Разработка научных основ и способов повышения безопасности зернового сырья в технологии хлебобулочных изделий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Разработка научных основ и способов повышения безопасности зернового сырья в технологии хлебобулочных изделий

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Интенсивная хозяйственная деятельность человека постоянно создает антропогенные провинции, характеризующиеся нарушением сбалансированности биохимических циклов многих элементов. В результате усиления техногенных потоков происходит избыточная аккумуляция загрязнителей в хозяйственно полезных частях продукции растениеводства. Результаты санитарного контроля свидетельствуют о высоких уровнях загрязненности сельскохозяйственных продуктов токсичными химическими соединениями, биологическими компонентами и микроорганизмами, обладающими способностью вызывать различные патологии.

Существующие технологии сортовых помолов, направленные на разделение анатомических частей зерна, казалось бы, решают проблему повышения безопасности зерновых продуктов. С отрубями удаляется большая часть загрязнителей, расположенных преимущественно в периферических частях зерновки и микроорганизмов, обитающих на ее поверхности. Однако вместе с вредными веществами и микроорганизмами теряется значительная доля биологически активных соединений: витаминов, биогенных микроэлементов, пищевых волокон, белков и липидов. Преобладание рафинированных продуктов в рационе населения экологически неблагополучных районов, в частности подверженных радиоактивному загрязнению (в том числе Брянской, Орловской и других областей), приводит к биохимическим нарушениям гомеостаза и заболеваниям населения. Для людей, проживающих в таких зонах, необходима разработка качественно новых пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми нутриентами.

В связи с этим большую популярность приобретают зерновые хлебобулочные изделия. Целые зерна злаковых культур содержат в-глюкан, пентозаны, целлюлозу, являются источником витаминов группы В, ниацина, минеральных веществ, белков и липидов. Известно, что употребление в пищу продуктов из целых зерен снижает уровень холестерина в крови, повышает перистальтику кишечника, улучшает процессы обмена веществ. Однако оболочки и алейроновый слой зерновки обладают повышенной прочностью, что затрудняет применение нешелушенного зерна в пищевых технологиях. Прочность оболочек зерна определяют в-глюкан, ксиланы и другие гемицеллюлозы, которые формируют поперечные сшивки в структуре матрицы клеточной стенки.

Взамен шелушения для размягчения перифирических частей зерна целесообразно применение биокатализаторов на основе целлюлаз. Целлюлолитические ферменты катализируют гидролиз целлюлозы, гемицеллюлоз, в-глюкана, входящих в состав матрикса клеточных стенок.

Локализация токсических элементов и радионуклидов в периферических частях зерна злаковых культур указывает на возможность их связи с полисахаридами и белками клеточных стенок. Модификация нативной структуры оболочек под действием ферментных препаратов может привести к высвобождению некоторого количества тяжелых металлов и в определенных условиях при замачивании зерна к миграции за пределы зерновки, обеспечив тем самым снижение их концентрации в зерне и повышение безопасности продуктов его переработки.

Применяемые в зерноперерабатывающей промышленности методы снижения микробиологической обсемененности предусматривают использование синтетических химических соединений, которые часто оказывают отрицательное влияние на технологические свойства зерна. Использование растительного сырья, обладающего антисептическим действием, в технологиях зерновых продуктов открывает возможности получения качественных и безопасных продуктов питания.

Значительный вклад в решение отдельных аспектов проблемы производства зерновых хлебобулочных изделий внесли исследования отечественных ученых Антонова В.М., Козубаевой Л.А., Корячкиной С.Я., Кузьминского Р.В., Лабутиной Н.В., Поландовой Р.Д., Романова А.С., Рослякова Ю.Ф., Саниной Т.В., Черных В.Я., Щербатенко В.В. и других.

Разработке новых технологий, способствующих повышению безопасности зерна и продуктов на его основе, посвящены работы Байходжаевой Б.У., Гинсбурга А.С., Егорова Г.А., Казакова Е.Д., Козьминой Н.П., Кондратьева Ю.Н., Малиной В.П., Мачихиной Л.И., Трисвятского Л.А., Цугленка Н.В., Цыбиковой Г.Ц., Цыгановой Т.Б., Юсуповой Г.Г. и других.

Однако в научно-технической литературе отсутствуют обоснованные подходы к проблеме повышения безопасности и качества зернового сырья в технологии хлебобулочных изделий из целого нешелушенного зерна злаковых культур. Для решения этой проблемы необходим комплексный подход к разработке технологических решений, который должен основываться, с одной стороны, на разработке научных основ модификации полисахаридов периферических частей зерновки с целью уменьшения содержания токсических элементов и снижения прочности оболочек для улучшения степени дисперсности зерновой массы и, с другой, на характеристике некоторых ее биохимических показателей, имеющих важное значение для обеспечения качества хлебобулочных изделий по органолептическим и физико-химическим показателям.

Работа проводилась в рамках научно-технических программ Министерства образования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» подпрограммы «Технология живых систем» по темам: «Теоретическое обоснование и разработка технологии и оборудования для производства зернового хлеба общего и специального назначения повышенного качества и пищевой ценности» и «Разработка научных основ повышения качества и безопасности продуктов питания» (2000-2004 г. г.), а также Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы».

Цель и задачи исследования. Цель работы состояла в разработке научных основ и способов повышения безопасности зернового сырья в технологии хлебобулочных изделий за счет использования в процессе подготовки зерна биокатализаторов на основе целлюлаз, буферных растворов и растительного сырья, обладающего антимикробным действием. В задачи исследования входило:

- оценка химического состава и технологических свойств зерна пшеницы, ржи и тритикале, произрастающих в Центральном регионе России;

- обоснование рациональных доз ферментных препаратов целлюлолитического действия, применяемых с целью ферментативного гидролиза некрахмальных полисахаридов, приводящего к снижению содержания токсических элементов и радионуклидов в зерне злаковых культур;

- формулировка концепции механизма снижения содержания токсических элементов в зерновом сырье;

- исследование состава микрофлоры зерна пшеницы, ржи и тритикале и влияния растительного сырья (шишки хмеля, луковица чеснока, плоды рябины обыкновенной, корень хрена, цедра апельсина), используемого при замачивании зерна, на жизнедеятельность типовых штаммов микроорганизмов, развивающихся при хранении;

- изучение динамики изменения некоторых биохимических показателей зерна, морфологии и микроструктуры его составных частей в процессе набухания и прорастания под действием карбогидраз и фитазы;

- обоснование оптимальных доз биокатализаторов на основе целлюлаз и параметров ферментативного гидролиза в технологии зерновых хлебобулочных изделий;

- разработка способа повышения безопасности зернового сырья, основанного на совместном действии ферментных препаратов целлюлолитического действия, буферных растворов и растительного сырья, обладающего антимикробными свойствами, применяемых при замачивании зерна;

- разработка технологических решений для применения ферментных препаратов целлюлолитического действия и растительного сырья, обладающего антимикробными свойствами в технологии зерновых хлебобулочных изделий;

- определение показателей качества, пищевой ценности и безопасности разработанных зерновых хлебобулочных изделий;

- определение экономической эффективности разработанных зерновых хлебобулочных изделий, опытно-промышленная апробация и внедрение основных результатов исследований в хлебопекарном производстве.

