изменяется по отношению к контролю, но хитозановые препараты Рх и Sx увеличивают длину и вес сухой и сырой массы корней на 11.. .34% по сравнению с контролем (табл. 7).

Проведенные испытания свидетельствуют, что лучшими препаратами, влияющими на онтогенез растения, являются хитозансодержащие препараты Рх и Nx, полученные из Artemia salina и Gammarus lacustris.

Двухгодичные полевые опыты проводились в учхозе «Пригородное» Первомайского района, ОАО «Родина» Топчихинского района, ПСК «Раки-товский» Михайловского района.

Предпосевная обработка семян проводилась с гремя сортами яровой пшеницы: «Алтайская - 50», «Алтайская - 92», «Омская - 24». Погодные условия для всех культур опытных участков были не вполне благоприятными и характеризовались высокой степенью увлажненности. Кроме того, в период налива зерна температура воздуха была неблагоприятной для формирования клейковины и составила 25...30°С против 18...23°С - оптимальной для этого процесса.

В полевом опыте с «Алтайской ~ 92» (учхоз «Пригородное») прибавка зерна была в пределах 1,9-6,89 ц/га (15-58% по отношению с контролем). Прибавка более 4 ц/га (33%) была достигнута по вариантам хитозановых препаратов Sx и Рх из Gammarus lacustris и Artemia salina. Хитозансодержа-

щий препарат Sx из Gammarus lacustris и хитозансо держащий препарат Рх из Aríemia salina повысили содержание клейковины на 2% по сравнению с контролем, класс зерна по этим вариантам был равен 3 против 4 на контроле (табл. 8).

Таблица .8

Эффективность обработки посевов яровой пшеницы «Алтайская -50», «Алтайская-92», «Омская-24» хитозансодержащими препаратами

Вариант «Алтайская-92» «Алтайская-50» Омская-24

Урожай а ость, ц/га Прибавка к контролю, ц/га Урожай ность, ц/га Прибавка к контролю, ц/га Урожай ность, ц/га Прибавка к контролю, ц/га

Контроль 11,96 - 21,71 - 17,96 _

Хитозановый препарат Рх из Gammarus lacustris 16,18 4,22 - - - _

Хитозановый препарат Sx из Gammarus lacustris 18,85 6,86 22,38 0,67 - -

Хитозановый препарат Рх из Artemia salina 16,51 4,55 - - 20,05 2,09

Хитозановый препарат Sx из Artemia salina 17,04 5,05 24,66 2,95 - -

При обработке семян яровой пшеницы «Омская - 24» (Топчихинский район) урожайность зерна повысилась на 0,67-3,89 ц/га (3-18%). Наибольший прирост обеспечил хитозансодержащий препарат Их из АЛепиа Ба1ша.

Таблица 9

Влияние хитозансодержащих препаратов на фунгицидную активность

Обработка препаратом (0,001 % р-р) Паразиты Сапрофиты

Helmintospo-ríum sp. Fusarium sp. Alternarium Pemcülium

Кол. зар-х сем., % Сниж наг-ки, % Кол. зар-х сем., % Сниж наг-ки, % Кол. зар-х сем., % Сниж. на-ки, % Кол. зар-х сем., % Сниж наг-ки, %

Контроль (вода) 28,0 0 6,0 0 25,0 0 - -

Хитоз. препарат Sx из Gammarus lacustris 20,0 28,6 2,0 67,7 5,0 80,0 - -

Хитоз. препарат Sx из Artemia salina 25,0 10,7 3,0 50,0 10,0 60,0

Хитозан 23,0 17,9 6,0 0 7,0 72,0 - -

Контроль (вода) 74,0 0 _ - 22,0 0 10,0 0

Хитоз. препарат Sx из Gammarus lacustris 73,0 1,4 - - 10,0 54,5 3,0 70,0

Хитоз. препарат Sx из Artemia salina 74,0 0 - - 8,0 63,6 1,0 90,0

Хитозан 77,0 4,0 - _ 11,0 50,0 2,0 80,0

Все препараты повысили массу 1000 зерен на 3,4-8,6% по сравнению с

контролем и содержание клейковины на 3-6%, что способствовало отнесению зерна к четвертому классу против неклассного зерна на контроле.

Обработка семян яровой пшеницы «Алтайская - 50» в Михайловском районе привела к повышению урожайности на 2,09-2,54 ц/га (11,6-14,1%), которая была наибольшей по хитозансодержащиму препарату Sx из Artemia salina (2,54 ц/га).

Содержание клейковины по этому варианту повысилось на 3,2% по сравнению с контролем.

При определении фунгицидной активности препаратов на семенах пшеницы «Алтайский простор» и ячменя «Агат» с разлет ной степенью зараженности доказали, что все препараты снижают фитопатогенную нагрузку (табл. 9).

Лучший результат показал хитозансодержащий препарат Sx из Gamma-rus lacustris при обработке семян пшеницы: колонии Helmintosporium sp. сократились -- на 28,6%, Fusarium sp. - на 66,7%, Altemarium sp. - на 80%; по ячменю фунгицидные свойства выглядели слабее. По сапрофитам наилучший результат показал хитозансодержащий препарат Sx из Artemia salina, снижая инфекционную нагрузку на семена ячменя на 90%.

Выводы

1. Впервые разработан безотходный энергосберегающий способ получения хитоза»содержащих препаратов из цист Artemia salina и рачка Gamma-rus lacustris. по следующей схеме: измельчение сырья —> депротеинирование, деминерализация и дезацетилирование —> хитозансодержащий препарат.

2. Установлено, что характеристические полосы ИК-спектров хитина и хитозана, полученных традиционным и модифицированным способом из цист Artemia salina, соответствуют характеристическим полосам спектров хитозана, полученного из другого сырья.

3. Показано, что образцы хитозана из цист Artemia salina, полученные традиционным и модифицированным способами, имеют сходную морфологию поверхности с образцами хитозана, полученного из рачка Gammarus lacustris.

4. Изучена зависимость биологической активности хитозансодержа-щих препаратов от степени дезацетилирования. Выявлено, что максимальной биологической активностью обладают препараты из Gammarus lacustris со степенью дезацетилирования 62%, и препараты из цист Artemia salina со степенью деацетилирования 78%.

5. Определено, что применение хитозансодержащих препаратов, полученных модифицированным способом, при посеве картофеля, моркови, свеклы, пшеницы способствует увеличению урожайности, по сравнению с контролем: картофеля на 89%, моркови - 80%, свеклы - 78%, пшеницы -58%, с повышением качества выращенной продукции.

