Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние форм азотных удобрений на биохимические особенности чая сорта "Колхида"

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние форм азотных удобрений на биохимические особенности чая сорта "Колхида""

институт шохиши. растений, им. с.в.дутшшздзе

.АН РЕСЩИКЙ^РУЖЯ

На правах рукописи КАЛАНдаЯ АЛЕКО ГИБИЕВИЧ

УДК 581.19:633.72.001:631.811.1

ВЛИЯНИЕ ФОРМ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ШОЖМИЧЕСШ ОСОБЕННОСТИ ЧАЯ СОРТА "КОЛХИДА"

Специальность 03.00.04 - Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертатпА на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Тбилиси - 1992

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте част, субтропических культур и чайной промышленности, б Институте биохимии растений им.С.В.Дурмишидзе АН Республики Грузия, в Институ^ те сахарной свеклы АН Украинской Республики.

Научные руководители - кандидат технических наук,

САРДЖВЕДАДЗЕ Г.П. / доктор сельскохозяйственных наук, профессор ЦАНАВА В.П.

Официальные оппоненты - доктор биологических наук, профессор

ХАЧВДЗЕ О.Т.

кандидат биологических наук БЗИАВА P.M.

Ведущая органкзапи« ■ - Грузинский ИНСтитут субтропического

хозяйства

Защита состоится У март 1992 г. в 13.00 час. на заседании тиэирэвзжого совета К 007.04.01 в Институте биохимии растений АН Республики Грузия. (380059, Тбилиси, аллея Давида Агмашенебели, ТО-П км).

С диссертагиеЯ можно ознакомиться в библиотеке Института биохимии растений им. С.В.Дурмишидзе АН Республики Грузия.

Автореферат разослан " 7 " апреля 1992 г.

Учены"? секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук

М.В.БЕНДШМШШ

- 3 -

ОБЩАЯ''ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗОГН

Актуальность проблемы. Повышение урожайности сельскохозяйственных культур с одновременным улучшением качества, обеспечивается только при благоприятном сочетании факторов жизнедеятельности растений. '

Одним из важнейших факторов выращивания высоких урлжаев, является применение удобрений. В формировании урожая среди ялемен-. тов питания ведущая роль принадлежит азоту. Наличие в почве азота в ограниченном количестве обуславливает необходимость его дополнительного внесения в виде минерального азота./Взиава, 1982/,.

Исключительно велика роль азота в питании чайного растения, что связано с почвенно-климатическими условиями районов его выращивания, и особенностью ведения культуры. Уточнение-всех вопросов, связанных о применением азотных удобрений имеет важное значение для увеличения продуктивности и охраны окружающей среды./Цанава, 1985/.

Вся история отечественного чаеводства и опыт классических чаепроизводящих стран свидетельствует о прямой зависимости-величины урожая чайного листа, его качественных показателей-от уровня обеспеченности питательными элементами. Лишь оптимальный режим, в первую очередь количество и формы вносимых азотных удобрений, может гарантировать неуклонный рост урожайности с сохранением высокого качества зеленого чайного листа. - •

Определенным почвенно-климатическим условиям наилучшим образом соответствует только определенная форма или норма удобрения, причем значение этого настолько велико, что направленным выбором формы можно существенно снизить эффект действия вносимого злейен-та или, наоборот способствовать повышению эффекта.

Отмеченное особую остроту приобретает для азотных удобрений,

'в ртное&нии которта .подб&р .йптишяьннх -'форм. с учетом - конкретно почвенно-климатических условий воз'и.ельшаеммх. культур является 1 более доступным путем повышения максимальной отдачи от внесеннь удобрений и снижения их непроизводительное потерь.

Несмотря на доетигнутке к настоящему времени успехи в изуч нии применения азотных удобрений, большая отзывчивость чайного куста на внесение азотных удобрений выдвинула необходимость детального изучения лияния азотных удобрений на качественные пок; яатели сырья и готовой продукции, превращение отдельных азотсод* жащих и других компонентов, определяющих пищевые достоинства эт< го широко распространенного напитка.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы яе ляется изучение влияния форм азотных удобрений на биохимические показатели чая ''таша з1юепз1з ^ сорта Колхида, определяющие качес тво чая. '

В задачу данного исследования входило изучение влияния форм азотных удобрений на: . ;

- способность растений чая сорта Колхида усваивать и накашп вать ионь* нитратов в полевых условиях;

- накопление катехинов, лейкоантоциашдинов, флавонов в зеле ннх листьях и готовом чае;

- исследование разнокачественного состава летучего комплекса при получении зеленого и черного чая;

- исследование влияния глубины ферментации на компоненты летучего комплекса;

- исследование состава и количества минеральных элементов в чае и чайнрх экстрактах;

- разработка технологии использования разных видов чая, т.н. труднореализуемых и не имеющих большого спроса у потребителя для получения тонизирующих напитков и чая с низкокалорийным замените-

лем сахара;

- изучение биохимических изменений при получении разных- видов байхового чая из сырья сорта Колхида и возможности выработки подслащенного чая с низкокалорийным заменителем сахара;

- разработка предложений по практическому использованию результатов исследований, выполненных в диссертационной работе.

Научная новизна. Изучено влияние различных форм азотных удобрений на образование фенольных. соединений, алкалоидов, пигментов, витамина С и зольных веществ чайного листа сорта Колхида.

Впервые методом-капиллярной газовой хроматографии исследовано изменение состава летучего комплекса в чайной продукции-, полученной при различных степенях ферментации, в зависимости от внесения форм азотных удобрений.

' Исследованы подслащивающие вещества стевии гвЬаи<11апа

Вег-Ьоп! ^ ,и-их изменения при разработке способов получения низкокалорийного'заменителя сахара, применяемого для получения разных видов чая и тонизирующих напитков.

Разработаны способы получения низкокалорийного заменителя сахара с целью их применения для получения разных видов чая и тонизирующих напитков.

Впервые применен метод высокоэффективной жидкостной хроматографии для определения алкалоидов в чайном листе, готовой чайной продукции и напитках на основе чая. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии определены фенольные соединения.

Из чая сорта Колхида впервые получена продукция зеленого, желтого, красного чая и продукты с низкокалорийным заменителем сахара.

Научная новизна указанных разработок подтверждается 5-ю заявками, на которые имеются положительные решения на выдачу патента.

Практическая значимость работы. Исследования цанних вопро углубляют наши представления о.влиянии различных форм азотных удобрений-на качественные, показатели чая.

На основании проведенных исследований даются рекомендации о применении мочевины, как лучшей формы азотного удобрения для длительноудобряемых чайных плантаций сорта Колхида, из сырья ю торого получаются разные виды готового чая. Установлено, что сырье сорта Колхида преимущественно должно использоваться для I лучения черного чая и оолонга.

Разработаны и утверждены технологические инструкции произЕ ства грузинского марочного чая оолонг и черного марочного фасов ного чая с. низкокалорийным заменителем сахара.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на. всесоюзной научно-технической конференции (Тбилиси, 1989 г.1* республиканской научной конференции (Цхалтубо, 198Э г\ научной конференции (Тбилиси, 1991 г. \ УШ-оЙ конференции молодых учены (Москва, 1991 г4, на ученом совете НПОЧСКиЧП (Озургети, 1991 г^ в лаборатории фенольных соединений Института биохимии растений им.С.В.Дуриишицзе.АН РГ (Тбилиси,•1992 г. \

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных р; бот, получено 5 положительных решений заявки на патент.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введе ния, 9 глав, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на IIIстраницах, из них 94 страниц основного текста, содержит 26таблиц,12 рисунков. Библиография включает 160 наименований работ.

Объекты и методы исследования. В исследованиях был использо ван полевой опыт отдела агрохимии НПОЧСКиЧП по изучению яффектив ности форм азотных удобрений поп; культуру чая сорта Колхида. Опы заложен в 1959 голу по следующей схеме:

1. PK - фон

2. PK + сульфат аммония ( iia')

3. PK + азотнокислый аммоний ( waa ).

4. PK + мочевина.( йп ).

Для изучения и технологической переработки брали 2-3-х листе флеши чая Orhea Sinensis' и листья двулистника сладкого ( stevia baudiana Bertoni )

Для разделения фенольных соединений чая использовали двумер-'ю хроматографию в тонком слое целлюлозы (I. растворитель н-бу-шол-уксусная кислота-вода 40:12:28; 2. растворитель 2/о-ная уксус-1Я кислота). Идентификацию фенольных соединений проводили на ос->вании данных специфической флюоросценции в УФ-свете (до и после 5работки 1%-ныы ванилином HCI и 2%-ным AlCIg в этаноле).

При разделении кагехинов ВЭЖХ использовали колонку с Силосор->м Cjg на хроматографе "Милихром 4", а при ЖХВД - Bondapak Cjg I хроматографе fciltpore Waters ).

Фенолкарбоновые кислоты анализировали в этанольных вытяжках гтодом ЖХВД уъ Bondapak С jg (Ванидзе, Каландия, Беру лава, 1992).

Для определения содержания свободных аминокислот свежие лисья чая экстрагировали 2С$-ным этанолом. Измерения проводили на иинокислотноы анализаторе (ААА-339М, фирмы "Коко", Чехословакия) Гимоиенко и др., 1980).

При определении содержания кофеина (Цоциашвили, Бокучава, 989) ВЭЖХ разделение алкалоидов производили на хроматографе "Ми-ихром 4" (Цанава, Каландия, 1992).

Летучий комплекс определяли методом газо-жидкостной хромато-рафии на капиллярной колонке с пламенно-ионизирующим детектором, ¿мельченную массу образца полуфабриката подвергали гидродистил-яции в стеклянном перегонном аппарате.

Основные условия анализа: стеклянный испаритель (температура

- а -

250°С) и стеклянная капиллярная колонка (55М х 0,1 мы), температура коленки в момент ввода пробы 60°3 с последующим ее-.повшени-еы до 200°С. Стационарная фала - полиятиленгликоль (мм, 2000). Идентификацию компонентов масел проводили с помощью образцов подлинных соединений с привлечением индексов удерживания Ковача.

Количественный анализ заполняли'методом внутренней нормализации по площади пиков, которые определяли с помощью электронного интегратора (коэффициент р, учитывающий зависимость сигнала пламенно-ионизационного детектора от химической природы соединения, зо всех случаях условно принимали равным единице (Цанава, Хареба-за, Сард»веладзе, Каландия, 1988, 1991).

Определение минеральных элементов проводили атомно-адсорбци-РегкИ

онным метопом ( ^ , ¿Чтег 1 СБА) (Сардтквеладзе, Каландия, 1990).

РЕЗУЛЬТАТЫ И 0БСУВД8НИЕ

I. Влияние фота азотных удобрений на нитратредук-тазкуа активность чайного растения

Ассимиляция азота растениями - сложный биохимический процесс, протекающий с участием многих ферментных систем. Основными формами усвояемого растениями минерального азота являются нитраты и аммонийные, ионы, применяемые дозы которых резко возрастают, что вызывает опасность загрязнения окружающей среды и сельскохозяйственной продукции нитрат-ионами.

Ключевым ферментом, обеспечивающим восстановление нитратов является нитратрецуктаза (НР) (Измаилов, 1986; Кретович, 1987).

Исследование влияние форм азотных удобрений на НР активность (Нуцубидзе, Марченко, 1976) листьев (I лист) и корней чая показало, что растения по-разному реагируют на них (рис.1). НР актив-кость в корнях высока при педаче нитрат содержащего удобрения (даа а другие формы (;;а,.№л ) незначительно активируют фермент.

фон фон-Кта фон+Iiaa фон+Ыт

Рис Л. Изменение 'HP активности и содержания нитратов в листьях чая сорта Колхида при внесении форм азотных удобрений

--- HP активность в корнях ___нитраты в листьях

_ HP активность в листьях ____нитраты в готовом чае.

Основные превращения нитрат-ионов происходят в корнях чая, т.к. HP активность листьев чая низкая. Однако в листьях чая все-таки происходит накопление нитрат-ионов. Здесь, видимо, определяющим являбтся компартментадия нитратов главным образом в вакуолях ^ Ferrari et al .1973, Измаилов, 1986, Ллешков, 1988, Кретович, 1987), куда они,' видимо, попадают в первое время после внесения удобрений.

Форш азотных удобрений по-разному способствуют накоплению нитрат-ионов в чае. Они больше накапливаются в вариантах РК+ ла и РК+Иаа (210,4 и 214,0 мг/ЮОг аб.с.в.). После переработки чайного листа на готовый чай содержание нитрат-ионов повышается.

В присутствии большой концентрации фенольных соединений и конкурирующих ионов, определение китрат-ионов осложнено. Так, при использовании общепринятого ион-селективного метода содержание нитратов практически не обнаруживается, тогда, как метод Грисса (Плешков, 1986) показывает следовые количества ионов, а методом с дисульфофеноловой кислотой (Плешков, 1986) в полуфабрикате готового чая обнаруживается содержание нитрат-ионов от 155 до 335 мг мо^/ЮОг.аб.с.в. (максимальная при PK+iiaa ).

Надо отметить, что интенсивность экстракции по-разному влия-

ет на извлечение нитрат-ионов из материала. При горячей экстр ции в воде растворяется вдвое больше нитратов ^30 мин. гжстра чем при экстракции холодной водой. Это обстоятельство следует тывать во время потребления чая, как пищевого продукта. Наста] ние чайной заварки с подогреванием и неоднократной экстракцие) способствует накоплению в экстракте помимо других нежелательш веществ и. нитрат-ионов.

Учитывая, что для приготовления 250 мл чая в среднем испс зуется 2-2,5 г готовой продукции, в стакане чая содержится не лее 7,5 мг нитратов.

Таким образом, ыочно заключить, что первичные превращения нитратов главным образом происхоцях в корнях чая. Внесение азо ных удобрений не вызывает заметного повышения НР активности ли тьев чая, однако б листьях чая все же накапливается определен» концентрация нитрат-ионов, определение которых предпочтительнее проводить дисульфофенолозым методом. Несмотря на содержание ниг. ратов в чае его нельзя считать нитрат опасным продуктом.

2. Влияние фош азотных удобрений на образование фенольных соединений

Одной из характерных особенностей чайного растения являете накопление большого разнообразия фенольных соединений. Доминкру |дими компонентами фенольного комплекса молодых побегов (флешей) чайного растения являются катехины (Запрометов, Чхиквиивили,198 Помимо катехинов флавоноидный комплекс чайного растения предста: лен флавонолами, флавонами, а таюке антоцианами, дигидрофлавоно) и флавононом,

У растений возникают сдвиги в накоплении флавоноидных соегу нений при изменении условий среда, под влиянием различных стрессовых факторов, к числу которых можно причислить степень обеспеченности растений азотом (Маргна, 1989). В большинстве проведен-

них до скх пор работ пониглзкнкз дозы азот;:- чж ке кз.ъ-г-'. г - V дефицит вызывали значительную' стимуляцию накопления флансг.скксв (Мгалоблишвили, Дкемухадзе, 1981), в то время, как в условиях обильного азотного питания этот процесс, как правило подавлялся . (Маргна, 1989).

о

Форма внесенного азотного удобрения не меняет качественный состав фенольных соединений. Количественный же состав но всех удобренных азотом вариантах меньше, чем в фоновом (таблица I), к тому же внесение сульфата аммония в меньшей степени понижает его концентрацию. Аналогичная картина и по содержанию флавонов. Содержание лейкоанроцианов внесением форм азотных удобрений незначительно повышается (табл.I).

Таблица I

Флавоноиды двулистных флешей и готового чая сорта Колхида (% от сухой массы)

Виды чая

Флавоноиды

Фон-РК Фон+^а Фон+Каа

Фон+Юа

Зеленый Катехины

Лёйкоантоциа-нидины

Флавоны

'17,38 13,73 14,42

3,06 6,0

3,11 4,66

3,43 5,4

15,97

3,49 5,2

Красный чай Катехины 14,16 19,9 11,81 12,62

Лейкоантоциа-нидины 3,89 4,01 3,95 4,12

Флавоны .4,0 3,76 3,81 3,8

Черный Катехины 8,8 8,3 8,2 8,7

чая Лейкоантоциа-ни.цины 4,08 4,37 . 4,.18 4,36

Флавоны 2,0 2,26 Г,62 1,6В

При переработке чайного листа на черный чай происходит окисление катехинов. В готовом чае остается 45-5СЙ от начального содержания. Содержание лейяоантоцианов повышается во всех образцах. Здесь же следует отметить, что использование метода определения

Рис.2. Характесная хроматограмма катехинов, • разделенных методом ВЭЖХ

лейкоантоцианидинов практически изучали антоцианидины. Следовач но происходит повнгение количества антоцианидинов, которые могу образовываться вследствие гидролиза олигомерных проантоциани.дин и последующего окисления образовавшегося лейкоантоцианидина.

Разработанные методы разделения веществ методом ЖХВД и ВЭЖ позволяют их изучать без значительные изменений быстрее и с мен шиш затратами. Такая возможность ставит вопрос о применении эт методов для исследования чая.

Предварительно обработанные образцы (Чхиквишвили, Ванидзе, Каланция, 1991) вводили в хроматографическую колонку Separon Cj| Растворитель:метанол-вода (1:1t, детектирование при 280 им, скорость ялюирования 0,4 мл/мин, чувствительность 8 единиц оптической плотности (рис.2\

Идентификацию веществ проводили сравнением времени удерживг ния катехинов-стандартов и веществ чайного экстракта.

Экстракты разделяли методом ВЭЖХ на колонках КАХ 4-64-4/5м» Силосорб С1у, подвижная система HCO-Meg-MEQH-HOAc-HgO/IS: I:0,5:ё или метанол-года 1:1 на хроматографе "Милихром 4". Детекцйя при 280 нм, скорость элшрования - 0,1 мл/мин.

Фенолкарбоновке кислоты разделяли таким же способом. Лриго-овление экстракта производили на колонках ЗопДарак С^ц. Элю-нт - уксусная кислота-вода (5:95), детектирование при 254 км,, увствительность I единиц оптической плотности (рис.3\

Проведено идентифицирование галловой кислоты (п^, хлороге-овой кислоты (п.5),' гидроксифенилуксусной кислоты (п.71, кофейно-ой кислоты (п.121, куиаровой кислоты (п.13\ сиреневой кислоты п.15).

Доминирующими в содержании фенолкарбоновых кислот являются лорогеновая и галловая кислоты (17 и 1Ш!) и неидентифицированноп еществой* =7,3 (4,13£).

1

Рис.3. Характерная хроматограмма фенолкарбоновых

кислот чая сорта Колхида, разделенных методом ЖХВД.

Таким образом, можно заключить, что внесение форм азотных добрений вызывает понижение содержания флавоноидов. Достигнуто ринципиальное разделение методами ЖКВД и ВЗЖХ катехинов и фенол-арбоновых кислот чая1сорта Колхида.

3. Разнокачественность состава летучего комплекса чая в связи с внесением форм азотных удобрений

Аромат чая, как и аромат любого пищевого продукта, создается етучими соединениями. Значительная роль летучих компонентов в бразовании аромата предопределила большой интерес к изучению сос-

таза летучего комплекса чая и путе^ биосинтеза его компонентов (Такео, 1981г1983; Гогия, 1984; Хаоебава 1982,1991 \

При изучении яфирньгх масел полуфабриката зеленого чая обн; рукено не менее 305 индивидуальных летучих соединений. Основным! по концентрации компонентами'масел оказались линалоол (п.126, 10,23-18,92^ и неидентифицированное высококипящее соединение, представленное на хроматограмме пиком 298 (8,56-16,98^.

Внесение в почву любого из трех азотных удобрений вызывает довольно существенное повышение или понижение концентрации ряда компонентов летучего комплекса, в частности, существенно повышак ся концентрации специфических летучих соединений чая - лиственно го альдегида (п.62) и лиственного спирта (п.93) (рис.4).

Наибольшее сод°ртание лиственного альдегида в яфирном масле удобренном мочевиной - 3,07%, т.е. в 13 раз больше, чем в контро ном - 0,23^. Лиственного спирта больше при использовании в качес 'тве удобрения нитрата аммония - 1,37% (в 5 раз больше, чем в фон зом\ Все три режима питания чайного куста сорта Колхида способе? вуют повыиению концентрации гераниола (п.1791 - с 3,93^ (фон) до 5,82^; 6,02% и 3,01<£ (табл.2\

Возрастают также концентрации цис-фураноидной окиси линалоо-ла (п.119), метилового эфира салициловой кислоты (п.168), фенил-птилового спирта (п.1Ш).

С другой стороны, все три режима питания чайного куста вызы-эают, по 'сравнению с контролем, снижение концентрации линалоола (п.126^ - менее существенное в случае сульфата и нитрата аммония (с.18,921; до 16,03-16,23^) и более существенное в случае мочевинь Сдо 10,23%).

Эфирное масло полуфабриката черного чая содержит в наиболыпи концентрациях гексанол, гексанал, гексенилацетат, а также бензаль дегид, метил-салицилат, бета-ионон, бензиловый и фенилятиловый

спирты.

Внесение сульфата аммония сн/?»ает концентрации всех представленных в таблице компонентов, за исключением фенилацетатнитрила и индола.

Таблица 2

Содержание некоторых компонентов в эфирных маслах .чая сорта'Колхида от общего*содержания^

Зеленый чай Черный чай Жел- Крас- - Черный чай

£он- Фон+ Фон+ Фон+ £он- £он+ Фон+ Фон+ тый чай ный чай

РК Иа Маа Ит РК На Паа й'т

Транс-2- 0,23 1,82 0,87 3,07 2,36 1,78 1,50 1,40 3,38 4,33 2,42

Гёксенал

Цис-3- 0,27 0,71 1,97 1,20 1,74 1,27 2,1 1,82 1,35 1,79 1,98

Гексенол

Окись лина-

лоола 1 ■ 1,02 0,86 1,15 1,42 1,37 1,10 1,2 1,42 1,38 2,01 2,02

Окись лина-

лоола П 0,35 1,27 0,84 1,99 3,03 2,55 2,72 3,11 2,85 4,59 4,01

Бензаль-

дегиц 0,85 0,84 0,59 0,76 0,36 0,28 0,19 0,24 0,43 0,41 0,43

Линалоол 1802 1623 1003 1429 7,28 5,89 6,32 7,43 1237 10,71 10,69

1-0ктанол 0,44 0,18 0,40 0,24 0,13 0,1 0,12 0,13 - - -

Метилса-

лицилат 0,19 0,48 0,44 0,79 2,23 1,49 1,55 1,86 1,9 2,89 3,12

Гераниол 3,03 5,82 6,02 8,01 7,59 6,64 5,58 7,03 1318 16,25 17,22

Бета-иснон0,06 0,07 0,40 0,09 0,95 0,75 0,82 0,79 - - -

Фенилацет- 0,28

альдегид "0,50 0,44 0,11 0,61 0,30 0,27 0,32 """

При внесении аммиачной селитры концентрация большинства сведенных в таблицу компонентов масел также снижается, однако содержание в маслах цис-3-гексенола, фенилацетальдегида, бета-нероли-дола, дельдроактинадиолида, фенилацетонитрила, индола возрастает.

Внесение мочевины способствует также накоплению в эфирном масле полуфабриката черного чая цис-3-гексенола, бета-неролидола, дельдроактинидиолида, фенилацетонитрила, индола. При этом возрас-

-16 -

тает также-концентрация линалоола и его. фураноидных окисей.

Эфирные масла, прлученные из полуфабрикатов чая с разными степенями ферментации заметно отличаются друг от друга по содержанию некоторых компонентов. В частности, для эфирного масла красного чая характерно высокое содержание изомеров валерианового альдегида. Больше здесь также содержания лиственного альдегида (п.58) Эфирное масло желтого чая отличается от эфирных масел черного и красного максимальной концентрацией линалоола (п.115), альфа -терпинеола (п.143), бета-неролидола (п.192) и неидентифициро-

о

ванных соединений.

С увеличением глубины ферментации чайного листа в эфирном масле полуфабриката падает содержание текоанола (п.97) -„с 1,27% до 0,52$, линалоола (п.115) - с 12,37$ до 10,69$.

Рис.4. Характерная хроматограмма эфирного масла полуфабриката чая из листа сорта Колхида

Внесение форм азотньк удобрений не вызывает каких-либо су- .. щественных изменений в составе летучего комплекса, подтверждение этому незначительное превосходство по органолептическим показателям чая, полученного из варианта РК+ Ыя.

Таким образом, процесс ферментации листа разных)клонов протекает неодинаково, что заметно отражается на сортаве летучего

о

комплекса готового чая.

4. Изменение химических соединений, принимающих участие в формировании качества готового чэя

Аминокислоты и пигменты. В обмене веществ растений (Кретович, 1987; Плешков, 1987 ), в том числе и чайного растения, важную роль играют аминокислоты (Цанава В.П., Цанава Н.Г., 1979 \ Свободным аминокислотам и каротиноидам отводится немаловажная роль в формировании аромата чая (Попов, Бокучава, 1958:,со н^ а1 1970.,Зо1-¿о Е. at о1 1970).

Многие исследователи считают, что каротиноиды во время переработки чайного сырья легко переходят в бета-ионон, который считается одним из важнейших компонентов аромата чая ('/атаШаМ at 01 1972. ,«'/1скгетаз1пйЬв 1973.).

Внесение форм азотных удобрений вызывает значительное повышение содержания аминокислот. Повышается содержание и тех аминокислот (валин. изолейцин, фенилаланин, метионин и др.), возможными продуктами превращения которых могут быть компоненты летучего комплекса (2-Метилбутанол, изовалериановый альдегид, феиил-альдегид, линалоол) (со Н. а-Ь 9X1970). Наблюдается определенная закономерность между понижением содержания аминокислот к повышением концентрации важнейших продуктов превращения (рис.5). Такая же картина с каротиноидами и содержанием бета-ионона, содержание которого несколько раз повышается, тогда как количество кароти-ноидов остается следовым.

Витамин С (7, -аскорбиновая кислота) активно участвует в различных сторонах обмена веществ, что и определяет его исключительно широкий спектр действия. Считается установленным, что аскорбиновая кислота предотвращает канцерогенный эффект, образующийся в организме нитрозаминами (НА) (Абрамова, 1989).

А.М корот

ионон

зел.лист завял. фермент. п/ф

. Рис.5. Изменение содержания некоторых компонентов :

летучего комплекса и их возможных^предшественников.

Наибольшее количество аскорбиновой кислоты содержится в' физиологически зрелых частях флеша (до 700яг/%). Внесение форм азот ных удобрений каких-либо заметных изменений в содержании витамина С не вызывает.. .

В процессе- технологической переработки чайного листа происходит окисление витамина С. При производстве ферментированных видов чая яри уменьшения значительны.

Чай источником витамина С не является, но на первой стадии переработки чайного листа, пока в среде имеется достаточное количество аскорбиновой кислоты, другие антиоксицанты- фенольные соединения не претерпевают конденсации образованием окрашенных ° продуктов.

Теафлавины и теарубигины - две группы веществ, которые наряду с другими веществами влияют на цвет и настой чая (Джинджо-. лия, Кобахидэе, 1984).

На содержание этих веществ влияет продолжительность процесса ферментации. Низкая температура способствует накоплению теа-флавинов.уТеафлавинов больше в красном чае и соответственно за-,варка из этого чая имеет яркую окраску.

Кофеин. Азотный обмен чайного растения имеет ряд специфических особенностей, включающих в себя образование значительного количества алкалоидов (Серенков, 1959).

Рис.б. Характерная хроматограмма кофеина из листьев чая сорта Колхида, разделенного методом ВЭЖХ.

Внесение форм азотных удобрений повышает количество кофеина в чайном листе. Его больше в варианте РК+Лт .

При переработке чайного листа не происходит значительных изменений в содержании кофеина. Однако, следует отметить, что холодная ферментация (2-5°С) способствует снижению количества кофеина.

Таким образом,- можно заключить, что повышение содержания аминокислот и каротиноидов, вызванная внесением форм азотных удобрений, способствует накоплению большого количества веществ, принимающих участие в формировании аромата чая.

Внесение форм азотных удобрений вызывает также повышение концентрации кофеина. Холодная ферментация способствует получению чая с яркой заваркой.

Количественное определение кофеина хроматографическим методом способствует упрощению процесса анализа и его можно применять как экспресс-метод.

- 20 -

5.-, Влияние форы азотных удобрений на количество и состав зольных элементов в листьях : чайного растения

Минеральные вещества имеют большое значение в жизнедеяте ности живого организма. В чае минеральные вещества находятся в воде растворимой, так и водонерастворимой формах (Хочолава, 1977).

С потребительской точки зрения важнее изменения водораси римых элементов. Острота этого вопроса вызвана тяжелой эколог; ческой ситуацией,- повышением опасности-радиоактивного .заражен (продуктами их расщепления - стронций, свинец).

В золе тая основной элемент - калий - до. 25 г/кг. Внесет мочевины повышает его содержание на 2<Ж

Внесением азотных удобрений в почву вносится определенное количество других минеральных элементов, но эти количества уде рений незначительно влияют на содержание лития, никеля,-цинка, кобальта, кадмия, стронция и свинца. Однако, следует отметить, что указанные вещества в потребительский экстракт не переходят Дальнейшее изучение этого вопроса представляет определенный ин терес.

Следует отметить, что в варианте РК+Яаа найдены следовые количества молибдена. У растений этого варианта наиболее высок НР активность, а кофактором этого фермента, как известно, явля ется молибден (Кретович, 1987).

6. Использование разных видов чая для получения тонизирующих напитков' с низкокалорийным заменителем сахара

Последние годы все большее внимание уделяется поиску новы> заменителей сахара. Актуальность этой проблемы обусловлена необходимостью удовлетворения потребностей населения, с одной стс

- 21 - -- .

рс-ны, а с другой - решения вопросов рационального питания-человека, особенно людей, страдающих .^ядом заболеваний "■-•.сахарный-.-'.-диабет, ожирение и др.). . ', '

Одним из пут?-Л решения этой проблемы является разработка новых видов сахаросоцержащих продуктов.

Сладкое растение - двулистник сладкий (Stevia геЬаисИогт Еег-toni 11 широкую известность получила благодаря содержанию стевио-эида, ребауазидов А и В (впервые у нас описано Алексеевым, 19561.

Институтом гигиены питания АН РУ разрешено применение этого подслащивающего вещества в пищевых продуктах. ■

Неприятный запах листьев двулистника сладкого можно удалить после предварительной обработки листа или его экстракта.

Анализ подслащивающих веществ показал, что они незначительно изменяются во время переработки. Полученные продукты можно использовать для производства»тонизирующих напитков на основе чая как в натуральном виде, так и комбинации.с сахарозой.

Низкокалорийный заменитель сахара можно смешивать с чаем, с добавлением листьев черники и витамина С или без .него, а также употреблять для приготовления разных кулинарных изделий, в консервной промышленности и др.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Внесение форм азотных: удобрений не вызывает заметного усиления НР активности листьев чая. В готовом продукте отмечается нарастание содержания нитратов за счет частичного уменьшения сухих веществ, разрыва клетки и перехода нитратов с клеточным соком из вакуол на поверхность листа.

Под влиянием азотных удобрений происходит значительное повышение содержания фенилаланина, общего предшественника белков и флавоноидных соединений. Интенсивное использование этой амино-

кислоты для построения белков вызывает сдвиг в образовании флаво-ноидов.- Внесение мочевины в меньшей степени 'повышает содержание фенилаланина и, как следствие, в этом варианте накопление флаво-ноидов больше, чем на вариантах, удобренных другими формами азотных удобрений.

Изучение фенольных соединений современными хроматографичес-кими методами дает возможность интенсивнее и эффективнее изучить эти вещества в листьях и при технологических процессах, разработать экспресс-методы технологического контроля.

Внесение азотных удобрений не приводит к резкому изменению разнокачественного состава летучего комплекса. При технологической переработке листа в зависимости от степени ферментации происходит не просто количественное изменение, а резко меняется соотношение основных компонентов.

Таким образом, внесение форм азотных удобрений хочя и влияет на биохимический состав листьев и готовой продукции чая сорта Колхида, но эти изменения на фоне резкого повышения урожайности не вызывают значительных понижений качества чая.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что первичные превращения нитратов главным образом происходят в корнях чая. Внесение форм азотных удобрений не вызывает заметного повышения НР активности листьев чая. В листьях чая накапливается от 155 до 355 мг/ЮОг нитратов, определение которых предпочтительнее проводить дисульфофеноловым методом. Несмотря на содержание нитратов в чае его нельзя считать нитрат опасным продуктом.

2. Показано, что при внесении форм азотных удобрений уменьшается количественный состав фенольных соединений, однако внесение мочевины более сглаживает уменьшение количества флавоноидов,

главным образом определяющих качество готового чая. Для-изучений; фенольных соединений чая приспособили современные методы .ЖЩД.. И ВЭШХ.

3. Внесение форм азотных удобрений не вызывает каких-либо существенных изменений в содержании летучепо комплекса, определяющего в основном аромат чая.

Степень ферментации существенно влияет на состав летучего

комплекса готового чая, изменяется соотношение некоторых компо-»

нентов. ■'■•.•.•■.

Органолептический анализ подтверждает положительное влияние мочевины на качественные показатели готового чая, такое влияние -характерно для всех выработанных чаев (зеленый байховый, черный • байховый-).

4. Показано, что повышение содержания аминокислот и кароти-нои.дов, вызванное внесением форм азотных удобрений способствует накоплению определенного количества веществ, принимающих участие

-в формировании аромата чая.

Внесение форм азотных удобрений вызывает повышение содержания в листьях чая кофеина. Его больше при внесении мочевины.

Холодная ферментация листа способствует получению чая с яркой заваркой - большим содержанием теафлавинов.

5. Установлено, что из чая сорта Колхида рациональнее производить красный и черный виды чайной продукции. Так называемые труднореализуемые чаи следует перерабатывать согласно технологии по получению биологически активных продуктов и тонизирующих напитков на основе чая, черники и низкокалорийного заменителя са-

ч хара из двулистника сладкого геЬаи<11апа Вег1;оп1).

Подслащивающие вещества из листьев двулистника сладкого во' время переработки существенных изменений не подвергаются.

о

6. Установлена высокая яффективность применения на длитель-

.■„.-.• - 24 -но удофя^мс тайных плантациях, как,на продуктивность, так к к?.

качественные показатели чая, высококонцентриро?анного азотного

удобрения - мочевины.

7. Суммарный годовой экономический эффект от внедрения мо-

чевиньгна чайных плантациях сорта Колхида в пересчете на. I га

составил 3,6 тыс.руб.

СПИСОК РАБОТ, ОПЖШЖОБАНШ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ "

1. Цанава В.П. ,'Каландия А.Г., Харебава Л.Г. Влияние азотных уцо

рений на состав летучего комплекса черного чая //Субтропические культуры. 1988. № 6. С.45-50.

2. Каландия А.Г. Влияние форм азотного удобрения на биохимически

состав листьев и качество готового продукта чая сорта Колхида /Тез.Всес.научн.-техн.конф. молод.учен, и специалксто Тбилиси. 1989.

3. Каландия А.Г. Содержание витаминов в трехлистных флешах' чая

сорта Колхида и его изменение при производствеСзерного и зеленого чая /Тез.респ.научн. конф. Цхалтубо. 1989. •

4. Каландия А.Г., Цклосани М.Р., Сарджвеладзе Г.П. - Содержание ви

тамина С во флешах чайного растения и его изменения при по лучении готовой продукции //Субтропические культуры. 1990. № 3(227).

5. Цанава В.П., Сарджвеладзе Г .-П., Каландия А.Г., Харебава Л.Г. Влияние удобрений на летучий комплекс зеленого чая. //Субтропические культуры. 1991. № 1-2(231-232). С.58-63.

Харебава Л.Г., Каландия А.Г., Сарджвеладзе Т.П. Влияние степени ферментации листа сорта Колхида на состав летучего комплекса полуфабриката //Субтропические культуры. 1991. № 4(234). С.42-46.

7. Каландия А.Г.применение сырья чая сорта Колхида для выработк]

разных видов байхового чая /на груз.яз././Тез.научн.конф. молод.спец. и аспирантов. Тбилиси. 1991.

8. Каландия А.Г., Ванидзе М.Р., Чхиквишвили И.Д. Влияние азотных

удобрений на флавониды чайного листа и готовой продукции

•г ' - 26 - : '''' : черного чая сорта. Колхида //Субгроггичесго- культуры. 1991. '3 5.

9. Каландия А.Г. Производство красного чая /Теп.УШ конф. молод., учен, и спец. Москва. 1991.

10. Каландия А.Г. Изменение содержания теафлавинов и теарубигинов

во время ферментации и при получении разных видов чая //Субтропические культуры. 1991. !Г= 6.

11. Каландия А.Г., Сарджвеладзе Г.П. Минеральные элементы чайного

.листа" сорта Колхида //Субтропические культуры. 1991. № 2. ■ / впечати/.

12. Цанава В.Н., Ванидзе М.Р., Каландия А.Г. Кофеин з чае сорта

Колхида //Субтропические культуры. 1992. ?Г= 3. / в печати/.

13. Ванидзе М.Р., Каландия А.Г., ВЕрулава А.Х. ^енолкарбо.новые кис-

лоты чая сорта Колхида //Субтропические культуры. № 4. / в печати/.

.14. Способ получения природного заменителя сахара. Заявка

4861523/13( 064908) с положительным решением на выдачу авторского свидетельства (в соавторстве^.

15. Способ производства цитрусового лечебно-тонизирующего напитка.

Заявка № 4782946 с положительным решением на выдачу авторского свидетельства (в соавторстве1.

16. Способ предварительной обработки листьев двулистника сладкого;

Заявка № 4864457 с положительным решением на выдачу авторского свидетельства (в соавторстве).-

17. Способ обработки листьев стевии

Заявка № 4863465 с положительным решением на выдачу авторского свидетельства- (в соавторстве).

18. Способ производства лечебно-цитрусового напитка. Заявка

№ 4770680 с положительным решением на выдачу авторского свидетельства (в соавторстве).