Научная концепция. В основу разработки научных основ и способов повышения безопасности зернового сырья в технологии хлебобулочных изделий положена научная гипотеза, заключающаяся в целесообразности совместного использования биокатализаторов на основе целлюлаз, буферных растворов и растительного сырья, обладающего антимикробным действием, на стадии подготовки зернового сырья, приводящего к формированию зерновой массы с пониженным содержанием токсических элементов, радионуклидов и микроорганизмов и к получению хлебобулочных изделий повышенной безопасности, качества и пищевой ценности.

Научные положения, выносимые на защиту:

- концепция механизма снижения содержания токсических элементов в зерновом сырье путем обработки зерна биокатализаторами на основе целлюлаз;

- результаты экспериментальных исследований изменения некоторых биохимических показателей зерна, морфологии и микроструктуры его составных частей в процессе набухания и прорастания под действием карбогидраз и фитазы;

- способы повышения безопасности зернового сырья и продуктов на его основе с учетом снижения содержания тяжелых металлов, радионуклидов и микроорганизмов;

- научно-обоснованные технологические решения по созданию хлебобулочных изделий из целого нешелушенного зерна пшеницы, ржи и тритикале повышенных безопасности и пищевой ценности на основе использования в их рецептурах биокатализаторов на основе целлюлаз и растительного сырья, обладающего антимикробным действием.

Научная новизна работы. Предложена концепция механизма снижения содержания токсических элементов в зерновом сырье путем обработки биокатализаторами на основе целлюлаз, с осуществлением ферментативного гидролиза, приводящего к мацерации структур оболочек, деструктуризации и фрагментации полимеров, увеличению диаметра пор, солюбилизации продуктов гидролиза и десорбции ионов. Показано, что применение совместно с биокатализаторами на основе целлюлаз цитратного буфера или буфера на основе янтарной кислоты (рН 4,5) и водных экстрактов шишек хмеля, луковицы чеснока, плодов рябины обыкновенной, корня хрена, цедры апельсина, обладающих антимикробным действием, а также промывание проточной водой зерна после обработки, способствует образованию подвижных комплексов металлов с органическими кислотами, флавоноидами и другими соединениями и выносу их за пределы твердой фазы.

Обоснованы параметры ферментативного гидролиза некрахмальных полисахаридов оболочек зерна под действием биокатализаторов на основе целлюлаз (оптимальные дозы ферментных препаратов, продолжительность замачивания, гидромодуль) с точки зрения снижения содержания токсических элементов и для использования в технологии зерновых хлебобулочных изделий.

Экспериментально установлено, что в процессе десорбции свинца, кадмия, никеля и хрома основная роль принадлежит ферменту в-глюканазе в комплексе с целлобиогидролазой. Расширены представления об эффективности действия отдельных ферментов, входящих в состав отечественных препаратов на скорость процесса гидролиза фитина.

Получены новые данные об изменении морфологии, микроструктуры зерна пшеницы, ржи и тритикале, а также о динамике изменения некоторых биохимических показателей зерна в процессе набухания и прорастания при применении ферментных препаратов целлюлолитического действия.

Показано, что отечественный промышленный препарат серии «Целловиридин Г20х» (продуцент Trichoderma reesei) и лабораторный препарат на основе фитазы F 4.2B (P-215) FD-UF, продуцент Penicillium canescens (ИБФМ РАН) превосходят по эффективности действия в технологии зерновых хлебобулочных изделий препараты от зарубежных производителей ферментов: Pentopan 500 BG, Fungamyl Super AX, Biobake - 721.

Разработаны способы повышения безопасности зернового сырья с учетом снижения содержания тяжелых металлов, радионуклидов и микроорганизмов и научно обоснованы технологические решения по применению биокатализаторов на основе целлюлаз и экстрактов растительного сырья, обладающего антимикробным действием в технологии зерновых хлебобулочных изделий повышенных безопасности, качества и пищевой ценности.

Новизна технологических решений подтверждена 8 патентами Российской Федерации на изобретения.

Практическая значимость работы.

Дано технологическое обоснование производства зерновых хлебобулочных изделий повышенных безопасности, качества и пищевой ценности.

Разработаны технологии хлебобулочных изделий из целого нешелушенного зерна пшеницы, ржи и тритикале на основе использования препаратов карбогидраз и фитазы совместно с водными экстрактами растительного сырья, обладающего антимикробным действием, для модификации структурных полисахаридов периферических частей зерновки с целью уменьшения содержания токсических элементов, снижения прочности оболочек для улучшения степени дисперсности зерновой массы и уменьшения степени микробиологической обсемененности зерна, что позволит получить хлеб, обладающий повышенной безопасностью и пищевой ценностью, а также органолептическими и физико-химическими показателями качества не ниже, чем у зернового хлеба, производимого по ГОСТ 25832-89.

Разработаны и утверждены пакеты технической документации на новые виды зерновых хлебобулочных изделий: хлеб зерновой «Стимул» ТУ 9114-157-02069036-2003, ТИ 02069036-157, РЦ 02069036-157, «Изделия хлебобулочные зерновые пшенично-ржаные» ТУ 9113-205-02069036-2006, ТИ 02069036, РЦ 02069036, хлеб зерновой пшенично-ржаной «Семейный» ТУ 9113-204-02069036-2006, ТИ 02069036-124, РЦ 02069036-124, хлеб зерновой «Трапезный» ТУ №9113-21-0206903-2007, хлеб зерновой пшеничный «Колос» ТУ 9114-228-02069036.

Проведена промышленная апробация разработанных зерновых хлебобулочных изделий на следующих предприятиях: ОАО «Орловский хлебокомбинат», ОАО «Железногорский хлебозавод», ООО «Нива хлеб», ОАО «Орелоблхлеб» «Колпнянский хлебозавод», участок хлебопечения комбината общественного питания ОрелГТУ.

Получены санитарно-эпидемиологические заключения органов санэпидемслужбы Минздрава РФ на производство новых видов продуктов.

Разработанные автором научные положения и практические решения нашли применение при организации научно-исследовательской работы студентов и аспирантов, результаты исследований используются в учебном процессе на кафедре «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производства» Орловского государственного технического университета при изучении дисциплин «Биокаталитические процессы в пищевых технологиях», «Безопасность пищевого сырья и продуктов питания», «Экологические основы производства и хранения зерна», «Пищевая микробиология», «Технология хлебобулочных и макаронных изделий».

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и обсуждены на Международных научно-практических конференциях: «Продукты питания, пищевые добавки, упаковка» (Москва - 1998), «Продовольственный рынок и проблемы здорового питания» (Орел - 1998, 1999, 2000, 2003, 2008), «Прогрессивные пищевые технологии - третьему тысячелетию» (Краснодар - 2000), «Пищевые продукты двадцать первого века» (Москва - 2001), «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел - 2001, 2002, 2004, 2007, 2009), «Состояние биосферы и здоровье людей» (Пенза - 2001), «Наука - образование - производство в решении экологических проблем» (Уфа - 2002), «Здоровье - питание - биологические ресурсы» (Киров - 2002), «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств» (Барнаул - 2006), «Техника и технология пищевых производств» (Могилев - 2007), «Актуальнi проблеми харчування: технологiя та обладнання, органiзацiя i економiка» (Святогiрськ - Донецьк - 2007), «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте» (Одесса - 2007, 2009), «Пищевые технологии, качество и безопасность продуктов питания» (Иркутск - 2007), «Food science, engineering and technologies 2007» (Пловдив - 2007), «Формирование инновационной системы экономики и образования в условиях глобализации» (Воронеж - 2008), «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (Пятигорск - 2008), «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности» (Воронеж - 2009), «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXЙ века» (Краснодар - 2009), «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде» (Семей - 2010), V Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва - 2009), а также Всероссийских Конгрессах зернопереработчиков и хлебопёков «Нивы России» (Барнаул - 2001, 2003), Всеросийских научно-практичеких конференциях: «Современные проблемы экологии» (Москва - Тула - 2006) и «Перспективы агропромышленного производства регионов России в условиях реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК» (Уфа - 2006). Разработанные изделия были представлены на XIII Международной специализированной торгово-промышленной выставке «Пекарня - Макароны - Интерсладости - 2008» (Москва, ВВЦ, 8-11 апреля 2008 г. г.).

Публикации. По теме данного исследования опубликовано 107 работ, в том числе 22 статьи в реферируемых ВАК журналах, 13 статей в других научных журналах и сборнике научных трудов, 3 монографии, получено 8 патентов на изобретения. В список публикаций, приведенный в конце автореферата, тезисы докладов, опубликованные в сборниках трудов конференций и конгрессов, не включены.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, главы, посвященной материалам и методам исследования, семи глав, в которых приведены результаты и их обсуждение, выводов и списка использованной литературы (437 наименований). Объем диссертации составляет 371 страницу, в том числе 102 рисунка и 73 таблицы.

Личное участие автора. Личный вклад соискателя заключается в постановке задач, проведении экспериментов и теоретического анализа, в статистической обработке, интерпретации и публикации полученных результатов, формулировке новых закономерностей, а также в участии в разработке технической документации на новые виды хлебобулочных изделий и их промышленной апробации на предприятиях отрасли.

Основное содержание работы

рожь пшеница целлюлолитический ферментный

Во введении изложена актуальность выбранного научного направления, сформулирована сущность решаемой научной проблемы, раскрыта научная новизна работы и ее практическая значимость. В главе 1 рассмотрены пути поступления тяжелых металлов в растения, их биологическая роль и токсичность, дано представление о путях и механизмах поглощения и транспорта металлов в растениях, приводятся сведения о формах соединений металлов в растениях и механизмах металлоустойчивости. Специальный раздел посвящен целлюлолитическим ферментам и их субстратам. В нем представлены состав оболочек зерновки, строение первичной клеточной стенки растений, классификация и свойства ферментов целлюлазного комплекса. Далее в главе 1 изложены сведения о микрофлоре зерна и описаны известные пути снижения ее количества. Рассмотрены перспективы применения в пищевых технологиях растительного сырья, обладающего антимикробным действием. Дан анализ основных исследований в области технологии производства зерновых хлебобулочных изделий. Приводится информация о существующих изобретениях, касающихся способов производства хлеба из целого зерна злаковых культур. В главе 2 приведены объекты и используемые в работе методы исследования. Объектами исследования являлось зерно пшеницы, ржи и тритикале, ферментные препараты Целловиридин Г20х, комплексный препарат на основе фитазы, Pentopan 500 BG, Fungamyl Super AX, Biobake - 721, водные экстракты шишек хмеля, плодов рябины обыкновенной, луковицы чеснока, измельченных цедры апельсина и корня хрена, типовые штаммы микроорганизмов: Bacillus subtilis ВКМ-B-501, Micrococcus luteus ВКМ-As-2230, Aspergillus candidas ВКМ-F-3908, Aspergillus flavus ВКМ-F-1024, Penicillium expansion ВКМ-F-275, Penicillium crustosum ВКМ-F-4080, Mucor mucedo ВКМ-F-1257, Mucor racemosus var. Sphaerosporus ВКМ-F-541, Rhizopus stolonifer ВКМ - F-200 и хлебобулочные изделия на основе целого зерна, в технологии которых использовали биокатализаторы на основе целлюлаз и водные экстракты приведенного растительного сырья. Предметом исследования были химический и микробиологический состав, биохимические и морфологические, свойства зерна, антимикробные свойства водных экстрактов растительного сырья, органолептические, физико-химические и реологические свойства зерновых хлебобулочных изделий. В последующих главах изложены результаты экспериментальных исследований диссертационной работы и приводится их обсуждение. На рисунке 1 представлена структурная схема эксперимента.

Глава 3. Качественная характеристика зернового сырья, произрастающего в Центральном регионе России

Проведена оценка зернового сырья, производимого на сельскохозяйственных угодьях Центрального региона России (Орловской, Брянской областей).

Исследованные качественные показатели зерна некоторых сортов пшеницы, ржи, и тритикале, в том числе белково-протеиназного и углеводно-амилазного комплексов, показывают, что возделываемые в регионе сорта злаковых культур обладают хорошими хлебопекарными свойствами.

Однако в эпоху глобального загрязнения окружающей среды зольный состав растений рассматривается как один из существенных показателей качества, без которого невозможна оценка сырья для производства продуктов питания. Поэтому было исследовано зерновое сырье с точки зрения накопления тяжелых металлов с учетом видовых и сортовых особенностей злаковых культур (таблица 1). Содержание тяжелых металлов в зерне определяли на атомно-абсорбционном спектрофотометре фирмы Hitachi. Средние уровни содержания тяжелых металлов в зерне злаковых культур в условиях производственных посевов базового хозяйства в целом соответствуют общим закономерностям, установленным для переноса макро- и микроэлементов в звене почва - растение, и отражают существующие различия в химических свойствах и биологической роли элементов, видовых особенностях растений. Однако отмечается превышение 0,51 уровня ДУ и наличие сопоставимых с порогом фитотоксичности пределов накопления никеля, хрома, свинца и кадмия, которые определены приоритетными загрязнителями исследованных агроценозов. Именно этот факт придает особую актуальность поиску способов снижения содержания загрязнителей в зерне в процессе его переработки.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1. Схема проведения исследований

Таблица 1. Содержание тяжелых металлов в зерне районированных сортов озимой пшеницы, ржи и тритикале (средние данные за 2000-2005 гг.), мг/кг