6. Установлено, что при обработке семян пшеницы хитозансодержа-щими препаратами из Gammarus lacustris снижается фитопатогенная нагрузка паразитами Helmintosporium sp. - на 28,6%, Fusarium sp. -- на 66,7%, колонии Altemarium sp. сократились на 80%, а препараты Sx из Artemia salina по сапрофитам снижают инфекционную нагрузку семян ячменя ~ на 90%.

Основное содержание изложено в работах:

1. Шикера В.В., Верещагин А.Л. Получение и исследование биологической активности хитина и его производных //Тез. докл. 2-ой межд. Конф. молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки». - Самара: СамГТУ, 2001.-С, 139-140.

2. Шикера В.В., Верещагин A.JI. Производство и применение хитина и хитозана //Материалы всерос. науч.-тех. конф. «Лекарственные средства и пищевые добавки на основе растительного сырья». - Бийск: АлтГТУ, 2001.-С. 14-18.

3. Шикера В.В., Верещагин А.Л. Получение и исследование биологической активности хитина и его производных //Материалы всерос. науч.-тех. конф. «Лекарственные средства и пищевые добавки на основе растительного сырья». - Бийск: АлтГТУ, 2001. - С. 14-19.

4. Шикера В.В., Кузнецова А.Л., Верещагин А.Л. Исследование биологической активности хитозансодержащих препаратов на льне-долгунце в условиях Бийской зоны //Тез. докл. 2-ой межд. науч.-практ. конф. «Гуминовые удобрения и стимуляторы роста в сельском хозяйстве». - Бийск: АлтГТУ, 2001. - С. 102-108.

5. Шикера В.В., Верещагин А.Л., Прищенко Ю.Е., Куцый В.А. Получение и исследование биологической активности препаратов на основе хитина его производных /./Тез. докл. 2-ой межд, науч.-практ. конф. «Гуминовые удобрения и стимуляторы роста в сельском хозяйстве». - Бийск: АлтГТУ, 2001. - С. 109-112.

6. Шикера В.В., Егорова Е.Ю., Сдобникова Ю.Л., Верещагин А.Л., Прищенко Ю.Е., Куцый В.А. Влияние препаратов, полученных путем обработки хитозансодержащего сырья сернокислыми экстрактами торфа, на рост и развитие сои в полевых условиях //Тез. докл. 2-ой межд. науч.-практ. конф. «Гуминовые удобрения и стимуляторы роста в сельском хозяйстве». - Бийск: АлтГТУ, 2002. - С. 113-119.

7. Шикера В.В., Верещагин А.Л. Исследование биологической активности фосфата и сульфата целлюлозы при выращивании моркови и свеклы. //Материалы всерос. семинара «Новые достижения в химии и химической технологий растительного сырья». - Барнаул: АГУ, 2002. -С. 110-113.

8. Шикера В.В., Верещагин А.Л., Бычин Н.В., Татарникова З.В., Кузнецова Е.А. Исследование биологической активности хитиновых препаратов, полученных в мягких условиях //Материалы всерос. семинара «Новые, достижения в химии и химической технологии растительного сырья». - Барнаул: АГУ, 2002. - С. 226-230.

9. Шикера В.В., Верещагин А.Л., Прищенко Ю.Е., Куцый В.А. Испытание хитозансодержащих удобрений на основе местного сырья Алтайского края //Материалы Региональной науч.-практ. конф. «Повышение устойчивости и эффективности агропромышленного производства в Сибири: наука, техника, практика». - Кемерово: Экспо-Сибирь, 2002. -С. 46-47.

10. Шикера В.В., Верещагин А.Л., Егорова Е.Ю., Антонова О.И., Прищенко Ю.Е., Куцый В. А., Шмаков А.И., Адаме Л.И. Влияние препаратов серии «Теллура-спектр» на онтогенез Triticum aestivum и Beta

vulgaris, районированных в Алтайскс РНБ Русский (Ьон п

конф. «Современные перспективы в J типД

М: ВНИРО, 2003. - С. 128-130.

11. Шикера В.В., Верещагин A J 2006-4

тивность производных целлюлозы и -—-

евского съезда по общей и прикладш П О О л

-С. 319. '

12. Верещагин АЛ, Егорова Е.. , . х

вых и хитиновых стимуляторов на качество картофеля, томатов и моркови //Материалы межд. науч.-практ. конф. «Стратегия качества, безопасность и конкурентоспособность товаров и услуг на потребительском рынке». - Орел: ОКИ, 2003. - С.109-111.

13. Заявка на патент РФ. Регистрационный № 2003137322 от 24.12.2003. Способ получения жидкого органо-минерапьного удобрения из хитозансодержащего сырья. Верещагин A.JL, Прищенко Ю.Е., Антонова О.И., Шикера В.В., Егорова Е.Ю., Кузьменко И.А., Кузьменко С.И., Брегвадзе Н.Г.

Шикера Виктория Васильевна

ИССЛЕДОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВ НОСТИ ХИТОЗАНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ ИЗ ЦИСТ ARTEMIA SALINA

Подписано в печать 20.11.2004. Печать - ризография.

Заказ 2004 - 66 -

Объем - 1,04. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ИВЦ БТИ АлтГТУ 659305, Алтайский край, г, Бийск, ул. Трофимова, 27

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Шикера, Виктория Васильевна

Введение

Глава 1 Структура, свойства, способы получения и эффективность использования хитина и его производных

1.1 Сырьевые источники хитина

1.2 Структура, свойства и нахождение хитина и хитозана

1.3 Способы получения хитина и хитозана

1.4 Производные хитина и хитозана

Глава 2. Объекты, условия и методики исследования

2.1 Методы выделения хитина, хитозана, хитодекстринов и их структурных аналогов: D-глюкозамина хлоргидрата, фосфата и сульфата целлюлозы

2.2 Методы исследования образцов

2.2.1 Определение степени дезацетилирования хитозана

2.2.2 Определение средней молекулярной массы хитозана

2.2.3 Исследование ИК-спектров полученных образцов

2.2.4 Электронная микроскопия

2.3 Условия проведения лабораторных и полевых опытов

Глава 3 Получение и определение состава хитозансодержащих препаратов из цист Artemia salina и рачка-бокоплава

