Лишайники как потенциальное биосырьё
Определение по стандартным методикам содержания биологически активных веществ в талломах четырёх видов тундровых лишайников рода Cladonia. Количество биофлавоноидов и каротина. Лишайники как перспективное биосырьём для пищевой промышленности и фармации.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.06.2021 |
| Размер файла | 51,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Тверская государственная сельскохозяйственная академия
Лишайники как потенциальное биосырьё
Шамрай О.Н., Cмирнова Т.И., Павлов М.Н.
Аннотация
Определено по стандартным методикам содержание биологически активных веществ в талломах четырёх видов тундровых лишайников рода Cladonia. Обнаружено, что максимальным содержанием аскорбиновой и усниновой кислоты (12,8 мг/100 г и 1,83 %) характеризуется С. Stellaris. В талломах С. alpestris содержится наибольшее количество биофлавоноидов и каротина: 2000 мг/100 г и 255 мкг/100 г, соответственно. С. Stellaris и другие исследованные лишайники являются перспективным биосырьём для пищевой промышленности и фармации.
Ключевые слова: ЛИШАЙНИКИ, КЛАДОНИЯ, БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА, СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ
Введение
тундровый лишайник биофлавоноид каротин
Лишайники - повсеместно распространённые симбиотрофные организмы, занимающие около 6% поверхности Земли. Они встречаются на всех пяти континентах, включая Антарктиду, но чаще всего - в местностях с умеренным и холодным климатом [1].
Лишайники относятся к числу организмов, раньше других заселяющих поверхности и субстраты, непригодные для растений. Они участвуют в выветривании горных пород, процессах почвообразования. Наиболее важна их роль в тундровых экосистемах, где они предохраняют верхний плодородный слой почвы от разрушения, служат основным кормом северных оленей и в определённой степени - леммингов [1].
В экологических исследованиях лишайники могут служить индикаторами чистоты воздуха, так как способны накапливать многие экотоксиканты [2]. При загрязнении атмосферы из биоценозов последовательно исчезают кустистые, листовые, а затем и накипные лишайники. В связи с этим они успешно используются в экологическом мониторинге, в том числе с использованием современных физико-химических методов, таких как ИК-спектроскопия [2].
Среди разнообразных биологических ресурсов лишайники к настоящему времени исследованы в наименьшей степени. Вместе с тем населением Заполярья разные виды лишайников (обиходное название - «олений мох» или «ягель») используются в народной медицине, поскольку в их талломах содержится природный антибиотик - усниновая кислота. Лишайниковый покров тундры Северного полушария представлен, преимущественно, кустистыми лишайниками семейства Кладониевые (Cladoniaceae) [1]. Разные виды лишайников даже в пределах одного рода могут значительно отличаться по химическому составу, что является важнейшим таксономическим признаком [3, 4].
Цель исследования - определение уровня содержания биологически активных веществ в талломах тундровых лишайников рода Cladonia как потенциального биосырья для пищевой промышленности и фармации.
1. Методика исследований
Образцы лишайниковой флоры были отобраны в октябре 2018 года в южной части полуострова Ямал к юго-востоку от Салехарда.
Каждый из трёх образцов на 9/10 состоял из лишайника одного вида Cladonia с небольшой примесью талломов лишайника второго вида. Преобладающими видами оказались 4 лишайника: кладония оленья - Cladonia rangiferina (L.) Web., кладония звездчатая - Cladonia stellaris (Opiz) Pouzar & Vezda, кладония тонкая - Cladonia tenuis (Flk.) Harm. и кладония приальпийская - Cladonia alpestris (L.) Rabenh. [3, 4]. В незначительном количестве (порядка нескольких экземпляров) в образцах обнаружены и другие виды Cladonia.
При спектрофотометрическом исследовании состава лишайников использовали фотометр КФК-2МП «ЗОМЗ», спектрофотометр СФ-56, муфельную печь - для озоления.
Лишайники при подготовке к анализам были очищены от механических и растительных примесей, в течение 5 дней просушены при комнатной температуре 22 ± 1 оС и измельчены в лабораторной мельнице. Содержание аскорбиновой кислоты, биофлавоноидов и каротина определяли спектрофотометрическим методом (фотометр КФК-2МП «ЗОМЗ») по стандартным методикам [5], а содержание усниновой кислоты - в гексановом экстракте спектрофотометрическим методом при длине волны 280 нм (спектрофотометр СФ-56) [6, 7].
Результаты исследований
При оценке продовольственной ценности биологического сырья важными показателями являются содержание в продукции витаминов и минеральных (зольных) элементов. Эти вещества являются важнейшими участниками и регуляторами всех биологических процессов живых организмов [8]. В изучаемых образцах лишайников нами было определено содержание основных витаминов: аскорбиновой кислоты, биофлавоноидов и каротина, а также золы как показателя накопления минеральных элементов в слоевищах. Полученные в результате анализов данные представлены в таблице 1.
Таблица 1 Содержание витаминов, каротина и зольность лишайников рода С1аёота в зависимости от места произрастания
|
№ образца |
Вид лишайника |
Аскорбиновая кислота, мг/100 г |
Биофлавоноиды, мг/100 г |
Каротин, мкг/100 г |
Зольность, % |
|
|
1 |
С. га^і/егіпа |
10,9 |
1021 |
115 |
2,4 |
|
|
С. їеппш |
10,1 |
840 |
79 |
2,7 |
||
|
2 |
С. stellaris |
12,8 |
1179 |
153 |
2,8 |
|
|
С. alpestris |
10,6 |
1805 |
245 |
2,2 |
||
|
3 |
С. їеппш |
11,0 |
802 |
70 |
2,9 |
|
|
С. alpestris |
10,8 |
2000 |
255 |
2,4 |
Выявлено, что в талломах разных видов кладонии содержание аскорбиновой кислоты сопоставимо с таковым в зеленой массе некоторых зеленных культур [9, 10].
Чай служит основным источником Р-активных веществ для жителей стран с умеренным и холодным климатом в зимнее время. Исследования показали, что лишайники рода С1аёота по содержанию биофлавоноидов (Р-активных веществ) превосходят листовой чай, как черный, так и зеленый [11].
Аскорбиновая кислота (витамин С) и биофлавоноиды (витамин Р), действующие в организме человека как синергисты, присутствуют в слоевищах кладонии в значительном количестве, позволяющем считать данный лишайник натуральным источником этих витаминов.
Характерный компонент зелено-жёлтого, жёлто-зеленого и желтого растительного сырья - каротин, как правило, на 80-90 % представленный Р-изомером, также обнаруживается в талломах кладоний, не имеющих выраженной жёлтой или зелёной окраски. Его содержание также сопоставимо с таковым в зеленой массе некоторых зеленных культур, а также плодах гороха, овощных бобов, фасоли, кукурузы [9].
К числу веществ, обнаруживаемых только в лишайниках, относятся т.н. лишайниковые кислоты. Самой важной из них в плане практического применения является усниновая кислота (УК) - природный антибиотик. Натриевая соль этой кислоты - натрия усниат применяется в хирургической практике при лечении ран и ожогов [12].
В настоящее время лишайники являются единственным сырьём для получения УК. Ее выделяют из лишайников рода Usnea. Поскольку в составе лишайникового покрова тундры Северного полушария преобладают представители семейства С1аёотаееае, представлялось интересным определить содержание УК в талломах этих лишайников как возможного сырья для получения природного антибиотика. Результаты определения представлены на рис. 1.
Рис .1 Содержание усниновой кислоты в талломах лишайников
Известны около 70 видов лишайников, содержащих УК, но промышленное значение имеют только те из них, в которых содержание этой кислоты не менее 0,5% [7]. Как следует из результатов выполненного анализа, преобладающие в каждом из 3 образцов виды кладонии соответствуют этому критерию, и, следовательно, могут рассматриваться как сырьё для получения УК.
Заключение
Таким образом, максимальным содержанием аскорбиновой и усниновой кислоты (12,8 мг/100 г и 1,83%) характеризуется С. 81:е11агм. В талломах С. alpestris содержится наибольшее количество биофлавоноидов и каротина: 2000 мг/100 г и 255 мкг/100 г, соответственно.
По содержанию биофлавоноидов, каротина, усниновой и аскорбиновой кислот С. 81еПап>? и другие исследованные лишайники являются перспективным биосырьём для пищевой промышленности и фармации.
Список использованных источников
1. Большая Российская энциклопедия: Изд-во «Большая российская энциклопедия». - 2011, т. 17. - 782 с.
2. Павлов М.Н., Мейсурова А.Ф. Мониторинг атмосферного загрязнения в районах животноводческих комплексов Тверской области // Физико-химия полимеров: синтез, свойства и применение. - 2012, № 18. - С. 237-243.
3. Андреев М.П., Ахти Т., Войцехович А.А. и др. Флора лишайников России. - М. - 2014. - 536 с.
4. Вайнштейн Е.А., Равинская А.П., Шапиро И.А. Справочное пособие по хемотаксономии лишайников. - Л. - 1990. - 153 с.
5. Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений. - М.: «Колос». - 1985. - 360 с.
6. Лыскова Н.С., Базарникова Ю.Г., Курчина-Богданов И.В. Изучение состава и свойств вторичных метаболитов лишайника ипеа barbata. // Химия растительного сырья. - 2018, № 1. - С. 121-127.
7. Бровко О.С., Паламарчук И.А., Бойцова Т.А. и др. Сравнительный анализ традиционных и современных методов экстракции усниновой кислоты из лишайникового сырья // Фундаментальные исследования. - 2015, № 11 (ч. 4). - С. 659-663.
8. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия. - М.: Колос. - 2002. - 584 с.
9. Ваш огород: Маленькая энцикл. / Под ред. В. Ф. Белика. - М.: Большая рос. энцикл. - 1995. - 479 с.
10. Тараканов Г.И., Мухин В.Д., Шуин К.А. и др. Овощеводство. Под ред. Г. И. Тараканова и В. Д. Мухина. 2-е изд. - М.: КолосС. - 2003. - 472 с.
11. Христоева Н.П., Смирнова Т.И. Анализ антиоксидантной активности кипрея узколистного, чая и его заменителей // Вестник ТвГУ, серия Химия. - 2017, № 4. - С. 26-29.
12. Машковский М.Д. Лекарственные средства. Часть II. - М.: Медицина. - 1994. - 688 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История изучения лишайников и лихеносинузий Черноморского побережья Северо-Западного Кавказа. Лихеносинузии можжевеловых лесов. Редкие и исчезающие виды лишайников побережья. Эпифитные лишайники можжевеловых лесов южного склона Маркхотского хребта.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 23.04.2016Общая характеристика отдела Лишайники, их отличие от других растений. Особенности морфологического и анатомического строения листоватых лишайников. Вегетативное тело лишайника, называемое таломмом или слоевищем. Водорослевый компонент (фикобионт).
курсовая работа [1,7 M], добавлен 14.01.2014Классификация и ценность пищевых растений. Взаимодействие их с лекарственными веществами. Фармакологические и лекарственные свойства пищевых растений. Применение их современной медицине, пищевой, парфюмерно-косметической и ликеро-водочной промышленности.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 15.10.2014Двудольные сростнолепестные, семейство сложноцветные: признаки, география и экология. Однодольные, семейство лилейные - травы с цельнокрайними листьями. Семейство злаков: зерновые злаки, сахарный тростник и бамбук. Строение бактерий, грибы и лишайники.
реферат [18,9 K], добавлен 03.07.2010Понятие биологически активных веществ, определение их основных источников. Оценка роли и значения данных соединений в питании человека, характер их влияния на организм. Классификация и типы биологически активных веществ, их отличительные свойства.
презентация [2,0 M], добавлен 06.02.2016Проблема сохранности полезных свойств масел при длительном хранении. Роль антиоксидантов как биологически активных веществ, предотвращающих прогоркание масел. выбор оптимального антиоксиданта для определенных веществ.
статья [252,5 K], добавлен 26.06.2007Географическое положение и природные условия Брестской области. Лишайники - симбиотические ассоциации грибов и микроскопических зелёных водорослей и цианобактерий. Внешнее и анатомическое строение таллома. Распространение лишайников в Брестской области.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 17.05.2010Изучение изолированного и сочетанного действия 1,1-диметилгидразина и ионов свинца и ртути на состояние мембран эритроцитов. Возможности повышения резистентности мембран с помощью биологически активных веществ (витаминов С, Е и препарата "Селевит").
диссертация [2,8 M], добавлен 25.10.2013Исследование особенностей вторичного обмена растений, основных методов культивирования клеток. Изучение воздействия биологически активных растительных соединений на микроорганизмы, животных и человека. Описания целебного действия лекарственных растений.
курсовая работа [119,9 K], добавлен 07.11.2011Характеристика первичных и вторичных веществ, содержащихся в лишайниках. Особенности синтеза лишайниковых веществ, который связан с деятельностью фикобионта и микобионта. Исследование влияния на ростовые процессы лишайников условий окружающей среды.
реферат [25,7 K], добавлен 26.04.2010Плюсы и минусы использования генно-модифицированных источников пищевой продукции. Организмы, подвергшиеся генетической трансформации. Классификация трансгенных растений. Медико-генетическая оценка. Безопасность применения биологически активных добавок.
реферат [194,6 K], добавлен 24.03.2009Флавоноиды как обширная группа полифенольных соединений, генетически связанных друг с другом. Знакомство с основными особенностями идентификации биологически активных веществ спектрофотометрическим методом в экстрактах листьев красной и чёрной смородины.
статья [68,9 K], добавлен 22.08.2013Значение лишайников и их роль в тундре. Анатомия слоевища лишайников. Виды лишайников, способы их размножения. Отношения гриба и водоросли в лишайнике. Специфический признак лишайников. Формы слоевища лишайников: накипные, листоватые и кустистые.
реферат [620,4 K], добавлен 05.06.2010Виды биологически активных веществ. Характеристика продуктов липидной природы, области применения. Микроорганизмы - продуценты липидов, способы их культивирования. Технологическая схема экстракционного выделения биожира из биомассы дрожжей, его стадии.
курсовая работа [86,5 K], добавлен 21.11.2014Географическое распространение и экологические группы лишайников. Способы питания, размножение, развитие и созревание плодового тела у лишайников. Взаимодействия гриба и водоросли. Роль лишайников в жизни животных. Практическое значение лишайников.
реферат [36,8 K], добавлен 12.01.2012Основные разделы биотехнологии и их характеристика. Клетка как объект биотехнологических исследований. Механизмы синтеза и распада веществ в живой клетке. Биополимеры и их производные. Классификация направлений пищевой биотехнологии по целевым продуктам.
курсовая работа [72,0 K], добавлен 15.12.2014Водоросли — гетерогенная группа фототрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, в водной среде; происхождение, эволюция, классификация: прокариоты, эвгленовые, диатомовые, харовые; половое размножение; лишайники.
презентация [607,3 K], добавлен 13.09.2011Реакции кворум–сенсинга у грамположительных микроорганизмов. Влияние биологически-активных веществ на физико-химические характеристики клетки. Определение метаболитов в клетках и культуральной жидкости методом 1H-ЯМР-спектроскопии, ее результаты.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 25.03.2017Митохондрии, рибосомы, их структура и функции. Ситовидные трубки, их образование, строение и роль. Способы естественного и искусственного вегетативного размножения растений. Сходство и различие голосеменных и покрытосеменных растений. Отдел Лишайники.
контрольная работа [2,3 M], добавлен 09.12.2012Біологічна характеристика та систематичне положення лишайників. Епіфітні лишайники як невід'ємний компонент всіх лісних екосистем. Апотеції леканорового типу. Теоретичні відомості щодо біолого-морфологічної характеристики видового складу роду Калоплака.
курсовая работа [42,0 K], добавлен 31.03.2014
