Влияние спектральных режимов облучения на биохимический состав экологически чистой биомассы Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L. в условиях светокультуры и ее использование в качестве функциональной добавки

Дойко, Ирина Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние спектральных режимов облучения на биохимический состав экологически чистой биомассы Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L. в условиях светокультуры и ее использование в качестве функциональной добавки
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Влияние спектральных режимов облучения на биохимический состав экологически чистой биомассы Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L. в условиях светокультуры и ее использование в качестве функциональной добавки"

На правах рукописи —

ДОЙКО ИРИНА ВЛАДИМИРОВНА

ВЛИЯНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ОБЛУЧЕНИЯ НА БИОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЙ БИОМАССЫ Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L. В УСЛОВИЯХ СВЕТОКУЛЬТУРЫ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В КАЧЕСТВЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДОБАВКИ

Специальность 03.00.16 - экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Красноярск 2003

Работа выполнена в Институте биофизики СО РАН и в Красноярском государственном торгово-экономическом институте

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор Тихомиров А. А.

Официальные оппоненты: доктор сельско-хозяйственных наук

Едимеичев Ю.Ф.

кандидат биологических наук, доцент Кожевников И.В.

Ведущая организация: Томский государственный университет

Защита диссертации состоится «10» июля 2003 г. в 1500 ч. на заседании диссертационного совета Д 220.037.01 в Красноярском государственном аграрном университете по адресу: 660049, г.Красноярск, проспект Мира, 88.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим присылать ученому секретарю диссертационного совета Д 220.037.01

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан «Д^» мая 2003 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета доктор биологических наук,

профессор Чупрова В.В.

Zoo?- А

" \\2\C

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Во всем мире уделяется большое внимание проблемам экологии питания (Реймерс, 1994) и здоровья человека. Окружающая среда является неотъемлемой частью жизнедеятельности человека. В настоящее время действие негативных факторов окружающей среды способствует снижению иммунного статуса у большинства населения, особенно в регионах с неблагоприятной экологической обстановкой и суровыми климатическими условиями. В связи с этим актуальным является потребление в повседневном рационе пищевых продуктов, содержащих в своем составе экологически чистые натуральные, в т.ч. растительные, добавки иммуностимулирующего действия (Кочеткова, 1999). Среди перспективных растений с такими свойствами следует отметить неспецифические для нашего региона растения семейства астровых - эхинацею пурпурную (Самородов и др. 1996) и мало изученное растение рудбекию волосистую (Зузук, 1998), Выращивание этих растений в искусственных условиях может быть оправдано при гарантированно высоком выходе биологически активных веществ (БАВ), обеспечивающих лекарственную ценность получаемой биомассы. Известно, что одним из способов интенсификации вторичного метаболизма является создание искусственного стресса, в т. ч. при помощи изменения светового фактора (Шаин, 1986; Тихомиров и др., 2002). Поэтому в настоящей работе показана возможность выращивания ценной растительной биомассы с повышенным содержанием БАВ и ее использования в качестве функциональной добавки в пищевые продукты в регионах с тяжелой экологической обстановкой.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось исследование влияния различных спектральных режимов облучения на накопление биологически активных веществ в биомассе Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L. при выращивании в условиях светокультуры и возможности ее применения в качестве функциональной добавки.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

- определить влияние спектральных режимов искусственного облучения на накопление биологически активных веществ в эхинацее пурпурной и рудбекии волосистой;

- провести сравнительный анализ растений эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой, выращенных при стационарном и переменном спектральных режимах облучения, по относительному содержанию и абсолютному выходу биологически активных веществ;

- изучить возможности использования полученной в условиях светокультуры биомассы эхинацеи пурпурной в качестве функциональной добавки в безалкогольных напитках.

На защиту диссертации выносятся следующие положения:

1. При переводе растений эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой с белого на голубой свет во всех органах растений прослеживается тенденция к увеличению содержания гидроксикоричных кислот (ГКК), аскорбиновой кислоты, каротиноидов в сравнении с контрольными образцами (белый свет); _____

2. Более высокий относительный и абсолютный выход ГКК при переменном и стационарном спектральных режимах облучения зарегистрирован в биомассе эхинацеи пурпурной, в сравнении с рудбекией волосистой;

3. Разработаны рецептуры новых безалкогольных напитков иммуностимулирующего действия на основе эхинацеи пурпурной, выращенной в условиях светокультуры. Исследованы качественные характеристики напитков, показаны их высокие потребительские свойства, сохраняющиеся в пределах гарантийного срока хранения.

Научная новизна. Определены параметры спектральных переходных режимов, способствующих накоплению биологически активных компонентов в эхинацее пурпурной и рудбекии волосистой. Показано, что по абсолютному и относительному содержанию БАВ более благоприятным является переменный спектральный режим облучения (перевод растений с белого света на «голубой») в сравнении со стационарным спектральным режимом облучения (белый свет). Экспериментально установлено, что эхинацея пурпурная при выращивании на переменном спектральном режиме облучения превосходит рудбекию волосистую по относительному содержанию гидроксикоричных кислот, аскорбиновой кислоты, каротиноидов, водорастворимых Сахаров. Абсолютный выход этих соединений в расчете на одно растение, за исключением выхода ГКК, выше в рудбекии волосистой.

Разработаны рецептуры безалкогольных напитков иммуностимулирующего действия на основе эхинацеи пурпурной, полученной в условиях искусственного облучения. Отмечены их высокие дегустационные характеристики, совместимость основного сырья с функциональной добавкой и хорошая сохраняемость в течение гарантийного срока хранения.

Практическая ценность. Выращивание исследуемых видов растений в условиях светокультуры при различных спектральных режимах облучения дает возможность получать экологически чистую лекарственно-пищевую биомассу в более короткие сроки и регулировать в ней накопление БАВ. Технология получения лекарственного растительного сырья с заданными биохимическими характеристиками в контролируемых условиях среды может найти применение в различных производствах, связанных с пищевыми продуктами и фармацевтическими препаратами. Разработанные технологические приемы ускоренного выращивания этих культур могут быть адаптированы к использованию в тепличных хозяйствах различных регионов страны, особенно экологически неблагополучных, с суровыми природными условиями.

Разработаны и рекомендованы к использованию в питании населения, проживающего в районах с тяжелой экологической обстановкой, новые безалкогольные напитки иммуностимулирующего действия на основе эхинацеи пурпурной.

напитков на основе эхинацеи пурпурной, вырашенной в искусственных условиях и рекомендации о возможности их массового использования. Это позволит расширить ассортимент безалкогольных напитков функционального действия с использованием натурального растительного сырья для потребителей, связанных с вредными условиями труда и жителей экологически неблагополучных регионов.

Апробация результатов работы. Данные, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, докладывались на П-ой Южно-Сибирской региональной научной конференции «Экология Южной Сибири - 2000г.» (Абакан, 1998; 1999), на П-ой региональной научно-практической конференции «Эколого-экономические проблемы Красноярского края» (1999), на научной конференции аспирантов КГТЭИ «Актуальные проблемы современной науки и пути их решения» (Красноярск,2000), на Международном симпозиуме «Пшцевые биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке», (Владивосток, 2000); на ГУ-ом Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 2001), на Международной научно-практической конференции «Современные проблемы торговли, расширения ассортимента и контроля потребительских товаров и продуктов общественного питания» (Санкт-Петербург, 2002).

Публикации. Основное содержание работы изложено в 14 публикациях, включая 9 статей представленных в материалах международных, всероссийских и региональных конференций и докладов научно-практических конференций.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 129 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, включающих 8 рисунков и 14 таблиц и приложений. Список цитируемой литературы представлен 142 ссылками на отечественных авторов и 30 зарубежных.

Глава!. Обзор литературы

В первой главе представлен обзор отечественной и зарубежной литературы, посвященный проблеме экологии питания человека, связанной с дефицитом микронутриентов в рационе населения России, следствием которого является снижение иммунитета. Рассмотрены вопросы улучшения структуры питания населения в условиях с неблагоприятной экологической обстановкой. Выявлены новые направления в области питания, в частности, рассмотрено понятие функционального питания и функциональных добавок, предназначенных поддерживать здоровье людей (Кочеткова и др. 1999).

На основе литературных данных по биохимическому составу и иммуностимулирующим свойствам проанализирована возможность использования в качестве функциональной растительной добавки в продукты массового потребления эхинацеи пурпурной. Обоснован способ получения растительной биомассы с высоким содержанием БАВ в контролируемых условиях. Описаны преимущества и недостатки приемов выращивания ценной растительной биомассы с применением разных спектральных режимов искусственного облучения. Дана характеристика перспективных, с точки зрения использования, видов растений семейства астровых -эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой.

Глава 2. Методика постановки экспериментов и методы исследований

В качестве объектов исследования были выбраны растения Echinacea purpurea L. Mocnch и Rudbeckia hirta L. семейства Asteraceae. Предпочтение было отдано этим видам растений по следующим причинам. Эхинацея пурпурная является ценным растительным сырьем, обладающим иммуностимулирующим, бактерицидным и противовирусным действием. Однако данное растение культивируется в основном только в южных регионах. Следовательно, в условиях Сибири и районах Севера этот вид можно успешно выращивать фактически только в искусственных условиях. В качестве сравнения было выбрано растение, близкое по систематическому положению к эхинацее пурпурной, представитель семейства астровых рода рудбекии - рудбекия волосистая. По данным исследований Зузук, Борняк (1998) растения рода рудбекия потенциально могут быть использованы в качестве заменителя эхинацеи пурпурной.

В работе нами был использован вегетационный метод выращивания в условиях светокультуры. Известно, что вегетационный метод, в отличие от полевого, позволяет более детально выявлять значение отдельных факторов влияющих на развитие растений, а также позволяет поддерживать более постоянными в благоприятных границах различные внешние условия: в первую очередь одинаковое обеспечение растений влагой, выравненное корневое питание и одинаковые для всех растений условия освещения и температуры. Эхинацею пурпурную и рудбекию волосистую выращивали в полимерных сосудах, заполненных крупным песком. В целях рационального использования световой энергии растения первоначально в течение трех летних месяцев культивировали в тепличных условиях на естественном освещении, затем изучаемые растения доращивали до фенофазы цветения в терморегулирумых вегетационных шкафах с использованием искусственного света разного спектрального состава. Источник света располагали над потолком со слоем проточной воды 35-50 мм для снятия излишков тепловой радиации. Полив растений проводили раствором Кнопа. Облучение растений — 16 часов в сутки, температура воздуха днем 24±1°С, ночью 14±1°С, относительная влажность воздуха - 70%. В экспериментах использовали в качестве источников излучения лампы ДРИ — 2000-6, достоинством которых является способность давать высокоинтенсивные лучистые потоки в области ФАР. Для выделения из ламп излучения в синей области спектра 400-500 нм, применяли фильтры из голубого стекла (поэтому получаемая область ФАР далее имепуется условно «голубая») (Тихомиров и др., 1991 и др.). В качестве контрольного варианта использовали излучение этого же типа ламп, но без цветных светофильтров. Уровень облученности ФАР в опыте и контроле составлял 100 Вт/м2. Такой выбор был связан с тем, что при этой интенсивности облучения обычно достигается достаточно высокий энергетический КПД фотосинтеза растений (Тихомиров и др., 2002).