Gammarus lacustris

3.1 Получение хитозансодержащих препаратов из цист Artemia salina и рачка-бокоплава Gammarus lacustris

3.2 Электронно-микроскопическое исследование хитозана, хитодекстринов и их структурных аналогов: D-глюкозамина хлоргидрата, фосфата и сульфата целлюлозы и хитозансодержащих препаратов, полученных модифицированным способом

3.3 Исследование образцов хитина, хитозана и их структурного аналога: D-глюкозамина хлоргидрата методом

ИК-спектроскопирования

Глава 4. Оценка биологической активности хитозансодержащих препаратов

4.1 Стимулирующие свойства хитозана и его водорастворимых форм - хитодекстринов, полученных в «жестких» условиях дезацетилирования из Gammarus lacustris

4.2 Стимулирующие свойства сульфата и фосфата целлюлозы

4.3 Стимулирующие свойства структурной единицы хитозана — fr D-глюкозамина хлоргидрата

4.4 Стимулирующие свойства хитозановых препаратов, полученные путем модифицированного («холодного») способа дезацетилирования

4.5 Влияние хитозанового препарата Sx на энергию прорастания и всхожесть семян по методу песчаных культур (пшеницы Triticum aestivum и гречихи Fagopirum esculentum)

4.6 Влияние хитозановых препаратов на количественные и качественные показатели льна-долгунца 108 Выводы 112 Библиографический список 113 Приложение

Введение Диссертация по биологии, на тему "Исследование биологической активности хитозановых препаратов из цист Artemia Salina"

Актуальность темы. Для выращивания экологически чистой сельскохозяйственной продукции необходим комплекс благоприятных воздействий. Все изменения, происходящие при этом, в том числе и в почве, отражаются в конечном итоге на человеке. Растения поглощают любые вещества, будь это удобрения, пестициды или другие препараты. Поэтому необходимо, чтобы вещества, вносимые в почву, не были вредными или перерабатывались растениями в приемлемую для человека форму (Фелленберг, 1997).

Роль агрономических препаратов могут выполнять хитин и хитозан, являющиеся биосовместимыми и биоразлагаемыми полимерами, которые широко применяются более чем в 70-ти направлениях в сельском хозяйстве, пищевой, косметической и медицинской промышленности (Быков, 1977).Основным источником хитина и хитозана до сих пор являются Arthro-poda - панцири креветок, крабов, омаров, лангустов и раков (Николаева, 1968; Sen, Mathew, 1975; Austin, Brine at al., 1981; Быков, Фурман, 1999). Считается (Варламов, 2001), что биологическая активность хитозана обратно пропорциональна его молекулярной массе. В настоящее время разработано более 15 методов получения хитозана из хитина, из которых наиболее часто используют методы с агрессивными условиями: концентрированной щелочью и высокой температурой (Куприна, 2002), что делает эти методы экологически опасными.

Вместе с тем, панцири ракообразных - это дорогостоящее сырье, цена которого зависит от вида, возраста и сезонного вылова. Аквабиоресурсы Алтайского края богаты рачком Gammarus lacustris и яйцом Artemia salina, которые ежегодно добываются в объемах 50. 100 тыс. т в год. Благодаря высокой производительности Artemia salina (рачок размножается, давая четыре приплода за сезон), при соблюдении всех правил отлова можно, без ущерба для природы, обеспечить производство хитина и хитозана, используя некондиционное сырье. Применение яйца Artemia salina в производстве стартовых кормов для скармливания молоди рыб предусматривает использование только полноценного сырья, а поврежденные оболочки цист Artemia salina с низкой проклевываемостью в настоящее время не имеют промышленного применения.

В связи с изложенным выше представляется очевидной необходимость разработки безотходной технологии производства хитиновых производных из отходов цист Artemia salina с целью получения из них низкомолекулярных производных хитина для выращивания сельскохозяйственных культур.

Цели и задачи исследования. Цель исследования — разработать методику получения хитина и хитозана и препаратов на их основе из отходов яиц Artemia salina, а также изучить возможность использования полученных препаратов в ростостимулирующей активности растений наравне с хитином и хитозаном, полученными по традиционной технологии.

В задачи исследований входило:

1. Разработать методику получения хитозансодержащих препаратов из отходов цист Artemia salina.

2. Исследовать свойства и инфракрасные спектры поглощения хитозана из цист Artemia salina.

3. Исследовать превращения, происходящие на поверхности частиц хитина в процессе дезацетилирования методом сканирующей электронной микроскопии.

4. Сравнить биологическую активность хитозана, полученного в «жестких» условиях дезацетилирования, с хитозансодержащими препаратами, полученными в «холодных» условиях дезацетилирования, низкомолекулярными хитиновыми препаратами (хитодекстрины и глюкозамин) и с препаратами на основе целлюлозы.

5. Изучить влияние синтезированных препаратов хитинового ряда на урожайность и качество овощей, картофеля, пшеницы и гречихи.

Научная новизна. Впервые разработана экологически безопасная безотходная технологическая схема получения хитозансодержащих препаратов из цист Artemia salina. Исследована надмолекулярная структура, характеристические свойства, биологическая и фунгицидная активность хитина и хито-зана, полученных в «жестких» условиях дезацетилирования, и хитозансодер-жащих препаратов, полученных «холодным» способом дезацетилирования. Установлены эффективные дозы и сроки внесения препаратов в целях повышения урожайности и улучшения основных показателей качества картофеля и овощных культур.

Практическая значимость. Разработанный способ получения хитоза-на и хитозансодержащих препаратов может быть положен в основу промышленного производства стимуляторов роста растений. Предложенный способ получения препаратов не требует значительных затрат на их производство, характеризуется высокой биологической активностью по отношению к сельскохозяйственным культурам.

Положения, выносимые на защиту.

1. Метод получения хитозановых препаратов из цист Artemia salina.

2. Факторы, обуславливающие биологическую активность хитозановых препаратов из цист Artemia salina.

3. Способ применения хитозановых препаратов из цист Artemia salina при выращивании сельскохозяйственных культур.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на Всероссийской научно-технической конференции «Лекарственные средства и пищевые добавки на основе растительного сырья» (Бийск, 2001); 2-ой Международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2001); 2-ой Международной научно-практической конференции «Гуминовые удобрения и стимуляторы роста в сельском хозяйстве» (Бийск, 2002); Всероссийском семинаре «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул, 2002); Региональной научно-практической конференции «Повышение устойчивости и эффективности агропромышленного производства в Сибири: наука, техника, практика» (Кемерово, 2002); Седьмой международной конференции «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана (Санкт-Петербург-Репино, 2003); XVII-ом Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003); Международной научно-практической конференции «Стратегия качества, безопасность и конкурентоспособность товаров и услуг на потребительском рынке» (Орел, 2003).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, подана заявка на патент РФ Регистрационный № 2003137322 от 24.12.2003. «Способ получения жидкого органо-минерального удобрения из хитозансодержащего сырья».