Сорт	Ni	Cu	Pb	Zn	Cd	Cr
Пшеница
Московская 39	0,317±0,012	2,130±0,127	0,185±0,009	22,43±1,23	0,213±0,016	0,213±0,014
Мироновская 808	0,196±0,011	2,420±0,121	0,329±0,017	23,00±1,65	0,309±0,011	0,138±0,017
Арбатка	0,368±0,014	2,010±0,133	0,481±0,014	20,82±1,59	0,274±0,018	0,173±0,007
Саратовская белая	0,552±0,009	1,810±0,113	0,432±0,018	22,05±2,080	0,457±0,008	0,221±0,011
Колос Дона	0,623±0,012	1,720±0,122	0,267±0,011	23,53±1,88	0,650±0,009	0,236±0,009
Инна	0,125±0,009	2,380±0,108	0,495±0,014	22,60±2,03	0,125±0,012	0,150±0,013
Заря	0,411±0,016	2,170±0,120	0,395±0,022	23,16±1,34	0,319±0,008	0,219±0,008
Рожь
Орловская 9	0,369±0,009	3,236±0,156	0,327±0,015	24,15±1,07	0,317±0,009	0,266±0,014
Таловская 33	0,483±0,012	3,158±0,143	0,432±0,017	23,33±2,10	0,245±0,012	0,351±0,011
Тритикале
Тальва 100	0,150±0,010	1,020±0,112	0,251±0,013	18,25±1,13	0,005±0,001	0,034±0,007
ПДК [Ягодин Б.А., 2002]	0,5	5,0	0,2	25,0	0,02	0,2
ДУ [СанПиН 2.3.2.1078-01]	-	-	0,5	-	0,1	-

Для проведения дальнейших исследований было выбрано базовое хозяйство, расположенное в Болховском районе Орловской области, пострадавшее в результате аварии на Чернобыльской АЭС, попав в зону радиоактивного загрязнения с плотностью до 15 Ки/км². Было определено содержание тяжелых металлов и радионуклидов в зерне пшеницы, ржи и тритикале, произрастающих в базовом хозяйстве (таблица 2). Анализ осуществлялся с использованием атомно-абсорбционного спектрофотометра Hitachi и многоканального г-анализатора Compugamma 1282 LKB-Wallac.

Таблица 2. Содержание тяжелых металлов и радионуклидов в зерне озимой пшеницы, ржи и тритикале, выращиваемых в базовом хозяйстве (средние данные за 2004-2008 гг.)

Элемент	Озимая пшеница (Московская 39)	Рожь (Орловская 9)	Тритикале (Тальва 100)	ПДК [Ягодин Б.А., 2002]	ДУ [СанПиН 2.3.2.1078-01]
Cu, мг/кг	4,55	5,25	4,70	5,00
Zn, мг/кг	23,5	24,9	24,3	25,00
Ni, мг/кг	0,80	0,71	0,65	0,50
Cr, мг/кг	0,74	0,60	0,45	0,20
Pb, мг/кг	0,42	0,38	0,44	0,20	0,50
Cd, мг/кг	0,34	0,42	0,37	0,02	0,10
Cs137, Бк/кг	55,7	56,9	46,4		70,0
Sr90, Бк/кг	28,4	29,1	28,6		40,0

С помощью рентгеноспектрального ЭДС детектора miniCup в системе электронного сканирующего микроскопа JEOL JSM 6390 было изучено распределение химических элементов по морфологическим частям зерновки. Установлено, что элементы, входящие в состав металлоферментов, преобладают в зародыше. Элементы загрязнители в зерне пшеницы, ржи и тритикале концентрируются в основном в периферических частях зерновки, что указывает на возможность использования биокатализаторов на основе целлюлаз для модификации нативной структуры оболочек зерна и освобождения ионов химических элементов.

Глава 4. Теоретическое и практическое обоснование применения биокатализаторов на основе целлюлаз для снижения содержания токсических элементов и радионуклидов в зерне

Для модификации структуры плодовой и семенной оболочек зерна пшеницы, ржи и тритикале с целью снижения содержания токсических элементов в зерне, использовали ферментные препараты целлюлолитического действия: отечественный промышленный препарат серии «Целловиридин Г20х» (продуцент Trichoderma reesei), содержащий комплекс ферментов целлобиогидролазу, в-глюканазу, ксиланазу (целлюлазная активность - 3522 ед/г, ксиланазная - 728 ед/г) и лабораторный препарат на основе фитазы F 4.2B (P-215) FD-UF (ИБФМ РАН г. Пущино), продуцент Penicillium canescens, в состав которого входят целлобиогидролаза, в-глюканаза, ксиланаза и фитаза (фитазная активность 12008 ед/г, ксиланазная - 803 ед/г), а также препараты от зарубежных производителей ферментов: фирмы Novozymes: Pentopan 500 BG: продуцент Humicola insolens, содержит ксиланазу (ксиланазная активность 2700 ед/г) и Fungamyl Super AX, в состав которого входят ксиланаза и б-амилаза продуцент Aspergillus oryzae (ксиланазная активность 2500 ед/г); препарат фирмы Quest - Biobake - 721, содержащий ферменты ксиланазу (ксиланазная активность 721 ед/г).

Ферментные препараты применяли на стадии замачивания зерна. Процесс проводили при рН 4,5 и температуре 50°С в условиях термостата. Выбор параметров замачивания обусловлен оптимальными температурой и рН для действия ферментов, входящих в состав ферментных комплексов. Для поддержания рН среды использовали цитратный буфер. Рациональные дозы биокатализаторов на основе целлюлаз, применяемых при замачивании для снижения токсичных элементов свинца и кадмия, нормируемых СанПиНом, в зерне злаковых культур были определены в результате математической обработки экспериментальных данных. Для получения регрессионных зависимостей с полями дозы ферментных препаратов и продолжительность замачивания зерновой массы проведено изучение изменения показателей содержания свинца и кадмия в зерне пшеницы, ржи и тритикале. На рисунке 2 представлены графики поверхностей, полученные при обработке экспериментальных данных по влиянию препарата Целловиридин Г20х на содержание свинца и кадмия в зерне пшеницы при разной продолжительности замачивания.



z = -0,078xy + 0,00003981y² - 0,00373y + z = -0,352xy + 0,0008621y² - 0,0091y + 0,662

0,305 +0,201x - 1,866x² +2,452x - 27,166x²

Рисунок 2. Влияние концентрации препарата Целловиридин Г20х и продолжительности замачивания на содержание свинца (1) и кадмия (2) в зерне пшеницы

Показатели содержания тяжелых металлов коррелировали с величиной доз ферментных препаратов. Рациональные дозировки для различных препаратов составили 0,004-0,09% от массы сухих веществ зерна пшеницы и 0,008-0,18% от массы сухих веществ зерна ржи. Для тритикале использовали только препарат Целловиридин Г20х, рациональной дозировкой которого являлась 0,09% от массы сухих веществ зерна.

Для определения влияния различных ферментных препаратов целлюлолитического действия на изменение содержания никеля, хрома и радионуклидов Cs¹³⁷ и Sr⁹⁰ в зерне пшеницы и ржи в процессе замачивания проводили исследование динамики их содержания в субстратах. Отмечены общие закономерности в динамике содержания изучаемых элементов. С первых часов замачивания содержание загрязнителей начинает стремительно падать и к 12 часам замачивания зерна этот процесс замедляется. В таблице 3 приведены результаты исследования влияния биокатализаторов на основе целлюлаз на снижение содержания тяжелых металлов в зерне на примере зерна пшеницы сорта Московская 39.

Оболочки зерна хлебных злаков обладают пониженной гигроскопичностью. Динамику поглощения воды зерном пшеницы, ржи и тритикале определяет состав ферментных комплексов препаратов и удельный расход воды при замачивании (гидромодуль). Установлено, что увеличение соотношения зерно: вода более 1:1,5, не приводит к значительному изменению динамики влажности зерна при замачивании.

Экспериментально установлена рациональная продолжительность замачивания в оптимальных условиях (температура 50°С, рН 4,5), которая для зерна пшеницы и тритикале составила 12, для зерна ржи - 16 часов для всех используемых биокатализаторов. За этот период времени влажность зерна достигает 40% и более, что необходимо для получения зерновой массы, способной подвергаться диспергированию и позволит использовать зерновое сырье для производства хлебобулочных изделий.

Таблица 3. Влияние ферментных препаратов целлюлолитического действия на содержание тяжелых металлов в зерне пшеницы

Вариант опыта	Содержание элементов в зерне, мг/кг
	Cd	Pb	Ni	Zn	Cu	Cr
Без промывания водой
Контроль (вода без ферментных препаратов))	0,653± 0,010	0,259± 0,013	0,454± 0,012	23,230± 0,141	2,133± 0,026	0,211± 0,012
Целловиридин Г20х	0,225± 0,015	0,167± 0,011	0,333± 0,014	18,812± 0,247	1,721± 0,019	0,115± 0,007
Biobake 721	0,359± 0,018	0,206± 0,014	0,364± 0,017	20,823± 0,156	1,864± 0,022	0,143± 0,09
Pentopan 500 BG	0,438± 0,011	0,243± 0,016	0,403± 0,016	22,607± 0,221	2,097± 0,033	0,165± 0,013
Fungamyl Super AX	0,416± 0,013	0,230± 0,013	0,416± 0,013	21,984± 0,219	1,996± 0,021	0,184± 0,011
Препарат на основе фитазы	0,204± 0,010	0,154± 0,013	0,327± 0,012	20,036± 0,179	1,804± 0,028	0,118± 0,007
После промывания водой
Контроль (вода без ферментных препаратов)	0,529± 0,021	0,222± 0,012	0,329± 0,015	23,006± 0,050	2,011± 0,030	0,202± 0,008
Целловиридин Г20х	0,078± 0,014	0,067± 0,013	0,101± 0,012	18,133± 0,032	1,422± 0,019	0,111± 0,007
Biobake 721	0,196± 0,012	0,121± 0,011	0,110± 0,014	20,232± 0,054	1,736± 0,023	0,135± 0,012
Pentopan 500 BG	0,336± 0,019	0,201± 0,014	0,121± 0,015	22,127± 0,043	1,936± 0,017	0,148± 0,010
Fungamyl Super AX	0,309± 0,018	0,187± 0,012	0,119± 0,013	21,571± 0,049	1,830± 0,020	0,163± 0,013
Препарат на основе фитазы	0,097± 0,011	0,060± 0,007	0,102± 0,011	19,384± 0,030	1,589± 0,034	0,115± 0,008

Механизм защиты растений от поступления высокого уровня тяжелых металлов в клетки и ткани заключается в связывании большей части металлов клеточной стенкой. В литературе приводятся данные о том, что в случае повреждения клеточных мембран наблюдается пассивная утечка соединений металлов из различных компартментов клетки. Низкие значения рН, а также присутствие экзаметаболитов и комплексонов играют важную роль в стратегии снижения внутриклеточного уровня токсических элементов [Parry, Hayward, 1973; Mierle, Stokes, 1976; Дмитриева и др., 2003].

С помощью электронного сканирующего микроскопа JEOL JSM 6390, используя увеличение х700, была рассмотрена микроструктура поверхности зерновки хлебных злаков на продольных срезах нативного зерна, а также зерна, обработанного водой и ферментными препаратами целлюлолитического действия при оптимальных параметрах замачивания. Изменения, происходящие в микроструктуре зерна, определяются составом ферментного комплекса препарата и видовыми особенностями зерновых культур.

Поверхность нативного зерна пшеницы имеет характерный рельеф первого порядка, представляющий собой параллельные тяжи целлюлозных фибрилл различной толщины и извилистости, покрытые эпидермальными производными полисахаридных компонентов матрикса. Под действием воды и биокатализаторов на основе целлюлаз произошло изменение рельефа поверхности зерна, которое выражено в виде оголенных пучков длинных практически неповрежденных волокон, произошло разрушение межфибриллярных поперечных сшивок, построенных из молекул гемицеллюлоз. На поверхности образовались ячейки шириной 8-20 мкм, ограниченные крупными кутикулярными тяжами, преобладает параллельная текстура микрофибрилл. Оголившиеся межфибриллярные паракристаллические участки становятся доступными для воды, коллоидов и хелатов.

В ходе ферментативного гидролиза изменяются физико-химические параметры субстратов. Одним из критериев реакционной способности целлюлозосодержащего сырья является выход восстанавливающих сахаров в процессе гидролиза. Концентрация восстанавливающих сахаров в зерне пшеницы через 12 часов гидролиза составляет 0,92-1,47%, ржи - 1,11-1,57%. тритикале - 1,95%.

Для оценки деструкции целлюлозосодержащего комплекса периферических частей зерновки с помощью жидкостного хроматографа Agilent 1100 был определен состав низкомолекулярных продуктов гидролиза в зерне пшеницы и тритикале после 12 часового гидролиза и зерне ржи после 16 часового замачивания с биокатализаторами на основе целлюлаз. Разделение смеси сахаров проводили на анионообменной колонке с привитой аминофазой с последующим электрохимическим детектированием. В таблице 4 представлены результаты анализа продуктов гидролиза некрахмальных полисахаридов на примере зерна пшеницы.

Изменение матрикса клеточных стенок в периферических частях зерновки злаковых культур под действием воды и биокатализаторов на основе целлюлаз сопровождается нарушением химической структуры образуемой системы. Происходит гидролиз гликозидных связей в молекулах полисахаридов, частично разрушаются узлы каркаса матрикса, образуются вещества с низкой молекулярной массой и высокой растворимостью. В экстрактах зерна злаковых культур увеличивается количество мальтозы на 17,0 - 38,5% по сравнению с нативным зерном. Наблюдается тенденция к увеличению количества неидентифицированных сахаров.

