Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Получение экологически чистых целебных экстрактов растений действием микроволн

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Получение экологически чистых целебных экстрактов растений действием микроволн"

На правах рукописи

□ОЗОВ4254

Аливердиева Афет Арифовна

ПОЛУЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ ЦЕЛЕБНЫХ ЭКСТРАКТОВ РАСТЕНИЙ ДЕЙСТВИЕМ МИКРОВОЛН

03 00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 2 »«»2607

Махачкала - 2007

Работа выполнена в Дагестанском государственном техническом университете

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Исмаилов Эльдер Шафиевич

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Магомедбеков Ухумаали Гаджиевич

доктор биологических наук, профессор Мейланов Иззет Сиражудинович

Ведущая организация: ФГУП «Микроген» МЗ РФ НПО «Питательные среды» (г. Махачкала)

Защита состоится 10 июля 2007г. в 14.00 ч. на заседании диссертационного Совета Д 212.053.03 по присуждению ученой степени доктора наук при Дагестанском государственном университете по адресу: 367025, г. Махачкала, ул.Дахадаева, 21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дагестанского государственного университета.

Автореферат разослан 9 июня 2007г.

Ваш отзыв, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 367025, г.Махачкала, ул.Дахадаева, 21.

Электронный адрес eco@mail.clgu ru.. факс 8 (8722) 67-46-51.

Ученый секретарь Диссертационного Совета,

к.б.н., доцент Теймуров A.A.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Одной из важнейших медико-биологических проблем является разработка и использование эффективных способов укрепления жизнеспособности и повышения устойчивости организма человека к воздействию неблагоприятных факторов среды, сохранение здоровья населения. Для решения этой проблемы отечественными и зарубежными учеными и специалистами предложены интересные разработки, среди которых весьма перспективным является использование лучистой энергии

Исследование действия микроволн тепловой интенсивности показало, что УВЧ электромагнитное поле достаточно высокой интенсивности кроме теплового обладает и т.н. «специфическим» действием, которое в ряде применений на практике может иметь решающее значение Отличительной особенностью использованных в данной работе микроволн является то, что они генерируются техническими источниками. Однако при этом параметры действующего ЭМП подобраны и установлены таким образом, что оно не только не оказывает вредное (повреждающее) действие, а, наоборот, является стимулирующим, благоприятным Это свойство микроволнового излучения и использовано нами для получения целебных экстрактов из растительного сырья, обладающих высокой биологической активностью.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является использование мембрано-активных микроволновых радиоизлучений для получения экологически чистых целебных экстрактов растений

Задачи исследования-

1 Установление параметров микроволн, способных активировать экстракты растений, обладающих биостимулирующим действием

2 Получение экологически чистых целебных экстрактов ореха, лимона и граната действием микроволновых радиоизлучений

3 Определение микробиологической активности полученных экстрактов и установление их целебных свойств

Научная новизна. Впервые установлена возможность получения экологически чистых экстрактов растений действием УВЧ электромагнитного излучения тепловой интенсивности Показано, что микроволновое ЭМИ от технических источников частотой 1667 МГц на волне -18 см целесообразно использовать для достижения стимулирующего, стабилизирующего биологического и экологического действия.

Теоретическая и практическая значимость работы. На основе изучения биофизического действия микроволн диапазона 1667 МГц в работе убедительно подтверждено наличие биостимулирующего действия радиоизлучений от технических источников на живые системы и биомембраны Полученные в результате исследования экстракты растений существенно активируют дрожжевые клетки и могут быть успешно использованы в качестве общеукрепляющих средств, повышающих устойчивость и жизнеспособность живых организмов В этом плане технология получения экс-

трактов действием микроволнового облучения является одним из перспективных и экологически безопасных направлений лучевой биотехнологии

Положения выносимые на защиту:

1 Установлено, что действием мембрано-активного микроволнового излучения диапазона ~18 см на частоте 1667 МГц можно получать растительные экстракты, обладающие повышенной микробиологической активностью

2 Действием микроволн получены активированные экстракты листьев и зеленых плодов грецкого ореха, плодов лимона и граната

3 Показано, что экстракты растений, получаемые действием микроволнового излучения, сохраняют свою микробиологическую активность в течение двух лет

Апробация результатов и публикации. Основные результаты диссертационного исследования были представлены и доложены на a) ÏV Всероссийском съезде по радиационным исследованиям (Москва, 2001г), б) Международных конференциях- «Биологическое разнообразие Кавказа» (Махачкала, 2002г ), «Аналитические методы измерения и приборы в пищевой промышленности» (Москва, 2005г ), в) Всероссийских конференциях: «Химия в технологии и медицине» (Махачкала, 2002г.), «Биотехнические и медицинские аппараты и системы» (Махачкала, 2003 г.), г) Региональной конференции «Совершенствование технологических процессов пищевой и легкой индустрии» (Махачкала, 2005г ), а также на ежегодных отчетных конференциях профессорско-преподавательского состава ДГТУ в 2000-2005гт Полученные в результате экспериментальных исследований экстракты ореха и лимона были экспонированы на Республиканских выставках «Дагпродэкспо-2005» и «Дагпродэкспо-2006» и получили положительные отзывы специалистов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, обсуждения результатов исследования, выводов и списка литературы Работа изложена на 138 страницах и включает в себя 27 таблиц и 37 рисунков Список литературы состоит из 156 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Литературный обзор

В главе рассмотрены литературные данные о физической природе электромагнитных полей и излучений Более конкретно изложены материалы по радиоизлучениям микроволнового диапазона Показано благоприятное биологическое и экологическое действие микроволн на живые системы Рассмотрены имеющиеся данные и перспективы использования лекарственных растений для приготовления экологически чистых экстрактов

Глава II. Материалы, методика и техника исследования

В качестве объектов исследования взяты листья и плоды грецкого ореха (Juglans regia L ), плоды лимона (Citrus limon L.) и граната (Púnica granatum L )

Листья и плоды ореха очень богаты витамином С, восстановленной формой юглона в виде гликозида, содержат витамин РР, дубильные и пектиновые вещества, другие целебные компоненты Обладают тонизирующим, общеукрепляющим и бактерицидным действием, активируют клеточные процессы обмена

Плоды лимона богаты витамином С, органическими кислотами и другими биологически активными веществами Обладают биостимули-рующим, бактерицидным и общеукрепляющим действием, активируют биохимизм и энергетику дрожжей и других полезных микроорганизмов

Плоды граната богаты сахарами, лимонной и яблочной кислотами, витамином С Обладают общеукрепляющим, стимулирующим, противовоспалительным действием.

Облучение этих объектов микроволнами частотой 1667 МГц на волне ~18 см проводили в лаборатории Дагестанского государственного технического университета на экспериментальной установке по дозированному электромагнитному воздействию В качестве облучателей использовали специальную коаксиальную ячейку и рупорную антенну. Из облученных и необлученных образцов готовили водно-спиртовые экстракты и натуральные соки Биологическую активность полученных нами экстрактов растений определяли с использованием хлебных дрожжей Saccharomyces сеге-visiae в качестве тест-объекта Питательной средой для них служил 2% и 3% раствор сахара с добавлением пшеничной муки При этом прослеживали кинетику процесса брожения, проводимого дрожжами, и определяли энергию брожения путем измерения объема С02, образующегося в этом процессе

Основные результаты экспериментальных исследований обработаны статистически по методу малых выборок (Лакин Г.Ф, 1990) с определением средней арифметической *, среднеквадратичного отклонения ^ и стандартной ошибки

Глава III. Результаты исследования

3.1.Характеристика полученных экстрактов.

В результате экспериментального исследования выявлено, что полученные с помощью предлагаемого метода экстракты обладают высокой биологической активностью и являются экологически чистыми и натуральными Кроме того сам способ получения экстрактов основан на использовании воздействующего ЭМП, параметры которого подобраны и установлены таким образом, что оно является благоприятным, стимулирующим, не оказывающим вредного влияния на живые системы

Исследования показали, что наиболее оптимальным для получения экстрактов из листьев и плодов ореха является режим обработки растительного сырья микроволнами от технических источников радиоизлучения в диапазоне 1667 МГц на волне -18 см в течение определенного времени

Экстракты лимона также получены действием микроволнового излучения на частоте 1667 МГц, характерной для дублетного мазерного радио-

излучения дискретных источников небесной сферы. Они имеют нежный, приятный аромат и вкус

Экстракты гранатового сока (в натуральном виде) получены действием микроволн на двух частотах 1667 МГц и 1420 МГц. Такой сок выглядит более светлым и чистым (прозрачным), обладает приятным ароматом и вкусом.

Установлено, что при выдерживании экстрактов, полученных действием микроволн в течение нескольких лет при температуре около 4°С, они почти полностью сохраняют свою биологическую активность и хорошие органолептические свойства Характерно, что к завершению процесса брожения в вариантах с использованием экстрактов, полученных действием микроволн, сохраняется намного большее количество живых клеток дрожжей При посеве на твердую питательную среду живые дрожжи, активированные полученными экстрактами, дают большие колонии клеток, сохраняющие высокую энергию брожения.

3.2.Биологическая активность экологически чистых экстрактов.

3.2.1.Экстракты из листьев ореха.

Экстракты получали облучением образцов микроволнами диапазона 1667 МГц интенсивностями 30 мВт и 50 мВт на 1 см3 образца Длительность воздействия составляла 5 и 10 минут. Полученные экстракты добавляли в питательную среду для проведения брожения в количестве 10% и в ходе этого процесса определяли энергию брожения хлебных дрожжей. При этом опыты были поставлены в следующих вариантах

Ко — проведение брожения на питательной среде с добавлением 1мл 48% водного раствора этилового спирта (общая концентрация спирта в среде составляет около 4,5%);

К1 - использование той же среды с добавлением 1мл спиртового экстракта из листьев ореха, полученного обычным способом без облучения,

О - брожение на питательной среде с добавлением 1мл спиртового экстракта из листьев ореха, полученного действием УВЧ-излучения

Полученные данные представлены в таблицах 1 и 2 и на рисунках 1 и

2

Согласно этим данным при действии микроволн на свежеприготовленный экстракт из листьев ореха при интенсивности 50 мВт/см и длительности 5 минут наблюдается заметное стимулирующее действие УВЧ-излучения Однако оно проявляется не сразу, не в первые часы брожения, а только через сутки ко времени завершения работы дрожжей

Таблица 1

Средние значения энергии брожения при действии микроволн длительностью 5 минут при интенсивности 50 мВт/см3

Варианты Длительность брожения, часы

1 2 3 4 24

Ко 5,75 10,0 14,1 16,8 19,15

К, 5,5 9,45 13,4 15,8 18,9

О 4,2 8,75 12,5 14,97 30,85

Таблица 2

Средние значения энергии брожения при действии микроволн длительностью 10 минут при интенсивности 30 мВт/см3

Варианты Длительность брожения, часы 1

1 2 3 4 24

Ко 6,6 10,8 13,9 16,7 17,1

К, 6,35 10,57 13,85 17,0 20,0

О 5,97 9,8 12,6 15,8 30,4 |

Рис.1. Образование С02 в течение 24-х часового брожения в вариантах К0 (1), К[ (2), О (3) при действии микроволн интенсивностью 50 мВт/см в течение 5 минут

Наличие такого стимулирующего действия микроволн подтверждается также и данными по влиянию УВЧ-излучения примерно в той же дозе интенсивностью 30 мВт/см3 в течение 10 минут, когда картина стимулирующего действия УВЧ-излучения почти аналогична

Рис.2. Образование СОг в течение 24-х часового брожения в вариантах Ко (1), К| (2), О (3) при действии микроволн интенсивностью 30 мВт/см3 в течение 10 минут.

При увеличении дозы облучения в 2 раза по сравнению с предыдущими вариантами, когда длительность облучения составляет 10 минут при

интенсивности 50 мВт/см3, активация экстрактов листьев ореха действием микроволн проявляется почти сразу же с начала процесса брожения и продолжается до его завершения.

Таким образом наблюдается тенденция усиления активирующего действия микроволн на экстракты из листьев ореха при повышении дозы облучения

В следующих сериях опытов были изучены свойства растительных экстрактов на возможность сохранения их активирующего действия при достаточно длительном хранении Для этого полученные экстракты листьев ореха были оставлены на хранение в холодильнике при температуре ~ 4°С и дальнейшие эксперименты с ними проведены на следующий год с использованием выдержанных экстрактов

Результаты исследования показали, что при добавлении в питательную среду выдержанного экстракта из листьев ореха, полученного действием микроволн длительностью 5 минут при интенсивности 50 мВт/см3 наблюдается заметное увеличение бродильной энергии по сравнению с необ-лученным вариантом При этом на следующие сутки после начала брожения наблюдали увеличение выхода продукта, связанное с возможной интенсификацией процесса ферментации при действии микроволн Для получения более выраженного эффекта активации экстрактов, влияющих на дрожжевые клетки, в последующих экспериментах длительность микроволнового облучения образцов была увеличена до 10 минут Процесс брожения проводили при температуре 34 С Полученные данные представлены в таблице 3 и на диаграмме 3

Таблица 3

Средние значения энергии брожения при действии микроволн длительностью 10 минут при интенсивности 50 мВт/см3

Варианты Длительность брожения, часы

1 2 3 4 24

к„ 5,5 12,25 18,05 22,05 26,8

К, 6,9 14,1 19,5 23,1 25,6

О 7,4 14,75 20,3 24,9 29,3

Рис.3. Образование СОг в течение 24-х часового брожения в вариантах Ко (1), К1 (2), О (3) при действии микроволн интенсивностью 50 мВт/см3 в течение 10 минут.

Как видно из этих данных общий ход процесса брожения в экспериментальной суспензии дрожжей при температуре 34°С сохраняется почти таким же, как и в предыдущем опыте Так, в течение первых четырех часов энергия брожения во всех вариантах развивается динамично, а в вариантах Ко и К1 продуктивность брожения доходит до определенного уровня и в дальнейшем в течение суток увеличивается незначительно

Вместе с тем, при добавлении в среду выдержанного экстракта листьев ореха, полученного действием УВЧ-излучения в течение 10 минут, после начального 4-х часового нарастания в последующем продукт также продолжает нарастать, поэтому через 24 часа в опытном варианте выход СОг заметно больше, чем без микроволнового воздействия

В целом, полученные данные показывают, что свежеприготовленные экстракты листьев ореха обладают существенным биостимулирующим действием на дрожжевые клетки При длительном хранении такое стимулирующее действие экстрактов сохраняется, но выражено несколько слабее Вместе с тем, у выдержанных экстрактов, полученных действием микроволн, активирующее действие более сильное, т.е наблюдается явно выраженное стабилизирующее действие УВЧ-излучения на биологическую активность экстрактов из листьев ореха при их длительном хранении

3.2.2.Экстракты из плодов ореха.

В медицинской литературе достаточно полно описано целебное действие экстрактов ореха, полученных не только из листьев, но и из плодов, собранных на определенной стадии их созревания (зеленых недозрелых плодов)

В первой серии опытов по определению биологической активности экстрактов плодов ореха было исследовано действие свежих экстрактов, полученных действием УВЧ-излучения (О) по сравнению с действием экстрактов, полученных обычным способом, без облучения (КО (таблицы 4 и 5)

Таблица 4

Средние значения энергии брожения при действии микроволн длительностью 5 минут при интенсивности 30 мВт/см3

Варианты Длительность брожения, часы

1 2 3 4 24

Ко 3,75 7,75 11,4 15,4 17,2

К, 4,07 8,42 11,7 15,57 20,12

О 3,75 8,1 11,3 14,8 19,85

Таблица 5

Средние значения энергии брожения при действии микроволн длительностью 10 минут при интенсивности 50 мВт/см3_

Варианты Длительность брожения, часы

[_ 1 2 3 4 24

Ко 5,15 11,1 15,4 18,55 18,55

к, 6,1 10,77 14,97 18,15 18,87

О 6,45 11,25 15,12 18,6 19,3

Как видно из таблицы 4, в первые часы брожения добавление экстракта плодов ореха в питательную среду не повышает бродильную активность дрожжей. Действие УВЧ-излучения при небольшой дозе, как и в опытах с экстрактами из листьев ореха, заметно не меняет эту картину. Вместе с тем, к завершению процесса брожения на следующие сутки использование такого экстракта, облученного микроволнами, вызывает некоторое увеличение выхода продукта Более заметен стимулирующий эффект при действии микроволн интенсивностью 50 мВт/см3 в течение 10 минут, т е при существенном повышении дозы облучения

В следующей серии была исследована биологическая активность экстрактов плодов ореха при их длительном хранении Полученные данные показывают, что при хранении экстракты плодов ореха не только сохраняют, но еще и дополнительно приобретают способность к биоактивации дрожжевой культуры Это значит, что энергия брожения дрожжей с добавлением в питательную среду выдержанного экстракта плодов ореха проявляет тенденцию к интенсификации работы микроорганизмов, которая с течением времени усиливается (таблицы 6 и 7, рисунки 4, 5, 6 и 7)

Таблица 6

Средние значения энергии брожения при действии микроволн длительностью 5 минут при интенсивности 50 мВт/см3

1 Варианты Длительность брожения, часы

1 2 3 4 24

К„ 4,75 8,2 11,9 14,5 16,7

К, 5,97 9,85 13,9 17,1 20,1

1 о 5,92 10,4 14,4 17,6 20,5 1

время брожения, часы

Рис.4. Изменение энергии брожения дрожжей при действии микроволн интенсивностью 50 мВт/см3 в течение 5 минут в вариантах Ко(1), К1(2) и О(З)

0 12 3 4

время брожения, часы

Рис.5 Скорость образования СОг (о) при действии микроволн интенсивностью 50 мВт/см3 в течение 5 минут в вариантах Ко (1), К1 (2), О (3)

Таблица 7

Влияние экстракта из плодов ореха на энергию брожения дрожжей при действии микроволн интенсивностью 50 мВт/см3 и длительности 10 минут

Длительность, часы Варианты Выход СО 2, МЛ X ^ *

Ко 10,0 10,5 10,9 11,0 10,7 10.6 0,4 0,18

2 к, 11,5 11,0 11,2 11,1 12,5 11,5 0,61 0,27

О 13,2 13,0 12,9 12,1 12,1 12,7 0,52 0,23

Ко 17,3 17,5 17,7 18,3 17,7 17 7 0,37 0,17

4 к, 18,4 18,5 19,1 18,7 19,3 18,8 0,39 0,17

О 20,0 20,5 19,5 20,5 19,6 20,0 0,48 0,21

Ко 17,6 19,2 19,6 20,4 20,5 19.5 1,17 0,52

24 к, 20,2 19,4 19,6 19,2 20,1 19,7 0,44 0,19

О 21,1 21,5 21,4 21,8 20,8 21,3 0,38 0,17

Рис.6 Образование С02 в течение 2-х часового (а) и 4-х часового (б) брожения в вариантах Ко (1), К1 (2), О (3) при действии микроволн интенсивностью 50 мВт/см3 в течение 10 минут.

Рис. 7. Образование СОг в течение 24-х часового брожения в вариантах Ко (1), К) (2), О (3) при действии микроволн интенсивностью 50 мВт/см3 в течение 10 минут.

Таким образом полученные данные показали, что при микроволновом облучении получаются заметно более активные спиртовые экстракты из плодов ореха Причем по мере хранения их активность заметно повышается

3.2.3.Экстракты из плодов лимона.

Спиртовые экстракты лимона, получали традиционным способом без облучения и действием микроволнового излучения с заданными параметрами

При этом для интенсификации процесса экстракции использовали УВЧ-излучение диапазона 1667 МГц интенсивностью 30 мВт/см3 и длительностью 10 и 20 минут. Такие длительности были подобраны опытным путем, как обладающие выраженным стимулирующим эффектом в экспериментах с лимоном В обоих вариантах исследовали активирующее действие полученных экстрактов на бродильную энергию дрожжей Результаты опытов представлены в таблице 8 и на рисунках 8 и 9

Таблица 8

Средние значения энергии брожения при действии микроволн длительностью 20 минут при интенсивности 30 мВт/см3

I Варианты Длительность брожения, часы

1 2 3 4 24

Ко 2,85 5,7 7,9 10,8 17,35

К, 3,0 6,2 8,35 13,3 18,3

1 о 18,5 24,5 33,4 41,2 50.8

время брожения, часы

Рис.8. Изменение энергии брожения дрожжей при действии микроволн интенсивностью 30 мВт/см3 в течение 20 минут в вариантах Ко (1), К) (2) и О (3)

0 12 3 4

время брожения, часы

Рис.9. Скорость образования С02 (г)) при действии микроволн интенсивностью 30 мВт/см3 в течение 20 минут в вариантах Ко (1), К1 (2), О (3)

Как видно из этих данных в начальный период брожения дрожжи при добавлении в питательную среду свежего экстракта лимона, полученного без облучения, проявляют повышенную активность, что продолжает наблюдаться в течение первых 4-х часов брожения Затем, на следующие сутки, при завершении процесса брожения разница в вариантах Ко и К) по количеству образующегося С02 становится заметно меньше

При действии микроволнового излучения получаемый свежий экстракт проявляет намного большую биологическую активность, чем необлу-ченный В варианте с добавлением экстракта лимона, полученного действием микроволн, сразу после начала процесса брожения, энергия брожения намного больше, чем в вариантах Ко и Кь Причем такой эффект активной стимуляции действием УВЧ-излучения сохраняется вплоть до завершения процесса брожения, определяемого на следующие сутки

Таким образом, данные этих опытов показывают, что свежеприготовленный спиртовой экстракт лимона оказывает заметное стимулирующее действие на жизнедеятельность и бродильную энергию дрожжевых клеток, которое при использовании микроволнового излучения существенно усиливается

В следующей серии опытов исследовали способность экстрактов лимона сохранять свою активность при выдерживании в течение года после его получения При этом использовали как микроволны интенсивностью 30 мВт/см^ (таблицы 9 и 10), так и низкоинтенсивное микроволновое облучение при плотности потока мощности 0,5 мВт/см2 (таблицы 11 и 12, рисунки 10 и 11)

Таблица 9

Средние значения энергии брожения при действии микроволн длительностью 10 минут при интенсивности 30 мВт/см3

Варианты Длительность брожения, часы

1 2 3 4 24

Ко 6,9 11.1 13,75 15,6 15,25

к, 8,3 12,7 15,75 18,0 17,5 !

О 9,25 13,45 16,3 18,3 17,8

Таблица 10

Средние значения энергии брожения при действии микроволн длительностью 20 минут при интенсивности 30 мВт/см3

Варианты Длительность брожения, часы

1 2 3 4 24

К0 7,8 12,05 15,0 17,15 16,9

К, 8,35 12,65 15,5 17,65 17,9

1 о 10,9 15,0 17,9 20,0 20,05

Как видно из этих таблиц выдержанные образцы экстрактов, облученных при их получении действием микроволн интенсивностью 30 мВт/см3 сохраняют заметно большую активность, чем необлученные При-

чем, с увеличением дозы УВЧ-излучения эффект сохранения биологической активности экстрактов становится выше

Использование низкоинтенсивного облучения определяется тем, что для производственных целей требуется облучение больших объемов взвеси дрожжевых клеток, когда удельная поглощенная доза облучения берется обычно небольшой Это представляет значительный практический интерес для дрожжевого, хлебопекарного и спиртового производств, в связи с чем нами и была поставлена специальная серия опытов по определению стимулирующего действия малых доз Микроволновое облучение проводили не в коаксиальной ячейке, а с помощью измерительной рупорной антенны на той же частоте 1667 МГц при плотности потока мощности 0,5 мВт/см2 в течение 20 минут

Таблица 11

Средние значения энергии брожения при действии микроволн длительностью 20 минут при интенсивности 0,5 мВт/см2

I Варианты Длительность брожения, часы

1 2 3 4 24

Ко 6,8 12,35 15,9 18,85 18,5

К, 7,5 12,5 16,0 18,9 19,6

I о 8,45 13,7 17,3 20,2 20,35

Таблица 12

Влияние выдержанного экстракта из плодов лимона на энергию брожения дрожжей при действии микроволн интенсивностью 0,5 мВт/см2 и длительности 20 минут

Длительность, часы Варианты Выход СО 2, МЛ X

Ко 12,5 12,2 10,7 12,3 11,5 11,8 0,74 0,33

2 К, 12,4 12,2 12,6 12,2 11,6 12,2 0,37 0,17

О 13,0 15,0 13,5 13,2 13,1 13,6 0,83 0,37

Ко 17,4 18,5 16,3 18,4 16,9 17,5 0,95 0,42

4 к, 19,0 18,7 18,2 19,1 18.1 18,6 0,45 0,2

О 21,8 20,5 19,5 19,2 19,1 20,0 1,14 0,51

Ко 18,7 18,3 18,3 17,3 16,6 17,8 0,87 0,39

24 К, 20,1 19,5 20,1 19,4 19,0 19,6 0,48 0,21

О 22,0 21,5 19,9 20,0 19,6 20,6 1,07 0,48

Полученные данные показывают, что при действии малых доз также можно достичь некоторой активации экстрактов. Причем выдержанные образцы как облученных, так и необлученных экстрактов лимона способны сохранять определенную биологическую активность Однако у облученных экстрактов стимулирующее действие экстракта выражено более отчетливо продуктивность дрожжей, в питательную среду которых добавлен экстракт лимона, полученный действием микроволн, становится выше на 11%.

Рис.10. Образование СОг в течение 2-х часового (а) и 4-х часового (б) брожения в вариантах К0(1), К( (2), О (3) при действии микроволн интенсивностью 0,5 мВт/см" в течение 20 минут

Рис.11. Образование СОг в течение 24-х часового брожения в вариантах Ко (1), К! (2), О (3) при действии микроволн интенсивностью 0,5 мВт/см2 в течение 20 минут

Из этих данных можно сделать существенный вывод о том, что заметное активирующее действие микроволн на спиртовые экстракты лимона можно получить не только при использовании сравнительно больших доз облучения, но и путем облучения достаточно больших объемов экстрактов низкоинтенсивными микроволнами на частоте 1667 МГц

3.2.4. Экстракты из плодов граната.

В опытах с плодами граната исследовали микробиологическую активность сока, полученного отжимом этих плодов традиционным способом и при действии микроволн.

Варианты опытов обозначены следующим образом.

К - добавление экстракта, полученного без микроволнового облучения;

О] - добавление экстракта, полученного действием микроволн в течение 5 минут,

02 — добавление экстракта, полученного действием микроволн в течение 10 минут

В результате проведенных опытов выявлено, что свежеприготовленный экстракт плодов граната, полученный без УВЧ-облучения, обладает заметно выраженной биостимулирующей способностью При действии микроволн диапазона 1667 МГц интенсивностью 50 мВт/см3 в течение 5 и 10 минут в первые часы после начала брожения во всех трех вариантах (облученные и необлученный) энергия брожения почти одинакова Однако к завершению этого процесса на следующие сутки образование С02 в вариантах К и 01 почти одинаковое, а в варианте 02 оно заметно больше (таблица 13, рисунок 12) Это значит, что стимулирующее действие микроволн на экстракт из плодов граната проявляется при достаточно большой дозе облучения, что подтверждает аналогичный вывод по предыдущим сериям

Таблица 13

Средние значения энергии брожения при действии микроволн диапазона 1667МГц длительностью 5 и 10 минут

Варианты Длительность брожения, часы

1 2 3 4 24

Ко 4,25 12,4 19.6 24,7 41,3

О, 4,55 13,8 19,9 24,6 38,9

о2 4,3 13,1 20,2 25,1 45,6

Рис.12. Образование С02 в течение 24-х часового брожения в вариантах К0 (1), О1 (2), 02 (3) при действии микроволн диапазона 1667 МГц длительностью 5 и 10 минут

Наличие благоприятного эффекта действия УВЧ-излучения на экстракт плодов граната было выявлено и на частоте 1420 МГц, близкой к линии атомов водорода на волне ~21 см (таблица 14) Как видно из таблицы общая картина биостимулирующего действия экстракта примерно такая же,

что и в предыдущих группах опытов. Однако стимулирующее действие микроволн на этой частоте выражено слабее

Таблица 14

Средние значения энергии брожения при действии микроволн диапазона 1420 МГц длительностью 5 и 10 минут

Варианты Длительность брожения, часы

1 2 3 4 24

Ко 4,0 11,05 16,3 20,5 26,3

О, 6,55 14,4 20,8 26,4 32,5

о2 7,0 14,7 21,3 27,0 37,0 1

Из полученных данных можно сделать общий вывод о том, что на волнах -18 см при частоте 1667 МГц и ~21 см при частоте 1420 МГц, облучение микроволнами в соответствующих дозах повышает уровень стимулирующего действия свежеприготовленного сока граната на бродильную энергию хлебных дрожжей, что указывает на схожие механизмы действия микроволн на этих частотах

ВЫВОДЫ

1 Действием мембрано-активных излучений микроволнового диапазона от технических источников частотой 1667 МГц на волне ~18 см при определенных параметрах действующего поля получены экологически чистые целебные компоненты растений, обладающие повышенной биологической активностью и способные укреплять устойчивость и жизнеспособность дрожжевых микроорганизмов ЗассИаготусеБ сегеушае

2. Свежеприготовленные экстракты из листьев ореха, полученные действием УВЧ-излучения, обладают существенным стимулирующим действием на дрожжевые клетки При длительном хранении стимулирующее действие экстрактов из листьев ореха сохраняется, но выражено слабее Вместе с тем, у выдержанных экстрактов, полученных действием микроволн, активирующее действие более сильное, т е наблюдается явно выраженное стабилизирующее действие УВЧ излучения на биологическую активность экстрактов из листьев ореха при их длительном хранении

3. В опытах с экстрактами из плодов ореха микроволновое облучение интенсивностью 50 мВт/см3 при длительности 10 минут вызывает повышение активности экстракта примерно на 20% Отмечается некоторая тенденция к повышению активирующего действия интенсивных микроволн на экстракты плодов ореха с увеличением дозы облучения

4. Свежеприготовленный спиртовой экстракт лимона оказывает заметное стимулирующее действие на жизнедеятельность и бродильную энергию дрожжевых клеток Микроволновое излучение вызывает дополнительное увеличение активирующего действия этого экстракта.

5 Экстракты, полученные микроволновым облучением при их длительном хранении сохраняют высокую активность Причем, с увеличением дозы УВЧ излучения тепловой интенсивности эффект сохранения биологической активности экстрактов намного выше Так, при облучении микроволнами интенсивностью 30 мВт/см3 в течение 10 минут активирующий эффект УВЧ-излучения выдержанного экстракта лимона составляет только 2%, а при увеличении дозы облучения примерно в 3,5 раза эффект активации возрастает до 12%. Весьма существенно, что активные спиртовые экстракты лимона можно получить и при действии малых доз облучения

6 Микроволны тепловой интенсивности существенно усиливают биологическую активность сока из плодов граната, а сам экстракт получается более чистым и устойчивым по сравнению с необлученными образцами.

7 На частоте 1667 МГц на волне -18 см и на частоте 1420 МГц на волне ~21 см активация свежеприготовленного экстракта граната имеет схожую картину, что указывает на близость механизмов действия микроволн этих двух диапазонов

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1 Аминова Э М, Исмаилов Э Ш, Шихалиев С С , Румынская О Ю , Аливердиева А А. К вопросу влияния микроволн на клетки Сб тез докл XXII научно-техн конф преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ - Махачкала - 1999 - С 13-14

2 Исмаилов Э Ш., Аминова Э.М, Аливердиева А А , Румынская О Ю , Магомедова ДА Использование микроволн для экстракции целебных компонентов из растительного сырья. Сб «Химия - медицине» Матер региональной научно-практ конф. - Махачкала ИПЦ ДГУ. -2000 - С. 33

3 Исмаилов Э Ш., Аминова Э М., Буганов X А, Аливердиева А А. и др Стимулирующее действие микроволн на биологические системы. Сб. тезисов докладов XXIII научно-техн конф преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ -Махачкала -2001 -С 4-5.

4. Исмаилов Э.Ш, Аминова Э М, Шихалиев С С, Хачиров Д Г, Румынская О.Ю , Аливердиева А А, Тинамагомедова О М Биостиму-лирующее действие микроволн на клетки. Сб «Химия в технологии и медицине». Матер Всеросс. научно-практ конф - Махачкала. -2001.-С 47-50.

5. Исмаилов Э.Ш, Аливердиева А.А, Аминова Э.М. Экстракция целебных компонентов растений действием микроволн. Сб «IV съезда по радиационным исследованиям» - М.: Изд. Росс, унив Дружбы народов. ТIII. - 2001. - С 273-275

6 Аливердиева А А Влияние микроволн на экстракцию целебных компонентов культурных растений Сб «Совершенствование технологических процессов в пищевой и легкой индустрии» - Махачкала. ДГТУ -2002 - С 84-88

7 Исмаилов Э Ш, Аминова Э М , Абдулатипова Д М , Аливердиева A.A., Румынская О Ю, Юнусова Н С Интенсификация процесса производства вин действием микроволн Сб «Совершенствование технологических процессов в пищевой и легкой индустрии» — Махачкала ДГТУ -2002 - С 25-28

8 Аливердиева А А., Исмаилов Э Ш, Наврузова Ш.М Экологическая активность микроволн и их действие на микроорганизмы. Сб IV Международной конф «Биологическое разнообразие Кавказа» - Махачкала -2002 -С. 61-62.

9 Исмаилов Э.Ш., Захаров С.Д., Юнусова Н.С, Османов Э.С, Даудова Т.Н, Рамазанова JI А , Аливердиева А А. Интенсификация процесса экстракции растительных компонентов лазерным излучением. Биохимия-медицине Материалы международной науч конф - Махачкала -2002 - С 220-221

Ю.Исмаилов Э ULI, Буганов Х.А., Аливердиева A.A. и др Медико-биологическое и экологическое действие радиоизлучения. Сб «Химия в технологии и медицине» Матер. Всеросс. научно-практ конф - Махачкала - 2002. - С 108-110

11.Исмаилов ЭШ, Исмаилова ГЭ, Буганов Х.А., Аливердиева А А, Сулейманова 3 Г. Получение целебных компонентов растений биофизическим действием микроволнового излучения. «Биотехнические и медицинские аппараты и системы» Тез.докл. Всеросс научно-техн конф - Махачкала -2003 -С 54-55

12 Аливердиева А А Экологические эффекты электромагнитных полей Сб тез докл XXV научно-техн конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ - Махачкала - 2004 - С. 79-80

13.Алибекова А, Сулейманова 3 Г, Гаджимурадова Р.М, Аливердиева А А. Действие микроволн на содержание витамина С в экстрактах ореха Сб тез докл. XXV научно-техн конф. преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ДГТУ ~ Махачкала - 2004. - С 90

14 Аливердиева А А Получение экологически чистых экстрактов ореха под действием микроволн Сб докладов Региональной научно-практ конф «Совершенствование технологических процессов в пищевой и легкой индустрии». - Махачкала РИО ДГТУ - 2005 - С 90-92

15 Аливердиева А А, Наврузова Ш М, Исмаилов Э Ш Получение целебных компонентов растений действием микроволн и лазерного из-

лучения Тездокл 57-й научной конференции молодых ученых и студентов - Махачкала. ИПЦ ДГМА - 2005 - С 139

16 Исмаилов Э Ш., Вагабов М.-3 В , Аливердиева А А Определение биологической активности пищевых растительных компонентов. Сб. докладов Межд.конф «Аналитические методы измерений и приборы в пищевой промышленности». - М - 2005 - С 246-249

17 Исмаилов Э Ш , Шихалиев С.С , Исмаилова Г.Э , Буганов X А , Аливердиева А А., Сулейманова 3 Г. Механизмы взаимодействия микроволн с живыми клетками «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе» Сбнаучнтрудов -Ставрополь -2005 -С 235-237

18 Аливердиева А А, Исмаилов Э Ш, Наврузова Ш М. Получение биологически активных экстрактов ореха действием микроволн. Хранение и переработка сельхозсырья №2 - 2007 -С. 31-32

Сдано в набор: 01.06.07г. Подписано в печать: 04.06.07г. Формат 60x84Vi6 Бум.офсетная №1. Гарнитура «Times» Тираж 100 экз.