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 136 страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания объектов, условий и методик исследования, трех глав результатов собственных исследований, выводов и библиографического списка литературы (200 ссылок), содержит 24 таблицы и 40 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Шикера, Виктория Васильевна

112 Выводы

1. Впервые разработан безотходный энергосберегающий способ получения хитозансодержащих препаратов из цист Artemia salina и рачка Gammarus lacustris, по следующей схеме: измельчение сырья —> депротеинирование, деминерализация и дезацетилирование —► хитозансодержащий препарат.

2. Установлено, что характеристические полосы ИК-спектров хитина и хитозана, полученных традиционным и модифицированным способом из цист Artemia salina, соответствуют характеристическим полосам спектров хитозана, полученного из другого сырья.

3. Показано, что образцы хитозана из цист Artemia salina, полученные традиционным и модифицированным способами, имеют сходную морфологию поверхности с образцами хитозана, полученного из рачка Gammarus lacustris.

4. Изучена зависимость биологической активности хитозансодержащих препаратов от степени дезацетилирования. Выявлено, что максимальной биологической активностью обладают препараты из Gammarus lacustris со степенью дезацетилирования 62%, и препараты из цист Artemia salina со степенью дезацетилирования 78%.

5. Определено, что применение хитозансодержащих препаратов, полученных модифицированным способом, при посеве картофеля, моркови, свеклы, пшеницы способствует увеличению урожайности, по сравнению с контролем: картофеля на 89%, моркови - 80%, свеклы - 78%, пшеницы -58%, с повышением качества выращенной продукции.

6. Установлено, что при обработке семян пшеницы хитозансодер-жащими препаратами из Gammarus lacustris снижается фитопатогенная нагрузка паразитами Helmintosporium sp. - на 28,6%, Fusarium sp. - на 66,7%, колонии Alternarium sp. сократились на 80%, а препараты Sx из Artemia salina по сапрофитам снижают инфекционную нагрузку семян ячменя - на 90%.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Шикера, Виктория Васильевна, Барнаул

1. Абдулов А.И., Симонова Л.В., Фролова М.А., Пилипейко Е.А, Фоменко А.С. Перспективы применения хитозана в косметике //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999. - С. 117-118.

2. Акопова Т.А., Роговина С.З., Горбачева И.Н., Вихорева Г.А., Зе-ленецкий С.Н. Влияние размола на структуру и свойства хитозана //ВМС -1996. Т.38, №2. - С. 23-28.

3. Актуганова Г.Э., Мелентьев А.И., Усанова Н.Г. Особенности продукции комплекса хитинолетических ферментов в периодической культуре Bacillus sp. 739 //Биотехнология. 2001- №3.- С. 25-28.

4. Актуганова Г.Э., Широкова А.В., Мелентьева А.И. Выделение и свойства хитозаназы штамма Bacillus sp. 739. //Прикладная биохимия и микробиология. 2003. - Т39, № 5. - С 536-541.

5. Албулов А.И., Белоусов В.И. Промышленные технологии получения сорбентов //Тез. докл. Материалы седьмой международной конференции «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана»: М.: ВНИРО, 2003. - С. 215-216.

6. Андрианова И.Е. Противолучевые свойства хитозана // Тез. докл. Материалы шестой международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана»: М.: ВНИРО, 2001. - С. 126-128.

7. Банникова Г.Е., Андрюшина И.А., Варламов В.П., Рогожин С.В. Использование сульфатированных полисахаридов для выделения, очистки и иммобилизации ферментов: Биосинтез ферментов микроорганизмами: Тез. докл. 4 Всесоюз. конф. Ташкент. - 1988. - С 32-38.

8. Бегунов И.И., Калугин Н.Ф., Довгаленко В.Н., Стрелков Е.В. Нарцисс — альтернатива химическим протравителям // Тез. докл. Новые достижения в исследовании хитина и хитозана: Материалы Шестой Международной конференции. М.: ВНИРО, 2001. - С. 76-78.

9. Бегунов И.И., Надыкта В.Д., Исмаилов В.Я. Индуцированная устойчивость озимой пшеницы к корневым гнилям // Тез. докл. Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана: Материалы Пятой конференции, М.: ВНИРО, 1999. - С. 81-83.

10. Беллами JI. Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул. -М.: «Мир», 1971.-318 с.

11. Быков В.Г. Состояние и перспективы развития производства хитина, хитозана и продуктов на их основе из панциря ракообразных //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999. - С. 15-18.

12. Быков В.Л, Фурман Д.И. Получение хитозана из гаммаруса // Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999. - С. 18-20.

13. Быков В.М., Немцев С.В. Сырьевые источники и способы получения хитина и хитозана //Хитин и хитозан: Получение, свойства и применение / Под ред. К.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова. М.: Наука, 2002. - С. 724

14. Быков В.П. Перспективы использования хитина и хитозана // Рыб. хоз-во. 1977. - №11. - С. 94-95.

15. Быкова В. М, Кривошеина Л.И., Глазунов О.И., Ежова Е.А. Использование хитозана для получения биологически активных пищевых добавок // Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999. 147-149.

16. Васильева С.В., Глез В.М., Немцев С.В., Сушков И.В. Защитно-стимулирующее действие хитозанового препарата "Нарцисс" на картофеле //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999. - С. 83.

17. Вихорева Г.А., Роговина С.З., Акопова Т.А., Зеленецкий С.Н., Гальбрайх Л.С. Изучение фракционного состава хитозана, полученного твердофазным и суспензионным методом //ВМС -1996.-ТЗ8,№10.-С. 1781-1785.

18. Гамзазаде А.И., Скляр A.M., Павлова С.А., Рогожин С.В. О вяз-косзных свойствах растворов хитозана. //ВМС. 1981 - Т23, №3. - С.594-597.

19. Гамзазаде А.И., Скляр А.И., Рогожин С.В. Некоторые особенности получения хитозана //ВМС. 1985. - Т.27, №6. - С.2812-2816.