С учетом вышеизложенного эхинацею пурпурную к рудбекию волосистую в эксперименте культивировали при двух различных спектральных режимах:

- на стационарном спектральном режиме облучения (контрольные образцы)-растения на протяжении всего вегетационного периода выращивали на белом свету.

- на переменном спектральном режиме облучения (опытные образцы) - растения выращивали на белом свету до начала фазы цветения, после чего переводили на «голубой свет» на 10 суток. По данным Н.П.Воскресенской (Воскресенская, 1965;

1972), растения предварительно выращенные на белом свету при последующей экспозиции на синем свету усиливают синтез вторичных метаболитов.

Известно, что накопление БАВ в растениях происходит в течение всего вегетационного периода, но по мере роста растений темпы их фактического накопления отстают от темпов нарастания биомассы. Только ко времени образования репродуктивных органов происходит торможение интенсивности роста, на фоне накопления БАВ, в результате чего выход последних на единицу массы сухого вещества повышается. Результаты многолетних исследований специалистов ВИЛАР, проведенных на нескольких видах лекарственных культур, свидетельствуют о том, что стрессовые воздействия на растения светом, водным дефицитом в предуборочный период способствуют накоплению вторичных соединений (Шаин, 1987). К последним относятся широко распространенные фенольные соединения, такие, как гидроксикоричные кислоты, флавоны и флавонолы (Запрометов, 1987). Таким образом, нами была изучена возможность интенсификации накопления в биомассе растений биологически активных соединений за счет смены спектрального режима облучения в предуборочный период.

В эксперименте исследовали различные органы растений, которые могли служить сырьем для получения целевых продуктов - специфических биологически активных веществ - соцветия, листья, стебли и корни. Сбор урожая проводили в период интенсивного цветения растений, так как согласно данным Баширова (2000), предельное содержание БАВ растения этого вида накапливают в фазе цветения.

Определено влияние смены спектральных характеристик света в предуборочный период на относительное содержание в изучаемых растениях гидроксикоричных кислот (ГКК), каротиноидов, аскорбиновой кислоты и на суммарное количество водорастворимых Сахаров. Такой выбор показателей был связан с тем, что эти вещества в комплексе оказывают иммуностимулирующее воздействие на организм человека (Качалина, 1999; Самородов и др., 1996). Также нами была рассмотрена продуктивность эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой с точки зрения урожая биомассы и абсолютного выхода исследуемых БАВ в расчете на одно растение.

Для исследования содержания БАВ в выращенной биомассе и использования ее в качестве функциональной добавки в безалкогольные напитки применяли общепринятые методики (Ермаков, 1987; Куркин В.А., Авдеева О.И., 1998 и др.), а также экспертные методы исследования, в том числе дегустационную оценку (Кудальор и др., 1988; Чепелева Г.Г, 1996) и маркетинговые методы при проведении исследования товарного предложения безалкогольных напитков на рынке г. Красноярска (Романов, 1996).

Все полученные результаты обработаны при помощи математико-статистических методов с использованием критерия Стъюдента.

Глава 3. Содержание биологически активных веществ в Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L., выращенных с применением различных спектральных режимов облучения

Спектральный состав света, воздействуя на растения, оказывает влияние на синтез и накопление самых различных биохимических продуктов (Воскресенская, 1965; Шаин,1987; Тихомиров и др.,1991 и др.).

Относительное содержание гидроксикоричных кислот (ГКК) в отдельных органах растений при стационарном и переменном спектральном режимах

облучения, в расчете на сухуто биомассу, зависело от органа растения и спектрального состава света (рис.1). При выращивании растений на постоягаюм белом свету (контроль) наиболее высокое содержание ГКК выявлено в соцветиях и листьях растений, в стеблях зарегистрировано минимальное значение этих соединений.

Смена спектрального режима облучения способствовала большему накоплению ГКК, чем в контроле во всех органах в среднем в 1,3 раза. По результатам исследования можно отметить, что количество ГКК в растениях (Дойко и др., 2001).

% 71

соцветия соцветия листья листья стебли стебли корни корни эхинацеи рудбекии эхинацеи рудбекии эхинацеи рудбекии эхинадеи рудбекии

Ш Стационарный режим облучения (белый свет) □ Переменный режим облучения (белый - голубой)

Рис 1 .Относительное содерз/сание гидроксикоричных кислот в эхинацее пурпурной и

рудбекии волосистой

Примечание: * - Р < 0,05 при сравнении режимов облучения

При сравнении исследуемых видов растений между собой отмечено, что для стационарного и переменного режима облучения относительное содержание ГКК в эхинацее пурпурной в среднем в 3 раза выше, чем в рудбекии волосистой.

Абсолютный выход ГКК в расчете на одно растение при разных режимах выращивания в эхинацее пурпурной и рудбекии волосистой приведен в табл. 1. В листовой биомассе контрольных образцов эхинацеи пурпурной, зарегистрировано наиболее высокое количество ГКК, соцветия и стебли характеризовались их низким содержанием. В режиме постоянного облучения белым светом выход ГКК за счет листовой биомассы в рудбекии волосистой в 1,8 раза ниже, чем в эхинацее пурпурной, несмотря на меньшую продуктивность последней.

Результаты оценки абсолютного выхода ГКК, в расчете на одно растение свидетельствуют о том, что смена спектрального режима облучения в предуборочный период оказала стимулирующее влияние на накопление ГКК, что согласуется с данными Мошкова (1966), Запрометного (1987) и др. о стимулирующем воздействии синей области спектра на накопление вторичных метаболитов. Так, перестановка растений с белого на «голубой» свег способствовала усилению синтеза ГКК в обоих растениях, в среднем в 1,4 раза, с более высоким значением в эхинацее пурпурной на переменном спектральном режиме облучения.

Таблица 1. Абсолютное содержание БАВ в эхинацее пурпурной и рудбекии волосистой при стационарном (контроль) и переменном (опыт) спектральных режимах облучения в расчете на одно растение

Продуктивность биомассы, г Содержание биологически активных веществ

Органы растений ГКК, % Аскорбиновая кислота, мг% Каротиноиды, мг% Водорастворимые сахара, %

контроль опыт контроль опыт контроль опыт контроль опыт контроль опыт

Эхинацея пурпурная

Соцветия 4,92 3,96 0,18 0,23* 3,86 4,01 0,11 0,11 0,32 0,23

±0,54 ±0,51 ±0,01 ±0,01 ±0,06 ±0,08 ±0,01 ±0,01 ±0,01 ±0,01

Листья 15,11 16,79 0,71 0,96* 11,98 18,18* 0,28 0,37* 0,75 0,77

±2,11 ±2,35 ±0,01 ±0,02 ±0,26 ±0,36 ±0,01 ±0,01 ±0,02 ±0,01

Стебли 9,71 12,32 0,25 0,42* 5,11 7,59* 0,09 0,16* 0,16 0,19

±1,16 ±1,84 ±0,01 ±0,01 ±0,11 ±0,13 ±0,01 ±0,01 ±0,01 ±0,02

Корни 15,24 16,81 0,49 0,70* 7,71 10,12* - - 0,45 0,44

±2,13 ±2,01 ±0,01 ±0,01 ±0,16 ±0,18 ±0,01 ±0,01

Рудбекия волосистая

Соцветия 7,51 7,52 0,16 0,22* 5,13 6,16* 0,14 0,17* 0,40 0,36

з=1,05 ±0,96 ±0,01 ±0,01 ±0,11 ±0,12 ±0,0,1 ±0,01 ±0,01 ±0,01

Листья 25,91 26,83 0,38 0,54* 20,29 26,16* 0,36 0,45* 1,10 0,97

±3,01 ±3,21 ±0,02 ±0,02 ±0,41 ±0,53 ±0,01 ±0,01 ±0,02 ±0,02

Стебли 19,09 21,75 0,12 0,17* 9,02 11,48* 0,18 0,27* 0,22 0,21

±2,67 ±2,82 ±0,01 ±0,01 ±0,16 ±0,24 ±0,01 ±0,01 ±0,01 ±0,01

Корни 21,22 21,71 0,16 0,20* 9,59 10,82* - - 0,35 0,31

±2,75 =2,61 ±0,01 ±0,01 ±0,19 ¿0,23 ±0,01 ±0,01

Примечание: *- Р < 0,05 при сравнении контроля и опыта

мг%

соцветия соцветия листья листья стебли стебли корни корни эхинацеи рудбекии эхинацеи рудбекии эхинацеи рудбекии эхинацеи рудбекии

13 Стационарный режим облучения (белый свет) □ Переменный режим облучения (белый - голубой)

Рис 2.Относительное содержание аскорбиновой кислоты в эхинацее пурпурной и

рудбекии волосистой Примечание: *- Р < 0,05 при сравнении режимов облучения

Сопоставляя относительное содержание аскорбиновой кислоты в исследуемых видах растений (рис.2), выращенных с использованием разных спектральных режимов облучения, наиболее высокое содержание этого соединения отмечено в соцветиях и листьях. Сравнение растений эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой между собой по выходу аскорбиновой кислоты при стационарном режиме облучения не выявило достоверных отличий.

При переводе растений с белою на голубой свет содержание аскорбиновой кислоты в соцветиях и листьях эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой по сравнению с контрольными вариантами возросло в среднем в 1,2 раза, в биомассе стеблей и корней увеличение показателя недостоверно

При сравнении исследуемых видов растений в переменном режиме облучения было выявлено, что все части растений эхинацеи пурпурной за исключением листовой биомассы содержали аскорбиновой кислоты в среднем в 1,2 раза больше, чем соответствующие органы рудбекии волосистой. При этом в листовой биомассе изучаемых видов растений по содержанию аскорбиновой кислотьт достоверных отличий между растениями не обнаружено.

При сопоставлении продуктивности биомассы и относительного содержания аскорбиновой кислоты, как в контроле, так и в опыте, выход аскорбиновой кислоты с одного растения в рудбекии волосистой был выше, чем в эхинацее пурпурной (табл.1). При смене спектрального режима облучения наблюдали тенденцию к увеличению количества аскорбиновой кислоты в изучаемых видах растений. Наибольший абсолютный выход аскорбиновой кислоты у рудбекии волосистой объясняется, с одной стороны, высокой концентрацией этого вещества в единице биомассы, с другой - более высоким накоплением биомассы рудбекии волосистой за вегетационный период в сравнении с эхинацеей пурпурной (Дойко и др.,2001).

