Оцінка можливості культивування коріння лопуха в якості сировини для одержання високомолекулярних фруктанів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут продовольчих ресурсів НААН України

к.т.н., пров.н.с., Грушецький Р.І.

к.т.н., пров.н.с., Гриненко І.Г.

Анотація

Ключові слова: коріння лопуха, культивування, високомолекулярні фруктани, інулін, Arctium lappa L.

Аннотация

Ключевые слова: корни лопуха, культивирование, высокомолекулярные фруктаны, инулин, Arctium lappa L.

Annotation

Keywords: burdock root, cultivation, high-fructans, inulin, Arctium lappa L.

Постановка проблеми. Лопух (Arctium lappa L.) в якості сировини для одержання інуліну стали розглядати порівняно недавно, хоча сама рослина має тривалу історію використання для харчування та лікування людини. У Франції, Бельгії, США та Китаї його розводять на городах та промислових плантаціях. В Японії він введений у культуру, де під назвою Гобо вирощується для приготування із його коренів різноманітних страв.

Використання лопуха як лікарської рослини обумовлено не лише наявністю в його складі високомолекулярного інуліну, але й протеїнів, ефірної барданової олії, жироподібних речовин, пальмітинової і стеаринової кислот, дубильних і гірких речовин, слизу, ситостерину і сігмастеріну. Дуже різноманітний і мінеральний склад лопуха.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. За даними Гарник ТП. [1] та Максютіної Н.П. [2], лопух має широке застосування як кровотворний, кровоочисний, протипухлинний, ранозагоювальний засіб, він покращує обмінні процеси в організмі і забезпечує протизапальну дію при простудних захворюваннях. Коріння нормалізує склад крові, знижує в ній вміст цукру, пригнічує ріст злоякісних пухлин.

На даний час в Європі частіше за все використовується дикоростучий лопух. Існує 11 видів цієї рослини і зовні вони мало чим відрізняються. Але найбільше поширення мають два види: лопух великий (A. lappa) і лопух павутинистий (A. tomentosum). Проте зростаючі потреби в корінні цієї рослини зумовлюють необхідність введення її в культуру.

Найбільше в світовій практиці вирощуванням лопуха займалися в Японії [3]. Так, в 2014 р. було вирощено близько 155 тис. тон коренів лопуха Гобо. Однак ці корені призначені для безпосереднього вживання в їжу, вони досить тонкі, їх посіви загущені. Вміст інуліну в Гобо не визначають. Дослідження умов вирощування лопуха проводились також на Тайвані вченими Chen, H.B. & Chen, Y.W., [4] та Єгипті Salama M. El-Darier. Shaimaa G. Salama [5]. Однак ці вчені не приймали до уваги порівняння сортів і видів Arctium lappa, а також не досліджувався вмісту інуліну.

Так як автори цієї статті розглядають лопух саме як джерело інуліну, то дослідження були направлені на встановлення можливості культивування цієї рослини і виявлення сортів, які забезпечують високий вихід коренів з гектару з максимальним вмістом високомолекулярного інуліну.

При цьому дослідження проводилися двома способами:

1. Досліджували накопичення інуліну в коренях дикоростучих рослин.

2. В природі зібрали насіння двох видів лопуха і посіяли на обробленому полі.

Крім того, в експериментах досліджували також сорт лопуха великого «Самурай» російської селекції, а також два сорти лопуха японської селекції Takinogava Long і Watanabe Early - виробник Takii & Co,ltd.

Виклад основного матеріалу дослідження. Вирощували лопух справжній на родючих ґрунтах як дворічну культуру на ділянках поза сівозміною. Під зяблеву оранку вносили 5-10 т/га перепрілого гною з мінеральними добривами Рі₀Кі₀. Під передпосівну культивацію вносили N₁₀. Сіяли у травні широкорядним способом з міжряддям 45 см. Для дикоростучих сортів норма висіву була 30 кг/га, для культурних - 1 -2 кг/га, глибина загортання насіння 1-2 см. Після появи сходів міжряддя двічі розпушували з інтервалом 10-15 днів. Далі міжряддя обробляли через 12-15 днів. Залежно від наявності вологи у ґрунті за цей період 2-3 рази поливали по 200-250 м³/га і одночасно підживлювали амофосом (0,5 ц/га). У червні рослини змикалися в міжряддях, тому розпушування припиняли. Збирали кореневища восени - у жовтні. Листя скошували, викопані кореневища очищали від землі, видаляли рештки наземної маси і тонкі корінці.

Нами проводилися дослідження динаміки накопичення маси коріння. Для дикоростучого лопуха експеримент проводили насупним чином. Вибиралася ділянка землі розміром приблизно 100 на 100 м, на якій було досить велике скопичення рослин лопуха великого 1-го року життя. Однорічні рослини були вибрані саме тому, що лише вони мають порівняно міяке коріння, яке може бути перероблене на сік. Рослини другого року мають коріння, яке за своєю структурою більше нагадує деревину. До того ж саме коріння першого року заготовляють і для виготовлення ліків.

Із вибраної ділянки 1 раз у місяць відбирали 25 коренів дикоростущих рослин, чистили, мили і зважували. Потім визначали середню масу 1 кореня, урожайність та вміст ВМ інуліну.

Корені лопуха, які вирощували на полі, викопували в той же час. Дані досліджень середньої маси кореня наведені в табл.1.

Таблиця 1. Середня маса кореня лопуха в залежності від фази розвитку, г.

Аналізуючи дані, приведені в табл. 1, можливо зробити висновок, що найбільшу масу накопичує коріння лопуха великого, причому вирощений як в природніх умовах, так і на дослідній ділянці. Однак, варто зазначити, що приведена маса є масою лише частини кореня. Це зумовлено тим, що коріння лопуха великого проникає в грунт на глибину до 1 м і більше, а тому викопувати вдавалося коріння на глибині близько 25 см. Очевидно, що значна частина коріння залишається в ґрунті. Іще одна проблема дикоростучого лопуха - це дуже розгалужена коренева система, що є суттєвим недоліком для технологічного процесу його переробки. Сорти японської селекції хоча і мають меншу масу кореня, але є можливість повністю видаляти кореневу систему із ґрунту, так як довжина коріння не перевищує 30-35 см. При цьому коріння пряме, практично не розгалужене і листкова маса цих сортів не така масивна і розлога, що дає можливість висівати ці сорти у 1,5 - 2 рази щільніше у порівнянні із лопухом великим та павутинчастим, що приведе до збільшення урожайності коріння цих сортів з гектара. корінь лопух високомолекулярний фруктан

Аналіз урожайності та накопичення високомолекулярного інуліну у корінні різних видів лопуха приведений в табл. 2.

Дані, наведені в табл.2 свідчать про те, що лопух в період вересень - листопад продовжує накопичувати ВМ інулін та збільшується його урожайність. Крім того очевидно, що інулін у складі лопуха стійкий до неспритливих кліматичних умов, зокрема посухи та заморозків. Цей фактор має велике значення у проектуванні процесу промислового виробництва інуліну, так як дозволяє подовжити тривалість виробничого процесу. Також очевидно, що сорти японської селекції Л.Такїпо§ауа Long та Л. Watanabe Early для одержання високомолекулярного інуліну мало придатні в силу своєї невеликої 5-6 т/га урожайності та низького вмісту 7-9% ВМІ, хоча вони і є перспективною сировиною для продуктів функціонального і оздоровчого харчування.

Таблиця 2. Урожайність т/га та вміст ВМ інуліну, % в коренях різних видів лопуха в залежності від фази розвитку.

Паралельно із вищеописаними дослідженнями, проводився аналіз вмісту фруктанів у складі лопуха великого, вирощеного в полі (Київська область). Час збору - середина жовтня. Дослідний період - 5 років. У табл. 3. приведені середні дані досліджень фракційного складу інуліну лопуха великого за цей період.

Таблиця 3. Фракційний склад вуглеводів лопуха великого, поле середні дані 1995-2000рр.).

Висновки

1. Отримані дані свідчать про те, що інулін із лопуха має велику кількість >80% фракцій із степенем полімеризації >20 од, а середній СПП29 вищий ніж у скорцонери, топінамбуру та цикорію і практично однаковий із оманом. Малий відсоток вмісту монодицукрів та НМ інуліну ~1%, дає змогу повністю видаляти ВМІ із соку за допомогою низьких температур, без застосування дегідратантів.

2. Таким чином, при відповідній селекційній роботі і культивованому вирощуванні, лопух може бути перспективною сировиною для одержання ВМ інуліну.

Список використаної літератури

1. Гарник Т.П., Митченко Ф.А., Шураева ТК. Лопух как лекарственное растение / Фітотерапія в Україні., 2003. - №3-4. - С. 44-46.

2. Максютша Н.П., Четверня С.О., Максютин В.Г, Лопух большой - нетрадиционный источник биологически активных добавок. Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами и создания функциональных продуктов. / Мат. 1-й Российской науч.-практ конф. М. - 2001. - С. 255-257 https://japancrops.com/en/crops/burdock

3. Chen, H.B. & Chen, Y.W., 1995. Current status and prospect of great burdock industry in Taiwan. In: Kuo, J.Y. (Editor): Proceedings of a symposium on the improvement of vegetable industry in Taiwan held at Taichung District Agricultural Improvement Station, 25-26 May 1994. Special Publication Taichung District Agricultural Improvement Station 37. pp. 291-302.

4. Salama M. El-Darier. Shaimaa G. Salama Arctium Lappa L. (Asteraceae); a New Invasive Highly Specific Medicinal Plant Growing in Egypt. Pyrex Journal of Plant and Agricultural Research. September, 2016 Vol 2 (2) pp. 44-53

Размещено на Allbest.ru