20. Гартман О.Р. Способ и термодинамика получения хитина и хитозана. Автореф. дис. канд. хим. наук. Барнаул., 1998. - 15 с.

21. Гольбрайх JI.C. Хитин и хитозан: строение, свойства, применение //Соросовский образовательный журн. 2001. - Т. 7, № 7. - С. 51-56.

22. Горовой Л.Ф. Хитинсодержащие материалы "Микотон", получаемые из грибной биомассы //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана»-М.: ВНИРО, 1999.-С. 130-134.

23. Горовой Л.Ф., Петюшенко А.П. Механизмы сорбции ионов металлов грибными хитинсодержащими комплексами. //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» -М.: ВНИРО, 1999.-С. 134-137.

24. Данилов С.Н., Плиско Е.А. Действие на хитин кислот и щелочей //Журнал общей химии. 1954. -Т.24, №10. - С. 1761-1768.

25. Доспехов В.А. Методика полевого опыта. — М.: Колос, 1979.-227 с.

26. Ежова Е.А. Модификация «холодного» способа деацетилирова-ния //Тез. докл. Материалы седьмой международной конференции «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 2003.-С. 17-19.

27. Заявка 1-281102 Япония, МКИ5 С08 В 37/08 /Получение низкомолекулярного хитозана.

28. Заявка 2-11601 Япония, МКИ5 С 08 В 37/08 /Способ получения хитозана.

29. Заявка 2-22301 Япония, МКИ5 С08 В 37/08 /Способ получения водорастворимого хитозана.

30. Заявка 2597335 Франция, МКИ А 61 К 7/06 /Косметические препараты с хитозаном.

31. Заявка 2650282 Франция, МКИ5 С08 В 37/08 /Способ получения хитозана дезацетилированием хитина.

32. Заявка 3537333 ФРГ, МКИ А 61 К 7/043 /Лак для ногтей на основе алкиловых эфиров хитина.

33. Заявка 3703760 ФРГ, МКИ С 08 В 37/08 /Косметические средства на основе N-гидроксибутилхитозана

34. Заявка 3715576 ФРГ, МКИ С 08 В 37/08 /Новые производные хитозана для ухода за волосами и кожей на основе нового производного хитозана

35. Заявка 3723911 ФРГ, МКИ С 08 В 37/08 / Лак для ногтей на основе о-бензил-м-гидроксилалкилхитозана.

36. Заявка 53-127824 Япония, МКИ 30 В 2/00 /Удобрения, содержащие хитозан или производные хитина.

37. Заявка 63-156726 Япония, МКИ А 61 К 31/73 /Препараты для лечения заболевания костей (содержащие хитин, хитозан или их производные).

38. Иванов А.В., Смирнов И.В., Раевских В.М., Бондарев А.А., Гарт-ман О.Р. Получение хитозана из пчел //Тез. докл. Материалы седьмой международной конференции «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 2003. - С. 24-25.

39. Идзумэ М. Применение хитина и хитиновой кислоты в косметике и мыловарении // Био. индустр. 1989. -V.6, № 7. - С. 557-565.

40. Ильина А.В., Варламов В.П. Влияние степени ацетилирования на ферментативный гидролиз хитозана препаратом Целловиридин Г20Х. //Приклад. биох. и микробиология 2002. - Т.39, № 3 - С. 273-277.

41. Ильина А.В., Зуева О.Ю., Лопатин С.А., Варламов В.П. Ферментативный гидролиз а-хитина. //Приклад, биох. и микробиология. 2004 - Т. 40, №1.- С 42-45.

42. Ильина А.В., Татаринова Н.Ю., Варламов В.П., Албулов А.И. Низкомолекулярный водорастворимый хитозан //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» — М.: ВНИРО, 1999. С. 270-273.

43. Кайминь И.Ф., Озолиня Г.А. Температурные характеристики хитозана и его комплексов. //Тез. докл. Всесоюз. конф. По производству и использованию хитина и хитозана из панциря криля и других ракообразных. -Владимир, 1983 -С 59-61.

44. Кайминьш И.Ф., Киселева Т.Е., Клявинын З.В., Озолиня Г.А. Получение диетической пищевой добавки на основе хитозана //Тез. докл. Материалы шестой международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана» -М.: ВНИРО, 2001. С. 175-177.

45. Каплун А.Л, Бурделев О.О., Андия-Правдивый Ю.Э. Модулирование активности комплемента заряженными субстанциями //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999. С. 146-148.

46. Кашин В.И., Поликарпова Ф.Я., Борисова А.А., Скрябин К.Г.,

47. Немцев С.В., Варламов В.П. Оценка эффективности лактата хитозана при размножении садовых растений зелеными черенками //Тез. докл. Материалы шестой международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана»- М.: ВНИРО, 2001. С. 82-85.

48. Кочкина З.М., Чирков С.Н. Влияние хитозана на фаговые инфекции //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999. - С. 151-153.

49. Кошевский И.И., Теслюк В.В. Эффективность применения препарата Микосан и хитозана для обработки семян гороха //Тез. докл. Материалы шестой международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 2001. - С. 85-86.

50. Красавцев В.Е. Криль как сырьевая основа хитинового производства//Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999. — 35-37.

51. Кращенко В.В. Гелеобразные заливки для пресервов из гидробионтов, содержащих хитозан //Тез. докл. Материалы шестой международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана» -М.: ВНИРО, 2001.-С. 201-203.

52. Крешков А. П. Основы аналитической химии. Т.2, Количественный анализ. — Ленинград: Химия. 1976. - 400 с.

53. Куприна Е.Э., Водоложская С.В. Способы получения и активация хитина и хитозана. //Хитин и хитозан: Получение, свойства и применение / Под ред. К.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова. М.: Наука, 2002. - С. 44-64.

54. Ленинджер А. Биохимия. М.: «Мир». - 1976. - 910 с.

55. Лукьянович Т.И. Исследование хитозана в качестве росторегуля-тора и индуктора болезнеустойчивости сои. //Тез. докл. Материалы седьмой международной конференции «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 2003. - С. 91-93.

56. Максимов В.И., Родоман В.Е. Продукты функционального питания из панцирьсодержащих отходов // Материалы шестой международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана» — М.: ВНИРО, 2001.-С. 161-163.

57. Марков С.Т. Метод получения D-глюкозамина хлоргидрата //«Фармация» 1964. - Т. 14, №2. - С.30-32.