В результате определения содержания каротиноидов в надземной части растений (рис.3), выращенных при стационарном спектральном режиме облучения было

выявлено, что сонветия и листья эхинацеи пурпурной накапливали каротиноидов в 1,2 и 1,3 раза соответственно больше, чем соцветия рудбекии волосистой. Стебли изучаемых видов растений характеризовались довольно низким содержанием определяемого соединения и достоверных отличий между ними не обнаружено.

сошетия соцветия листья листья стебли стебли

эхинацеи рудбекии эхинацеи рудбекии эхинацеи рудбекии

ЕЗ Стаиионарный режим облучения (белый свет) □ Переменный режим облучения (белый - голубой)

Рис 3. Относительное содержание каротиноидов в эхинацее пурпурной и рудбекии

волосистой

Примечание: * - Р < 0,05 при сравнении режимов облучения

Перестановка на голубой свет способствовала накоплению определяемого соединения во всех вегетативных органах в сравнении с контролем (рисЗ). Содержание каротиноидов в соцветиях, листьях эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой увеличилось в 1,2 раза, в стеблях их количество возросло в 1,3 раза по сравнению с контрольными вариантами. Наиболее высокие значения показателя отмечены в листьях и соцветиях эхинацеи пурпурной, как при переменном, так и при стационарном спектральном режимах облучения (Дойко и др., 2001).

По абсолютному выходу каротиноидов в эхинацее пурпурной и рудбекии волосистой (табл. 1) в конроле и опыте, наибольшее накопление отмечали в листьях и соцветиях растений. При этом рудбекия волосистая содержала в 1,3 раза больше каротиноидов, чем эхинацея пурпурная. Высокий абсолютный выход каротиноидов в рудбекии волосистой обусловлен тем, что продуктивность ее биомассы была выше, чем эхинацеи пурпурной.

При смене спектрального режима облучения выход каротиноидов по сравнению с контрольными вариантами изменился в соответствии с выходом биомассы. Так, в соцветиях эхинацеи пурпурной достоверных отличий при перестановке на «голубой» свет не выявили, в связи с тем, что количество биомассы соцветий эхинацеи пурпурной снизилось в 1,2 раза. Уменьшение продуктивности биомассы при перестановке на «голубой свет» объясняется специфичным воздействием света на растения, приводящим к торможению их рост. В листьях количество каротиноидов возросло в 1,3 раза, в корнях в 1,7 раза. В соответствующих

изучаемых органах рудбекии волосистой также отмечали увеличение определяемого соединения. Сравнивая растения между собой, наблюдали более высокое абсолютное содержание каротиноидов в надземной биомассе рудбекии волосистой для переменного спектрального режима облучения: в листьях 1,2 раза, соцветиях и стеблях в 1,4 и 1,6 раза соответственно выше, чем аналогичные органы эхинацеи пурпурной. Это объясняется высоким выходом надземной биомассы рудбекии волосистой.

Определение процентного содержания водорастворимых Сахаров показало (рис.4), что при стационарном режиме облучения наиболее высокое их количество зарегистрировано в листьях и соцветиях эхинацеи пурпурной. Корни растений содержали в среднем в 1,6 раза меньше Сахаров, чем листья и соцветия. Наиболее низкое количество этих соединений отмечено в стеблях исследуемых видов растений. Изменение содержания водорастворимых Сахаров во всех изучаемых органах растений при переводе растений с белого на голубой свет недостоверно (Дойко и др.,2001).

% И

соцветия соиветия листья листья стебли стебли корни корни эхинацеи рудбекии эхинацеи рудбекии эхинаири рудбекии эхинацеи рулбекии

О Стационарный режим облучения (белый свет) □ Переменный нежим облучения (белый - голубой)

Рис 3. Относительное содержание водорастворимых Сахаров в эхинацее пурпурной и

рудбекии волосистой

Таким образом, перестановка растений на голубой свет не способствовала накоплению углеводов, это подтверждает мнение ряда авторов о действии синего света на синтез углеводов (Воскресенская, 1965; Мошков, 1966).

По абсолютному выходу водорастворимых Сахаров (табл. 1) с одного растения прослеживается та же тенденция. Перевод растений на голубой свет способствовал изменению количества водорастворимых Сахаров в растениях в пределах ошибки, за исключением соцветий и корней эхинацеи пурпурной.

В целом можно заключить, что при выращивании растений в условиях искусственного облучения выявлена их различная реакция на спектральный состав излучения, что, разумеется, отразилось и на накоплении БАВ. Так, применение переменного спектрального режима облучения, привело к достоверному увеличению концентрации ГКК, аскорбиновой кислоты, каротиноидов в биомассе изучаемых видов растений. Перестановка с белого на голубой свет, как и ожидалось, не способствовала увеличению синтеза углеводов. Полученная растительная биомасса

эхинацеи пурпурной на переменном спектральном режиме облучения отличалась более высокой концентрацией БАВ, по сравнению с рудбекией волосистой.

Глава 4. Возможности использования эхинацеи пурпурной в качестве функциональной добавки в безалкогольные напитки

При разработке новых продуктов с применением функциональной добавки немаловажную роль играет выбор объекта обогащения. Наиболее перспективным с этой точки зрения являются безалкогольные напитки. Это связано не только с технологическими преимуществами напитков перед другими группами продуктов, но и с тем, что их употребление постоянно увеличивается (Маюрникова, 1999; Филонова, 2001). Целесообразный подбор сырья позволит получать напитки с функциональными или лечебно-профилактическими свойствами, что актуально для экологически неблагоприятных регионов.

Анализ накопления ряда БАВ, представленный в главе 3, показал, что растение эхинацеи пурпурной, не отличаясь высокой продуктивностью по биомассе, характеризуется в целом более высокой концентрацией этих веществ, чем рудбекия волосистая. Кроме того, эхинацея пурпурная в отличие от рудбекии волосистой достаточно хорошо исследована и рекомендована к применению в качестве лекарственного сырья и пищевой добавки (Качалина и др., 1999; Моисеева, Турин, 1999; Стоянова и др., 1998). Поэтому использовать в качестве функциональной добавки из двух растений предпочли эхинацето пурпурную (Дойко и др.,1999, 2001). Для обоснования целесообразности разработки рецептур функциональных безалкогольных напитков нами были проведены маркетинговые исследование рынка безалкогольной продукции, по результатам которых обоснована целесообразность разработки новых рецептур напитков функционального действия с введением эхинацеи пурпурной (Дойко и др., 2001, 2002). При разработке новых продуктов массового потребления для внедрения их в производство было учтено существующее предложение на рынке продуктов аналогичного назначения, а также наличие спроса на продукцию и выявлены потребительские предпочтения.

Анализ товарного предложения на рынке безалкогольных напитков показал, что практически полностью отсутствуют в реализации напитки на натуральном сырье. Известно, что использование натурального растительного сырья позволяет повышать функциональную значимость этих продуктов и придавать им функциональные свойства, что особенно актуально в условиях Сибирского региона при существующей неблагоприятной экологической обстановке.

Нами были разработаны и рекомендованы к использованию совместно со специалистами Комбината питания ОАО « КРАЗ» и ЗАО «Саянские воды» новые рецептуры безалкогольных газированных напитков, обогащенных добавкой. В качестве функциональной добавки использовали природный иммуностимулятор -эхинацею пурпурную, биомасса которой получена в искусственных условиях выращивания.

Разработаны следующие виды напитков: «Эхинацея», «Ваниль», «Тонизирующий», «Медовый», «Лимон», «Апельсин», «Мандарин», «Вишенка», «Эликсир». При производстве безалкогольных напитков на основе эхинацеи пурпурной применяли общепринятые технологии их приготовления. Для придания напиткам высоких дегустационных характеристик использовали в основном натуральное сырье - воду питьевую, воду минеральную «Арбайскую», сахар, мед, лимонную кислоту, ванилин, водные настои каркаде, цитрусовых, аскорбиновую

кислоту, а также спиртовые настои эхинацеи пурпурной. Количество вводимых компонентов было определено экспериментально. Разработанные напитки оценивались по органолептическим и физико-химическим показателям качества -сразу же после приготовления и по истечение установленного нормативной документацией срока хранения.

Органолептические показатели качества (прозрачность, цвет, внешний вид, вкус, аромат, насыщенность углекислым газом) безалкогольных газированных напитков функционального действия на основе эхинацеи пурпурной оказались довольно высокими, соответствующими требованиям нормативной документации на безалкогольные напитки. Также было отмечено, что вводимая растительная добавка показала хорошую дегустационную и коллоидную совместимой с основными компонентами напитка, придала ему оригинальный вкус и аромаг используемого растительного сырья. Кроме органолептических показателей качества были определены физико-химические свойства напитков. Номенклатуру этих показателей установили в соответствии с требовапиями нормативных документов.

Физико-химические показатели качества газированных безалкогольных напитков полностью соответствовали установленным требованиям рецептуры и нормативной документации. В процессе хранения изменение показателей снизилось незначительно в пределах погрешности измерений. Таким образом, качество напитков соответствовало исходному уровню. Исключением являлось содержание аскорбиновой кислоты, количество которой уменьшилось в среднем на 30%. Это является вполне допустимой закономерностью, вследствие нестойкости аскорбиновой кислоты в процессе хранения (ГОСТ 28188-89) и при составлении рецептурной смеси.

Положительным моментом можно считать отсутствие изменений в определяемых показателях качества по истечению гарантийного срока хранения. Анализируя полученные данные, следует отметить, что все исследуемые образцы по органолептическим и физико-химическим показателям качества полностью соответствовали требованиям ГОСТ 28188-89 «Напитки безалкогольные. Общие технические условия».

Апробация технологических разработок осуществлялась на пищевых комбинатах АО «КРАЗ» и ЗАО «Саянские воды», о чем свидетельствуют акт испытаний опытной выработки партии безалкогольных газированных напитков -«Ваниль», «Эхинацея», «Тонизирующий», «Вишенка», «Мандарин», «Медовый», «Лимон», «Эликсир», «Апельсин» с применением настоя эхинацеи пурпурной; акт о внедрении в серийное производство напитка «Эхинацея», приготовленного на минеральной воде «Арбайская»

Разработанные напитки с функциональным действием на основе настоя эхинацеи пурпурной обладают высокими дегустационными характеристиками; удовлетворяют требованиям в части физико-химических показателей качества; обладают хорошей сохраняемостью; могут производиться с применением стандартной технологии и на стандартном оборудовании (Дойко др. 2000,2001).

Следовательно, предложенные рецептуры безалкогольных напитков, приготовленные на настое эхинацеи пурпурной могут быть рекомендованы предприятиям-изготовителям безалкогольных напитков для потребителей связанных с вредным производством, а также проживающих в неблагополучной экологической зоне.

Кроме определения показателей качества нами был проведен примерный расчет себестоимости готового напитка с функциональной добавкой спиртового

настоя эхинацеи пурпурной, выращенной в искусственных условиях в расчете на 100м2 посевной площади. По результатам расчета увеличение средней цены напитка за счет введения добавки возрастет в среднем на 2 -17% в зависимости от продолжительности культивирования на искусственном облучении и установленной рецептурой дозировки.

Выводы

1. Экспериментально установлено, что по относительному и абсолютному содержанию БАВ наиболее эффективным оказалось выращивание эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой в режиме перестановки с белого на «голубой» свет.

2. Перестановка с белого на «голубой» свет способствовала более интенсивному, чем в контроле (белый свет) накоплению в изучаемых видах растений гидроксикоричных кислот (в 1,3 раза), аскорбиновой кислоты и каротиноидов (в 1,2 раза), без достоверных различий в содержании водорастворимых Сахаров.

3. Показано, что относительное содержание и абсолютный выход гидроксикоричных кислот в эхинацее пурпурной в 3 и 2 раза соответственно выше, чем в рудбекии волосистой.

4. Выявлено, что при переменном режиме облучения в эхинацее пурпурной относительное содержание аскорбиновой кислоты в 1,2 раза, каротиноидов в 1,3 раза, водорастворимых Сахаров в 1,4 раза выше, чем в рудбекии волосистой, что позволяет считать эхинацеею пурпурную более перспективным объектом выращивания в искусственных условиях.

5. Разработаны и рекомендованы к использованию рецептуры безалкогольных тонизирующих напитков на основе эхинацеи пурпурной - «Тонизирующий», «Ваниль», «Медовый», «Эхинацея», «Вишенка», «Лимон», «Мандарин», «Апельсин», «Эликсир». Показана, совместимость полученной растительной добавки на основе эхинацеи пурпурной с основным сырьем и возможность использования ее в производстве безалкогольных напитков.

6. Безалкогольные напитки на основе эхинацеи пурпурной, по разработанным рецептурам имеют высокие дегустационные характеристики, физико-химические показатели и сохраняемость, соответствующие требованиям нормативных документов.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Дойко И.В. Расширение ассортимента продовольственных товаров местного производства за счет биологически активных наполнителей // Продукция Красноярья: история, настоящее и перспективы: Мат-лы межвуз. науч.-ир. конф. студ. и молодых ученых.- Красноярск: КГТЭИ, 1998 - С.54-55.

2. Тихомиров A.A., Дойко И.В. Использование нетрадиционных пищевых наполнителей в структуре питания Сибирского региона // Сб.тез. «Молодежь и наука III тысячелетие»,- Красноярск: КОФ НТИ и ТДМ России,1998. - С. 122.

3. Дойко И.В. К вопросу применения эхинацеи пурпурной как функциональной добавок // Экология Южной Сибири: Мат-лы Южно-Сибирской международной науч. конф. студ. и молодых ученых / Отв.ред. В.В.Анюпшн. - Красноярск: КГУ, 1999. - С. 182.

4. Леонтьев В.М., Дойко И.В, Рыбакова Г.Р. Напитки функциональной направленности в питании населения Сибирского региона // Пищевые

биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке: Тез. докл. Междунар. симпозиума Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 2000. - С.267-269.

5. Дойко И.В Возможность расширения ассортимента пишевых продуктов за счет использования нетрадиционных пишевых наполнителей из растительного сырья // Новые материалы и технологии продовольственных и непродовольственных товаров: Межрегион, сб. науч. тр./ Под ред. проф. Ю.Л.Александрова. - Красноярск: КГТЭИ,2000. - С. 18-19.

6. Дойко И.В., Рыбакова Г.Р. и др. Экологические проблемы в питании населения Сибирского региона/ И.В. Дойко, //Экология и жизнь: Сб.мат-лов ITI Междунар. науч.-пр. конф. - Ч.1.- Пенза, 2000. - С.52-53.

7. Тихомиров A.A., Чепелева Г.Г., Дойко И.В. Некоторые особенности биохимического состава и формирование урожая ряда ценных лекарственных растений в условиях светокультуры. // Сб.тез. IV съезда общества физиологов России: Тез. докл. - Т. 1,- 4 - 9 окт. 1999. - Москва,1999. - С.282.

8. Дойко И.В. Чепелева Г.Г., Леонтьев В.М. Об экологической роли функционального питания населения Сибири // Экономика, экология и общество России в 21-м столетии: Труды 3-Й международной научно-практической конференции 23-25 мая 2001 г - Спб.: Изд-во СПб, ГТУ, 2001. - С.935-940

9. Дойко И.В., Рыбакова Г.Р. и др. Продукты функционального действия на основе растений, полученных в искусственных условиях выращивания // Труды IV Международного симпозиума: Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования T.III. - М.: Изд-во РУДН, 2001. - С.606-608.

Ю.Тихомиров А. А, Чепелева Г.Г., Дойко И.В. Динамика накопления гидроксикоричных кислот в растениях выращенных с применением различных спектральных режимов // Актуальные проблемы современной науки: Мат-лы межвуз науч. конф. аспирантов. - Красноярск: КГТЭИ, 2001. - С. 96-97.

11. Дойко И.В. Экологически чистое растительное сырье, обладающее повышенной биологической ценностью, выращенное в условиях светокультуры // Экология Южной Сибири: Мат-лы Южно-Сибирской международной науч. конф. студ. и молодых ученых / Отв.ред. В.В.Анюшин. - Красноярск: КГУ, 2001. - С. 21-22.

12. Тихомиров A.A., Чепелева Г.Г., Дойко И.В. и др. Некоторые особенности выращивания эхинапеи в условиях светокультуры // Труды IV Международного симпозиума: Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования Т.П.- М.: Изд-во РУДН, 2001. - С.459-461.

13.Дойко И.В., Тихомиров A.A., Чепелева Г.Г. Использование экологически чистого растительного сырья для получения безалкогольных напитков повышенной биологической ценности // Материалы Международной научно-прктической конференции, октябрь, 7-10, 2002. 4.2 / Под общей редакцией проф. Гуляева В.А,- Санкт-Петерберг: СПбТЭИ, 2002, - С. 180-182.

14.Дойко И.В., Тихомиров A.A., Чепелева Г.Г., Леонтьев В.М. Динамика накопления гидроксикоричных кислот в различных частях растений эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой, выращенных в условиях светокультуры // Химия растительного сырья. - №3. - 2002. - С. 35-38.

N«11216

Отпечатано в Красноярской городской типографии ООО «Электробыттехника» Ул. Бограда, 93 а, заказ № 1137, тираж 100 экз.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Дойко, Ирина Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ВОЗМОЖНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ ЭХИНАЦЕИ 12 ПУРПУРНОЙ И РУДБЕКИИ ВОЛОСИСТОЙ В УСЛОВИЯХ СВЕТОКУЛЬТУРЫ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКАХ

1.1 Новые направления в питании населения в связи с 12 неблагоприятной экологической обстановкой

1.2 Особенности получения экологически чистой растительной 17 биомассы в условиях светокультуры

1.3 Особенности биохимического состава эхинацеи пурпурной 26 как природного иммуностимулятора

1.4 Возможности использования эхинацеи пурпурной в качестве 35 функциональной добавки

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПОСТАНОВКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И 44 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Характеристика объектов исследования и условия их 44 культивирования

2.2 Методы определения биохимического состава биомассы

ГЛАВА 3. СОДЕРЖАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ 50 ВЕЩЕСТВ В БИОМАССЕ ЭХИНАЦЕИ ПУРОПУРНОЙ И РУДБЕКИИ ВОЛОСИСТОЙ, ВЫРАЩЕННЫХ ПРИ СТАЦИОНАРНОМ И ПЕРЕМЕННОМ СПЕКТРАЛЬНЫХ РЕЖИМАХ ОБЛУЧЕНИЯ

3.1 Содержание гидроксикоричных кислот в различных частях 50 растений Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L.

3.2 Содержание аскорбиновой кислоты в различных частях 56 растений Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L. растении

2.3. Оценка качества функциональных напитков

3.3 Содержание каротиноидов в надземной биомассе растений 62 Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L.

3.4 Содержание водорастворимых Сахаров в различных частях 67 растений Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L.

Резюме к главе

ГЛАВА 4. ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭХИНАЦЕИ 77 ПУРПУРНОЙ В КАЧЕСТВЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДОБАВКИ В БЕЗАЛКОГОЛЬНЫЕ НАПИТКИ

4.1 Обоснование разработки рецептур безалкогольных напитков на 77 основе эхинацеи пурпурной

4.2 Разработка рецептур безалкогольных напитков на основе 81 эхинацеи пурпурной

4.3 Органолептическая оценка качества напитков приготовленных 85 на основе эхинацеи пурпурной

4.4 Физико-химические показатели качества напитков на основе 92 эхинацеи пурпурной

Резюме к главе

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние спектральных режимов облучения на биохимический состав экологически чистой биомассы Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L. в условиях светокультуры и ее использование в качестве функциональной добавки"

Современная экология человека охватывает многие стороны его жизнедеятельности. Воздействие научно-технических революций, которое определилось В.И. Вернадским как «взрывы научного мышления», привело к глобальной перестройке биосферы, и охватывает далеко идущие экологические последствия (Реймерс, 1994). Именно поэтому экологические проблемы относятся к числу важнейших глобальных проблем современности (Казначеев, 1988). В первой половине 20 века наряду с классической биологической экологией стала развиваться экология человека. К настоящему времени она сформировалась в двух направлениях - собственно экология человека как организма и социальная экология (Реймерс, 1994). Они концентрируют свое внимание на потребностях самого человека, идут от него и непосредственно окружающей его среды - природной, социальной и техногенной. Потребности человека вытекают из его биосоциальной структуры. Таким образом, прослеживается системный подход и тесная взаимосвязь всех потребностей человека как большой системы. Среди первоочередных потребностей человека исключительно важным являются биологические потребности. К ним относят потребности в сбалансированном питании по калорийности, химико-элементному (макро- и микроэлементы), органико-вещественному (белки, жиры, углеводы) и национально-вкусовому составу (Реймерс, 1994).

Во всем мире уделяется большое внимание проблемам экологии питания и здоровья человека. Эти проблемы в настоящее время из локальных переросли в глобальные и требуют неотложного решения (Княжев, 1997). Окружающая среда является неотъемлемой частью жизнедеятельности человека. Однако многие формы человеческой деятельности вызывают загрязнение окружающей среды, которое достигло критического уровня по таким дефицитным ресурсам планеты как воздух, вода, почва, продукты питания и др. Опасные и вредные для здоровья человека вещества, содержащиеся в почве, различными путями попадают в его организм. Особенно это касается растительного и животного пищевого сырья (Кудряшова, 1999).

Резкое ухудшение экологической обстановки во всем мире повлияло на качественный состав потребляемой человеком пищи и привело к появлению различных заболеваний, связанных с неправильным питанием. Технический прогресс создал реальную угрозу здоровью человека, так как стал источником насыщения продуктов питания вредными токсическими веществами и соединениями. К таким веществам относятся радионуклиды, искусственные химические вещества, чуждые живым организмам и отрицательно воздействующие на функциональную активность жизненно важных систем организма.

Одним из условий поддержания здоровья и работоспособности является удовлетворение потребности организма человека в определенном количестве и соотношении пищевых веществ (Лазарев, 1999 и др.).

Пищевая промышленность нашей страны и за рубежом в последнее время широко использует синтетические пищевые добавки, которые позволили улучшить внешний вид продукта, продлить сроки хранения, удешевить продукт. Однако не всегда применяемые добавки являются безопасными и безвредными как для человека, так и для окружающей среды. Большой набор синтетических добавок в продуктах настораживает и требует тщательного изучения безвредности этих веществ.

В настоящее время в питании населения России наблюдается снижение потребления белков, витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон из-за недостаточного поступления этих компонентов с пищевыми продуктами. Этот скрытый голод заметно отражается на общей заболеваемости населения, угрожает физическому и интеллектуальному потенциалу нации. Во всем мире проблему дефицита микронутриентов, обострившуюся с ухудшением глобальной экологической обстановки, решают путем обогащения ими продуктов массового потребления (Кудряшова, 1999).

Выявление новых данных о взаимосвязи отдельных пищевых ингредиентов и здоровья человека, обобщение и анализ результатов различных исследований привели к появлению новых направлений в науке о питании, в частности теории функционального питания (Кочеткова и др., 1999).

Пищевые добавки из растительного сырья можно широко использовать для профилактически направленного и оздоровительного действия на организм человека. Ассортимент пищевых добавок может быть расширен за счет использования, с одной стороны, традиционного местного растительного сырья, и с другой - за счет неспецифичного для нашего региона растений, обладающих полезными свойствами. Во втором случае среди перспективных растений следует отметить растения семейства астровых эхинацею пурпурную (Echinacea purpurea L. Moench Meth), обладающую иммунным и адаптогенным действаием (Самородов и др., 1996) и растение рода рудбекия (Зузук, 1998). Согласно исследованиям Б.М. Зузук и И.Н. Борняк (1998) растения рода рудбекия могли бы стать эффективным заменителем в сырьевом отношении эхинацеи пурпурной. Данные растения широко распространены на Украине в дикорастущем виде и являются менее прихотливыми в отличие от эхинацеи пурпурной. В России эхинацею пурпурную выращивают в основном в южных регионах страны. В Сибири для выращивания этого ценного и прихотливого растения возможно использовать тепличные сооружения с искусственным облучением. Тем самым, можно в достаточно короткие сроки получить экологически чистое растительное сырье, обладающее повышенной биологической ценностью, которое в дальнейшем можно использовать в качестве функциональной добавки в пищевые продукты для сибирского региона и районов Крайнего Севера с неблагополучной экологической обстановкой, связанной с суровыми климатическими условиями и антропогенным воздействием на природу.

Цель и задачи исследования Целью настоящей работы явилось исследование влияния различных спектральных режимов облучения на накопление биологически активных веществ в биомассе Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L. при выращивании в условиях светокультуры и возможности ее применения в качестве функциональной добавки.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

- изучить возможности использования полученной в условиях светокультуры биомассы эхинацеи пурпурной в качестве функциональной добавки в безалкогольные напитки.

На защиту диссертации выносятся следующие положения:

Научная новизна Определены параметры спектральных переходных режимов, способствующих накоплению биологически активных компонентов в эхинацее пурпурной и рудбекии волосистой. Показано, что по абсолютному и относительному содержанию биологически активных веществ более благоприятным является переменный спектральный режим облучения (перевод растений с белого света на «голубой») в сравнении со стационарным спектральным режимом облучения (белый свет). Экспериментально установлено, что эхинацея пурпурная при выращивании на переменном спектральном режиме облучения превосходит рудбекию волосистую по относительному содержанию гидроксикоричных кислот, аскорбиновой кислоты, каротиноидов, водорастворимых Сахаров. Абсолютный выход этих соединений в расчете на одно растение, за исключением выхода ГКК, выше в рудбекии волосистой.

Практическая ценность Выращивание исследуемых видов растений в условиях светокультуры при различных спектральных режимах облучения дает возможность получать экологически чистую лекарственно-пищевую биомассу в более короткие сроки и регулировать в ней накопление биологически активных веществ. Технология получения лекарственного растительного сырья с заданными биохимическими характеристиками в контролируемых условиях среды может найти применение в различных производствах, связанных с пищевыми продуктами и фармацевтическими препаратами. Разработанные технологические приемы ускоренного выращивания этих культур могут быть адаптированы к использованию в тепличных хозяйствах различных регионов страны, особенно экологически неблагополучных и с суровыми природными условиями.

На ряд разработанных новых напитков получены акты испытаний, выданные комбинатом питания фабрики-кухни ОАО «КРАЗ» и ЗАО «Саянские воды». Безалкогольный напиток «Эхинацея» внедрен в серийное производство предприятием ЗАО «Саянские воды», что подтверждено соответствующим актом и актом выработки опытной партии. Получено медицинское заключение специалистов Института медицинских проблем Севера РАМН на апробацию ряда безалкогольных напитков на основе эхинацеи пурпурной, выращенной в искусственных условиях и рекомендации о возможности их массового использования. Это позволит расширить ассортимент безалкогольных напитков функционального действия с использованием натурального растительного сырья для потребителей, связанных с вредными условиями труда и жителей экологически неблагополучных регионов.

Содержание работы

Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения, списка литературы и приложения.

В первой главе представлен приведен анализ отечественной и зарубежной литературы, посвященный проблеме экологии питания человека, связанной с дефицитом микронутриентов в рационе населения России, следствием которого является снижение иммунитета. Рассмотрены вопросы улучшения структуры питания населения в условиях с неблагоприятной экологической обстановкой. Выявлены новые направления в области питания, в частности, рассмотрено понятие функционального питания и функциональных добавок, предназначенных поддерживать здоровье людей (Кочеткова и др. 1999). На основе литературных данных по биохимическому составу и иммуностимулирующим свойствам проанализирована возможность использования в качестве функциональной растительной добавки в продукты массового потребления эхинацеи пурпурной. Обоснован способ получения растительной биомассы с высоким содержанием биологически активных веществ (БАВ) в контролируемых условиях. Описаны преимущества и недостатки приемов выращивания ценной растительной биомассы с применением разных спектральных режимов искусственного облучения. Дана характеристика перспективных, с точки зрения использования, видов растений семейства астровых - эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой.

Во второй главе описаны методы, объекты исследований, схемы экспериментов.

В третьей главе представлены результаты экспериментов по выращиванию эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой в условиях светокультуры и влиянию спектрального состава света на накопление БАВ в изучаемых видах растений.

В четвертой главе излагаются результаты исследований по разработке новых безалкогольных напитков с растительными добавками на основе эхинацеи пурпурной, выращенной в условиях светокультуры. Приведены данные органолептической и физико-химической оценки качества полученных продуктов, определено влияние функциональной добавки на стойкость напитков в процессе хранения.

Основные выводы дают представление о главных результатах проведенных исследований.

Объем работы включает 129 страниц машинописного текста, 8 рисунков, 14 таблиц и 5 приложений. Список цитируемой литературы представлен 142 ссылками на отечественных авторов и 30 на зарубежных.

Работа выполнена в лабораториях Института биофизики СО РАН и Красноярского государственного торгово-экономического института.

Автор глубоко благодарен к.б.н. В.А. Долгушеву, к.х.н. В.М. Леонтьеву, к.б.н. Г.Р. Рыбаковой за оказанную помощь при выполнении работы и особо благодарит руководителя д.б.н., профессора А.А.Тихомирова.

Апробация результатов работы

Данные, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, докладывались на П-ой и Ш-ей Южно-Сибирской региональной научной конференции «Экология Южной Сибири - 2000г.» (Абакан, 1998; 1999), на И-ой региональной научно-практической конференции «Эколого-экономические проблемы Красноярского края» (1999), на научной конференции аспирантов КГТЭИ «Актуальные проблемы современной науки и пути их решения» (Красноярск, 2000), на Международном симпозиуме «Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в XXI веке» (Владивосток, 2000); на IV-ом Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 2001), на Международной научно-практической конференции «Современные проблемы торговли, расширения ассортимента и контроля потребительских товаров и продуктов общественного питания» (Санкт-Петербург, 2002).

1. ВОЗМОЖНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ ЭХИНАЦЕИ ПУРПУРНОЙ И РУДБЕКИИ ВОЛОСИСТОЙ В УСЛОВИЯХ СВЕТОКУЛЬТУРЫ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКАХ

Заключение Диссертация по теме "Экология", Дойко, Ирина Владимировна

выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Определено влияние различных спектральных режимов облучения на содержание биологически активных веществ (ГКК, аскорбиновой кислоты, каротиноидов, водорастворимых Сахаров) и показана возможность влияния на их накопления.

Более эффективным режимом, регулирующим вторичный метаболизм исследуемых видов растений, являлся переменный режим облучения. Перевод растений с белого света на голубой в тепличных условиях не является трудоемким процессом, а лампы с доминированным излучением в голубой области спектра являются довольно доступными и долговечными. В связи с этим перестановка растений эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой с белого света на «голубой» приобретает дополнительную практическую значимость.

В целом условия светокультуры также способствуют сокращению периода получения лекарственного сырья, и позволяют повысить концентрацию БАВ в изучаемых растениях. Это особенно актуально для эхинацеи пурпурной, которая за короткий период вегетации в естественных условиях не успевает достичь фазы цветения.

Показана целесообразность выращивания в условиях светокультуры эхинацеи пурпурной, так как полученная растительная биомасса эхинацеи пурпурной на переменном спектральном режиме облучения отличалась более высокой концентрацией БАВ, по сравнению с рудбекией волосистой. Рудбекия волосистая обладает высокой урожайностью и является менее прихотливой при выращивании, однако по содержанию ряда БАВ уступает эхинацее пурпурной. Кроме того, для ее использования в качестве пищевой добавки необходимо более полное изучение химического состава и лекарственных свойств.

Предлагаемая в работе методика получения растительной биомассы эхинацеи пурпурной в условиях светокультуры, может найти применение в тепличных хозяйствах Сибири и Севера, что позволит приблизить получение биологически активного сырья к экологически неблагоприятным регионам, где ее использование наиболее оправдано. Полученную растительную биомассу, возможно, использовать в качестве функциональной добавки в пищевые продукты, в частности в безалкогольные напитки, целесообразность производства которых подтверждается маркетинговыми исследованиями. Производство напитков на натуральном растительном сырье позволит сократить дефицит микронутриентов в организме человека и улучшить состояние здоровья населения. Введение функциональной добавки иммуностимулирующего действия на основе эхинацеи пурпурной позволит в некоторой степени решить проблему ослабленного иммунного статуса жителей, проживающих в условиях сурового климата или в неблагоприятной экологической обстановке.

Таким образом, предложены научные основы создания единой технологической цепочки от получения растительной, экологически чистой, биомассы в условиях светокультуры до ее использования в безалкогольных напитках для повышения их функциональной ценности.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Дойко, Ирина Владимировна, Красноярск

1. ГОСТ 6687.2-86. Напитки безалкогольные, квасы и сиропы. Метод определения сухих веществ. Взамен ГОСТ 6687.2-74; Введ. 01.01.87.-М.: Изд-во стандартов, 1986.- 8 с.

2. ГОСТ 6687.3-87. Напитки безалкогольные, квасы и сиропы. Метод определения двуокиси углерода. Взамен ГОСТ 6687.3-74; Введ. 01.01.87. - М.: Изд-во стандартов, 1986. - Юс.

3. ГОСТ 6687.4-86. Напитки безалкогольные, квасы и сиропы. Метод определения кислотности. Взамен ГОСТ 6687.4-75; Введ. 01.01.87-М.: Изд-во стандартов, 1986. - 10 с

4. ГОСТ 6687.5-86. Продукция безалкогольной промышленности. Метод определения органолептических показателей и объема продукции. -Взамен ГОСТ 6687.5-75; Введ. 01.01.87. М.: Изд-во стандартов, 1986.20 с.

5. ГОСТ 6687.6-88. Напитки безалкогольные, сиропы, квасы и напитки из хлебного сырья. Метод определения стойкости. Взамен ГОСТ 6687.675; Введ. 01.04.88. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 10 с.

6. ГОСТ 28188-89. Напитки безалкогольные. Общие технические условия. Введ. 01.01.90. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 26 с.

7. Аббасова Б.З. Испытание в культуре эхинацеи пурпуровой в Казахстане // Материалы международной науч.-практ. конф. «Переработка лекарств. Сырья и про-во фитопрепаратов для медицины и сельского хоз-ва.» Алмата, 1996. - с. 51.

8. Абрамычева Н.В., Шайдуллина Г.Г. и др. Оценка иммунной активности эхинацеи пурпурной, выращенной в Башкортостане // Изучение и использование эхинацеи: Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент, 1998.-Полтава, 1998.-С. 97-100.

9. Агаджанян Н.А. Проблема Адаптации и экология человека // Экология человека. Основные проблемы М.: Наука, 1988 - С. 93-103

10. Бакуридзе А. Д., Курцигидзе М.Ш. и др. Иммуностимуляторы растительного происхождения (обзор). // Хим.-фарм. журнал- 1993 -№8. С. 43-47.

11. Баширова P.M., Никитина Т.И., Шайдулина Г.Г и др. Химический состав эхинацеи пурпурной, интродуцированной в республике Башкортостан. // Раст. ресурсы, 2000, т. 36, вып. 2, С. 103-107.

12. Биологически активные вещества пищевых продуктов: Справочник /

13. B.В. Петрушевский, A.J1. Козлов, В.А. Бандюкова и др. Киев: Техника, 1985 - 127с.is. Бойко B.C. К вопросу о сроках уборки сырья эхинацеи пурпурной Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент, 1998 Полтава, 1998. 1. C. 62-63.

14. Брандт А.Б., Тагеева С.В. Оптические характеристики растительных организмов. М.: Наука, 1967. - 301 с.

15. Бушуева А.И., Середа А.В. Динамика накопления действующих веществ в траве эхинацеи пурпурной Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент, 1998. Полтава, 1998. - С. 63-65.

16. Величковский Б.Т., Суравегина И.Т., Ципленкова Т.Т. Здоровье и окружающая среда. М.: Экология и образование, 1992 - 154 с.

17. Волкова Е.К., Золотухин И.Г., Лисовский Г.М. и др. Фотобиологическая эффективность некоторых источников света в условиях светокультуры // Светотехника. 1982. -№9.-С.1-3.

18. Воскресенская Н.П. Принципы фоторегулирования метаболизмарастений и регуляторное действие красного и синего света на фотосинтез // Фоторегуляция метаболизма и морфогенеза растений. -М.: Наука, 1975. С. 16-36.

19. Воскресенская Н.П. Фоторегуляторные реакции и активность фотосинтетического аппарата // Физиология растений. 1987. - Т.34, вып.4.- С.669-684.

20. Воскресенская Н.П. Фотосинтез и спектральный состав света. -М.: Наука, 1965.-311с.

21. Воскресенская Н.П., Нечаева В.П. Действие синего, красного и зеленого света на содержание белка, нуклеиновых кислот и хлорофилла в молодых растениях ячменя // Физиология растений. 1967 - Т.32, вып. 14. - С.299-307.

22. Гегелевский И. Н. Растения здоровья и бодрости. Киев: УСХА, 1990 -64 с.

23. Георгиевский В.П. Биологически активные вещества лекарственных растений. Новосибирск: 1990. 327 с.

24. Гичев Ю.П., Маккосланд К, Гичев Ю.Ю. и др. Введение в микронутриентологию. Новосибирск, 1998,- 43с.

25. Головин В.П., Каира A.M. и др. Вопросы интродукции, биологии, селекции и комплексного использования эхинацеи в Крыму и на юге Украины. Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент, 1998. -Полтава, 1998.-С. 11-13.

26. Головнева Н.Б., Терентьев В.М., Федюнькин Д.В. Об оценке эффективности излучения для выращивания растений // Светотехника. -1980.- №5. С.16.

27. Голышенков П.П. Лекарственные растения и их использование. -Саранск: 1990. 302 с.

28. Горбатовский В.В., Рыбальский Н.Г. Здоровье человека и окружающая среда: Информ.- справ, бюл. «Экологический вестник России» М., 1995 -59с.

29. Гордиенко Л.И., Голубев В.Н. Информационное обеспечение системы: стандартизация пищевого сырья качество и безопасность пищевых продуктов - здоровье человека. // Пищевая промышленность 1999. -№4. -С.12- 14.

30. Дойко И.В., Чепелева Г.Г., Тихомиров А.А. Новые безалкогольные напитки иммуностимулирующего действия на основе эхинацеи пурпурной, выращенной в условиях светокультуры. Санкт-Петербург,2002. С.230-231.

31. Дроздова И.С., Бондарь В.В., Воскресенская Н.П. Совместное действие фоторегулярных реакций, вызываемых красным и синим светом, на фотосинтез и морфогенез растений редиса. // Физиология растений. 1987. Т.34, вып. 4. С.786-793.

32. Дубинская Г.М., Почерняева В.Ф. и др. Клинические испытания фруктовых соков с включением экстракта эхинацеи пурпурной. Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент, 1998. Полтава, 1998. - С. 126128.

33. Дудченко JI. Г., Меньшова В. А., Кривёнко В. В. и др., Украинская конф. по медицинской ботанике, 3-я: Тез. докл., Ч. I, Киев . 1992. - С. 52-53.

34. Дьяченко М.А., Филатова И.А., Колеснов А.Ю., Кочеткова А.А. Безалкогольные напитки как основной сегмент рынка функциональных продуктов//Сок. Пилотный выпуск, 1999. С.40-43.

35. Ермаков А.И., Арасимович В.В., Ярош Н.П. и др. / Методы биохимического исследования , 1987. 430 с.

36. Золотухин И.Г., Лисовский Г.М., Баянова Ю.И. Действие света различного спектрального состава и интенсивности на биосинтез аскорбиновой кислоты в растениях // Физиология и биохимия культ, растений. 1979. - T.l 1, №2. - С. 141-146.

37. Золотухин И.Г., Лисовский Г.М., Волкова Э.К. Продуктивность и биохимический состав редиса, выращенного под излучением различной интенсивности и спектрального состава // Физиология растений. 1983. - Т.30, вып.4. - С. 647-652.

38. Зузук Б.М., Борняк И.Н. и др. Рудбекия раздельнолистная -эффективный заменитель эхинацеи в иммунотерапии. Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент, 1998. Полтава, 1998. - С. 128.

39. Зузук Б.М., Рыбак О.В., Дячок В.В. Биологически активные вещества эхинацеи пурпурной и проблемы стандартизации ее сырья ипрепаратов. Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент, 1998-Полтава, 1998. С. 75.

40. Казначеев В.П. Экология человека: проблемы и перспективы. // Экология человека. Основные проблемы. М.: Наука, 1988. - С.9-32.

41. Карначук Р.А., Поставалова В.М. Роль света в жизнедеятельности и продуктивности растений // Пути рационального использования почвенных, растительных и животных ресурсов Сибири. Томск, 1986.- С.126-130.

42. Карначук Р.А., Постовалова В.М. Роль света в жизнедеятельности и продуктивности растений // Пути рационального использования почвенных, растительных и животных ресурсов Сибири. С. 126-130.

43. Качалина Т.В., Сенина Т.А. и др. Технологические особенности разработки таблеток эстифана нового иммуностимулирующего препарата из травы эхинацеи пурпурной // Хим-фарм журн. 1999. - ТЗЗ, №4. - С.37-40.

44. Кефели В.П. Природные ингибиторы роста и фитогормоны. М.: Наука, 1974.-274с.

45. Кефели В.П. Физиология растений с основами микробиологии: Учебник- М.: ВО Агропромиздат, 1991. 325с.

46. Кисничан Л.П. Изучение эхинацеи в Молдове. Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент, 1998. Полтава, 1998. - С.18-20.

47. Клешнин А.Ф., и др. Выращивание растений при искусственном освещении. -М.: Сельхозгиз, 1959. 128с.

48. Клешнина Л.Г. Изучения фунгицидного действия эхинацеи пурпурной на Fusarium oxysporum. Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент, 1998. Полтава, 1998. - С.20-21.

49. Княжев В.А. Проблемы экологии питания // Инженерная экология. 1997. №6. -С. 2-6.

50. Княжев В.А., Сизенко Е.И. и др. Концепция государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2005г. // Пищевая промышленность. 1998. - №12. - С.48-50.

51. Комаров В.И., Гурьянов А.И. К вопросу систематизации основных видов пищевой ппродукции // Пищ. пром-ть. 1999. - №1. - С. 9.

52. Концепция государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2005 года // Пищевая промышленность. 1998. №3. - С.2-4.

53. Кочеткова А.А. Функциональные продукты в концепции здорового питания. // Пищевая промышленность. 1999. - №3. - С.4-5.

54. Кочеткова А.А., Колеснов А.Ю., Тужилкин В.И., Нестерова И.Н., Большаков О.В. Современная теория позитивного питания и функциональные продукты // Пищевая промышленность. — 1999-№ 4-С. 7-10.

55. Кудальор В.В., Яковлева И.М., Ворященко А.Т. Справочник мастера производства безалкогольных напитков. М.: ВО «Агропромиздат», 1988. - 86 с.

56. Кудряшева А.А. Пища XXI века и особенности ее создания. // Пищ. пром-ть. 1999. - №12. - С. 48-50.

57. Кудряшова А.А. Человек на пороге XXI века // Пищ. пром-ть. 1999. -№1. - С. 26-28.

58. Куркин В.А. Фенилпропаноиды перспективные природные биологически активные соединения. Самара, 1996. - С. 126.

59. Куркин В.А., Авдеева О.И. и др. Количественное определение суммы гидроксикоричных кислот в надземной части эхинацеи пурпурной. // Растительные ресурсы. 1998. - №34. - С. 81-85.

60. Ладыгина Е.А. Морозова Р.С. Лекарственные растения в медицине и в быту. Ставрополь: 1989. 350 с.

61. Лазарев М.И. Заповедь медиков не навреди становится актуальной и для пищевой отрасли. // Пищ. пром-ть. 1999. - №3. - С. 28.29.

62. Лакин Г.Ф. Биометрия: Уч. пособие для биологических специальностей вузов. М.: Высшая школа, 1990. - 351с.

63. Леман В.М. Культура растений при электрическом свете. М.: Колос, 1997.-320с.

64. Лисовский Г.М., Долгушев В.А. Очерки частной светокультуры растений. Новосибирск: Наука, 1986. 128 с.

65. Лисовский Г.М., Сидько Ф.Я., Полонский В.И. и др. Интенсивность и качество света как факторы, определяющие формирование ценоза и урожай растений в светокультуре // Физиология растений. -1987. Т.34, вып.4 .-С.636-643.

66. Лукнер М Вторичный метаболизм у микроорганизмов, растений и животных. М.: Мир, 1979.- 548 с.

67. Макаров П.П., Бурмистров Т.П., Мулина Н.А. Напитки для рационального питания населения// Пиво и напитки. 2001. - №5. -СЛ2-13.

68. Макаров П.П., Бурмистров Т.П., Стрелков В.Н. Факторы, повышающие потребительные свойства концентрированных основ. // Пиво и напитки. 2000.-№3.-С. 28-29.

69. Маюрникова Л.А. и др. Применение экстрактов растительного сырья в качестве биологически активных добавок // Пищевые ингредиенты. Сырье и добавки. 1999, №2. - С. 50.

70. Маюрникова JI.A. и др. Безалкогольные напитки как эффективный фактор оздоровления населения // Традиционная медицина и питание: теоретические и практические аспекты: Тез. докл. Всес. конф. Москва,1990. С. 74.

71. Маюрникова Л.А., Позняковский В.М.,Поляков В.А. Безалкогольные напитки для повышения устойчивости организма к действию неблагоприятных факторов // Экологические проблемы питания населения: Тез. докл. Респ. науч.-технич. конф. Киев, 1992. - С. 135.

72. Меньшова В.А. Возможность введения в культуру на Украине видов рода Эхинацея // Вторая респ. конф. по медицинской ботанике: Тез. Докл. Киев, 1988. С. 135-136.

73. Моисееева Г.Ф., Турина Н.С. Эхинацея пурпурная эффективный иммуностимулятор // Хим.-фарм. журнал, 1999. -Т.ЗЗ, №6.- С. 40-42.

74. Мокроносов А.Т. Онтогенетический аспект фотосинтеза. М.: Наука, 1981.-196с.

75. Мокроносов А.Т. Фотосинтез: физиолого-экологические и биохимические аспекты: Учебник для биологических специальностей вузов. М.: Издательство МГУ, 1992. - 319с.

76. Мошков Б.С. Актиноритмия растений. М.: Агропромиздат, 1987. -272с.

77. Мошков Б.С. Выращивание растений при искусственном освещении. -Л.: Колос, 1966.-287с.

78. Орещенко А.В., Дурнев А.Д. Пищевая комбинаторика теория разработки новых видов безалкогольных напитков. // Пищевая промышленность. - 1999. - 12.- С. 15-17.

79. Петрушевский В.В., Козаков А.Л., Бандюкова В.А. и др. Биологически активные вещества пищевых продуктов. Киев: Техника, 1985.-127с.

80. Пища. Экология. Человек: Мат-лы Международной конференции / Мин-во образования РФ, Мин-во промышленночсти, науки и технологии РФ, Мин-во сельского хозяйства РФ и др. М.: Изд-во МГУПБ, 2001.-478с.

81. Позняковский В.М. и др. Новый безалкогольный напиток на основе минеральной воды «Ширинская» // Пиво и напитки. 1999, №5 - С. 23.

82. Позняковский В.М., Маюрникова Л.А. Питание и экология: вопросы алиментальной реабилитации населения Кузбасса // Реформирование экономики региона: опыт, проблемы, перспективы: Тез. докл. Межд. конф. Кемерово, 1996. - С. 36-37.

83. Полонский В.И., Лисовский Г.М. Анатомо-мофологическая характеристика растений пшеницы при высоких интенсивностях фотосинтетически активной радиации (ФАР) в светокультуре // Ботан. журн. 1978. - Т. 63. №2. -С. 263-269.

84. Порада А.А. Опыт выращивания эхинацеи пурпурной в лесостепи Украины. Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент, 1998. -Полтава, 1998.-С. 86-87.

85. Поспелов С.В. Лектины эхинацеи пурпурной поиск, свойства и оценка активности. Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент,1998.- Полтава, 1998. С. 90-92.

86. Потопальский А.И., Юркевич Л.Н. Эхинацея сорта полесская красавица и перспективы ее изучения и использования Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент, 1998. Полтава, 1998. - С. 30-32.

87. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебное справочное пособие. М.: Финансы и статистика,1999.-672 с.

88. Пища. Экология. Человек: Мат-лы четвертой Международной конференции/ Мн-во образования РФ идр,- М.: Изд-во МГУПБ, 2001.-478с.

89. Плохинский Н.А. Математические методы в биологии: Уч. Метод. Пособие для студентов биол. факульт. Университетов.- М.: Изд-во МГУ, 1978.-265С.

90. Протасова Н.Н. Светокультура как способ выявления потенциональной продуктивности растений // Физиология растений.-1987. Т.34, вып. 4.- С.812-822.

91. Рагажинскене О.А. Биологические особенности эхинацеи пурпурной при интродукции в Литве // Изучение и использование эхинацеи. Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент. 1998. Полтава , 1998. -С. 68-69.

92. Самородов В. Н., Поспелов С.В., Моисеев Г.Ф., Середа А.В. Фитохимический состав представителей рода эхинацея (Echinacea Moench) и его фармакологические свойства (обзор) // Хим. фармац. журн. 1996. Т. 30, № 4. - С. 32-37.

93. Самородов В.Н., Ильина М.Г. и др. Морфолого-анатомические и физиологические особенности плодов разных видов эхинацеи: Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент, 1998.- Полтава, 1998. С. 38-41

94. Саратиков А.С., Краснов Е.А. Родиола розовая ценное лекарственное растение: Золотой корень. - Томск: Изд-во Томского университета, 1987. - 254 с.

95. Сергунов B.C., Тужилкин В.И., Бочарников А.А., Косован А.П. Состояние пищевой и перерабатывающей промышленности Российской федерации и перспективы развития. // Пищевая промышленность. -1999.-№5.-С. 10-15.

96. Середа А.В., Моисеева Г.Ф. Биологически активные вещества и стандартизация лекарственных растений рода эхинацея // Фармаком.-1998. -№3.- С. 13-23.

97. Сидько Ф.Я., Лисовский Г.М., Сарычев Г.С. и др. Действие света различной интенсивности и спектрального состава на продукционные процессы в ценозах редиса // Интенсивная светокультура растений Красноярск: ИФ СО АН СССРП, 1977.-С.З-14.

98. Соколов В.И., Стекольников Л.И. Целебные кладовые природы. -Минск: Уражай, 1990. С. 366.

99. Соколов С.Я., Замотаев И.П. Справочник по лекарственным растениям: Фитотерапия М.: Медицина, 1988 - 462 с.

100. Стоянова Л.А., Пилипенко Ю.Д. Новые виды консервированной продукции с экстрактом эхинацеи пурпурной Матер. Междунар. Конф., Полтава, 21-24 сент, 1998. Полтава, 1998. - С. 145-146

101. Тайс Барбара и Петер. Лекарственные травы путь к здоровью-Петербург, 1994. - 366 с.

102. Тананайко Т.М., Трилинская Е.А. Напитки на основе настоя корняаира и минеральной воды. Пиво и напитки. 2001. - №4- С. 42-43.

103. Тимирязев К.А. Солнце, жизнь и хлорофилл. М.: Гос. Изд-во с-х. лит., 1956.-228 с.

104. Тихомиров А.А. Некоторые свойства и продуктивность ценозов растений при использовании излучения различной интенсивности и спектрального состава: автореф. дис.канд. биол. наук.- Красноярск: ИФ СО АН СССР, 1979.-25 с.

105. Тихомиров А.А., Золотухин И.Г., Лисовский Г.М., Сидько Ф.Я. Специфика реакции растений разных видов на спектральный состав ФАР при искусственном освещении // Физиология растений. 1987-Т.34, вып. 4. - С.774-785.

106. Тихомиров А.А., Золотухин И.Г., Сидько Ф.Я. Влияние световых режимов на продуктивность и качество урожая редиса // Физиология растений. 1976. -Т.23. - С.502-507.

107. Тихомиров А.А., Лисовский Г.М. , Сидько Ф.Я. Спектральный состав света и продуктивность растений. Новосибирск: изд-во Наука, 1991.-168с.

108. Тихомиров А.А., Сидько Ф.Я. Зависимость урожая редиса в светокультуре от спектра и интенсивности излучения // Плодоовощное хозяйство. 1985. -№7. -С.35-36.

109. Тихомиров А.А., Сидько Ф.Я. К вопросу о спектральной аддитивности биосинтетических процессов в фитоценозах // Физиология растений. 1987. - Т.34, вып. 1- С.39-50.

110. Тихомиров А.А., Сидько Ф.Я. Некоторые особенности энергетики листа редиса в условиях интенсивной светокультуры // Биофизические методы исследования экосистем. Новосибирск, Наука, Сибирское отделение, 1984. -С. 91-98.

111. Тихомиров А.А., Сидько Ф.Я. Состояние пигментарного аппарата иформирование структуры ценозов редиса в связи с их продуктивностью при различной интенсивности и спектре излучения // Физиология растений. 1982. - Т.29, вып. 3.- С.457-464.

112. Тихомиров А.А., Сидько Ф.Я., Лисовский Г.М. и др. Проблема оптимизации спектральных и энергетических характеристик излучения растениеводческих ламп. Красноярск: ИФ СО АН СССР,1985. - 25 с.

113. Тихомиров А.А., Шарупич В.П., Лисовский Г.М. Светокультура растений: биофизические и биотехнологические основы. Учеб. пособие. Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения Российской Академии наук, 2000.-213 с.

114. Требухов Е.Е., Живчикова Р.И. и др. Первичная фармакологическая оценка настойки подземной части эхинацеи пурпурной, интродуцированной в Приморском крае. Раст. ресурсы. Вып 3, 1997. -С.81-87.

115. Тутельян В.А. Стратегия разработки, применения и оценки эффективности биологически активных добавок к пище / Вопросы питания. 1996.- №6. - С.3-11.

116. Федоренко B.C. Субтропические и тропические плодовые культуры. / Учеб. пособие для вузов Киев: Выща школо, 1990. - 240с.

117. Филонова Г.Л. Основные направления в разработке технологии напитков здоровья 21 века.// Пиво и напитки. 1999. -№3. - С. 12-13.

118. Филонова Г.Л., Стрелков В.Н. Разработка технологий концентратов для напитков здоровья из растительного сырья. // Пиво и напитки -2001.-№1.-С. 33-36.

119. Флора СССР Т.9. М.: Наука, 1979. - С. 8-39.

120. Флора СССР Т25. М.: Наука, 1979. - С.539-541.

121. Чекман И.С., Липкан Г.Н. Растительные лекарственные средства Киев: Колос, ИТЭМ, 1993. 384 с.

122. Чепелева Г.Г. Методические указания к лабораторным работам по «Товароведению продуктов растительного происхождения». -Красноярск: РИЦ КГУ, 1996. 23 с.

123. Чепелева Г.Г. Об экологической роли функционального питания населения // Сб. тез. Второй региональной научно практической конференции «Эколого-экономические проблемы Красноярского края», 27 апреля 1999, КГТЭИ. - Красноярск: КГУ, 1999. - С. 194-195.

124. Шаин С.С. Перспективы управления продуктивностью некоторых алколоидоносных лекарственных культур // Хим.-фарм. журнал. 1987.- №5.-С. 587-589.

125. Шаин С.С. Регуляторы роста и развития растений. Материалы второй Всесоюзной конференции по регуляторам роста и развития растений. Киев: Наук, думка, 1989. - с. 98-108.

126. Шаин С.С., Головкина Г.И., Гейер Н.И., Куранов П.Б. Экзогенная регуляция продуктивности в онтогенезе наперстянки. // Физиология растений. 1995. - Т. 42. - №5. - С. 780-786.

127. Шендеров Б.А., Манвелова М.А. Функциональное питание и пробиотики: микроэкологические аспекты. М.: Агар, 1997.

128. Шульгин И.А. Растение и солнце. JL: Гидрометеоиздат, 1973-212с.

129. Щевелуха B.C. Рост растений и его регуляция в онтогенезе. М.: Колос, 1992.-593 с.

130. Bauer R and Wagner Н. Echinacea Handbuch fur Arzte, Apoiheker undandere Naturwissen, Schaftler, Stuttgart 1990. P. 169-176.

131. Bauer R, Khan J. A., and Wagner H., Dtsch. Apoth. Ztg.l987. Vol. 127.- P.1325-1330.

132. Bauer R., Khan J. A., Lotter H., et al., Helv. Chim. Acta. 1985. Vol 8, -P.2355-2358.

133. Bauer R., Remiger P. and Wagner H., Phytochemistry, 1989. Vol 28. P. 505 -508.

134. Bauer R., Remiger P., and Wagner H., Phytochemistry, 1988. Vol 27. P. 2339-2342.

135. Bauer R., Remiger P., and Wagner H. // Phytoterapie. 1989. Vol. 10.- P. 43-48.

136. Bauer R., Wagner H. Echinacea // Handbuch fur Arzste Apotheker und andere Naturwissenschaaftier activity from Echinacea purpurea // Phytochem. 1987. Vol. 27, N 9. P. 2728-2794.

137. Becker, Dtsch. Apoth. Ztg.1982. N 122. P. 2320-2323.

138. Blum M. Food Fortification An Important Tool in Desining Foods for Better Healt. FI Europe, 1995. - P. 192.

139. Bodinet C., Beuscher N. Antiviral and immunological activity of glycoproteins from Echinacea purpurea radix: 39th Annual congress on medicinal plant research ( Saarbrucken, Germany, 3-7 September, 1991) // Planta med. 1991. Vol. 57, n8. P. 33-34.

140. Bohlmann F., Burkhardt Т., and Zdero C., Naturally Occwing Acetylenes, London, New York. 1973. P. 186.

141. Bonadeo J, Bjttazzi G,Lavazza M. Riv. Ital. Essenze, profumi, piante office.,aromat, syndets, saponi, cosmet, aerosols. 1971 . N53. - P. 281-295.

142. Boom U. Pfanzenbauversuuche in Bayern 1988, Heilund Gewurzpflanzen, Freising. 1990. P62-103.

143. Bulley N. R., Ntlson C.D.,Tregunna E.B. Photosynthesis: actfon spectra for leaves in normal and low oxygen // plant physiol. 1969.- Vol. 44.N5-P.- 678-684.

144. Burger R.A., Torres A.R. Echinacea-induced cytokine production ,by human macrophages. Int. J. Immunopharmacol. 1997. P. 371.

145. Engelsma G. // Plant physiol. 1979.Vol. 63. N3. P. 765

146. Engelsma, Meijer G. // Acta Bot. Neerland. 1965. V. 14.N1. P.54

147. Foster S. Echinacea Nature Immmune Enhancer, Rochester,Vermont. 1991. P. 150.

148. Gerhenson J. // Phytochemical Adaptations to Stress. New York, 1984. - P. 273-302.

149. Hardman J. Т., Beck M. L., and Owensby С. E., Transfusion. 1983. Vol 23.-P. 519-522.

150. Jacobson M . // Science, 1954. Vol 120. P. 1028- 1029.

151. Jacobson M. // Org. Chem., 1967.Vol 32. P. 1646 - 1647.

152. Mancinelli A.L. Light dependent anthocyanin synthesis // Bot. Rew. -1985. Vol. 51, N1. - P. 107-155.

153. Potter D. // Positive Nutrition Making it Happen. Food Ingredients Europe. Conference processing 1995.-P. 180.

154. Proksch A., Wagner H. Structural analysis of a 4-o-methylglucuronoarabinoylan with immunostimulating activitity from Echinacea purpurea // Phytochem. 1987. Vol. 26, N 7. P.1989-1993.

155. Tikhomirov A.A., Sidko F. Ya. Photosynthesis and structure of radish and wheat canopies and spectral composition // Photosynthetica. 1982. -Vol. 16.N2.-P. 380-389.

156. Tragni E., Galli C., Tubaro A., Pharmacological Research Communications, 20, Sippl. 1988. P.87 - 90.

157. Voskresensaya N. P. Blue light and carbon metabolism // Ann. Rev. Lant Physiol. 1972. - Vol.3 - P.219-234.

158. Для испытания родиолы розовой (золотого корня) и эхинацеи пурпурной в качестве пищевой добавки в напитки были разработаны следующие рецептуры:1. Напиток «Эликсир»

159. Сырье Дозировка Сухие веществакг л % по масс. кг1. Сахар 10 6,40 99,8 9,98

160. Сахар для карамели 0,75 0,50

161. Винная кислота 0,150 98 0,0151. Вытяжка родиолы 2 2 3 0,3розовой и эхинацеи пурпурной 1. Вода 91,2, - 1. ИТОГО. 100 10,2952. Напиток «Золотой корень»1. Дозировка Сухие вещества1. Сырье кг л % по масс. кг1. Мед 10 7,14 79 7,9

162. Лимонття* ттгттотя пкп 7 - - ^ по Л гч т г <JyО А ^1. Вытяжка родиолы 2 2 3 0,3розовой 1. Вода 90,86 - 1. ИТОГО. 100 8,2153. Напиток «Тонизирующий»1. Дозировка Сухие вещества1. Сырье Кг л % по масс. кг1. Мед 10 7,14 79 7,9

163. Лимонная кислота 0,150 98 0,015

164. Вытяжка эхинацеи 2 2 3 0,3пурпурной Вода 90,86 1. ИТОГО: 100 8,2154. Чай «Здоровье»

165. НАИМЕНОВАНИЕ СЫРЬЯ Массовая доля сухих веществ, Расход сырья на 1 л готового продукта, гв натуре в сухих веществах1. Вода 9181. Сахар 99,9 75 74,25

166. Чай черный байховый 1с. 92,0 4 3,68

167. Корни и листья эхинацеи пурпурной (измельченные в порошок) 87 3 2,611. ИТОГО сырья 10005.Чай «Стимул»

168. НАИМЕНОВАНИЕ СЫРЬЯ Массовая доля сухих веществ, Расход сырья на 1 л готового продукта, гв натуре в сухих веществах1. Вода 9201. Сахар 99,9 75 74,25

169. Чай черный байховый 1с. 92,0 3 2,76

170. Корень и корневище родиолы розовой (измельченный в порошок) 87 2 1,741. ИТОГО сырья 1000

171. Оптимальное количество пищевой добавки было определено опытным и расчетным путем.

172. Полученные продукты оценивались дегустационной комиссией в составе:

173. Директор комбината питания

174. Заведующая фабрикой-кухней Калькулятор

175. Тян В.А. Галагань Т. Г. Ключникова JI.H. Козлыкина Г.Е.

176. Директор комбината питания фабрики-кухни ОАО «КРАЗ» Технолог Калькулятор Представители КГТЭИ Ст. преподаватели:1. Студент гр.ТП-97-11. Шишкина Н.В.1. АКТ

177. УТВЕРЖДАЮ» ральный директор «Саянские воды» Рукосуев А.В. 2002г.опытной выработки в технологической лаборатории предприятия ЗАО «Саянские воды» безалкогольных газированных напитков на основе эхинацеи пурпурной, выращенной в условиях светокультуры

178. Выработанные безалкогольные напитки соответствуют требованиям ТУ 9185-002-54492011-02.

179. Органолептические показатели качества безалкогольных газированных напитков на основе эхинацеи пурпурной, выращенной в условиях светокультуры представлены в таблице.

180. При производстве безалкогольных газированных напитков производилась выработка си.эрпа на^ основе эхинацеи пурпурной, с последующим разведением 1:4^Питьевойг^»фованной водой.

181. Технический директор Главный технолог Технолог Ст. преподаватель

182. Елесин С.М. Зайцев В.А. Шишкина Н.В. Дойко И.В.

183. Рецептуры напитков с использованием эхинацеи пурпурной

Информация о работе

Дойко, Ирина Владимировна
кандидата биологических наук
Красноярск, 2003
ВАК 03.00.16

Диссертация

Влияние спектральных режимов облучения на биохимический состав экологически чистой биомассы Echinacea purpurea L. Moench и Rudbeckia hirta L. в условиях светокультуры и ее использование в качестве функциональной добавки - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы