Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние агрофона на углеводно-амилазный комплекс пивоваренного ячменя
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия
Автореферат диссертации по теме "Влияние агрофона на углеводно-амилазный комплекс пивоваренного ячменя"
1
•У
9
На правах рукописи
Бобков Александр Анатольевич
ВЛИЯНИЕ АГРОФОНА НА УГЛЕВОДНО-АМИЛАЗНЫИ КОМПЛЕКС ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ
Специальность 03.00.04 - Биохимия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
оси А ' ^—
Москва - 2008
003172462
Работа выполнена на кафедре «Биохимия и зерноведение» ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств»
Научный руководитель кандидат биологических наук, доцент
Витол Ирина Сергеевна
Официальные оппоненты- доктор биологических наук, профессор
Новиков Николай Николаевич, РГАУ - МСХА им К А Тимирязева
доктор биологических наук, профессор Голенков Виктор Федорович, РГТЭУ
Ведущая организация Федеральное Государственное учреждение
«Всероссийский центр по оценке качества сортов сельскохозяйственных культур»
Защита состоится «¿У» 2008 г. в ^ часов, ауд , корпус
на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212 148 07 при ГОУ ВПО «Московский Государственный Университет Пищевых Производств», 125080, Москва, Волоколамское шоссе, 11
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП
Автореферат разослан 2008г
Ученый секретарь Совета д т н , ст н с
I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1.1. Актуальность темы. Одна из сложных и важных задач современного растениеводства - обеспечение устойчивого наращивания производства высококачественного продовольственного зерна, которое является сырьем для многих отраслей промышленности и занимает большое место в пищевом балансе страны Это в полной мере относится к отечественному высококачественному пивоваренному ячменю и ячменному солоду Известно, что на биохимические особенности зерна, определяющие технологические показатели качества сырья, наряду с сортовыми особенностями в первую очередь влияют степень окультуренности почвы и уровень минерального питания выращиваемых культур Направленное использование этих факторов приводит к увеличению урожайности зерновых культур и улучшению технологических показателей зерна В настоящее время также остро стоит вопрос снижения общей пестицидной нагрузки, как на сами растения, так и на биоцинозы в целом для получения экологически чистой продукции с качественными показателями, которые отвечают требованиям перерабатывающей промышленности Эффективным способом решения этих задач является применение препаратов регуляторного действия нового поколения
Одним из эффективных и перспективных путей повышения урожайности и улучшения качества зерновых культур является повышение степени окультуренности почвы, применение различных доз вносимых удобрений и использование препаратов фиторегуляторов
Несмотря на большое количество работ, посвященных изучению углеводов зерна и, в особенности, основному запасному полисахариду - крахмалу, его превращениям при созревании и прорастании зерна под действием амилолитических ферментов, а также изменениям, происходящим в целом ряде технологических процессов пищевой промышленности, проблема улучшения технологических и биохимических показателей качества зерна, возможность направленного формирования биохимических показателей качества и технологических достоинств зерна остается актуальной и вызывает интерес, как со стороны исследователей, так и со стороны практиков
Повышение урожайности, улучшение качества зерна в, так называемых, зонах рискованного земледелия, к которым относится Нечерноземье, представляет
важную практическую задачу, поскольку в зоне рискованного земледелия находится значительная часть посевных площадей, отведенных под зерновые культуры Эта задача может быть решена лишь на основе всестороннего изучения влияния степени окультуренности почвы, доз вносимых удобрений, действия фиторегуляторов на основные показатели качества зерна и на происходящие в зерне биохимические изменения
Изучение комплексного влияния агрофона и обработки препаратами регуляторных веществ, которые могут осуществлять качественные сдвиги внутренних биохимических процессов, на технологические показатели качества пивоваренного ячменя весьма актуально и имеет большое значение для получения качественного зерна, отвечающего требованиям перерабатывающей промышленности.
1.2. Цель и задачи исследования. Целью работы являлось изучение комплексного влияния агрофона (степени окультуренности почвы, доз вносимых удобрений) и регуляторов метаболизма на углеводно-амилазный комплекс и технологические показатели качества пивоваренного ячменя сорта «Михайловский», выращенного в условиях Нечерноземья
В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи.
- изучение физических, химических и физиологических показателей качества пивоваренного ячменя сорта «Михайловский», выращенного на разном агрофоне,
- характеристика биохимических и технологических показателей качества лабораторного солода и сусла, полученного из зерна ячменя, выращенного на разных агрофонах с применением регуляторов метаболизма,
- разработка схемы выделения, разделения и очистки а- и р— амилаз ячменного солода,
- изучение влияния препаратов регуляторных веществ на процесс солодоращения,
- изучение влияния препаратов регуляторных веществ на активность амилаз ячменного солода
1.3. Научная новизна. Выявлено комплексное влияние агрофона на технологические показатели качества (в том числе на углеводно-амилазный комплекс) пивоваренного ячменя сорта «Михайловский», выращенного в Московской области, урожая 2004 и 2005 гг.
Установлены концентрации препаратов фиторегуляторов («Циркон» и «Новосил», стимулирующие ростовые процессы замоченного ячменя Показана возможность их применения для интенсификации процесса солодоращения Применение препаратов регуляторных веществ («Циркон» и «Новосил») позволяет улучшить качество солода Лабораторный солод, полученный из зерна ячменя обработанного препаратами регуляторных веществ по экстрактивности, времени осахаривания, степени «растворения эндосперма», активности амилолитических ферментов превосходит необработанные образцы
Разработана схема выделения и разделения аир- амилаз ячменного солода с применением метода гель-хроматографии Получен препарат а-амилаз со степенью очистки 40 раз и препарат ß- амилазы со степенью очистки 80 раз
1.4. Практическая значимость работы. Результаты исследований позволяют более полно охарактеризовать возможности пивоваренного ячменя сорта «Михайловский» и существенно расширяют представления о влиянии агрофона и регуляторов метаболизма на технологические и биохимические показатели качества зерна ячменя, выращенного в условиях Нечерноземья, что может быть использовано в селекционной работе, а также в исследованиях, связанных с разработкой новых технологических приемов в процессе приготовления ячменного солода
Изучение основных показателей качества зерна ячменя сорта «Михайловский», полученного из него лабораторного солода и конгрессного сусла показало, что применение комплекса средств химизации и препаратов регуляторных веществ позволяет направленно влиять на качество зерна ячменя и в условиях Нечерноземья получать ячмень в целом отвечающий требованиям солодовенной и пивоваренной промышленности
1.5. Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на III Юбилейной международной выставке-конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2005), V Ежегодной международной молодежной конференции ИБХФ РАН - ВУЗы «Биохимическая физика» (Москва, 2005), V Международной конференции-выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2007), Всероссийской научно-практической конференции
«Инновационные технологии обеспечения безопасности питания и окружающей среды» (Оренбург, 2007)
1.6. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных
работ
1.7. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов и библиографии Работа изложена на 147 страницах текста, содержит 29 таблиц и 16 рисунков Список литературы включает 206 источников
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
В обзоре литературы обобщены литературные данные, касающиеся углеводно-амилазного комплекса пивоваренного ячменя, биохимических и технологических показателей его качества. Проанализировано влияние условий выращивания и питания растений на углеводно-амилазный комплекс и качество зерна ячменя Рассмотрены вопросы, связанные с ролью регуляторов метаболизма и их влиянием на продуктивность и качество зерна
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Материалы и методы исследования
Работа выполнена на кафедре «Биохимия и зерноведение» МГУПП, совместно с кафедрой «Агрономическая и биологическая химия» РГАУ - МСХА им. К А Тимирязева и на базе фундаментальных исследований в стационарном балансовом опыте с севооборотами и удобрениями лаборатории программирования урожаев полевых культур в учебно-опытном хозяйстве «Михайловское» Подольского района Московской области.
При проведении исследований были использованы образцы зерна пивоваренного ячменя сорта «Михайловский» урожаев 2004 и 2005 годов, выращенные на разных агрофонах Исследуемые образцы зерна ячменя возделывапись на дерново-подзолистых почвах в семипольном севообороте
Почвы различались по агрохимической характеристике, степени окультуренности и количеству вносимых удобрений
На слабоокультуренной почве выращивание осуществилось без применения удобрений, известкования и гербицидов, на средне и хорошо окультуренной почвах - без применения удобрений и на фоне расчетных доз удобрений, спланированных на усвоение 2 и 3% фотосинтетической активности солнечной радиации (ФАР), приходящейся на весь вегетационный период и обычной, рекомендуемой дозе удобрений В таблице 1 представлены обозначения вариантов опыта
Таблица 1
Классификация вариантов
№ Вариант
1 Слабо окультуренная почва, без применения удобрений (абсолютный контроль - АК)
2 Средне окультуренная почва, без применения удобрений
3 Средне окультуренная почва, удобрения внесены из расчета усвоения 2% ФАР
4 Средне окультуренная почва, удобрения внесены из расчета усвоения 3% ФАР
5 Средне окультуренная почва, удобрения внесены на рекомендуемую дозу
6 Хорошо окультуренная почва, без применения удобрений
7 Хорошо окультуренная почва, удобрения внесены из расчета усвоения 3% ФАР
8 Хорошо окультуренная почва, удобрения внесены на рекомендуемую дозу
В процессе проращивания ячменя с цель получения лабораторного солода проводилась обработка образцов зерна ячменя препаратами регуляторных веществ В работе использовали препарат «Циркон», действующее вещество которого -смесь гидроксикоричных кислот, получаемых из растительного сырья - эхинацеи пурпурной и препарат «Новосил» - действующее вещество сумма тритерпеновых кислот, выделен из пихты сибирской Препараты добавлялись в последнюю замочную воду, в концентрации 0,05 мг/мл, время контакта препаратов с зерном составляло 4 часа
В исследуемых образцах ячменя физические, химические, физиологические показатели качества определяли в соответствии с действующими ГОСТами
С целью получения солода, в лабораторных условиях проводили проращивание зерна ячменя при температуре 12-14°С с предварительным замачиванием с длительными воздушными паузами (4 ч- вода, 8ч- воздух) до влажности 42 - 45% Продолжительность проращивания составила 5 суток Сушку зерна осуществляли по следующей схеме первую влагу удаляли теплым воздухом (около 50°С), подвяливание солода проводили при комнатной температуре 36 часов На следующем этапе солод подвергали сушке в воздушном термостате с постепенным поднятием температуры в течение 10 часов до 80°С и выдерживали при этой температуре в течение 3-х часов
Лабораторное сусло получали стандартным методом (Мальцев, 1976) Оценку качества лабораторного солода и сусла проводили общепринятыми в пивоваренной промышленности методами (Ермолаева, 2004) Содержание водорастворимого белка определяли по методу Лоури (Ьошгу е1 а1, 1951) Определение амилозы по методу М П Попова и Е Ф Шаненко (Ковальская и др , 1991) Определение декстринирующей активности амилаз проводили фотоколориметрическим методом (Полыгалина и др, 2003) Активность р-амилазы -фотоколориметрияеским методом с динитросалициловой кислотой (Клгэор В Н, 1953) Фракционирование препаратов амилаз и определение их молекулярной массы осуществляли с использованием гель-хроматографии на колонке с Т8К-§е1 Тоуорег1 Н\¥-55Р и сефадексом Б - 75
3.2. Влияние агрофона на урожайность и показатели качества пивоваренного ячменя сорта «Михайловский»
Анализ данных по урожайности исследуемого сорта ячменя и качественных характеристик образцов ячменя, выращенных на разном агрофоне, показал, что улучшение уровня агрофона повышает урожайность и способствует улучшению основных качественных показателей зерна ячменя (натурная масса, массы 1000 зерен, крупности и др) (табл 2) Максимальное значение урожайности наблюдалось на среднеокультуренной почве с дозой удобрений спланированной на усвоение 3% ФАР (37,60 ц/га - среднее значение за 2 года наблюдений)
Таблица 2
Характеристика зерна ячменя сорта «Михайловский»
№ Степень окультуренн ости почвы Урожайность, ц/га Натурная масса, г/л Масса 1000 зерен,г Kpjn- ность, % Стекпо- видность, % Плеи- чатость, %
2004 г. 2005 г.
1 Слабо окультуренная почва, без удобрений (АК*) 14,6 625 42,2 89,2 60 7,8
11,5 642 39,3 89,4 69 8,0
2 Средне окультуренная почва, без удобрений 35,5 632 42,5 90,0 59 8,4
23,3 652 39,4 90,4 70 8,3
3 Средне окультуренная почва, 2 % ФАР 44,3 655 43,3 90,4 65 8,6
27,4 660 42,7 91,2 70 8,6
4 Средне окультуренная почва, 3 % ФАР 41,4 664 41,0 91,2 65 8,5
33,8 675 45,6 91,6 72 8,1
5 Средне окультуренная, рекомендованная доза удобрений 40,3 665 46,1 90,4 65 8,9
32,7 668 43,6 92,2 75 8,6
6 Хорошо окультуренная почва, без удобрений 33,7 638 48,7 90,2 65 9,0
25,1 652 45,2 91,4 77 8,8
7 Хорошо окультуренная почва, 3 % ФАР 41,33 677 44,9 91,0 62 9,1
28,6 678 45,6 92,2 80 8,9
8 Хорошо окультуренная, рекомендованная доза удобрений 37,1 652 45,6 91,4 62 8,6
36,6 652 46,2 91,8 84 8,6
* АК - абсолютный контроль
Данные представленные в таблице 3 характеризуют химические и физиологические показатели качества зерна ячменя в зависимости от степени окультуренности почвы и доз вносимых удобрений
Таблица 3
Характеристика зерна ячменя сорта «Михайловский»
№ Степень окультуренности почвы Зольность, % Экстрак- тивность, % Содержание крахмала, % Содержание белка, % Эиергия прорастания, %
2004 г. 2005 г.
1 Слабо окультуренная почва, без удобрений (АК*) 1,67 72 60,10 8,55 82,6
1,65 75 58,46 8,25 95,6
2 Средне окультуренная почва, без удобрений 1,78 76 62,30 8,72 89,2
1,86 76 64,58 8,65 98,2
3 Средне окультуренная почва, 2 % ФАР 2,81 76 64,25 11,95 80,2
1,64 76 66,08 12,44 98,2
4 Средне окультуренная почва, 3 % ФАР 2,71 83 69,52 12,30 84,2
2,68 82 67,54 12,20 98,6
5 Средне окультуренная, рекомендованная доза удобрений 2,70 82 64,60 12,05 81,3
2,82 80 67,00 12,20 98,6
6 Хорошо окультуренная почва, без удобрений 2,62 81 63,15 10,62 89,1
2,70 80 67,15 11,06 98,4
7 Хорошо окультуренная почва, 3 % ФАР 2,92 82 66,72 11,90 89,1
2,86 82 68,48 12,14 98,8
8 Хорошо окультуренная, рекомендованная доза удобрений 2,75 80 63,85 11,72 89,2
2,84 82 68,08 11,68 98,8
С улучшением агрофона увеличивается содержание крахмала, причем наивысшее значение этого показателя было отмечено для вариантов 4 и 7 - средне и хорошо окультуренная почвы с применением удобрений рассчитанных на усвоение 3% ФАР (средние значения за 2 года - 68,53 и 67,60 % соответственно) Содержание белка в зерне ячменя, выращенного на слабо и средне окультуренной почве ниже требуемой нормы, тогда как при улучшении плодородия почвы и доз
вносимых удобрений содержание белка в исследуемых образцах зерна увеличивается, но в целом остается в требуемых пределах Экстрактивность достигает необходимых для пивоваренного ячменя значений 80 - 85% на средне и хорошо окультуренных почвах с применением удобрений, рассчитанных на усвоение 3% ФАР и рекомендованных дозах Для зерна ячменя, которое предполагается использовать для производства солода, основными технологическими показателями являются энергия прорастания (процентное содержание проросших зерен в течение 3 суток) Полученные данные позволяют отнести зерно урожая 2005 i к I классу, а зерно урожая 2004 г, выращенное при неблагоприятных погодных условиях, ко II классу
3.3. Влияние ягрофона на углеводный комплекс зерна ячменя
Содержание крахмала, соотношение между его составными частями -амилозой и амилопектином зависит как от сортовых особенностей, так и от условий выращивания В таблице 4 представлены данные по влиянию степени окультуренности почвы и доз вносимых удобрений на соотношение амилозы и амилопектина, а также на содержание восстанавливающих Сахаров
Таблица 4
Влияние агрофона на углеводный комплекс зерна ячменя сорта «Михайловский»
Вариаит Крахмал, Амилоза, Амилопектнн, Восстанавливающие
% % % сахара, %
1 58,46 14,0 86,0 1,75
2 64,58 16,9 83,1 1,78
3 66,08 17,6 82,4 1,78
4 67,54 19,2 80,8 1,82
5 67,00 20,8 79,2 1,86
6 67,15 17,4 82,6 2,03
7 68,48 20,4 79,6 2,10
8 68,08 21,6 78,4 2,15
Полученные данные показывают, что содержание амилозы изменяется от 14,0 % в зерне ячменя, выращенного на слабо окультуренной почве, до 21,6 % для ячменя, выращенного на хорошо окультуренной почве, с внесением удобрений на рекомендованную дозу Повышение степени окультуренности почвы, также как и увеличение доз вносимых удобрений увеличивает долю амилозы в крахмале
3.4. Влияние фиторегуляторов на процесс солодоращения
В производстве солода для пивоваренной промышленности одной из важных задач является регулирование процесса прорастания. В настоящее время в качестве регуляторов роста используют гиббереллины и различные химические реагенты, взаимодействующие с ферментами или создающие благоприятные условия для их действия. В нативном зерне регуляция ростовых процессов осуществляется несколькими группами соединений различной химической природы, действующих взаимосвязано в метаболистических цепях. В этих процессах наиболее изучена роль фитогормонов. Роль других соединений, в том числе фенольной и терпеновой природы изучена явно недостаточно.
Изучение влияния препаратов фиторегуляторов «Циркон» и «Новосил» на процессы, протекающие при солодоращении, проводили на образце зерна ячменя сорта «Михайловский», выращенного на хорошо окультуренной почве с применением рекомендованных доз удобрений, урожая 2005 года.
Установлено, что влияние препаратов регуляторного действия «Циркон» и «Новосил», при внесении их в замочную воду зависит от концентрации (рис.1 и 2). Так, «Циркон», в малых концентрациях от 0,005 до 0,01мг/мд снижает долю проросших зерен; в более высоких концентрациях (средних) от 0,02 до 0,05 мг/мл оказывает стимулирующее действие; а в концентрации 2,5 мг/мл полностью ингибирует ростовые процессы.
140 120 • 100 ао 60 40 20 о
Концентрация препарата "Циркон", мг/мл
%
liiili
f
в Ii у/'-: л Г
ш
— ш
_ЕЯ_
0 0,005 0,01 0,02 0,05 0,1 1,5 2,5
Рис. 1. Влияние концентраций препарата «Циркон» на способность зерна к прорастанию.
Препарат «Новосил», оказывает стимулирующее действие в концентрациях 0,005 - 0,05 мг/мл, тогда как концентрация 0,1 мг/мл и выше не только снимает стимулирующий эффект низких концентраций, но и значительно снижает количество проросших зерен.
140 % --
1
во • W
Л'
40 20 -
■ * -
п
0 0,005 0,01 0,02 0,05 0,1 1,5 2,5 Концентрация препарата "Новосил", мг/мл
Рис 2 Влияние концентраций препарата «Новосил» на способность зерна к прорастанию
На втором этапе изучали влияние препаратов регуляторного действия на морфологические изменения зерна ячменя при получении лабораторного солода Проращивание зерна ячменя проводили как описано в разделе 3 1 Визуально отмечали морфологические изменения при проращивании зерна ячменя исследуемых образцов Было установлено, что зерно ячменя, выращенное без применения регуляторов метаболизма, прорастает значительно менее интенсивно, чем зерно ячменя, обработанное препаратами «Циркон» и «Новосил» Наиболее сильное влияние регуляторных веществ на процесс прорастания зерна отмечено для зерна ячменя, выращенного на хорошо окультуренной почве
3.5. Влияние агрофона и регуляторов метаболизма на амилолитическую активность зерна ячменя
Высокая активность амилолитических ферментов ячменя - один из основных показателей качества пивоваренного ячменя Для выявления влияния степени окультуренности почвы и доз вносимых удобрений на амилолитическую
активность зерна ячменя было исследовано 16 образцов зерна ячменя урожая 2004 -2005 г. (табл. 5,6).
Таблица 5
Характеристика зерна ячменя по активности амилаз, урожай 2004 г
Вариант Белок, мг/мл Активность амилаз
AAjm С* УА**
Слабо окультуренная почва - АК
1 0,110 0,327 0,85 7,72
Средне окультуренная почва
2 0,120 0,460 0,80 6,68
3 0,150 0,210 0,93 6,20
4 0,164 0,450 0,82 5,00
5 0,160 0,327 0,85 5,31
Хорошо окультуренная почва
6 0,190 0,851 0,55 2,88
7 0,210 0,350 0,88 4,20
8 0,200 0,605 0,72 3,60
* С - количество прогидролизованного крахмала, мг ** УА — удельная активность, ед/ мг белка
Таблица 6
Характеристика зерна ячменя по активности амилаз, урожай 2005 г
Вариант Белок, мг/мл Активность амилаз
АА590 С* УА**
Слабо окультуренная почва - АК
1 0,100 0,307 0,87 8,70
Средне окультуренная почва
2 0,120 0,327 0,85 7,08
3 0,155 0,350 0,87 5,60
4 0,170 0,260 0,$9 4,10
5 0,145 0,570 0,77 5,29
Хорошо окультуренная почва
6 0,180 0,920 0,44 2,46
7 0,200 0,460 0,80 4,00
8 0,200 0,750 0,64 3,20
* С - количество прогидролизованного крахмала, мг ** У А - удельная активность, ед/ мг белка
В результате проведенных исследований установлено, что зерно ячменя, выращенное на слабо окультуренной почве без применения удобрений,
характеризуется максимальной активностью амилаз. С повышением степени окультуренности почвы удельная активность амилаз снижается (вариант 1 - 8,70, вариант 2 - 7,08, вариант 6 - 2,46) Внесение возрастающих доз удобрений также приводит к снижению амилолитической активности в покоящемся зерне Так, удельная активность амилаз непроросшего ячменя, выращенного на средне окультуренной почве без применения удобрений (вариант 2) составила - 7,08, с рекомендуемыми дозами удобрений (вариант 5) - 5,29, а при внесении удобрений, спланированных на усвоение 3% ФАР (вариант 4) - 4,10 Для хорошо окультуренной почвы зависимость амилолитической активности непроросшего ячменя от доз вносимых удобрений изменяется на прямо противоположную без удобрений (вариант 6 - 2,46), рекомендуемые дозы удобрений (вариант 8 - 3,20), дозы удобрений на усвоение 3% ФАР (вариант 7 - 4,00)
Такое неоднозначное влияние доз вносимых удобрений на активность амилаз ячменя, выращенного на почвах с разной степенью окультуренностью, вероятно, связана с разной интенсивностью обменных процессов, и в первую очередь, с интенсивностью азотного обмена и белков
3.6. Влияние агрофона и регуляторов метаболизма на активность
амилаз ячменного солода Исследование влияния фиторегуляторов на активность амилаз подвяленного и готового лабораторного солода, полученного из ячменя, выращенного на разном агрофоне (табл 7), позволяет констатировать, что в солоде после подвяливания удельная активность амилаз возрастает В образцах подвяленного солода, полученного из ячменя выращенного на слабо окультуренной почве активность увеличивается незначительно на 5%, для образцов ячменя, выращенного на хорошо окультуренной почве, этот показатель увеличивается в 2,5 - 3 раза
Действие препаратов «Циркон» и «Новосил», добавленных в последнюю замочную воду при проращивании, неоднозначно. В первом случае (вариант 1 -слабо окультуренная почва) активность амилаз повышается на 17 и 13% соответственно Во втором - (вариант 6 и 8 - хорошо окультуренная почва) активность амилаз несколько снижается, в среднем на 14- 15%
Анализ активности амилаз в лабораторном солоде показал, что уровень активности амилолитических ферментов солода, полученного из ячменя
выращенного на слабо окультуренной, почве практически возвращается к первоначальной активности В солоде из ячменя, выращенного на хорошо окультуренной почве без применения удобрений, снижение составило 43% Однако в образцах, обработанных препаратами «Циркон» и «Новосил» всего 9-15%
Таблица 7
Изменение амилолитического комтекса под действием фиторегуляторов
Вариант Активность амилаз
Непроросшее зерно Солод, после подвяливапия Лабораторный солод, после отсушки при 80°С в течение 3 ч
УА % УА % УА %
Слабо окультуренная почва - АК
1 8,70 100 9,22 105 8,70 100
1 - Циркон 9,00 100 10,59 117 9,20 102
1 - Новосил 9,80 100 11,05 113 9,90 101
Хорошо окультуренная почва
6 2,46 100 6,24 253 5,16 210
6 - Циркон 5,22 100 12,50 239 12,00 230
6 - Новосил 5,64 100 14,12 250 13,25 235
8 3,20 100 9,54 298 6,40 200
8-Циркон 7,84 100 21,11 269 20,38 260
8 - Новосил 9,23 100 25,09 271 24,92 270
В солоде из ячменя, выращенного на хорошо окультуренной почве, с применением рекомендованных доз удобрений, активность амилаз снижается на 19% по сравнению с 98% в контроле Это подтверждает, способность исследуемых препаратов усиливать устойчивость к воздействию внешних факторов, в том числе и высокой температуры, повышая термостабильность ферментов
3.7. Выделение н разделение а- и (5-амилазы ячменного солода
Анализ, представленных в литературе данных, по выделению, разделению и очистке а- и р-амилазы ячменя и ячменного солода, а также предварительно проведенные эксперименты по фракционированию а- и Р-амилазы ячменного солода методом гель-хроматографии свидетельствуют о том, что этим методом не
удается разделить а- и Р-амилазы, полученные осаждением сульфатом аммония при 60% насыщении
Как известно, а- и р-амилазы солода имеют близкую молекулярную массу 45000 - 60000 Да и 54000 Да соответственно, в связи с чем все схемы выделения а- и Р-амилаз ячменя и ячменного солода включают мною стадий и весьма трудоемки И даже использование такого носителя как фрактогель Тоуореаг1 55Б, у которого по сравнению с сефадексами более высокая разрешающая способность, не позволяет разделить эти ферменты из комплексного препарата
В связи с этим для выделения и разделения а- и р-амилазы ячменного солода была разработана схема, представленная на рисунке 3 Были получены препараты а- и р-амилазы солода (без применения и с применением препаратов регуляторного действия) из ячменя, выращенного на хорошо окультуренной почве с рекомендованными дозами удобрений (вариант 8)
Предложенная схема выделения и очистки а-амилазы ячменного солода, позволила получить препарат амилазы со степенью очистки в 40 раз При этом, перерастворение осадка в растворе хлористого кальция перед прогреванием с целью инактивации р-амилазы позволило сохранить активность а-амилазы, тогда как 27,3% балластных белков было удалено
Выделение препарата а-амилазы из солода, полученного с применением препаратов «Циркон» и «Новосил» показало, что хотя первоначальная удельная активность а-амилазы в 3,0 - 3,7 раз выше, чем удельная активность а-амилазы из солода, необработанного препаратами регуляторного действия, однако соотношение по удельной активности на разных этапах очистки в целом сохраняется Стабилизирующее действие ионов кальция проявляется в большей степени на фоне применения препаратов регуляторного действия.
Данные представленные в таблице 9 показывают, что при проведении разделения и очистки р-амилазы ячменного солода, полученного без применения и с применением препаратов «Циркон» и «Новосил», по предложенной схеме, позволяют получить препараты Р-амилазы со степенью очистки 80 раз
При этом соотношение удельной активности р—амилазы на разных этапах очистки, как и в случае с а-амилазой, сохраняется
Данные представлены в таблицах 8 и 9 соответственно
ИЗМЕЛЬЧЕННЫЙ МАТЕРИАЛ
экстракция
водой в соотношении 1 10
ЭКСТРАКТ
ОСАДОК (а-амилаза + р-амилаза)
(3) перерастворение в 0,02% СаС12
РАСТВОР а-АМИЛАЗЫ С ПРИМЕСЬЮ р -АМИЛАЗЫ
Осаждение (ИН4)2Б0< от 0 до 30% насыщения
НАДОСАДОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ
осаждение (ИН4)2504 ▼ от 30 до 60% насыщения ОСАДОК (Р-амилаза + следы а-амилазы) перерастворение в воде с доведением до рН 3,4, а затем до рН 4,5-5,0
(4)
термостатирование при 70 °С 20 мин, центрифугирование, доведение супернатанта дорН 5,6
РАСТВОР а-АМИЛАЗЫ
РАСТВОР Р -АМИЛАЗЫ
гель-хроматография на колонке с сефадексом 0-75
Р -АМИЛАЗА
(5)
гель-хроматограф ия на колонке с сефадексом С-75
а-АМИЛАЗА
Рис 3 Схема выделения и разделения а- и Р-амилазы ячменного солода
Таблица 8
Очистка а-амилазы ячменного солода вариант 8 / вариант 8 - циркон / вариант 8 - новосил
Этап Содержание Активность Удельная Степень
белка, мг/мл а-амилазы* активность ** очистки
1. Экстракция 0.190 йЛ 33,68 1
н2о 0,200 20,40 102,00 1
0,200 25.00 125.00 1
2. Осаждение 0,110 87.27 2.59
(¡ЧН4)2804 от 0 до 30% М
насыщения, 0.120 28.36 236.33 2.32
(осадок - перераство- 0,115 35,40 307,82 2,46
рение в 0,02% СаС12)
3. Прогревание 0,080 Ш 112,50 3,34
при 70 °С 20 мни 0.090 28.30 314.45 3,08
0,090 35,36 392,89 3,14
3 Гель-хроматография 0.020 26.9 1345.00 39.9
(сефадскс в - 75) 0,020 81.70 4085,10 40,05
0,020 102,30 5115,00 40,92
* декстринирующая способность - мг прогидролизованного крахмала в минуту ** - мг прогидролизованного крахмала / мг белка в минуту
Таблица 9
Очистка р-амилазы ячменного солода вариант 8 / вариант 8 - циркон / вариант 8 - новосил
Этап Содержание белка, мг/мл Активность Р-амилазы* Удельная активность** Степень очистки
1. Экстракция н2о 0.190 0,200 0,200 0.163 0,184 0,192 0,858 0,920 0,960 1 1 т
2 Осаждение (N114)2804 от 0 до 30% насыщения; (супернатапт) 0,080 0,080 0,090 0,204 0,223 0,243 2,550 2,788 2,700 2.97 3.24 ЗД4
3 Осаждение (N114)2804 от 30 до 60% насыщения, (осадок) 0,070 0,070 0,070 0.480 0,472 0,483 6,857 6,743 6,900 7.99 7.86 8,04
4 Гель-хроматография (сефадекс в - 75) 0.020 0,020 0,020 1,413 1,406 1,418 70,65 70,30 70,90 82,34 81,93 82,63
* осахаривающая способность - мг образующегося сахара в минуту ** - мг образующегося сахара / мг белка в 1 минуту
Таким образом, предложенная схема позволяет разделить а- и Р~амилазы солода. Описание последнего этапа разработанной схемы и экспериментальные данные по гель-хроматографии на колонке представлены в разделе 3.8.
3,8. Гель-хроматография а~ и Р-амилазы ячменного солода на колонке с сефадексом в - 75
Фракционирование препарата а-амилазы, полученного путем осаждения сульфатом аммония (при насыщении от 0 до 30%), перерастворением осадка в 0,02%-ном растворе хлористого кальция и дальнейшим прогреванием при 70 °С для инактивации Р-амилазы проводили на колонке с сефадексом в - 75. Профили элюции представлены на рис 4.
0.12
и- фр.-.мут
11сощд Зсодод-ииркон Зсапод-но»осия
2
9 .
3 2000
1 Э 5 7 9 11 13 15 17 13 21 23 25 27 № фракций
11 солод 2солод-циркон Зсолод - повосил~|
Рис. 4. Фракционирование препарата а-амилазы, полученного путем осаждения сульфатом аммония (при насыщении от 0 до 30%)
Основное количество белка сосредоточено в 18-20 фракциях (90 - 100 мл элюата), их молекулярная масса составляет 30000 -н 38000 Да. Активность а-амилазы сосредоточена в 14 - 16 фракциях, причем максимальная активность обнаруживается в 15 фракции во всех вариантах, что соответствует объему элюции - 75 мл и молекулярной массе 45000 + 58000 Да. Активность Р-амилазы во фракциях не обнаружена.
Фракционирование препарата р-амилазы, полученного путем осаждения сульфатом аммония (при насыщении от 30 до 60%), перерастворением осадка в воде и подкислением до рН 3,4 для инактивации следов а-амилазы и дальнейшим доведением до рН 4,5 - 5,0 проводили на колонке с сефадексом в - 75. Профили элюции представлены на рис.5. р-Амилаза во всех вариантах выходит в одной фракции с объемом элюции 125 мл (15 фракция), что соответствует 50000 Да. Активность а-амилазы в исследуемых фракциях не обнаружена.
1 2 3 4 5 8 7 8 9 1С 11 12 14 15 16 1? 18 19 20 71 22 23 24 25 26 2? 26 28 ЗЙ 31 32 33 3«
Н» фракций
[ 1 съюд ?- ЦП*:" Зссяаа - но^.'иг, |
| га «
50
1 2 3 4 5 8 / 8 5 Ю 11 12 13 1* 19 16 17 13 13 20 21 22 23 2« 25 26 27 28 29 30 31 32 33
й»
|1 со^од З'&аяО'Д - 3 ССЮд - яо б Ой к/- |
Рис. 5. Фракционирование препарата р-амилазы, полученного путем осаждения сульфатом аммония (при насыщении от 30 до 60%)
Таким образом, предложенная схема выделения и очистки а- и (5-амилаз
солода позволяет разделить близкие по молекулярной массе ферменты
3.9. Анализ качественных показателей лабораторного солода и сусла, полученного с применением препаратов регуляторного действия
Все исследуемые образцы солода по органолептическим показателям
соответствуют требованиям имеют желтый цвет и типичный солодовый запах
Экстрактивность солода увеличивается с повышением степени
окультуренности почвы Обработка регуляторными препаратами увеличивает
экстрактивность солода, полученного из ячменя, выращенного на слабо
окультуренной почве на 18,75% и 18,44% и на 2,63% и 3,03% («Циркон» и
«Новосил» соответственно), для солода, полученного из ячменя, выращенного на
хорошо окультуренной почве Время осахаривания остается не достаточно
высоким, хотя и сокращается при использовании регуляторных препаратов
Активная кислотность сусла колеблется в пределах от 5,75 до 5,90
Цветность лабораторного сусла, изменяется в пределах от 0,17 до 0,36, что в целом
укладывается в показатели цветности для светлого солода Причем степень
окультуренности почвы и применение регуляторов метаболизма увеличивают этот
показатель, что очевидно связано с общим повышением экстрактивности. Время
фильтрации во всех образцах,, кроме образцов 6 и 8 не превышает 60 минут,
обработка препаратами регуляторных веществ снижает время фильтрации, что
очевидно связано с лучшей степенью растворения солода (табл 10)
Таблица 10
Характеристика лабораторного сусла
Вариант рН Время фильтрации, мин Цветность, мл 0,1 н иода на 100 см3 н2о Вязкость
Время истечения, сек Относительная ВЯЗКОСТЬ, |1, мПа • с
Слабо окультуренная почва — ЛК
1 5,90 65 0,18 39 1,5956
1 - Циркон 5,90 60 0,25 35 1,4325
1 - Новосил 5,85 60 0,25 34 1,3540
Хорошо окультуренная почва
6 5,90 85 0,25 40 1,6135
6 - Циркон 5,80 55 0,36 32 1,3298
6 - Новосил 5,80 60 0,34 32 1,3620
8 5,75 90 0,25 39 1,6264
8 - Циркон 5,85 55 0,34 34 1,3298
8 - Новосил 5,80 55 0,31 33 1,3298
Эти данные коррелируют с показателями относительной вязкости и косвенно свидетельствуют о достаточно высоком содержании Р-глюкана в совокупности с высокомолекулярными белками в образцах 6 и 8 (солод, полученный из ячменя, не прошедшего обработку регуляторными препаратами)
Характеристика углеводного комплекса ячменного солода, полученного с применением препаратов регуляторных веществ, представлена в таблице 11.
Сравнительный анализ данных представленных в таблице 11 и таблице 4 (раздел 3 3), свидетельствует о том, что содержание крахмала в солоде снижается на 7,46%, 7,42% и 7,22% (для вариантов 1, 6 и 8 соответственно) относительно его содержания в непроросшем зерне ячменя. При этом отмечается увеличение доли амилозы в крахмале в 4,05; 4,13 и 3,2 раза, доля амилопектина уменьшается соответственно в 2,0, 2,8 и 2,9 раз Количество восстанавливающих Сахаров в ячменном солоде возрастает соответственно в 2,97, 3,95 и 3,78 раз для вариантов 1, 6 и 8 по отношению к непроросшему зерну ячменя
Применение препаратов «Циркон» и «Новосил» увеличивает содержание в крахмале амилозы, причем более существенное увеличение выявлено для образцов зерна ячменя, выращенных на хорошо окультуренной почве, с применением рекомендованных доз удобрений (вариант 8)
Таблица 11
Влияние фиторегуляторов на углеводный комплекс ячменного солода
Вариант Крахмал, Амилоза, Амилопектин, Восстанавливающие
% % % сахара, %
1 54,4 56,8 43,2 5,21
1 -новосил 52,2 68,2 31,8 6,24
1 - циркон 52,6 68,9 31,1 6,54
6 62,2 70,4 29,6 8,02
6 -новосил 62,0 70,8 29,2 8,04
6 - циркон 61,9 70,8 29,2 8,10
8 63,5 71,6 27,4 8,12
8 - новосил 62,6 74,0 26,0 8,36
8 - циркон 62,4 73,8 26,2 8,42
Выводы
1 Исследованы технологические показатели качества зерна пивоваренного ячменя сорта «Михайловский», выращенного в условиях Нечерноземья на различных агрофонах, урожаев 2004 -2005 гг.
2 Показано, что улучшение агрофона (повышение степени окультуренности почвы) увеличивает урожайность, положительно влияет на химические и физиологические показатели качества зерна ячменя
3 Установлено, что наилучшие технологические показатели качества имеет ячмень, выращенный на средне и хорошо окультуренной почве с применением удобрений спланированных на усвоение 3% ФАР
4 Активность амилаз в непроросшем зерне больше в зерне ячменя, выращенном на слабо окультуренной почве Повышение степени окультуренности почвы приводит к снижению активности амилаз зерна ячменя Повышение доз вносимых удобрений на средне окультуренной почве снижает активность амилаз, а на хорошо окультуренной почве оказывает противоположное действие
5 Применение препаратов регуляторного действия «Циркон» и «Новосил» при добавлении в последнюю замочную воду при проращивании позволяет интенсифицировать процесс солодоращения, повысить термостабильность амилаз солода и получить лабораторный солод с более высокой (на 30-70%) амилолитической активностью, чем в необработанных образцах
6 Разработана схема выделения и разделения а- и р-амилаз ячменного солода с использованием гель-хроматографии и позволяющая получить препарат а-амилазы со степенью очистки в 40 раз и препарат Р-амилаз со степенью очистки в 80 раз
7. Установлено, что добавление препаратов «Циркон» и «Новосил» улучшает качественные показатели лабораторного сусла - экстрактивность, цветность, время фильтрации
8 Применение препаратов «Циркон» и «Новосил» увеличивает содержание в крахмале амилозы, причем более существенное увеличение выявлено для образцов зерна ячменя, выращенных на хорошо окультуренной почве, с применением рекомендованных доз удобрений
Список работ, опубликованных по материалам диссертации
1 Бобков, А А Влияние агрофона на формирование качества пивоваренного ячменя [Текст] / А А Бобков, И С Витол, Г П Карпиленко // Труды V Ежегодной Международной молодежной конференции ИБХФ РАН - ВУЗЫ «Биохимическая физика», - М , 2005 С 376-382
2 Бобков, А А Биохимическая оценка пивоваренного ячменя, выращенного на разном агрофоне с применением фиторегулятора «Новосил» [Текст] /СБ Витол, А А Бобков, Г П Карпиленко, Т И Шатилова, В Т Семко // Сборник докладов III Юбилейной международной выставки - конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации», - М , 2005 С 139-141
3 Бобков, А А Углеводно-амилазный комплекс и технологические показатели качества пивоваренного ячменя, выращенного в условиях Нечерноземья [Текст] / И С Витол, А А Бобков, Г П Карпиленко // Известия ВУЗов Пищевая технология,- 2007 -№2 - С 24-27
4 Бобков, А А Биохимические показатели качества пивоваренного ячменя, выращенного на разном агрофоне [Текст] / И С Витол, А А Бобков, Г.П Карпиленко // Сборник докладов V Юбилейной школы-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации», - М , 2007 С 22-26
5 Бобков, А А Препараты фиторегуляторов в производстве и формировании качества зерновых культур [Текст] / Т И Шатилова, Я.П. Герчиу, А А Бобков, Е А Тюленева, С А. Попова, И С Витол , Г П Карпиленко // Известия ТСХА -2007 - № 3 - С 72-79
6 Бобков, А А Фиторегуляторы возможность использования в производстве и улучшении качества зерновых культур [Текст] / И С Витол, А А. Бобков, О Н Акимова, Г П Карпиленко I Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии обеспечения безопасности питания и окружающей среды» - Оренбург, 2007 С 72-75
Подписано в печать 20 05 08 Формат 30x42 1/8 Бумага типографская № 1 Печать офсетная Печ л 1,2 Тираж 100 экз Заказ 113 125080, Москва, Волоколамское ш , 11 Издательский комплекс МГУПП
Содержание диссертации, кандидата технических наук, Бобков, Александр Анатольевич
Введение.
1. Обзор литературы.
1.1. Ячмень - основное сырье для пивоваренной промышленности
1.1.1. Основные критерии качества пивоваренного ячменя.
1.1.2. Основные показатели оценки качества солода.
1. 2. Углеводный комплекс ячменя и ячменного солода.
1.2.1. Особенности углеводного комплекса ячменя и ячменного солода.
1.2.2. Изменение углеводов ячменя в процессе прорастания и получения сусла.
1.3. Влияние условий выращивания и питания растений на углеводно-амилазный комплекс и качество зерна ячменя.
1.4. Регуляторы роста растений.
1.4.1. Фиторегуляторы и их роль в обмене веществ растений.
1.4.2. Химическая и биологическая характеристика регуляторов роста
1.4.3. Регуляторы метаболизма: влияние на продуктивность и на качество зерна
1.5. Амилолитические ферменты.
1.5.1. Общая характеристика амилолитических ферментов.
1.5.2. Регуляция синтеза амилаз зерна злаковых культур.
1.5.3. Амилолитические ферменты ячменя и ячменного солода.
2. Экспериментальная часть.
2.1. Материалы и методы исследований.
2.1.1. Агрохимическая характеристика почв.
2.1.2. Характеристика ярового ячменя сорта «Михайловский».
2.1.3. Характеристика и условия применения препаратов регуляторных веществ.
2.1.4. Методы исследования физических, химических и физиологических показателей зерна ячменя.
2.1.5. Проращивание зерна ячменя и получение лабораторного солода.
2.1.6. Определение водорастворимого белка по методу Лоури.
2.1.7. Определение восстанавливающих Сахаров по методу Бертрана.
2.1.8.0пределение амилозы и амилопектина.
2.1.9. Определение амилолитической активности колориметрическим методом.
2.1 ЛО.Определение активности (3 — амилазы.
2.1.11. Фракционирование белков методом гель-хроматографии.
2.1.12. Получение лабораторного сусла стандартным методом.
2.1.13. Методы оценки качества лабораторного солода и сусла.
2.2. Влияние агрофона на урожайность и на показатели качества пивоваренного ячменя сорта «Михайловский».
2.2.1. Влияние агрофона на урожайность пивоваренного ячменя сорта «Михайловский».
2.2.2. Влияние агрофона на физические, химические и физиологические показатели пивоваренного ячменя сорта «Михайловский».
2.2.3. Влияние агрофона на изменения в углеводном комплексе зерна ячменя.
2.3. Влияние фиторегуляторов на процесс солодоращения.;.
2.3.1. Влияние препаратов регуляторного действия на ростовые процессы замоченного ячменя.
2.3.2. Влияние регуляторов метаболизма на морфологические изменения зерна ячменя при проращивании.
2.4. Влияние агрофона и регуляторов метаболизма на амилолитическую активность зерна ячменя и ячменного солода.
2.4.1. Влияние агрофона на амилолитическую активность зерна ячменя.
2.4.2. Влияние агрофона и регуляторов метаболизма на активность амилаз ячменного солода.
2.4.3. Выделение и разделение а- и р—амилазы ячменного солода.
2.4.4. Гель-хроматография а— и (3—амилазы ячменного солода на колонке с сефадексом G-75.
2.5. Анализ качественных показателей лабораторного солода и сусла, полученного с применением препаратов регуляторов метаболизма.
2.5.1. Влияние регуляторов метаболизма на физические и химические ч показатели качества лабораторного солода и сусла.
2.5.2. Влияние агрофона и фиторегуляторов на изменения в углеводном комплексе ячменного солода.
Выводы.
Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние агрофона на углеводно-амилазный комплекс пивоваренного ячменя"
Актуальность темы. Одна из сложных и важных задач современного растениеводства — обеспечение устойчивого наращивания производства высококачественного продовольственного зерна, которое является сырьем для многих отраслей промышленности и занимает большое место в пищевом балансе страны. Это в полной мере относится к отечественному высококачественному пивоваренному ячменю и ячменному солоду, поскольку, несмотря на определенные улучшения в этом вопросе, импорт последнего составляет около 40%.
Известно, что на биохимические особенности зерна, определяющие технологические показатели качества сырья, наряду с сортовыми особенностями, в первую очередь влияют степень окультуренности почвы и уровень минерального питания выращиваемых культур. Правильное использование этих факторов приводит к увеличению урожайности зерновых культур и улучшению технологических показателей зерна.
Одним из эффективных и перспективных путей повышения урожайности и улучшения качества зерновых культур является использование средств химизации, повышение степени окультуренности почвы, применение различных доз вносимых удобрений. Поэтому изучение влияния агрофона является актуальной проблемой и имеет большое значение для решения вопросов, связанных с получением зерна ячменя высокого качества в условиях Нечерноземья.
Несмотря на большое количество работ, посвященных изучению углеводов зерна, и в особенности основному запасному полисахариду — крахмалу, его превращениям при созревании и прорастании зерна под действием амилолитических ферментов, а также изменениям, происходящим в целом ряде технологических процессов пищевой промышленности, проблема улучшения технологических и биохимических показателей качества зерна, возможность направленного формирования биохимических показателей качества и технологических достоинств зерна остается актуальной и вызывает интерес, как со стороны исследователей, так и со стороны практиков.
Повышение урожайности, улучшение качества зерна в, так называемых, зонах рискованного земледелия, к которым относится Нечерноземье, представляет важную практическую задачу, поскольку в зоне рискованного земледелия оказалась значительная часть посевных площадей, отведенных под зерновые культуры. Эта задача может быть решена лишь на основе всестороннего изучения влияния степени окультуренности почвы, доз вносимых удобрений на основные показатели качества зерна и на происходящие в зерне биохимические изменения.
Изучение комплексного влияния агрофона и обработки препаратами регуляторных веществ, которые могут осуществлять качественные сдвиги внутренних биохимических процессов, на технологические показатели качества пивоваренного ячменя весьма актуально и имеет большое значение для получения качественного зерна, отвечающего требованиям перерабатывающей промышленности.
Цель и задачи исследования. Целью работы является изучение комплексного влияния агрофона (степени окультуренности почвы, доз вносимых удобрений) и регуляторов метаболизма на углелеводно-амилазный комплекс и технологические показатели качества пивоваренного ячменя сорта «Михайловский», выращенного в условиях Нечерноземья.
В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:
- изучение физических, химических и физиологических показателей качества пивоваренного ячменя сорта «Михайловский», выращенного на разном агрофоне;
- характеристика биохимических и технологических показателей качества лабораторного солода и сусла, полученного из зерна ячменя, выращенного на разных агрофонах с применением регуляторов метаболизма;
- разработка схемы выделения, разделения и очистки а— и р- амилаз ячменного солода;
- изучение влияния препаратов регуляторных веществ на процесс солодоращения;
- изучение влияния препаратов регуляторных веществ на активность амилаз ячменного солода.
Научная новизна. Выявлено комплексное влияние агрофона на технологические показатели качества (в том числе на углеводно-амилазный комплекс) пивоваренного ячменя сорта «Михайловский», выращенного в Московской области, урожая 2004 и 2005 гг.
Установлены концентрации препаратов фиторегуляторов («Циркон» и «Новосил», стимулирующие ростовые процессы замоченного ячменя. Показана возможность их применения для интенсификации процесса солодоращения.
Применение препаратов регуляторных веществ («Циркон» и «Новосил») позволяет улучшить качество солода. Лабораторный солод, полученный из зерна ячменя обработанного препаратами регуляторных веществ по экстрактивности, времени осахаривания, степени «растворения эндосперма», активность амилолитических ферментов превосходит необработанные образцы.
Разработана схема выделения и разделения а иР~ амилаз ячменного солода с применением метода гель-хроматографии. Получен препарат ос-амилаз со степенью очистки 40 раз и препарат р~ амилазы со степенью очистки 80 раз.
Практическая значимость. Результаты исследований позволяют более полно охарактеризовать возможности пивоваренного ячменя сорта «Михайловский» и существенно расширяют представления о влиянии агрофона и регуляторов метаболизма на технологические и биохимические показатели качества зерна ячменя, выращенного в условиях Нечерноземья, что может быть использовано в селекционной работе, а также в исследованиях, связанных с разработкой новых технологических приемов, в процессе приготовления ячменного солода.
Изучение основных показателей качества зерна ячменя сорта «Михайловский»; полученного из него лабораторного солода и конгрессного сусла показало, что применение комплекса средств химизации и препаратов регуляторных веществ позволяет направленно влиять на качество зерна ячменя и в условиях Нечерноземья получать ячмень в целом отвечающий требованиям солодовенной и пивоваренной промышленности.
Апробация работы.
Материалы диссертации были представлены на V Ежегодной международной молодежной конференции ИБХФ РАН - ВУЗЫ «Биохимическая физика» (Москва, 2005), Ш Юбилейной международной выставки - конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2005), Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии обеспечения безопасности питания и окружающей среды» (Оренбург, 2007), V Юбилейной школы-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации», -(Москва, 2007).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.
1. Обзор литературы
1.1'. Ячмень - основное сырье для пивоваренной промышленности
Ячмень (Hordeum sativum) - одна из наиболее распространенных зерновых культур, возделываемая с древних времен. Он является основным сырьем для пивоваренной промышленности. Благодаря своей относительно большой приспособляемости к климатическим и почвенным условиям, а также многообразию сортов, ячмень встречается в посевах всех стран мира. Более 100 сортов ячменя высеивают на территории Российской Федерации и бывших союзных республик (18, 26, 51, 82).
Высокие технологические качества имеют ячмени определенных сортов, выращенные в благоприятных почвенно-климатических условиях. Так, например, в зонах с умеренным климатом Центральной Европы и в приморских европейских странах произрастают лучшие ячмени. К ним относится и ячмень из юго-западных областей Украины, он не уступает по качеству лучшим мировым сортам. Хорошие пивоваренные ячмени произрастают и в других областях Украины, а также в некоторых областях Центрально-Черноземного и Центрального районов России, в Белоруссии, Прибалтике, Закавказье, Киргизии, Казахстане (26).
В последние годы в связи с распадом. Советского Союза, произошло нарушение ранее сложившейся территориальной специализации зернового хозяйства (17, 39, 70). Это привело к потере лучших территорий произрастания ячменя. Проблема качественных отечественных пивоваренных ячменей является сдерживающим фактором в развитии солодовенной промышленности. Ежегодно в Россию импортируется до 40% солода. В настоящее время потребность пивоваренной отрасли в ячмене составляет примерно 1,2 млн. тонн, что соответствует 950 тыс. тонн солода (26, 39). В стране производится около 600 тыс. тонн солода среднего качества, на что идет 750 тыс. тонн ячменя (38).
Все культурные ячмени с учетом их морфологических, биологических; экологических, физиологических и агрохимических особенностей подразделяются на 31 агроэкологическую группу, которые в свою очередь делятся на подгруппы и виды, укладывающиеся в три резко отличающихся подвида - многорядный ячмень, двухрядный и интермедиум. Лучшие сорта пивоваренного ячменя относятся к западноевропейской агроэкологической группе. В современном пивоварении предпочтение отдают двухрядным ячменям, принадлежащим разновидности нутанс (75, 79, 80,115, 148).
В настоящее время в России производство пивоваренного ячменя сконцентрировано в Центрально-Черноземном районе (Липецкая,
Воронежская, Тамбовская и др. области). Для производства солода внутри регионов пивоваренный ячмень стали выращивать в Новгородской,
Ивановской, Рязанской, Тульской, Ярославской, Астраханской,
Волгоградской и некоторых других областях. Эти районы производят около
70% ячменя, однако, климатические условия этих регионов не позволяют получить ячмень с хорошими технологическими характеристиками.
Выращивание ячменя в неоптимальных условиях приводит к формированию жесткой стекловидной структуры эндосперма и повышению содержания белка. Такое зерно плохо разрыхляется при солодоращении и имеет низкую экстрактивность, обусловленную в основном недоступностью компонентов зерна для действия ферментов.
Особенно следует отметить, что негативное влияние на рост и развитие сельскохозяйственных растений и их восприимчивость к вредителям и» болезням оказывает уменьшение содержания в почве гумуса, резкое снижение вносимых в почву удобрений. Так баланс питательных веществ из положительного по фосфору и относительно благополучного по калию и азоту стал в настоящее время отрицательным по всем элементам. Нельзя забывать и об опасности связанной с применением высоких норм расхода пестицидов и нарушения технологий их применения, что вызывает негативные последствия в агросистемах и отрицательно сказывается на санитарно-гигиенических и качественных показателях сельскохозяйственной продукции (116,138).
В связи с необходимостью преодоления негативных тенденций, сложившихся в отрасли производства пивоваренного ячменя, составляющего основу для солодовенной и пивоваренной промышленности, в феврале 2001 года Министерством сельского хозяйства РФ была принята «Целевая программа обеспечения устойчивого производства ячменя и солода в Российской Федерации на 2002 - 2005 гг. и на период до 2010 г.». Цель Программы — создание условий для устойчивого товарного производства высококачественного пивоваренного ячменя и солода в РФ.
Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Бобков, Александр Анатольевич
выводы
1. Исследованы технологические показатели качества зерна пивоваренного ячменя сорта «Михайловский», выращенного в условиях Нечерноземья на различных агрофонах, урожаев 2004 —2005 гг.
2. Показано, что улучшение агрофона (повышение степени окультуренности почвы) увеличивает урожайность, положительно влияет на химические и физиологические показатели качества зерна ячменя.
3. Установлено, что наилучшие технологические показатели качества имеет ячмень выращенный на средне- и хорошо- окультуренной почве с применением удобрений спланированных на усвоение 3% ФАР.
4. Активность амилаз в непроросшем зерне больше в зерне ячменя, выращенном на слабоокультуренной почве. Повышение степени окультуренности почвы приводит к снижению активности амилаз зерна ячменя. Повышение доз вносимых удобрений на среднеокультуренной почве снижает активность амилаз, а на хорошо окультуренной почве оказывает противоположное действие.
5. Применение препаратов регуляторного действия «Циркон» и «Новосил» при добавлении в последнюю замочную воду при проращивании позволяют интенсифицировать процесс солодоращения, повысить термостабильность амилаз солода и получить лабораторный солод с более высокой (на 30-70%) амилолитической активностью, чем в необработанных образцах.
6. Разработана схема выделения и разделения а- и р-амилаз ячменного солода с использованием гель-хроматографии и позволяющая получить препарат а- амилазы со степенью очистки в 40 раз и препарат р-амилаз со степенью очистки в 80 раз.
7. Установлено, что добавление препаратов «Циркон» и «Новосил» улучшает качественные показатели лабораторного сусла — экстрактивность, цветность, время фильтрации.
8. Применение препаратов «Циркон» и «Новосил» увеличивает содержание в крахмале амилозы, причем более существенное увеличение выявлено для образцов зерна ячменя, выращенного на хорошо окультуренной почве, с применением рекомендованных доз удобрений.
Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Бобков, Александр Анатольевич, Москва
1. Андреева O.B. Жашко К.Т. Тартаковская И.Э., Полховская Е.С. Влияние биологически активных веществ на качество светлого ячменного пивоваренного солода // Пиво и напитки, 1999, № 4, с. 20 - 22.
2. Андреева О.В. Оценка качества солода по стандартным и дополнительным показателям. Основные проблемы качества солода, вырабатываемого в России // Пиво и жизнь, 2000, № 2. с. 11 — 14.
3. А. с. 829666 С12 С1/04, опуб. 15.05.1981.
4. A.c. 2147313 С12 С1/02, опуб. 26.04.2000.
5. Асадова М.Г. Физиолого-биохимические особенности зерна пшеницы, прошедшего увлажнение и подсушивание. Автореф. на соискание уч. степени канд. биол. наук. -М., 1989, — 24 с.
6. Атрашова H.A., Благовещенская З.К., Семихова О.Д., Тищенко А.Т. Изменение белкового комплекса злаковых культур при различных условиях азотного питания. Обзорная информация. М.: 1984, с. 197 — 219.
7. Ахметов Ш.И. Смолин Н.В. Накопление белка в зерне ячменя в зависимости от метеорологических условий и некоторых приемов агротехники. В сб.: Физиология устойчивости растений Нечерноземной зоны РСФСР. Саранск: Изд. Мордовского Ун-та, 1986, с. 109 - 114.
8. Баскаков Ю.А., Шаповалов A.A. Регуляторы роста растений. — М.: Знание, 1982, с. 56-62.
9. Беляков И.И. Ячмень в интенсивном земледелии. М.: Росагропромиздат, 1990, - 67 с.
10. Бесалиев И.Н., Райов A.A. Влияние средств защиты растений и стимуляторов роста на урожайность пивоваренного ячменя // Зерновое хозяйство, 2005, № 3, с. 21 22.
11. Богомазов Н.П., Шильников И.А., Нетребенко Н.Н. Влияние удобрений и погодных условий на урожай и качество пивоваренного ячменя на выщелоченном черноземе в Белгородской области // Агрохимия, 1997, № 1, с. 60-65.
12. Булгаков Н.И. Биохимия солода и пива. — М.: Пищевая промышленность, 1965,-488 с.
13. Вакуленко В.В. Регуляторы роста // Защита растений, 2004, №1, с. 24 — 26.
14. Виноградова А.А., Мелькина Г.М., Фомчева Л.А., Шебершнева Н.Н., Шуб И.С., Шикина В.С. Лабораторный практикум по общей технологии пищевых производств (под ред. Л. П. Ковальской). М.: Агропромиздат, 1991,-335 с. .
15. Витол С.Б. Влияние агрофона и регуляторов метаболизма на биохимические показатели качества пивоваренного ячменя. Автореф. дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. М.: МГУПП, 2005, - 24 с.
16. Витол И.С., Карпиленко Г.П. Белково-протеиназный комплекс ячменя, выращенного на разном агрофоне с применением препаратов регуляторного действия // Прикл. биохимия и микробиол., 2007, т. 43, № 3, с. 356-364.
17. Войтович Н.В., Кирдин В.Ф., Полев Н.А., Бойков В.А. Совершенствование размещения и специализация зернового хозяйства (научный прогноз) // Зерновое хозяйство, 2002, № 7, с. 2 3.
18. Волынец А.П. Эндогенные регуляторы роста и избирательность действия гербицидов. Автореф. дисс. на соискание уч. ст. доктора биол. наук. Вильнюс, 1974, — 60 с.
19. Волынец А.П., Шуканов В.П., Полянская С.Н. Стероидные гликозиды — новые фиторегуляторы гормонального типа. Мн.: ИООО «Право и экономика», 2003, —132 с.
20. Воронина Л.П. Эффективность действия циркона на рост и развитие кормовых и злаковых культур // Тез. докл. 6-й международн. конф. «Регулятор роста и развития растений в биотехнологии». М., 2001, с. 222-223.
21. Герасенкова H.A. Влияние удобрений и фитогегуляторов на формирование белкового комплекса пшеницы. Автореф. дисс. на соискание уч. ст. канд. биол. наук. М.: МГУПП, 1998, — 25 с.
22. Голикова Н.В. Белки в пивоварении. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981,- 168 с.
23. Голикова Н.В., Иванова Е.Г. Характеристика и методы определения качественных показателей солода, сусла и пива // Ферментная и спиртовая промышленность, 1985; № 2, с. 10 15.
24. Голенков В.Ф. Проблемы биохимии ржи в связи с оценкой ее качества. Дисс. на соискание уч. ст. докт. биол. наук. М.: 1973, - 405 с.
25. Гордеев A.B., Бутковский В.А. Россия зерновая держава. -М.: Пгацепромиздат, 2003, -507с.
26. Горпинченко Т.В., Аниканова З.Ф. Качество пивоваренного ячменя // Пиво и напитки, 2002, №1, с. 18 22.
27. ГОСТ 5060 86. Ячмень пивоваренный. Технические условия. — М.: Изд-во стандартов, 1987, - 6 с.
28. Грибова И.Н. Разработка технологии темного солода с применением биокатализаторов. Автореф. дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. — М.: МГУПП, 2006, 26 с.
29. Гулидова В.А. Особенности возделывания ячменя для производства солода // Зерновое хозяйство, 2001, № 3, с. 26 — 29.
30. Даниловцева А.Б;, Царева И.В. Влияние содержания высокомолекулярных соединений на технологические параметры производства пива // Пиво и напитки, 2005, № 2, с. 32 — 36.
31. Державин Л.М. Применение минеральных, удобрений в интенсивном земледелии. М.: Колос, 1992, - 272 с.
32. Детерман Г. Гель-хроматография. -М.: Мир, 1970, 602 с.
33. Долежалова А., Вертелова В: Технология переработки ячменя с высоким содержащем белка / В кн.: Достижения в технологии солода и пива. -М.: Пищевая промышленность, 1980, с. 18 — 20.
34. Достижения в технологии солода и пива / под ред. А.П. Колпачи, О; Бендовой. — М.: Пищевая промышленность, 1980, -381 с.
35. Ермолаева Г.А. Справочник работника лаборатории пивоваренного предприятия. СПб.: Профессия, 2004, - 536 с.
36. Ермолаева Г.А. Характеристика пивоваренного ячменя и требования к его качеству // Пиво и напитки, 2004, № 5, с. 16—17.
37. Жашко К.Т. Пивоваренный ячмень и особенности его качественных характеристик в урожаях последних лет в Российской Федерации // Пиво и жизнь, 2000, №1, с. 12 15.
38. Жеребцов Н:А. Амилолитические ферменты в пищевой промыпшенности. -М.:Легкая и пищевая промышленность, 1984, 160 с.
39. Жуков ТО. П., Кирилова Т.Б. Эффективность применения расчетных доз удобрений и пестицидов на ячмене // Агрохимия, 2001, № 5, с. 23-26.
40. Запрометов М.Н. Фенольные соединения растений и их биогенез. ~М.: Наука, 1988,-188 с.
41. Запрометов М.Н. Фенольные соединения: распространение, метаболизм и функции в растениях. -М.: Наука, 1993, 272 с.
42. Запрометов М.Н. Фенольные соединения и их роль в жизни растений. — М.: Наука, 1996.-353 с.
43. Злобин А.И. Морфофизиологические и биохимические изменения у растений ячменя при обработке регуляторами роста. Автореф. дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. — М., 1994, — 17 с.
44. Иванова Т.И., Влияние погоды и удобрений на физические свойства колосовых культур в условиях Нечерноземной зоны // Агрохимия, 1982, № 4, с. 26 35.
45. Ивовлов A.B., Копылов В.П., Самойлова О.Н. Реакция сортов ячменя на внесение минеральных удобрений в зоне неустойчивого увлажнения // Агрохимия, 2003, № 9, с. 30-41.
46. Ивовлов A.B., Сорокин М.И., Сорокина Л.П. Влияние минеральных удобрений на урожай ячменя и его качество в зависимости от погодных условий и норм посева семян // Агрохимия, 1989, № 8, с. 43 — 46.
47. Ильин И.В. Технологические достоинства и биохимические особенности озимой пшеницы, выращенной на разных агрофонах. Автореф. дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. — М.: МГУПП, 2001, 23 с.
48. Ильина JT.B. Влияние циркона на урожайность и качество зерновых культур // Тез. докл. научн-практ. конф. «Применение препарата циркон в производстве сельскохозяйственной продукции». М., 2004, с. 35 - 36.
49. Иунихина B.C., Вайтанис М.А., Мелешкина JI.E., Кострова Л.И. Физические свойства зерна перспективных селекционных форм ячменя Алтайского края // В материалах Второй Международной конференции «Зерновая индустрия в XXI веке» М., 2004, с. 183 — 185.
50. Казаков Е.Д. Зерноведение с основами растениеводства. —М.: Колос, 1983,-352 с.
51. Казаков Е.Д., Карпиленко Г.П. Биохимия зерна и хлебопродуктов. -СПб.: ГИОРД, 2005, 512 с.
52. Калунянц K.Ä. Химия солода и пива. —Mi: Агропромиздат, 1990, — 176 с.
53. Калунянц К.А., Яровенко В.Л., Домарецкий В.А., Колчева P.A. Технология солода, пива и безалкогольгых напитков. -М.: Колос, 1992, — 446 с. . ' ' .
54. Кароза С.Э. Особенности регуляторного действия стероидных гликозидов на устойчивость ячменя к грибной инфекции. Автореф. дисс.на соискание уч. ст. канд. биол. наук. —Мн., 1992, — 24 с.
55. Карпиленко Г.П. Формирование белково-протеиназного комплекса и технологических достоинств пивоваренного ячменя и пшеницы на основе направленного изменения агрофона. Автореферат дисс. на соискание ученой степени д. т. н. М., 1994. 51 с.
56. Кидин В. В., Замораев А.Г., Диалло А. Влияние окультуренности почвы и норм азота на урожайность и качество зерна. — М.: Изв. TGXA, 1986, вып. 3, с. 80-84.
57. Кинтя П.К., Фадеев Ю.М., Акимов Ю.А. Терпиноиды растений. -Кишенев: Штинница, 1990, — 152 с.60; Кириллова Г.Б., Жуков Ю.П. Качество ячменя при применении различных доз удобрений на дерново-подзолистой почве // Агрохимия, 2003, № 12, с. 33 37.
58. Климашевский Э.Л. Генетический аспект минерального питания растений. М.: Агропромиздат, 1991, - 415 с.
59. Кляко Н.П. Посттрансляционная регуляция синтеза белка фитогормонами. Автореф. дисс. на соискание уч. ст. доктора биол. наук. — М;, 1985, —47 с. ■
60. Ковалев В.М; О совершенствований технологий производства . сельскохозяйственной продукции на современном этапе развитияагропромышленного комплекса // С.-х. биология, 2005, № 5, с. 10 — 14.
61. Козлов Ф.П., Кокова A.M., Самойлов JI.H., Ладонин В.Ф. Влияние средств химизации на урожайность и качество культур полевого севооборота // Агрохимия, 2001, № 7, с. 24 31.
62. Козьмина Н.П, Биохимия зерна и продуктов его переработки. — М.: Колос, 1976, с. 10-15.
63. Колчин Н.М. Фракционирование водорастворимых белков семян ячменя при помощи колоночной хроматографии на целлюлозоионитах и гельфильтрации на сефадексе // Известия ТСХА, 1969, вып. 5, с. 122 — 127.
64. Колчин Н.М. Состав и свойства белков ячменя и их амилолитическая активность. Дисс. на соискание уч. ст. канд. биол. наук, М.: ТСХА, 1971,- 205 с.
65. Конаныхина И.А. Разработка интенсивной технологии солода и пива с использованием алкилоксибензолов природного происхождения для улучшения качества готовой продукции. Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. М., 2007, - 24 с.
66. Коновалов С.А. Биохимия бродильных производств. М.: Пищевая промышленность, 1967,-311 с.
67. Кравцов С.А. Зерновое производство в России на рубеже XXI века // Зерновое хозяйство, 2001, № 1, с. 2 4.
68. Кретович В.Л. Биохимия растений. М.: Высшая школа,1986, - 502 с.
69. Кулаева О.Н. Фитогормоны как регуляторы активности генетического аппарата и синтеза белка у растений. Новые направления в физиологии растений. М.: Наука, 1985, с. 62-83.
70. Кулаева О.Н. Гормональная регуляция экспрессии генома растений. — В сб. докладов 3-его съезда Всесоюзного об-ва физиологов растений. — М.: Наука, 1985, с.28.
71. Кулаева О.Н., Прокопцева О.С. Новейшие достижения в изучении механизма действия фитогормонов // Биохимия, 2004, т. 69, № 3, с. 293 -310.
72. Кунце И., Мит Г. Технология солода и пива (пер. с нем.). — СПб.: Профессия, 2001.-912 с.
73. Курапатов П.Б. Гормональный баланс растений. Методы его изучения и регулирования. Автореф. дисс. на соискание уч. ст. доктора биол. наук. -М., МСХА, 1996,-47 с.
74. Кучин A.B., Карманова Л.Б., Хуршкайнен Т.В. Способ выделения биологически активной суммы кислот их древесной зелени пихты / Патент 2161149 РФ, 2000.
75. Ладонин В.Ф. Оптимизация питания растений и фитосанитарного состояния посевов путем интегрированного системного использования факторов интенсификации земледелия // Бюл. ВИУА, 2001, № 114, с. 11 -13.
76. Лангер И. Основные принципы селекции пивоваренного ячменя. ч.1 //• f
77. Пиво и жизнь, 2003, № 6, с. 9 21.
78. Лангер И. Основные принципы селекции пивоваренного ячменя. ч.П // Пиво и жизнь, 2004, № 1, с. 13-23.
79. Лапа В.В., Ивахненко H.H. Влияние различных систем применения минеральных удобрений на урожайность и качество ячменя на дерново-подзолистой почве // Агрохимия, 2000, № 11, с. 27 33.
80. Лапина Т.П. Использование ячменя выращенного в Западной Сибири // Пиво и напитки, 2001, № 6, с. 16.
81. Лапшина, З.А. Удобрения ячменя. В сб.: Агротехника и урожай. -Саранск: Изд. Мордовского Ун-та, 1976, вып. 4, с. 29-33.
82. Лебедев С.И. Физиология растений. М.: Колос, 1982, - 463 с.
83. Леонова Т.Г., Муромцев Г.С. Гиббереллины в сельском хозяйстве / Сельскохозяйственная биология. Сер. «Ботаника растений», 1991, № 5, с. 154-171.
84. Ли Е.В. Особенности белково-протеиназного комплекса пшеницы выращенной на различных агрофонах. Дисс. на соискание уч. ст. канд. биол. наук. М.: МТИПП, 1992, - 232 с.
85. Лисунов В.И. Сортовая отзывчивость ячменя на минеральные удобрения В сб.: Научные основы повышения плодородия почв. Саранск: Изд. Мордовского Ун-та, 1983, вып. 4, с. 132 - 136.
86. Лифшиц Д.Б., Василенко О.М., Михайловская Б.Ц. Основные критерии оценки качества пивоваренного солода. Харьков, АгроНИИТЭИПП, 1990,-53 с.
87. Максютова Н.И. Белковый обмен растений при стрессе. Автореф. дисс. на соискание уч. ст. доктора биол. наук. М., 1998, — 38 с.
88. Малеванная H.H. Циркон новый стимулятор роста и развития растений // Тез. докл. 6-й международн. конф. «Регулятор роста и развития растений в биотехнологии». - М., 2001, с. 163-171.
89. Малеванная H.H. Препарат циркон иммуномодулятор нового типа // Тез. докл. научно-практ. конф. «Применение препарата циркон в производстве сельскохозяйственной продукции». - М., 2004, с. 17 - 20.
90. Мальцев П.М. Технология бродильных производств. М.: Пищевая промышленность, 1980. - 560 с.
91. Мальцев П.М., Великая Е.И. Химико-технологический контроль производства солода и пива. — М.: Пищевая промышленность, 1976, 446 с.
92. Меледина Т.В. Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении. — СПб.: Профессия, 2003, 304 с.
93. Метлицкий В.А., Озерецковская О.Л., Кораблева Н.П. Биохимия иммунитета, покоя и старения растений. — М.: Наука, 1984, — 264с.
94. Муромцев Г.С. Основы химической регуляции роста и продуктивности растений. М.: Агропромиздат, 1987. — 383 с.
95. Мюллер К. Возможности оценки состояния пивоваренного ячменя и солода // Brauwelt Мир пива, 1996, № 4, с. 74 79.
96. Нарцисс Л. Технология солода. М.: Пищевая промышленность, 1980. -530 с.
97. Никелл Л.Дж. Регуляторы роста растений. М.: Колос, 1984, с. 84-91.
98. Новиков H.H., Войесса Б.Б. Действие фиторегуляторов на синтез белков и качество зерна пшеницы // Изв. ТСХА, 1995, № 1, с. 65 75.
99. Новиков H.H. Белки зерна пшеницы и формирование качества урожая.ч
100. Дисс. науч. докл. д.б.н. М.: 1995, - 62с.102.0стерман л.А. Хроматография белков и нуклеиновых кислот. М.: Наука, 1985, - 536 с.
101. Пасынков A.B. Урожайность и пивоваренные качества различных сортов ячменя в зависимости от доз и соотношения азотных и калийных удобрений // Агрохимия, 2002, № 7, с. 25 31.
102. Пащенко Л.П., Никитин, И.А., Минаева М.Н. Исследование влияния некоторых факторов на активность а- и ß-амилаз неферментированных солодов // Хранение и переработка сельхозсырья, 2005, № 7, с. 40-43.
103. Пестряков A.M. Урожай и качество зерна ячменя Зазерский-85 в зависимости от доз вносимых азотных удобрений // Агрохимия, 1994, с. 71-80.
104. Перуанский Ю.В., Садыхов С.С. Влияние места выращивания на компонентный состав белков ярового ячменя // Вестник сельскохозяйственной науки Каз. ССР, 1974, № 11, с. 137-139.
105. Полевой В.В. Фитогормоны. Л.: Изд. ЛГУ, 1982, - 140 с.
106. Полевой В.В. Роль ауксина в системах регуляции у растений. 44-ое Тимирязевское чтение. Л.: Наука, 1986, - 79 с.
107. Полыгалина Г.В., Чередниченко B.C., Римарева Л.В. Определение активности ферментов. М.: ДеЛи принт, 2003, - 375 с.
108. Пронин С.И. Амилолитические ферменты и их роль в пищевой промышленности. М.: ИЛ, 1953, - 174 с
109. Ш.Просянникова И.Б. Мананков М.К. Влияние гиббереллина на физиолого-биохимические показатели проростков кукурузы при различных уровнях азотного питания. В сб. докладов 2-го съезда Всесоюзного об-ва физиологов растений. М., 1992, ч. 2, с. 169.
110. Прусакова JI.Д., Малеванная Н.Н., Белопухов С.Л. Вакуленко В.В. Регуляторы роста растений с антистрессовыми и иммунопротекторными свойствами // Агрохимия, 2005, №11, с. 76 — 86.
111. Прусакова Л.Д., Чижова С.И. Роль брассиностероидов, в росте, устойчивости и продуктивности растений // Агрохимия, 1996, № 11, с. 137-150.
112. Прусакова Л.Д., Чижова С.И. Применение брассиностероидов в экстремальных условиях//Агрохимия, 2005^ № 7, с. 87 — 94.
113. Псота В., Юречка Д. Выбор сортов пивоваренного ячменя // Пиво и жизнь, 2000, № 6, с. 11 13.
114. Пушкина ГЛ., Бушкоская Л.М., Балакина М.В. Состояние и перспективы повышения экологической безопасности // Химические методы защиты растений. СПб., 2004, с. 266 — 269;
115. Савчук Т.Е., Лобанов B.F., Гаманченко А.И. Протеолитическая и амилолитическая активность ячменя в период ускоренного старения // Известия ВУЗов. Пищевая технология, 2002, № 5-6, с. 71 74.
116. Самородов В.Н., Поспелов С.В;, Моисеева Г.Ф., Середа A.B. Фотохимический состав представителей рода эхинацеи {Echinacea Moench.) и его фармакологические свойства // Лекарственные растения, 1996, № 1, с. 32-37.
117. Саранин К.И., Каничев В.И. Эффективность расчетных методов доз минеральных удобрений под ячмень // Агрохимия, 2000, №11, с. 27 — 33.
118. Сельскохозяйственная биотехнология / под ред. акад. РАСХН B.C. Шевелухи, -М.: Изд. МСХА, 1995, 310 с. .
119. Скоупс Р. Методы очистки белков. ~ М.: Мир, 1995, 310 с.
120. Смолин Н.В. Влияние элементов интенсивной технологии на урожайность и качество зерна ячменя в условиях юга Нечерноземной зоны. Автореф. дисс. на соискание уч. ст. канд. с.-х. наук. М.: ВИУА, 1988,-25 с.
121. Современные технологии и перспективы использования экологически безопасных средств защиты растений и регуляторов роста /под ред. В.Г. Сычева. -М.: ЦИНАО, 2001,-156 с.
122. Соломахина В.А. Разработка режимов солодоращения в зависимости от физиологического состояния ячменного зерна. Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. М., 1980, - 24 с.
123. Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ // Приложение к журналу «Защита и карантин растений», -М.: Изд. Агриус, 2003, № 4, с. 247 284.
124. Сташаускайте С. А., Моцкуте Г.С. Влияние микроэлементов на активность амилаз в ячмене и кукурузе // Научные труды высших учебных заведений Лит. ССР, «Биология», т. VII, с. 32 35.
125. Степаненко И.Ю., Смирнова Е.А., Шаненко Е.Ф., Эль-Регистан Г.И. Влияние алкилоксибензолов на процессы солодоращения // Прикладная биохимия и микробиология, 2004, т. 40, № 1, с. 83 88.
126. Суслянок Г.М. Формирование белково-протеиназного комплекса и технологических достоинств' пшеницы на основе направленного изменения агрофона. Дисс. на соискание уч. ст. канд. биол. наук. М.: МГАПП, 1996,- 201 с.
127. Сучкова Е.В. Продуктивность и адаптационная способность к засухе разных сортов пшеницы при обработке цирконом. Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. биол. наук. М.:ВНИИА, 2005, - 21с.
128. Тарчевский И.А. Метаболизм растений при стрессе. Казань: Фэн, 2001, -447 с.
129. Тарчевский И.А. Сигнальные системы клеток растений. М.: Наука, 2002, -294 с.
130. Толстоусов В.П. Удобрения и качество урожая. М.: Агропромиздат, 1990, с. 39-44.
131. Ульяненко Л.Н., Круглов C.B., Филипас A.C., Арышева С.П. Влияние регуляторов роста на развитие растений ячменя и накопление в них тяжелых металлов и цезия -137 // Агрохимия, 2004, № 12, с. 15 — 22.
132. Фараджаева Е.Д., Востриков C.B., Дамдинсурен А. Новые сорта пивоваренного ячменя // Пиво и напитки, 2003, № 4, с. 12-14.
133. Фараджаева Е.Д., Чусова А.Е., Дамдинсурен А., Ярославцева О.Н. Пригодность ячменя сорта Гонор для пивоваренной промышленности // 2004, №5, с. 18-21.
134. Федосеев А. П. Эффективность минеральных удобрений в зависимости от окультуренности почвы и погодных условий // Агрохимия, 1982, № 9, с. 52-53.
135. Фершт Э. Структура и механизм действия ферментов. М.: Мир, 1980, -432 с.
136. Фомина О.Н. Левин A.M. Нарсеев A.B. Зерно. Контроль качества и безопасности по международным стандартам (под ред. В.М. Кантере). — М.: Протектор, 2001, 368 с.
137. Фурсов О.В. Амилазы и их регуляция в зерне злаковых. Дисс. на соискание уч. ст. доктора биол. наук. Алма-Ата, 1989, - 307с.
138. Хавкин А.Е. Индуцированный синтез ферментов в процессах роста и морфогенеза растений. — М.: Наука, 1969, — 164 с.
139. Хорунжина С.И. Биохимические и физико-химические основы технологии солода и пива. М.: Колос, 1999, - 312 с.
140. Шабурова Г.В. Пивоваренные качества ярового ячменя Пензенской области // Пиво и напитки, 2004, № 2, с. 40 41.
141. Шабурова Г.В. Фракции белка пивоваренного ячменя // Пиво и напитки, 2004, №3, с. 18-19.
142. Шаповалов А.А., Зубкова Н.Ф. Отечественные регуляторы роста растений//Агрохимия, 2003, № 11, с. 33— 47.
143. Шарова Е.И. Ауксин-зависимые изменения в метаболизме белков отрезков колеоптилей кукурузы. Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. биол. наук. М.: МГУ, 1983, - 16 с.
144. Шатилова Т.И., Карпиленко Г.П., Витол С.Б., Шаненко Е.Ф., Эль-Регистан Г.И. Влияние регуляторов метаболизма на белково-протеиназньгй комплекс ячменя, выращенного на разном агрофоне // Изв. ТСХА, 2005, № 3, с. 82 90.
145. Шильдбах Р. Современные сорта ячменя. Качественные и хозяйственные характеристики//Brauwelt, Мир пива, 1998, № 3, с. 33 40.
146. Широких И.Г., Абубакирова Р.И., Карпова Е.М., Кучин А.В. Оценка Na-солей суммы тритерпеновых кислот Abies sibirica L. в качестве регулятора роста и стресспротектора яровой пшеницы // Агрохимия, 2007, № 1, с. 52 -56.
147. Эль-Регистан Г.И., Ермолаева Г.А., Шаненко Е.Ф., Крылов И.А., Ревина А.А., Смирнова Е. А., Степаненко И.Ю., Егоров С.Ю., Покровский А.В., Будран Ж. Способ производства солода / Патент РФ № 2002124631/13(026166) от 17.09.2002 г.
148. Armstrong J.E., Jones R.L. Osmotic regulation of a-amylase synthesis and polyribosome formation in aleurone sells of barley // J/Cell Biol., 1973, v. 59, №2,p.444 451. .
149. Bernfeld P. Enzymes of starch degradation and synthesis // Adv. Enxymol. Rel. Sydje. Biochem., 1951,№ 12p. 380-384.
150. Briggs D.E. Effect of gibberellic acid on barley // Cereal chemistry, 1987, v. 8, № 3, p. 112-117.
151. Daussant J., Corvazier P. Biosynthesis and modification of a- and P-amylases in germinating wheat seeds // FEBS Letters, 1970, v. 7, № 2, p. 191 194.
152. Enari T.-M. Basic and applied research on barley proteins and enzymes // Wallerstein Labor. Comm., 1967, v. 30, p. 5 14.
153. Firn R.D. The association of «-amylase activity with a particle in homogenate . of barley aleurone tissue // Plant Physiol., 1973, v. 51, № 1, p. 20 30.
154. Fischer E.H., Stein E.A. a-Amylases //Enzymes,.1960, № 4, p. 313 317.
155. French D. p-Amylases // Enzymes, 1960, № 4, p. 345 351.
156. Gibbons G.C. On location and transport of a-amylase during germination and early seedling growth of Hordeum vulgare // Carlsberg Res. Commun., 1979, v. 44, p. 353-366.
157. Gibier F., Jacobsen J.V., Ashford A.E. Involvement of the Golgi apparatus in the secretion of a-amylase from giberrellin-treated barley aleurone cells // Planta, 1986, v. 168, p. 447 453.
158. Gibson R.A., Paleg L.G. Further experiments of the a-amylase containing lysosomes of wheat aleurone cells // Aust. J. Plant Physiol., 1975, v. 2, № 1, p. 41-47.
159. Gibson R.A., Svenson B. Chemical modification of barley malt a-amylase 2, involvement of tryptophan and tyrosine residues in enzyme activity // Carlsberg Res. Commun., 1986, v. 51, p. 295 308.
160. Guiltiman M. J. Deikman J. Molecular and genetic approaches to study of plant hormone action // Hortic. Revs., 1994, v. 16, p. 1 — 16.
161. Hammerton R.W., Ho Tufn-Hua D. Hormonal regulation of the development of protease and carboxypeptidase activities in barley aleurone layers // Plant Physiol., 1986, v. 80, p. 692 697.
162. Harris G. Barley and Malt: Biology, Biochemistry, Technology. -N.-Y.: Acad. Press, 1962, p. 635 642.
163. Hartmann M.-A. Plant sterols and the membrane environment // Trends in Plant Science, 1998, v. 3, № 5, p. 170 175.
164. Hedden P., Phillips A. Gibberellin metabolism: new insights revealed by the4genes // Trends in Plant Science, 2000, v. 3, № 5, p. 170 175.
165. Holmes F.S. Optimising yield and quality in wheat and barley // J. Nat. Inst. Agr. Botany, 1982, v. 16, № 1, p. 1 16.
166. Havis J., Fischer E.H., Stein E.A. Alpha-Amylases as calcium — metalloenzymes. II. Calcium and catalytic activite // J. Biochem., 1964, № 3, p. 61 -66.
167. Jacobsen J.V. Control of a-amylase synthesis in isolated barley aleurone layers by gibberellic acid, abcisic acid and ethylene // Plant Growth Substances / Ed. by DJ. Carr. Berlin, 1970, p. 3361 - 3482.
168. Kirsop B.H. Rapid method of estimating the activity of ß-amylase of barley extracts // J. of Inst, of Breewing., 1953, v. LIX, 5, p. 287 290.
169. Kozubek A., Tyman J.H.P. Resorcinolic lipids, the natural non-isophenoide phenolic amphiphiles and their biological activity // J. Chemical reviews, 1999, v. 99, no. 1, p. 1-25.
170. Koehler S.M., Ho Tuan-Hua D. A major gibberellic acid induced barley aleurone cystein proteinase which digests hordein. Purification and characterization // Plant Physiol., 1990, v. 94, no 1, p. 251 258.
171. Kulp L. Amylases. Starch // Enzymes in food processing. — New York, San Francisco, London: Academic Press, 1983, p. 62 - 77.
172. Levinson H.L. Zur Evolution und Biosinthese der Terpenoiden Pheromone und Hormone // Die Naturwissenschaften, 1972, v. 59, № 11, s. 477 484.
173. Lindsey K., Casson S., Chilley P. Peptides: new signaling molecules in plants
174. Trends in Plant Science, 2002, v. 7, № 2, p. 78-83.
175. Lorz H. et al. Transgenic barley a journey with obstacles and milestones. In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium Adelaide University, South Australia, 2000, v. 1, p. 189 - 196.
176. Lowry O.H., Rosebrougt N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with Folin phenol reagent. // J. Biol. Chem., 1951, v. 193, p. 265.
177. Mc. Gregor A. W., Norgan J1E. Structure of amylopectins from large and small starch granules of normal and waxy barley // Cereal Chem., 1984, v. 61, № 3, p. 222-228.
178. Mc. Leod A.M. Gibberellic acid in the germination of barley // Brew Div., 1963 v. 7, p. 48-51.
179. Mozer TJ. Partial purification and characterization of the mRNA for a-amylase from barley aleurone layes // Plant Physiol., 1980, v. 65, № 4, p. 838 857.
180. Mundy J., Brandt A., Fincher G.B. Messenger RNA the scutellum and aleurone of germinating barley encode (1,3,1 —» 4) p-d-glyconase, a-amylase and carboxypeptidase // Plant Physiol., 1985, v.7965, № 3, p. 867 -871.
181. Paleg L., Sparrow D.H.B., Jennings A. Physiological effects of of gibberellic acid. I. On carbohydrate metabolism and amylase activity of barley endosperm // Plant Physiology, 1960, v. 30, № 2 3, p. 293 - 299.
182. Paleg L. Physiological effects of gibberellic acid. IV. On barley grain with normal, x-irradiated excised embryous // Plant Physiology, 1962, v. 37, № 5, p. 573-586.
183. Peng J., Harberd N. The role of GA-mediated signaling in control of seed germination // Current Opinion in Plant Biology, 2002, v. 5, № 5, p. 376 -381.
184. Raghothama K.G. Phosphate transport and signaling // Current Opinion in Plant Biology, 2000, v. 3, p. 182 187.
185. Reisenauer H.M., Dickson A.P. Effect of nitrogen and sulfur fertilization for yield and quality of barley // Agronom. J., 1961, v. 53, p. 346 351.
186. Sheorain V.S., Wagle D.S. Beta-amylase activity in germinating Bajra and barley varieties // J. Food Sci. and Technol., 1973, v. 10, № 4, p. 184 191.
187. Shinke R., Mugibayashi N. Zymogen |3-amylase studies on barley and malt amylases. Part XV. Activation mechanism of zymogen p-amylase in vitro // J/ Agric. Chem. Soc. Japan, 1969, v.43, № 8, p. 556 563.
188. Shinke R., Mugibayashi N. Studies on barley and malt amylases. Part XIX. Activation of zymogen P-amylase in vitro and amylose formation in isolated aleurone layers // Agr. Biol. Chem., 1972, v. 36, № 3", p. 378 382.
189. Shinke R., Nisira H. Studies on barley and malt amylases. Part XX. Comparison wheat P-amylase with barley zymogen p-amylase // The Sci. Rep. of Agric. Kobe Univ., 1975, v.13, № 1, p. 141 146.
190. Srivastava B.I.S., Meredith W.O.S. Mechanism of action of gibberellic acid. Inhibition of a-amylase developing during germination of barley by chloramphenicol and its reversal by gibberellic acid // Canadian J. Bot, 1962, v.40, № 9, p. 1257-1263.
191. Subbaramaich K., Sharma R. Affinity chromatography of mustard p-amylase on starch columns // J. of Biochem. And Biophys. Methods, 1985, v. 10, № 56, p. 315-320.
192. Svenson B., Mundy J., Gibbons R.M. Partial aminoacid sequences of a-amylase isoenzymes from barley malt //Calsberg Res. Commun., 1985, v. 50, № l,p. 15-22.
193. Szeykowska A. Hormonal control of protein synthesis in plants // Hormonal regulation of plant growth and development /Ed. S.S. Purohit Dordecht, Boston, Lancaster, 1987, v. 2, p. 1 - 36.
194. Tao K.L. Khan A.A. Occurrence of some enzyme starchy endosperm and hormonal regulation of isoperoxidase in aleurone of wheat // Plant Physiology, 1975, v. 56, № 6, p. 797 800.
195. Tronier B., Ory R.L. Association of amylases with protein bodies in barley // Inform. Serv., 1970, v. 47, № 4, p. 464 471.
196. Van Lonkhuijsen H.L. et al. Evaluation of a malting barley quality assessment system // J. Am. Soc. Brew. Chem., 1999, v. 56, p. 7 12.
197. Varner J.E. Gibberellic acid controlled synthesis of alpha-amylases in barley endosperm // Plant Physiology, 1964, v. 39, № 3, p. 421 439.
198. Visuri K., Nummi M. Purification and characterization of cristaline p-amylase from barley // Eur. J. Biochem., 1972, v. 28, № 4, p. 555 565.
199. Wasilewska L.D., Bralczyl J., Mazurkiewicz J. Modulation of genetic expression in plants by gibberellic acid // Third Intern. Symp. Plant Growth Reg. Proc. Varna, 1981, p. 96.
200. Whelan W.L. The action Paterns of p-amylases H Starke, 1960, № 12, p. 256 -261.
-
Бобков, Александр Анатольевич
-
кандидата технических наук
-
Москва, 2008
-
ВАК 03.00.04
- Роль агрофона в формировании углеводно-амилазного комплекса зерна пшеницы
- Совершенствование элементов технологии возделывания ярового ячменя Ергенинский 2 на пивоваренные цели в степной зоне черноземных почв Волгоградской области
- Теоретическое обоснование и разработка технологий возделывания ярового и озимого ячменя в степной зоне черноземных почв на пивоваренные цели
- Влияние агрофона и регуляторов метаболизма на биохимические показатели качества пивоваренного ячменя
- Особенности белково-протеиназного комплекса пивоваренного ячменя, выращенного на различных агрофонах