58. Маркович Н.А., Коновалова Г.Л. Литические ферменты Tricho-derma и их роль при защите растений от грибковых заболеваний. //Прикладная биохимия и микробиология. 2002. -Т. 39, № 4. - С.389-400.

59. Маслова Г.В. Теория и практика получения хитина электрохимическим способом. //Хитин и хитозан: Получение, свойства и применение / Под ред. К.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова. М.: Наука, 2002. - С. 24-44.

60. Маслова Г.В., Куприна Е.Э., Богерук А.К. Модуль установки для производства хитина электрохимическим способом //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» -М.: ВНИРО, 1999. С. 46-48.

61. Милушева Р.Ю., Рашидова С.Ш., Рубан И.Н., Воропаева Н.Л. Исследование и применение хитина и его производных //Узбекский химический журнал. Ташкент, 1991. - С. 23-25.

62. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. М. «Мир». - 1965. - 210 с.

63. Немцев С.В., Авдиенко И.Д., Варламов В.П. Скрябин К.Г. Росто-регулирующее действие низкомолекулярного хитозана //Тез. докл. Материалы шестой международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 2001. - С. 94-96.

64. Немцев С.В., Ильина С.М., Албулова А.И., Варламов В.П. Получение низкомолекулярного водорастворимого хитозана. //Биотехнология, 2001.-№6.-С. 37-42.

65. Немцов С.В., Гамзазаде А.И., Рогожин С.В., Быкова В.М., Быков В.П. Деацетилирование хитина в гомогенных условиях //Приклад, биох. и микробиология. 2002 - Т.38, №6. - С 609-615.

66. Никитенкова В.Н., Сафонов В.В. Применение хитозана в печатании хлопчатобумажных тканей //Тез. докл. Материалы шестой международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана» — М.: ВНИРО, 2001. С. 42-45.

67. Николаева Н.Е. Химический состав и промышленное использование креветок //Пищев. технология. 1968, №5. - С. 56-58.

68. Новиков В.Ю. Кислотный гидролиз хитина и хитозана. // Приклад. биох. и микробиология. 2004 - Т. 77, №3. - С.490-493.

69. Новиков В.Ю., Орлов Т.Н. Многократное использование раствора гидроокиси натрия для дезацетилирования хитина //Рыбное хозяйство. 1988-№12.-С.76-78.

70. Нудьга Л.А., Плиско Е.А., Данилов С.И. Получение хитозана и изучение его фракционного состава //Журнал общей химии. 1971. — Т.43, №12-С. 2555-2558.

71. Овчаренко А.Г., Антонова О.И., Братилов Б.И., Василишин М.С. Аквабиоресурсы Алтая как основа экономического роста //Ползуновский альманах. 1999. -№1. - С. 48-50.

72. Патент RU № 2065447 С 08 В 37/08 Способ получения хитозана. Голицин В.П., Цветков В.Г., Иванов А.В., Гартман О.Р.

73. Патент RU № 2073016 С 08 В 37/08 / Способ получения низкомолекулярного водорастворимого хитозана. Варламова В.П., Стояченко И.А., Буданов М.В.

74. Патент RU № 2073017 6С 08 В 37/08 Способ получения хитозана. Банников В.В., Львович Ф.И., Фрайман Д.Б.

75. Патент RU № 2087483 6С 08 В 37/08 Способ получения хитозана. Сова В.В., Фрайман Д.Б., Банников В.В., Львович Ф.И.

76. Патент RU № 2099351 С 08 В 37/08 / Способ получения водорастворимых производных хитозана. Чернецкий В.Н., Нифатьева Н.Э.

77. Патент RU № 2117673 6С 08 В 37/08 Способ получения хитозана. Иванов А.В., Гартман О.Р., Цветкова А.В., Полторацкая Е.Б.

78. Патент RU № 2118640 С 08 В 37/08 / Способ получения биологически активного препарата «Солихит» из хитина. Максимов В.И., Смирнова Ю.В, Зашихина Д.В., Савченко С.Н., Мосин В.А.

79. Патент RU № 2147590 7С 08 В 37/08 Способ получения хитозана. Сафронова Т.М., Игнатюк Л.Н., Максимова С.Н.

80. Патент USA 4,195,175, 1980 / Process for the manufacture of chito-san. Peniston O.P. and Johson E.L.

81. Патент USA 4,199,496 April 22, 1980. Process for the recovery of chemicals from the shells of crustacean. Peniston O.P., Johson E.L.

82. Патент USA 4,964,894 October 23, 1990 Plant growth regulators derived from chitin. Freepons; Donald.

83. Патент USA 4,978,381 December 18, 1990 / Method for treating cereal crop seed with chitosan to enhance yield, root growth, and stem strength. Had-wiger; Lee A.

84. Патент USA 5,554,445 September 10, 1996/ Method for seed encrusting. Struszczyk; Henryk; Kivekas; Olli

85. Патент USA 5,726,123 March 10, 1998 / Method for treating cotyle-donous plants. Heinsohn G. E. и Bjornson A.S.

86. Патент USA 5,733,851 March 31, 1998 /Formulation and procedure to increase resistance of plants to pathogenic agents and environmental stress. Villanueva; Jaime и Valenzuela; Pablo D.T.

87. Патент USA 6,407,040 June 18, 2002 / Composition and method for reducing transpiration in plants. Nichols, Everett J.

88. Петербургский А.В. Практикум по агрономической химии. М.: Колос, 1968.-496 с.

89. Петрухина М.Т., Максимов В.И., Лунцевич В.Г., Бордак М.Н. Перспективы использования хитодекстрина в растениеводстве //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999. - С. 98-100.

90. Пинече-Ковас К., Нието X. М., Гарсиа-Алонсо И. Влияние некоторых параметров приготовления хитозана и изучение его фракционного состава //Журнал общей химии. 1971. - Т.43, №12 - С.2555-2560.

91. Пинече-Ковас К., Нието Х.М., Гарсиа-Алонсо И. Влияние некоторых параметров приготовления хитозана на его характеристики //Биоорг. химия.-1984.-Т. 10, № 9. С. 1248-1251.

92. Плиско Е.А., Нудьга Л.А., Данилов С.Н. N-алкилирование хитозана //Журнал общей химии. 1972. - Т. 42, №. 12. - С.2756-2768.

93. Плиско Е.А., Нудьга Л.А., Данилов С.Н. Хитин и его химическиепревращения //Успехи химии. 1977.- Т.46, № 8. - С.1470-1483.

94. Практикум по агрохимии. / Под редакцией Р.А. Фишера. М.: Агропромиздат, 1989. - 214 с.

95. Рашидова С.Ш., Милушева Р.Ю., Воропаева H.JL, Рубан И.Н. Использование хитина в сельском хозяйстве //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999.-С. 101-103.

96. Рубан Е.А., Самуйленко А.Я. Сравнительный анализ флокули-рующих добавок при осаждении биологически активных веществ //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999. - С. 250-254.

97. Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов / Под редакцией И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. — М.: Бран-дес, Медицина, 1998. — 511 с.

98. Сафронова Т.М., Бойцова Т.М. Хитозан как флокулянт нативного рыбного белка //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999. - С. 251-255.

99. Седельников Л.И. Переработка полимерных отходов рецик-линг, биодеградация //Эколог, промыш. производства. - 1993.-№2.-С. 27-29.

100. Симараха Кэндзо. Новые способы получения хитина и хитозана //Сэни гаккайси. 1990.-№ 12. - С.1547-1552.

101. Симонова Л.Ю., Пашук Л.К. Использование хитозана в качестве косметических препаратов //Тез. докл. 2-й Международной конференции «Биологически активные вещества и новые продукты в косметике». — М.: ВНИРО, 1997.-С. 13-15.

102. Скляр A.M., Гамзазаде А.И., Роговина Л.З., Титкова Л.В., Павлова С.А., Рогожин С.В., Слонимский Г.Л. Исследование реологических свойств разбавленных растворов хитозана//ВМС-1981. -А23, №6. -С. 1396-1403.

103. Тарчевский И.А. Взаимодействие сигнальных систем клеток растений, «включаемых» олигосахаридами и другими элиситорами //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999. - С. 105-107.

104. Тарчевский И.А., Чернов В.М., Молекулярные аспекты фитоим-мунитета //Микология и фитопатология. 2000. - Т.34, № 3. - С. 1-10.

105. Тейлор Д, Грин Н., Стаут У. Биология: В 3-х т. Т. 1: Пер. с анг. / Под ред. С. Сопера М.: Мир.-2004. - 454 с.

106. Тейлор Д, Грин Н., Стаут У. Биология: В 3-х т. Т.З: Пер. с анг. / Под ред. С. Сопера М.: Мир.-2004. - 454 с.

107. Тюпенко Г.И., Орловский А.Ф., Кирпотин Д.Б. Полиэлектролитные композиции из агара и хитозана для электрофореза лекарств в стоматологии //Интерполимерные комплексы: Тез. докл. 2 Всесоюзной конференции. -Рига, 1989.-С. 387-388.

108. Тютерев C.J1. Научные основы индуцированной болезнеустойчивости растений. Санкт-Петербург: ВИЗР, - 2002 - 328 с.

109. Тютерев C.JL, Якубчик М.С. Хитозан биологически активное экологически безопасное средство, повышающее устойчивость растений к болезням. - Санкт-Петербург: ВИЗР, - 1994. - 38 с.

110. Тютерев CJ1. Молекулярные механизмы действия хитозана в качестве повышающего болезнеустойчивость растений //Тез. докл. Материалы седьмой международной конференции «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 2003. С. 118-120.

111. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию. М.: Мир, 1997. -232 с.

112. Феофилова EJL, Терешина В.М. Перспективные источники получения хитина из природных объектов //Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» — М.: ВНИРО, 1999.-С. 76-78.

113. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений / Под ред. Н.Н. Трятьекова. М.: Колос, 1998. - 640 с.

114. Хисматуллин Р.Г. Пчела — это не только вкусный мед //Тез. докл. Материалы шестой международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 2001. - С. 72-75.

115. Хохлов П.С., Шкаликов В.А. Индуцированный иммунитет в защите от сельскохозяйственных растений, от грибных, бактериальных и вирусных болезней //Агрохимия 1998. - T.XXI, №8 - С. 8-9.

116. Чернецкий В.Н., Нифатьев Н.Э. Хитозан вещество XXI века. Есть ли у него будущее в России? // Журн. РХО им. Д.И.Менделеева. - 1997. - T.XLI, № 1. - С. 80-83.

117. Чернин JI.C. Бактериальные хитиназы в биоконтроле растений //Тез. докл. Материалы шестой международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 2001. - С. 118-120.

118. Чертова Т.С. Биологически активные вещества в защите растений //Защита и карантин растений. 2000. - №6. - С. 58-62.

119. Чирков С Н. Противовирусные свойства хитозана //Тез. докл. Материалы шестой международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 2001. - С. 120-123.

120. Чирков С.Н, Поспишны Г. Индукция противовирусной устойчивости у растений хитозаном // Тез. докл. Материалы пятой конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана» М.: ВНИРО, 1999. — С. 111-114.

121. Чирков С.Н. Противовирусная активность хитозана. //Прик. биох. и микробиология. 2002. -Т 38, №1. - С. 5-13

122. Шарнина Ф.Ф., Ившина Т.Н., Ившин В.П. Грибы Марий Эл как возможный источник получения солянокислого D-глюкозамина. //Структура и динамика молекулярных систем. 2003. - Выпуск X., Часть 2. - С. 274-277.

123. Шиммель Г. Методика электронной микроскопии // Перевод с немецкого Розенфельда А. М. и Спасского М. Н. Под редакцией д-ра физ.-мат. наук Рожанского В. Н. М.: «Мир». 1972 - 252с.

124. Шиповский А.Б., Фомина В.И., Солонина Н.А., Казмичева О.Ф., Козлов В.А., Тимофеева Г.Н. Особенности структурообразования в растворах хитозана // Химия и компьютерное моделирование. 2002. - №6- С 1 -4.

125. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия. М.: Колос, 2002. - 584 с.

126. Austin P.R., Brine C.J., Castle I.E., Zikakis J.P. Chitin: newfakets of research //Science. -1981. Vol. 212, № 4496. - P.749-753.

127. Averbach B.L. The structure of chitin and chitosan. Cambridge, Mass.: Massachusetts Institute of Technology. 1975 -1110 p.

128. Berkeley R.C.W. Chitin, chitosan and their depredator enzymes // Mikrob. polysac and polysaccharases. London - 1979. - P. 205-236.

129. Bubel A., Stepfens R.M., Fenn R.H., Fieth P. An electron microscopy, X-ray diffraction and amino acid analysis of crab shell //Biochem. and Physiol. 1983. - Vol.74, №.4. - P.837-850.

130. Carreno-Gomez В., Duncan R., Evaluation of the biological properties of soluble chitosan and chitosan microspheres //Int. J. Pharm. -1997. -V.148. P. 231-235.

131. Cho Y.I., No H.K., Meyers S.P. Physicochemical characteristics and functional properties of various commercial chitin and chitosan products. //J. Ag-ric. food chem. 1998. V. 46, № 9 - P. 3839-3843.

132. Denuziere A., Ferrier D., Domard A. Interaction between chitosan and glycosaminoglycans, physicochemical and biological studies //Ann. Pharm. Fr. 2000. - V.58, №1 - P. 47-53.

133. Deshpande M.V. Enzymatik degradation of chitin and its biological applications //J. Sci. and Ind. Res. 1986. - V.45, №6. - P.273-280.

134. Foster А В., Webber M Chitin. //Adv. Caibohyd. Chem. -1960. -P. 371-390.

135. Gardner K.H., Blackwell J. The substructure of crystalline cellulose and chitin microfibrils //J. Polym. Sci. 1971. - V. 16, №36. - P.327 - 340.

136. Hackman R.H., Goldberg M. Light scattering and infrared- spectra-photometric studies of chitin and chitin derivatives // Carbohydrates Res. 1974. -V.38, №1 - P.35-45.

137. Hirano Sh., Nashiki Y.,Kinugava J. Chitin and chitosan for use as a novel biomedical material // Polym. Mater. Sci. and Eng.:Proc. ACS Div. V.53. Fall Meet, Chicago. Washington. - 1985. - P.649-653.

138. Knorr D. Use of chitinous polymers in food // Food Technol.-1984-V.38, №1.-P.85-89.

139. Knorr D., Daly M. Mechanisms and diffusional changes observed in multilayer chitosan (alginate coacervate capsules) //Process Biochem. 1988. -Vol.23, №2. -P.48-50.

140. Kramer K.J., Koga D. Insect chitin. Physical state, synthesis, degradation and metabolic regulation //Insect Biochem. 1986. - V. 16, № 6. - P.851-877.

141. Maruca R., Suoler B.J., Wightman J.P. Interaction of heavy metals with chitin and chitosan. Chromium //J. Appl. Polym. Sci. - 1982. - V.27, № 12. - P.4827-4837.

142. Muzzarelli R.A.A. Chitin // Oxford, ect. Pergamon press. 1977. -1125 p.

143. Muzzarelli R.A.A., Tanfani F., Scarpini G., Muzzarelli M.G. ESR characterization of chitin and chitosan //Biochem. and biophys. Res. Com-mun. 1979. - V.89, №2. - P.706-712.

144. Nair K.G., Ramachandran , Madhavan P. Chitosan for removal of mercury from water // Fish. Technol. 1984. - V.21, № 2. - P. 109-112.

145. Pervais S.M., Abdul H.M. Studies on the structure of p-chitin // Z. Naturforsch. 1975. - Bd.30 C., № 9-10. - P.571-574.

146. Rao M.,Sh., Stevens W., F. Processing parameters in scaling-up of lactobacillus fermentation of shrimp biowastell // Advancing chitin science, 7th ICCC Lyon. 1997. - P 88-93.

147. Sannan Т., Kurita K., Iwakura Y. Studies on chitin. Solubility change by alkaline treatment and film Casting // Macromol. Chem. 1975. - V. 1976, №4.-P. 1191-1195.

148. Sen D.P., Mathew G. Fish by products and processing of miscellaneous marine fauna //Symp. Fish Process, md. India. Mysore, - 1975. - P.33-36.

149. Stanley W.L., Watters G.G., Kelly S.H. Immobilization of glucose isomerase on chitin with glutaraldehyde and by simple adsorption //Biotech-nol. and Bioeng. 1976. - V. 18, № 3. - P.439-443.

150. Vaidya M.V., Bulusu K.R. Chitosan as coagulant and coagulant aid // J.Inst. Eng. (India). Environ. Eng. Div. 1984. - V.64, №2. - P.43-47.

151. Vermeulen C.A., Wessels J.G.N. Chitin biosynthesis by a fungal membrane preparation. Evidence for a transient nonciystalline state of chitin //Eur. J. Biochem. 1986. - V. 158., №2. - P.411-415.

152. Wang W., Bo S., Li S., Qin W. Determination of Mark-Houwink equation for chitosans with different degrees of deacetylation //Int. J. biol. Macro* mol. 1991. - V.13. - P.381-385.

153. Wieckowcka E. Oznaczanie chityny napodstawi zanartosci gluko-zaminu//Chem. analiti. (Polska)- 1968.-V.13,№6-P. 1311-1317.

154. Woycicki W., Kreglewski A. Thermodynamic excess function of the binary systems of trifluoroacetic anhydride //Bull. acad. Polon. Sci. Ser. Chim. -1964. V.12. -P.263-5266.

155. Энергия прорастания определялась на 3 сутки, относительная всхожесть на 7 сутки.1. Результаты испытаний.

156. Лучшие результаты по относительной всхожести были получены на модификациях:8 85% №10-86% л №11- 86%12 85% при средней всхожести на контроле 82%

157. Таким образом, относительная всхожесть семян пшеницыобработанных препаратами по сравнению с контролем увеличилась на 3 4%

158. Все препараты ускоряют всхожесть на 3 4 дня.

159. По ячменю эффект на паразитах выглядит слабее, хотя опытные ростки выгодно отличаются от контрольных.

160. По сапрофитам наилучший результат показал на семенах ячменя препарат № 12, снижая инфекционную нагрузку на 90%.1. Общие выводы

161. Испытываемые образцы модификаций жидкого комплексного хитозансодержащего удобрения, обладают стимулирующий способностью и снижают фитопатогенную нагрузку на семена, особенно по сапрофитам.

162. Препараты требуют дополнительных испытаний на различных культурах и других видах фитопатогенов.

163. Препараты представляют несомненный интерес и являются перспективными для дальнейших разработок и производства.

164. Зав. Кафедрой общей химии и экспертизы товаров Бийского /технического института, профессор, к.х.н. ^ A. J1. Верещагин

165. Начальник Бийской государственной семенной инспекции1. Г. И. Масликова1. Заведующая Бийскимпунктом сигнализации и прогноза /Л^ Л. И. Адамец