Таблица 4. Углеводный состав зерна пшеницы, г/л

Сахар	Зерно без замачивания	Зерно после замачивания в
		воде	растворе ферментного препарата
			Целловиридин Г20х	Biobake 721	Pentopan 500 BG	Fungamil Super AX	На основе фитазы
арабиноза	0,00	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,01
галактоза	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
глюкоза	0,34	0,39	0,38	0,36	0,43	0,49	0,36
сахароза	0,11	0,13	0,13	0,12	0,11	0,15	0,13
ксилоза	0,00	0,00	0,02	0,00	0,00	0,00	0,02
фруктоза	0,30	0,22	0,23	0,24	0,24	0,27	0,23
раффиноза	0,01	0,01	0,04	0,02	0,02	0,01	0,03
неидентифициро-ванный сахар	0,02	0,03	0,05	0,03	0,03	0,03	0,04
целлобиоза	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
мальтоза	1,76	1,97	2,06	2,12	2,10	2,13	2,10
Сумма сахаров	2,43	2,76	2,92	2,90	2,95	3,10	2,91

Для оценки характера изменения микроструктуры и морфологии плодовых оболочек зерна злаковых культур готовили поперечные срезы на примере зерна пшеницы сорта Московская 39, которые изучали с помощью электронной сканирующей микроскопии с увеличением х4000 (рисунок 5).

Под действием биокатализаторов на основе целлюлаз в плодовых облочках образуются продольные разрывы, обнаруживаются оголенные цепи полисахаридов, на концах волокон - фибрилляция. Волокна изгибаются, обрастают бахромой, которая, видимо, образуется из разрушенных внешних слоев соседних волокон микрофибрилл. Таким образом, наблюдается деструктуризация некрахмальных полимеров покровов семени, которая может привести к десорбции ионов металлов и активной миграции их за пределы зерновки.

Важным механизмом детоксикации тяжелых металлов в цитоплазме является их хелатирование - образование комплексных соединений органических веществ с металлами. При этом лигандами могут быть органические кислоты, аминокислоты, фитохелатины и металлотионеины, глютатион, никотинамид [Барсукова В.С., 1987; Taylor G.J., 1987; Nordberg G., 1996].

Указанные соединения в растениях играют роль транспортных биокомплексов (ионофоров) выполняющих функцию поддержания клеточного гомеостаза и транспорта биогенных и токсических элементов. В водной фазе самыми распространенными лигандами являются органические кислоты и молекулы воды, поэтому гидролиз и комплексообразование - наиболее обычные реакции. Часть тяжелых металлов, адсорбированных на клеточных стенках или связанных хелатирующими агентами, легко может быть отмыта. При использовании комплексонов образуются гидрофильные каналы, что приводит к утечке через образовавшиеся поры низкомолекулярных веществ из цитоплазмы [Wallace A., 1979].

С помощью электронного сканирующего микроскопа JEOL JSM 6390 с увеличением х6000-х13000 выполнены фотографии поверхности плодовых оболочек зерна пшеницы. На микрофотографиях хорошо просматриваются поры в оболочках. После замачивания зерна пшеницы в воде в течение 12 часов при температуре 50°С размер пор в плодовых оболочках составляет 132,0-253,6 нм.

При обработке в процессе замачивания зерна пшеницы буферными растворами рН 4,5 размеры пор возрастают и составляют 321,3-555,5 нм, что позволяет ускорить процессы проникновения комплексонов через измененные поры, образования подвижных биокомплексов и транспорта токсических элементов.

Роль хелатирующего агента в проведенных исследованиях выполняет лимонная кислота, которая входит в состав цитратного буфера и используется для поддержания рН на оптимальном для действия применяемых ферментных препаратов уровне 4,5. Под влиянием биокатализаторов на основе целлюлаз полисахариды, составляющие матрикс клеточных стенок модифицируются, нарушается система нативных межмолекулярных связей между основными структурными компонентами полисахаридного комплекса, происходит процесс мацерации структур оболочек и частичная фрагментация самих полимеров. Это обеспечивает разрушение межклеточного вещества, приводя к разъединению клеток, солюбилизации продуктов гидролиза и глубокому проникновению хелатора через измененные поры. Процесс сопровождается десорбцией ионов тяжелых металлов, связанных с молекулами некрахмальных полисахаридов.

Экспериментальными исследованиями промывных вод и морфологических частей зерновки после промывания проточной водой доказано, что происходит сдвиг равновесия концентрации ионов изучаемых химических элементов в сторону жидкой фазы. Промывание зерна проточной водой приводит к дальнейшему снижению содержания токсичных элементов в зерновке. Так, при применении ферментного препарата Целловиридин Г20х содержание свинца в зерне пшеницы после промывания снизилось по сравнению с контролем без ферментных препаратов и без промывания на 88,1%, кадмия - на 74,2, никеля - на 87,8, цинка - на 22,0, меди - на 33,4 и хрома - на 47,4%, в зерне ржи - на 60,2, 64,9, 62,1, 12,9, 28,9, 27,9%, в зерне тритикале на 70,8, 63,3, 64,1, 9,3, 9,6 и 51,2% соответственно. Промывание зерна привело к выносу ионов с промывными водами за пределы твердой фазы.

Ферментные препараты Целловиридин Г20х и на основе фитазы практически в одинаковой степени способствуют снижению содержания изучаемых химических элементов в зерне злаковых культур после замачивания и промывания водой. Препараты различаются составом ферментных комплексов и активностью их компонентов. С целью изучения вклада отдельных ферментов, входящих в состав комплексов ферментных препаратов, в процесс десорбции металлов был проведен опыт с использованием для замачивания зерна пшеницы и ржи экспериментальных лабораторных образцов ферментных препаратов, полученных на основе грибной культуры Penicillium canescens: EgP6 ферментный комплекс представлен фитазой и в-глюканазой; фитаза F17.2 ферментный комплекс представлен фитазой и ксиланазой и Xyl 23 содержит фермент ксиланазу (лаборатория физико-химической биотрансформации полимеров химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова). Наибольшее снижение металлов происходит при использовании для замачивания зерна препарата на основе фитазы, в состав которого входят ферменты: целлобиогидролаза, в-глюканаза, ксиланаза и фитаза. Препарат EgP6 (1108), содержащий в-глюканазу и фитазу, также был эффективен при снижении содержания исследуемых химических элементов в зерне. Вероятно в процессе десорбции элементов основная роль принадлежит ферменту в-глюканаза в комплексе с целлобиогидролазой. Эндоглюканазам принадлежит важнейшая роль в действии полиферментных систем, поскольку они первыми атакуют целлюлозу и концентрируются сначала на участках полимера с дефектами структуры и отщепляют целлоолигосахариды. Целлобиогидролазы отщепляют целлобиозу и глюкозу в процессе гидролиза целлюлозы и целлоолигосахаридов. Ферменты оказывают давление на стенки пор оболочек и микротрещин в целлюлозных мицеллах. Волокна целлюлозы не теряют формы, но разрыхляются и в пространство между ними проникает вода, увеличивая межфибриллярные промежутки, что способствует увеличению площади апопласта, представляющего собой гидростатическую систему, обеспечивающую транспорт ионов. Ксиланаза катализирует гидролиз гемицеллюлозы. В результате происходит деструктуризация гемицеллюлоз, образующих экранирующий слой на поверхности целлюлозных микрофибрилл, не затрагивая целлюлозных волокон. Было изучено относительное содержание химических элементов в промывных водах после замачивания зерна пшеницы и тритикале в течение 12 часов, ржи в течение 16 часов с ферментными препаратами целлюлолитического действия в условиях режимов, оптимальных для действия ферментных систем. Установлено, что приоритетные загрязнители - кадмий, свинец, хром и никель под действием биокатализаторов в большей степени переходят в промывные воды, чем в варианте с замачиванием зерна в воде.

Таким образом, проведенные экспериментальные исследования позволили сформулировать концепцию механизма снижения содержания токсических элементов в зерновом сырье путем обработки биокатализаторами на основе целлюлаз, с осуществлением ферментативного гидролиза, приводящего к мацерации структур оболочек, деструктуризации и фрагментации полимеров, изменению пор, солюбилизации продуктов гидролиза и десорбции ионов.

Глава 5. Разработка приемов повышения микробиологической безопасности зерна в процессе замачивания.

Применение процесса ферментации при замачивании зерна, с использованием режимов замачивания: температура 50°С, рН 4,5 и продолжительность процесса 12-16 часов, создает благоприятные условия для развития и размножения эпифитной микрофлоры и плесеней хранения. При этом возможно образование микотоксинов. Значительное обсеменение зерна группой КМАФАнМ и плесневыми грибами приводит к закисанию зерна в процессе замачивания и присутствию в зерновой массе и хлебе неприятного «затхлого» запаха.

Исследование состава микрофлоры зерна злаковых культур до и после замачивания показали, что исходное зерно пшеницы, ржи и тритикале значительно обсеменено микроорганизмами (общее микробное число составляет 2,8·10^4, 3,2·10⁴ и 3,0·10⁴ КОЕ/г), после замачивания обсемененность зерна возрастает до 35% и составляет 3,5·10⁴, 4,5 10⁴ и 3,8·10⁴ КОЕ/г. Наиболее многочисленной группой микроорганизмов, обсеменяющих поверхность зерна, являются КМАФАнМ, плесневые грибы и дрожжи.

Подбор сырья для снижения микробиологической обсемененности зерна в процессе замачивания проводили, основываясь на особенностях химического состава и концентрации биологически активных веществ, обладающих антимикробным действием.

Качественный анализ используемого растительного сырья (водных экстрактов шишек хмеля, плодов рябины обыкновенной, луковицы чеснока, корня хрена и цедры апельсина), проведенный с помощью микроколоночного жидкостного хроматографа «Милихром УФ-5», показал наличие в исследуемых водных экстрактах пиков, соответствующих времени удерживания органических, фенолкарбоновых кислот и антоцианов.

Установлено, что замачивание зерна злаковых культур в водных экстрактах исследуемого растительного сырья позволяет снизить количество КМАФАнМ на 27,9-90%, плесневых грибов и дрожжей на 47,6-100%, спорообразующих бактерий на 36,2-100%.

Исследована антимикробная активность водных экстрактов растений против типовых штаммов Bacillus subtilis, Micrococcus luteus, Aspergillus candidas, Aspergillus flavus, Penicillium expansion, Penicillium crustosum, Mucor mucedo, Mucor racemosus var. Sphaerosporus, Rhizopus stolonifer. Результаты исследований антимикробной активности растительных экстрактов в опытах с чистыми культурами микроорганизмов представлены в таблице 5.

В результате проведенных исследований установлено, что водные экстракты шишек хмеля и луковицы чеснока обладают более выраженным антимикробным действием в отношении плесневых грибов и дрожжей. Диаметры зон угнетения роста грибной микрофлоры при действии экстракта шишек хмеля составили 12,3 - 17,7 мм, экстракта луковицы чеснока и измельченного корня хрена - 10,3 - 17,7 мм. Экстракты шишек хмеля и измельченного корня хрена не проявили антимикробного действия в отношении грибов рода Mucor. Экстракт измельченной цедры апельсина проявил антибиотическую активность по отношению к исследуемым типичным штаммам грибов видов Penicillium expansion и Mucor racemosus. Типовой штамм спорообразующей бактерии Bacillus subtilis чувствителен по отношению к экстрактам шишек хмеля, луковицы чеснока и измельченного корня хрена. Изучаемый штамм молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum устойчив к действию экстракта шишек хмеля и измельченной цедры апельсина. Диаметры зон угнетения роста типичного штамма Micrococcus luteus при действии изучаемых растительных экстрактов составили 10,3 - 17,7 мм.

Таблица 5. Антимикробная активность водорастворимых растительных экстрактов

Вид микроорганизма	Диаметры зон угнетения роста тест-культур микроорганизмов, мм
	Экстракт
	Шишки хмеля	Плоды рябины обыкновенной	Луковица чеснока	Корень хрена	Цедра апельсина
Bacillus subtilis ВКМ-B-501	13,3±0,6	14,7±0,6	16,7±0,6	15,3±0,6	зона отсутствует
Lactobacillus plantarum 8P-A3	зона отсутствует	11,3±0,6	10,7±0,6	12,3±0,6	зона отсутствует
Micrococcus luteus ВКМ-As-2230	10,7±0,6	11,3±0,6	16,7±0,6	17,7±0,6	14,7±0,6
Aspergillus candidas ВКМ-F-3908	12,3±0,6	10,7±0,6	17,7±0,6	17,7±0,6	зона отсутствует
Aspergillus flavus ВКМ-F-1024	16,7±0,6	11,3±0,6	11,3±0,6	зона отсутствует	зона отсутствует
Penicillium expansion ВКМ-F-275	15,3±0,6	12,7±0,6	17,7±0,6	13,7±0,6	17,7±0,6
Penicillium crustosum ВКМ-F-4080	13,7±0,6	зона отсутствует	10,3±0,6	10,3±0,6	зона отсутствует
Mucor mucedo ВКМ-F-1257	зона отсутствует	зона отсутствует	10,3±0,6	зона отсутствует	зона отсутствует
Mucor racemosus var. sphaerosporus ВКМ-F-541	зона отсутствует	зона отсутствует	17,7±0,6	зона отсутствует	17,7±0,6
Rhizopus stolonifer ВКМ - F...

Подобные документы

• Теоретическое обоснование и разработка интенсивной технологии возделывания тритикале в условиях Тверской области, обеспечивающая получение ДВУ зерна высокого качества

  Особенности роста и развития тритикале. Технологии возделываемой культуры их роль в увеличении производства зерна. Программирование ее урожайности. Комплексная подготовка семян. Система ухода за посевами и их защита от вредителей, болезней и сорняков.
  
  курсовая работа [40,7 K], добавлен 08.04.2016
  

• Экспертиза и оценка качества зерна пшеницы, перспективы их совершенствования

  Классификация, характеристика и химический состав зерна пшеницы. Осуществление лабораторного контроля за качеством зерна, принятого на хранение. Определение количества клейковины, влажности, степени зараженности вредителями, стекловидности зерна пшеницы.
  
  дипломная работа [329,3 K], добавлен 14.05.2012
  

• Разработка операционной технологии дискового лущения стерни при производстве зерна озимой пшеницы

  Разработка двух аграрных технологий (традиционной и энергосберегающей) возделывания и лущения озимой пшеницы. Варианты машинно-тракторных агрегатов, оценка загрузки и эксплуатационных показателей, определение оптимального состава и режима работы МТА.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 24.10.2015
  

• Еколого-господарські особливості впливу мікробних препаратів на елементи структури урожаю та якості зерна тритикале озимого

  Продуктивність агрофітоценозів тритикале озимого залежно від агротехнології вирощування. Характеристика сортів тритикале озимого, добрив, мікробних препаратів. Вплив мікробних препаратів на елементи структури і якісні параметри урожаю зерна тритикале.
  
  дипломная работа [596,9 K], добавлен 26.12.2012
  

• Выращивание тритикале

  Характеристика тритикале - гибрида ржи и пшеницы, абсолютно нового ботанического вида. Ботаническое описание культуры. Районы возделывания и урожайность, требования к теплу и влаге. Технология возделывания тритикале, отношение к почве и предшественники.
  
  реферат [21,3 K], добавлен 20.10.2013
  

• Пути повышения урожайности озимой тритикале

  Краткие сведения о хозяйстве. Биологические особенности культуры, специфика роста и развития озимой тритикале. Особенности технологических приемов получения высоких урожаев озимой тритикале. Послеуборочная обработка урожая, подготовка, режим хранения.
  
  курсовая работа [82,6 K], добавлен 30.03.2010
  

• Влияние температуры на изменение потенциала действия зерна пшеницы

  Обоснование применения потенциала действия в качестве параметра контроля всхожести семян пшеницы. Явления, лежащие в основе потенциала действия, его фазы и объяснение возникновения. Роль потенциала действия у высших растений, его изменение от температуры.
  
  дипломная работа [2,3 M], добавлен 20.05.2012
  

• Технология хранения зерна пшеницы продовольственного назначения

  Особенности пшеницы как объекта хранения. Влияние почвенно-климатических условий и агротехнических приемов на качество и сохранность пшеницы. Характеристика способов хранения пшеницы. Послеуборочная обработка продукции. Требования к качеству пшеницы.
  
  дипломная работа [3,2 M], добавлен 20.12.2013
  

• Оценка качества раствора кератина, полученного из различного кератинсодержащего сырья

  Характеристика кератинсодержащих отходов. Структура кератина и способы его получения. Рациональное использование белковых препаратов. Исследование химического состава растворов кератина по показателям: содержания влаги, жировых и минеральных веществ.
  
  дипломная работа [264,8 K], добавлен 13.06.2015
  

• Пути повышения экономической эффективности растениеводства

  Теоретические основы экономической эффективности сельскохозяйственного производства. Состояние и тенденции развития производства зерна в крестьянском хозяйстве Жилякова А.П. Обоснование экономической эффективности производства и реализации зерна пшеницы.
  
  курсовая работа [54,5 K], добавлен 24.05.2009
  

• Обработка сырья для производства круп

  Оценка роли и значения круп в питании человека, особенности их химического состава, содержание витаминов различных групп и микроэлементов. Характеристика сырья, используемого для производства определенного вида продукции, технология производства.
  
  курсовая работа [75,8 K], добавлен 11.11.2014
  

• Общие положения методики апробации. Апробация пшеницы, ячменя, овса, проса и тритикале

  Задачи апробации и организация работ. Подготовительная работа к апробации и регистрация сортовых посевов. Техника апробации и анализ растений. Составление апробационных документов. Апробация пшеницы, ячменя и тритикале. Нормы пространственной изоляции.
  
  лабораторная работа [21,0 K], добавлен 28.02.2009
  

• Технология возделывания яровой тритикале в условиях Пензенского района

  Ботанико-морфологическая характеристика яровой тритикале, требования к условиям ее произрастания и определение основных факторов, влияющих на урожайность, рост и развитие. Природные условия Пензенского района: климат, почвы. Пути повышения урожайности.
  
  курсовая работа [71,4 K], добавлен 02.06.2014
  

• Совершенствование технологии выравнивания озимой пшеницы в частном хозяйстве

  Краткая характеристика хозяйства. Организационно-экономические условия предприятия. Климат зоны расположения хозяйства, почвы землепользования. Анализ технологии, разработка элементов усовершенствованной технологии выращивания озимой пшеницы.
  
  дипломная работа [3,5 M], добавлен 06.02.2011
  

• Разработка ресурсосберегающей технологии возделывания озимой пшеницы на основе применения биопрепаратов

  Ботаническая характеристика, биологические особенности и технология возделывания озимой пшеницы. Характеристика биопрепаратов, их роль в формировании урожая. Влияние биопрепаратов и сроков их внесения на формирование урожая и качество зерна пшеницы.
  
  дипломная работа [2,8 M], добавлен 18.06.2013
  

• Разработка технологии, организации и системы машин для комплексной механизации производства зерна озимой пшеницы

  Современное состояние земельного фонда и сельскохозяйственного производства. Анализ показателей использования машинно-тракторного парка; технологии и системы машин, применяемых при возделывании озимой пшеницы; расчет технико-эксплуатационных показателей.
  
  дипломная работа [170,0 K], добавлен 19.03.2011
  

• Комплексная оценка сортообразцов пшеницы селекции СИБНИИРС в условиях Томской области

  Ботанико-морфологические особенности яровой пшеницы. Методика сортоиспытания зерновых культур и определения чистой продуктивности фотосинтеза. Структура урожая и урожайность. Оценка качества зерна. Агротехника возделывания яровой пшеницы, уход за посевом.
  
  дипломная работа [673,9 K], добавлен 24.02.2014
  

• Послеуборочная обработка и хранение зерна яровой пшеницы семенного назначения

  Характеристика хозяйства "Родина". Ознакомление с правилами очистки и сушки семян. Послеуборочная обработка зерна вентилированием, временная консервация. Рассмотрение основ хранения зерна в бунтах и на площадках. Борьба с вредителями хлебных запасов.
  
  курсовая работа [486,4 K], добавлен 12.11.2014
  

• Совершенствование системы ведения зернового полеводства (на примере ООО "Тягунское" Кытмановского района Алтайского края)

  Понятие и основные элементы системы ведения зернового полеводства. Анализ эффективности производства продукции зернового полеводства на примере ООО "Тягунское". Поиск резервов повышения эффективности производства зерна в условиях данного предприятия.
  
  курсовая работа [78,9 K], добавлен 06.05.2015
  

• Формирование урожая зерна яровой пшеницы в зависимости от предпосевной обработки семян и фона питания

  Влияние предпосевной обработки семян микробиологическими фунгицидами (Ризоплан, Алирин, Бинорам) на величину урожая и качество зерна яровой пшеницы. Фенологические и фитопатологические наблюдения. Динамика элементов питания в почве и ее влажности.
  
  дипломная работа [236,2 K], добавлен 01.10.2015
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам