Введение к работе
Актуальность темы.
В настоящее время все большее внимание уделяется продуктам питания, которые способствуют профилактике и улучшению здоровья человека. К важнейшим продуктам растениеводства, обладающим высокой биологической активностью, относится пектин, физиологическая ценность которого состоит в нормализации биохимических процессов и предотвращении негативного воздействия токсических веществ на организм человека.
Пектин является одним из основных полимеров, который участвует в формировании клеточной стенки, способствует повышению её прочности и растяжению, а также влияет на процессы первичного поглощения минеральных веществ. В то же время актуален и прикладной аспект исследования клеточной стенки, поскольку её параметры вынуждены в том или ином виде учитывать все переработчики растительного сырья (Горшкова,2007).
Изучению свойств пектиновых веществ посвящены работы Аймухамедовой Г.Б.(1974), Шелухиной Н.Щ1988), Карповича Н.С.(1992), Донченко Л.В.(2007) и других. Однако до сих пор остаются недостаточно изученными вопросы накопления пектиновых веществ в процессе онтогенеза и связи с синтезом моносахаридов и компонентов клеточной стенки растений, а также химические и бактерицидные свойства полисахаридов.
Традиционными источниками получения
пектиносодержащего сырья являются яблочные и цитрусовые выжимки. Для Орловской области рационально использовать отходы сахароперерабатывающего производства — свекловичный жом.
Сведения о содержании и сравнительных аналитических характеристиках пектиновых веществ сортов и гибридов сахарной и столовой свеклы, возделываемых в регионе, отсутствуют, что и определило необходимость проведения данных исследований. Контроль качества пектиновых веществ необходимо начинать не с момента переработки жома, а с выращивания сахарной свеклы в максимально контролируемых условиях, обеспечивающих не только высокий выход сахара, но и производство вторичных ценных продуктов.
Цель и задачи исследований. Цель работы: Сравнительное изучение динамики накопления пектиновых веществ в онтогенезе
сахарной и столовой свеклы и комплексного использования отходов производства. В соответствии целью решались следующие задачи
Исследовать динамику накопления моносахаридов и сахарозы в листьях и корнеплодах свёклы;
Исследовать динамику накопления целлюлозы, пектина и протопектина в корнеплодах в онтогенезе свёклы различных сортов и гибридов;
Выявить соотношение сахарозы и пектиновых веществ в клеточных оболочках корнеплода в процессе хранения свёклы;
Изучить минеральный состав корнеплодов;
Изучить комплексообразующие и бактерицидные свойства пектиносодержащего концентрата свёклы столовой и сахарной;
Дать обоснование использования отходов сахарного производства для получения вторичных ценных продуктов.
Научная новизна работы. Впервые установлена взаимосвязь синтеза моносахаров, сахарозы и пектинов у различных сортов и гибридов отечественной и зарубежной селекции свёклы столовой и сахарной. Выявлена динамика накопления различных форм пектиновых веществ в корнеплоде свёклы в онтогенезе. Изучены закономерности изменения биохимических показателей в процессе длительного хранения корнеплодов свёклы.
Установлена фаза развития сахарной и столовой свеклы максимального накопления пектина и протопектина в корнеплодах.
Практическая значимость работы: Исследование соотношения синтеза моносахаров, сахарозы и пектиновых веществ корнеплодов сахарной свёклы необходимо для обоснования задач комплексной переработки на сахароперерабатывающем производстве. Получены: пектииосодержащий концентрат, белково-углеводные добавки, биоэтанол и биоудобрения.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены: на XI международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (Белгород, 2007,), на I международной Интернет-конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в АПК на современном этапе развития
химии» (Орел, 2008), на международной конференции молодых ученых «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биотехнологии» (Брянск, 2008), на II Международной Интернет-конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в АПК на современном этапе развития химии» (Орел, 2009), на Всероссийской научно практической конференции «Биотехнологии Биомедицинская инженерия и технологии современных социальных практик» (Курск 2009), на V Международном конгрессе «Биотехнологии: состояние и перспектива развития» (Москва, 2009), на Международной научно-практической конференции (Смоленск, 2009 г), на научно-практической конференции «Теоретические основы применения биотехнологий, генетики и физиологии растений в современной селекции растений и растениеводстве» (Брянск, 2009), на II Международной научно-практической конференции «Конгресс, партнеринг и выставка по биотехнологии и биоэнергетике» (Москва, 2010), на Межрегиональной конференции «Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов» (Воронеж, 2010), на Международной конференции «Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов» (Воронеж, 2011), на IV Международной заочной Интернет-конференции «Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственного производства» (Орел, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 печатных работы, из которых 2 в журналах, рецензируемых ВАКом, и патент
№2411879.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 142 листах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, предложений для производства, приложения, списка литературы, включающего 135 отечественных, 22 иностранных источников и 9 источников интернет-порталов. Работа иллюстрирована 19 таблицами и 42 рисунками.
