Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Культура топинамбура (Helianthus Tuberosus L. ) - перспективный источник сырья для производства продукции с лечебно-профилактическими свойствами

ВАК РФ 06.01.13, Лекарственные и эфирно-масличные культуры

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Зеленков, Валерий Николаевич, Москва

НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ФИРМА "АРИС", - ^ОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК . СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КЛИНИЧЕСКОЙ ИММУНОЛОГИИ

На правах рукописи ЗЕЛЕНКОВ ВАЛЕРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

^ УДК: 635.24 : 615.32 : 663.542

КУЛЬТУРА ТОПИНАМБУРА (НЕЬШЧТНив ТиВЕК08и8 Ь) -ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ИСТОЧНИК СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ С ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

Специальность: 06.01.13 - лекарственные и эфиромасличные культуры

' ......лМЁЖЁЙ!^ О С.: ;

(ЁА в в научного доклада на соисканию ученой I ^^ доктора »^ук

' ВАК России

—Москва, г 1.999

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Шаин С.С, доктор биологических наук Курапов П.Б. доктор технических наук, профессор Нахметов Ф.Г.

Ведущая организация:

Союз производителей и переработчиков лекарственного и эфиро-масличного сырья (Союзэфирлекраспром)

Защита состоится « г в « ^^Ьв на засе^^

нии диссертационного сове^Д 020.37.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте овощеводства по адресу: 140153, Московская обл., Раменский район, д.Верея, строение 500.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИО.

Диссертация в виде научного доклада разослана

Ученый секретарь диссертационного совета

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕНН

ЕИБЛИОТЕКД'

и С,

J %

pizi.M-m

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. К концу 20 столетия мировой и отечественной наукой накоплен значительный экспериментальный материал по изучению культуры топинамбура, получены новые высокопродуктивные отечественные сорта и гибриды, разработаны технологии получения из клубней спирта, глюкозо-фруктозных сиропов, инулина. Активно ведутся исследования по использованию топинамбура и продуктов его переработки в кормовых, пищевых, технических целях. Большое значение последнее время уделяется пищевому и лечебно-профилактическому использованию топинамбура.

Несмотря на возросший интерес к культуре топинамбура в последнее время можно отметить чрезвычайно малое число публикаций по исследованиям этого растения. Преимущественно публикации посвящены агротехнике, биологическим свойствам растения и его использованию в кормопроизводстве. Только в конце 80-х годов появились первые работы по медико-биологическим свойствам новых видов продукции из топинамбура, что связано с зарубежными исследованиями по инулину.

Повышение активности исследователей по этой малораспространенной культуре у нас в стране в конце 20 века связана с открытием новых аспектов ее приложения - лечебно-профилактического, что требует переосмысления подходов по технологиям переработки растения, которое традиционно относится к овощным культурам, а не лекарственным. Актуальность проблематики связана и с переосмыслением этой культуры как лекарственной в качестве источника биологически активного сырья для получения новых видов продукции медицинского и пищевого направления с лечебно-профилактическими свойствами. При разработке технологий получения новых видов продукции принципиальным является решение вопросов стандартизации как исходного растительного сырья, так и продуктов и полупродуктов его переработки с изучением медико-биологических аспектов их приложения на практике. Слабая научная проработанность этих вопросов является существенным тормозом внедрения на практике новых технологий и продуктов. А отсутствие алгоритма создания препаратов и продуктов на основе биологически активного сырья из топинамбура не позволяет к омплексно решать задачи запуска инновационных производств.

Цель исследований. Основная цель исследований - разработка научно-стодических основ использования культуры топинамбура в качестве ис-пчника биологически активного сырья в направлении формирования инновационных отечественных производств новых видов продукции с лечебно-профилактическими свойствами.

Задачи исследований:

- разработка алгоритма конструирования продукции из топинамбурного сырья во взаимосвязи с биологией и технологией возделывания культуры с последующей переработкой и производством новых видов продукции;

- изучение и обобщение данных по химическому составу исходного сырья из топинамбура как биологически активного природного комплекса в приложении к промышленному использованию и лечебно-Профилактическому применению;

- изучение медико-биологических свойств биогенного фактора клубневой и надземной частей топинамбура и продуктов их переработки как научно-методической основы лекарственного потенциала растения;

- оценка клинической эффективности биологически активной добавки -концентрата топинамбура как научно-методической основы лекарственных свойств растения в приложении к использованию базового стандартизованного источника сырья;

- разработка технологий получения различных видов продукции (биологически активные добавки, пищевые продукты, напитки косметические средства, кормовые добавки) и нормативно-технической документации на их промышленное производство, включая и нормативную базу на растительную культуру в качестве сырья.

Объектом исследований при выполнении работы являлась культура топинамбура (НеНапйпк шЬеговш Ь) и продукция его переработки.

Предметом исследований в работе являлись технологии переработки культуры топинамбура в сырье и продукцию из него в аспектах нового качества по лечебно-профилактическому назначению растения.

Методология исследований. При достижении поставленной цели и решения научных задач использовали теории хроматографии, физико-химические закономерности дисперсных и коллоидных систем и их преобразований, системный подход в создании новых видов продукции во взаимосвязи конечного качества продукции с предысторией исходного сырья и спецификой его химического состава.

Научная новизна результатов работы. Проведенные исследования биологически активной субстанции из топинамбура выявили наличие у нее новых видов биологической активности; антистрессорную; адаптогенную; иммуномоделирующую; антитоксическую.

Впервые из топинамбура получена биологически активная субстанция ТОПИКС, являющаяся основой для получения инъекционных форм имму-ноактивных препаратов. Впервые научно показаны пути реализации потенциальных свойств растения как лекарственного в приложении к выявлен-

ным биологическим свойствам его воздействия на нервную и иммунную системы организма человека и животных.

Техническая новизна . Разработаны способы получения биологически активной добавки - концентрата топинамбура и пищевых продуктов на его основе: хлебобулочные изделия , чайные напитки, кондитерские изделия, пиво, косметические средства, кормовые добавки.

Разработаны способы получения лечебно-профилактических средств из топинамбура и его концентрата, представляющие собой водорастворимые субстанции для получения иммуноактивных препаратов..

Практическая значимость работы, внедрение. Практическая значимость работы заключается в создании научно-методических основ использования топинамбура как биологически активного сырья для промышленного получения новых видов продукции с лечебно-профилактическими свойствами.

Исследования за период 1989-98 гг. позволили впервые создать и начать внедрение в практику здравоохранения новых продуктов из топинамбура: - концентрат топинамбура (биологически активная добавка к пище) и целой серии продуктов лечебно-профилактического действия на его основе (хлебобулочные изделия, кондитерские изделия, косметические средства, общеукрепляющие и тонизирующие средства наружного применения, напитки и т.д.). I Изучение медико-биологических свойств биологически активного фак-' тора из топинамбура позволило в приложении к практике разработать рекомендации по применению продукции на основе топинамбура различного назначения (биологически активные добавки к пище, кондитерские изделия, хлебобулочные изделия, кормовые добавки, лечебная косметика). | Проведенная клиническая апробация биологически активной добавки ' на основе клубней топинамбура позволила впервые внедрить в практику здравохранения новое средство из топинамбура и научно доказать перспективность использования топинамбура в качестве лекарственного сырья для создания лекарственных форм препаратов медицинского назначения.

Использование в медицинской практике новых видов биологически активной добавки на основе топинамбура позволяет повысить эффективность лечения в приложении к диетотерапии для тяжелых ожоговых больных, больных с хронической и острой почечной недостаточностью, для больных с язвой двенадцатиперстной кишки , для часто и длительно болеющих детей, больных сахарным диабетом. ! Разработаны технологии переработки топинамбура и получения продукции в виде биологически активных добавок, хлебобулочных изделий, кондитерских изделий, кормовых добавок, лечебной косметики.

! Создана научно-техническая нормативная документация на исходное | сырье для различных целей и на различные виды продукции на ее основе.

Разработаны стандарты (технические условия) на 15 видов промышленной продукции (биологически активную добавку, хлебобулочные изделия, кондитерские изделия, кормовую добавку, косметические средства, фиточаи). Проведена сертификация новых видов продукции на основе топинамбура и освоено их промышленное производство в России.

Впервые в Минздраве РФ зарегистрирован лечебно-профилактический продукт на основе топинамбура - "концентрат топинамбура" (природный инулиновый комплекс с микроэлементами).Биологически активная добавка к пище.

По результатам исследований впервые официально получено признание новых видов продукции из топинамбура как продукция с лечебно-профилактическими свойствами.

Масштаб внедрения. Результаты работы внедрены в различных регионах России: Тамбовская область, Липецкая область, Московская область, Ленинградская область, Новосибирская область. В Тамбовской области на базе КФХ "АЛЬФА" и АООТ Консервный завод "Жердевский" организованы промышленные плантации топинамбура и внедрены технологии получения сырья в сушеном виде для пищевого использования и для производства биологически активных добавок и продуктов.

В области пищевой индустрии внедрены технологии производства хлебобулочных изделий (г.Липецк, г.Новосибирск, г.Санкт-Петербург), кондитерских изделий (г.Новосибирск), чайных напитков (г.Москва), пива (г. Серпухов), кормовых добавок (Тамбовская обл., г.Москва), косметических средств (г.Новосибирск).

Проведены работы по внедрению на предприятиях России различных форм биологически активных добавок (БАД) на основе концентрата топинамбура (г.Новосибирск, г.Москва) и пищевых концентратов из клубней топинамбура (Тамбовская область, г.Москва).

На базе НТФ "АРИС" (г.Новосибирск) создано инновационное производство биологически активных продуктов из топинамбура, что является научно-экспериментальной базой по активному внедрению новых технологий и продуктов в промышленность России.

Экономическая эффективность. В результате выполненной работы разработаны различные виды продукции с новыми свойствами лечебно-профилактической направленности.

Использование концентрата топинамбура в диете больных позволяет сократить сроки лечения и повысить эффективность медикаментозной традиционной терапии, сократить сроки лечения.. Профилактические схемы

использования новой продукции из топинамбура позволяют целенаправленно предупреждать различные заболевания человека и животных.

Использование в повседневной жизни человека пищевых продуктов с использованием биоактивного сырья из топинамбура позволяет повысить полноценность питания, придав ему новые качества лечебно-профилактической направленности, что имеет существенное значение для человека в экологически неблагоприятных регионах обитания и при работе во вредных условиях химических производств.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены научной общественности в пленарных и секционных докладах на:

■ 3-й, 4-й и 5-й Всесоюзных и межрегиональных научно-практических конференциях «Топинамбур и топинсолнечник - проблемы возделывания и использования» г. Одесса, г. Воронеж, г. Тверь, 1991, 1992,1993 гг.;

■ 1-ми 2-м Международных симпозиумах «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования, г. Пущине, 1995, 1997 гг.;

■ Научно-практической конференции «Проблемы профилактической лимфологии и санаторно-курортной реабилитации», г. Новосибирск, 1997 г.;

■ International Conférence «Sustainable Agriculture for Food, Energy and Industry», Braunshweig, Germany, 1997;

■ Международной конференции «Охрана здоровья населения угледобывающих регионов» г. Ленинск-Кузнецкий, 1997 г.;

■ III Международном симпозиуме « Биологически активные добавки - нутрицевтики и их использование с профилактической и лечебной целью при наиболее распространенных заболеваниях», г. Тюмень, 1997 г.;

■ Международной конференции «Немедикаментозные методы профилактики и лечения соматических заболеваний», г. Новосибирск, 1997г.;

■ Seven Seminar on Inulin, Louvain, Belgium, 1998;

■ Всероссийской научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» г. Пенза, 1998г.;

Практические результаты работы обсуждены на заседании комиссий Комитета по науке, научно-технической политики и Управления здраво-хранения Администрации Новосибирской области (1995, 1997 гг.) и заседании ученого совета НИИ клинической иммунологии СО РАМН (1997 г.). Научные и практические результаты были также обсуждены с учеными

США в рамках контактов на секциях Химической Академии США и Института пищевых технологий (США, 1996 г.).

Разработки и образцы различных видов продукции экспонировались на международных выставках за рубежом (Германия: Ганновер-1994, Дюссельдорф-1995) и в России (Новосибирск - 1994, 1995, 1996, 1997 гг., Нижний Новгород-1997 г., Санкт-Петербург-1998 г., Новокузнецк-1998 г.). Разработки и новые виды продукции из топинамбура отмечены дипломами и медалями на международных выставках:

-Большая золотая медаль на выставке "Наука Сибири-94";

-Диплом лауреата - на выставке "Сибинвест-95";

-Большая золотая медаль - на выставке "Наука Сибири-96";

-Малая золотая медаль - на выставке "Малый бизнес Сибири-97";

-Малая золотая медаль - на выставке "Сибфарма-97";

-Диплом лауреата - на выставке "Интермед-98".

Публикации. Диссертация изложена в виде научного доклада по материалам результатов исследований представленных в 71.. публикации , в том числе: 5. авторских свидетельствах (патентах) и 8 приоритетных заявках на изобретения, 1 брошюре, 9 статьях и 47 тезисах докладов на российских и международных конференциях. Как результат внедрения разработок в промышленность материалы диссертации представлены в 15 нормативно-технических документах ( технические условия ) на новые виды сырья и продукцию, которые зарегистрированы в Госстандарте РФ.

Основные положения, выносимые на защиту:

алгоритм создания биологически активного базового сырья на основе культуры топинамбура для производства новых видов продукции с лечебно-профилактическими свойствами;

новые свойства лечебно-профилактической продукции на основе стандартизованного сырья из топинамбура;

технологии производства биологически активных добавок, пищевой продукции, напитков и косметики с использованием топинамбура;

новые области использования овощной культуры топинамбура в приложении к лекарственному применению.

Большинство экспериментов , а также математическая обработка и анализ полученных результатов, выполнены лично автором. Автор выражает искреннюю признательность участникам совместных исследований и работ по внедрению в промышленное производство новых отечественных продуктов на основе топинамбура: директору НИИ клинической иммунологии СО РАМН, члену-корресповденту РАМН, профессору Козлову В.А., д.б.н. Казимировской В.Б., сотрудникам НИИ клинической иммунологии СО РАМН профессору, д.м.н Кожевникову B.C., к.м.н. Колесниковой

О.П., к.м.н. Кудаевой О.Т.,зав.ожоговым отделением ЦКБ Новосибирской области Христо С.А.„ проректору Тверского аграрного университета профессору, д.с-х,н Усановой З.И., сотрудникам Новосибирского медицинского института профессору, д.м.н. .Галенку В.А., к.м.н. Жук ЕА., генеральному директору АООТ «Консервный завод «Жердевский» Титову A.A., PhD Роберту Валкапу (США), PhD Элиан Ватершут (Голландия).

МЕСТО, УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Работа выполнена непосредственно автором в Научно-технологической фирме "АРИС" и НИИ клинической иммунологии СО РАМН.

В работе использован семенной материал топинамбура сорта «Скороспелка», полученный от З.И. Усановой из Тверского аграрного университета.

Для организации промышленных плантаций топинамбура были выбраны экологически чистые площад