CC BY
28
25. Рушковекий С.В. Биохимические особенности семян высокомасличных сортов подсолнечника /' ВНИИМЭМК: Краткий отчет о науч.-исслед. работе за 1956 г. — Краснодар: Советская Кубань, 1957. — С. 123.
26. Kurnik E. Uber die Sonnenbiumen-Zuchtung in Ungarn /' / Fette, Seifen Anstrichmittel!. — 1965. Bd. 67. — № 8.
— S. 545—548
27. Леденев Б.И. Повое в снижении маслйчности лузги и получении низколузгового жмыха: Сб. № 2 / За внедрение передовой техники и технологии. — Ростиздат, 1955.
28. Лебедева З.К., Степанова С.М. О качестве семян и масла некоторых селекционных сортов подсолнечника и льна масличного, культивируемых в СССР / / Тр. ВНИИЖ. — Л., 1958, — Вып. 18.
29. Лишкевич М.И., Репина Г.С. Химический состав лузги семян подсолнечника / / Маслобойно-жировая пром-сть.
— 1957. — № 8. — С. 9—11.
30. Щепкина О.И. Изучение маслообразовательного процесса в семенах подсолнечника на пофазном материале: Уч. зап. Биол. ин-та при Ростовском-па-Дону мед. ин-те, 1938
— Т. L — С. 37
31. Kayser G. Beitrage zur Kenntnis der Entwicklungsgeschicte der Samen mit besonderer sichtigung der histogenetischen Aufbaues der Samenchaien // Jahrb. Wiss. Bot. — 1893
— № 25. — S. 79—148,
32. Скипин A., Павлов Г. Труды Всесоюзного института маслобойно-жировой промышленности. — Краснодар. 1937. — Вып. 7. — С. 35—49.
33. Павлов Г.М. О фосфорсодержащих соединениях семенных оболочек подсолнечника // Тр. КИПП, 1955, — Вып. 2.
— С, 13.
34. Тютюнников Б.Н. Химия жиров. — М.: Пищевая пром-сть, 1974, — 448 с.
35. Yaky M.Z. Nahrung. — 1960. — Bd. 4. — № 12,
36. Yaky M.Z. ¡ragezomoso Bul!. — ¡953. — Bd. 3. — №2.
37. Божко А.И., Назаренко M.A., Шкурупий E.H. Содержание и качество липидов в различных морфологических частях семян подсолнечника / / Масло-жировая пром-сть. — 1977, — № 1. — С. 11 —13,
38. Дублянская Н.Ф., Попов П.С., Панфилова В.М. Биохимическая характеристика высокомасличных сортов подсолнечника селекции ВНИИМК / / Масло-жировая пром-сть. — 1967. — »V? 3. — С. 8—11.
39. Bareuthor A. Chemiesche Umschau auf dem Gebiete der Fette. Oile, Wachse und Märze, H. 19/20. 1923. Bd. 30. — S 117—119.
40. Вишнепольская Ф.А. Природа вешеств, удаляемых гидратацией из подсолнечного масла: Сб. Вопросы рафинации жиров, — М.-Л., 1938. — С. 23.
41. Jamieson // Vegetable Fats and Oils, New York, 1932.
42. Кизель А. Биохимия растений. — Биомедгиз, 1934. — 285 с.
Кафедра биохимии и технической микробиологии
Поступила 25.02.92
665.1.031.2:578.08
БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПОКРОВНЫХ ТКАНЕЙ
ПОДСОЛНЕЧНИКА ПРИ ХРАНЕНИИ
П.И. КУДИНОВ
Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт
Уровень активности биохимических процессов в покровных тканях подсолнечника, определяющий устойчивость семян при хранении/ может быть оценен по интенсивности дыхательного газообмена на стадиях, завершающих созревание семян, — при послеуборочной обработке и хранении.
Как следует из полученных нами данных, в хода созревания семян (табл. 1) можно выделить два периода: дыхательные коэффициенты плодовой оболочки и ядра семян больше и меньше единицы. Для ядра второй период наступает несколько раньше.
Изменение величины дыхательных коэффициентов (от 1,05 до 0,62) тканей плодовой оболочки указывает на перестройку окислительных систем и одревеснение клеточных оболочек, что приводит к снижению газопроницаемости тканей по отношению к кислороду, т.е, анаэробизации дыхания.
Величина интенсивности дыхания в этот момент также резко уменьшается — от 197 до 82,2 мг СО2. Затухание дыхательного газообмена происходит при достаточно высокой влажности гидрофильного вещества плодовых оболочек (41%).
Интенсивность дыхания тканей плодовой оболочки, уменьшаясь по мере отмирания клеток и одревеснения клеточных оболочек, все время остается выше интенсивности дыхания семян. Это можно объяснить особенностью примененной методики, связанной с разрушением оболочки и увеличением поверхности тканей при обрушивании семян.и отделении лузги от ядра. Это может быть и следствием преимущественного нахождения на поверхности плодовой оболочки плесневых грибов.
В процессе послеуборочного дозревания дыхательные коэффициенты для плодовой оболочки сохраняют величину ниже единицы, постепенно снижаясь до величины 0,45. Дыхательные коэффициенты плодовой оболочки у семянок, оставленных на растении, также уменьшались, но более быстрыми темпами — до значения 0,29, что может
служит
МИЧЄСК1
Дни
после
цвете-
ния
5
8
14
17
20
23
26
30
34
36
40
краевой
Инт< семяно после ) время. ; ни я бо, объясн рушивг плеснеї обОЛОЧ!
Толь тенсив; превьш лочки, нием в венно, флоры, микроо довой с му, в т темы с ность, (
Инп вытяже ника р< растані
Как
тяжки
НЄСК0Л1
мян.
Мо» ция пр
змеиных Вып. 2.
ш
- Л?2.
-одержа-
'ических
М. Био-то в под-ая
jieíe der 1 30. -
VfbíX гид-}шнации
1932. 934. —
«и
578.08
юмент г С02. :ходит 1ЬНОГО
S обо-
!Т0К И
i оста-. Это )й ме-и уве-вании ' быть ия на шбов. дыха-лочки тенно 9ффи-!ННЫХ
быст-
южет
служить показателем интенсивного течения биохимических процессов.
Таблица /
Дни после цвете- ния Интенсивности дыхания плодовой оболочки, мг С02 на 100 г абс. сух. массы за 1 ч Интенсивность дыхания семянок , мг С02 на 100 г абс. сух. массы за 1 ч Дыхательные коэффициенты
плодовой оболочки ядра
5 1171 695 — 1.09
8 956 698 — 1,13
14 615 548 ¡,06 1,12
17 588 429 1,01 —
20 434 342 1,17 —
23 358 274 1,05 0,66
26 312 212 0,98 —
30 197 165 1,05 0,66
34 82,2 65 — —
36 — — 0,62 0,57
40 66,4 23 0,60 0,78
* — представлены результаты исследований семянок из краевой зоны соцветия.
Интенсивность дыхания плодовой оболочки и семянок (рисунок) в течение первых шести дней после уборки снижается в несколько раз. В то же время у плодовой оболочки интенсивность дыхания более высока, чем у семянок, что, вероятно, объясняется большей активной поверхностью, обрушиванием и преимущественным расположением плесневой микрофлоры на поверхности плодовой оболочки.
Только в конце послеуборочного дозревания интенсивность дыхания семянок начинает несколько превышать интенсивность дыхания плодовой оболочки, что связано с более значительным уменьшением влажности плодовой оболочки и, соответственно, с угнетением жизнедеятельности микрофлоры, населяющей семена. Влияние дыхания микроорганизмов на интенсивность дыхания плодовой оболочки в этот момент сводится к минимуму, в то время как деятельность ферментной системы семян, обеспечивающая их жизнеспособность, остается еще на достаточно высоком уровне. Ингибиторы прорастания. Влияние водных вытяжек из плодовых оболочек семян подсолнечника различной степени зрелости на энергию прорастания и всхожесть представлено в табл. 2,
Как видно из полученных данных, водные вытяжки из плодовой оболочки в начале созревания несколько увеличивали энергию прорастания семян.
Можно предположить, что некоторая стимуляция прорастания вначале связана с незначитель-
ным количеством ингибирующего вещества, синтезируемого в тканях плодовой оболочки на первых этапах развития подсолнечных семянок. В дальнейшем наблюдали уменьшение энергии прорастания, что, по-видимому, связано с дополнительным синтезом ингибирующих веществ в плодовой оболочке семянок.
Таблица 2
Возраст плодовых i Энергия 1
оболочек, дни после Зоны прорастания] Всхожесть
цветения I i
19 1 84 91
2 92 94
25 1 . 86 88
2 89 94
28 1 90 92
2 92 93
34 63 87
79 89
Исходные сухие 78 92
семена
Семена, замоченные в 78 89
дистиллированной
воде в течение 6 ч
Изменение содержания плесневой микрофлоры. Определяли содержание плесневых грибов, находящихся на плодовой оболочке семянок различной степени зрелости, для сравнения степени зараженности семянок определяли содержание плесневых грибов на трубчатых цветках.
Обращает внимание (табл. 3) резкое возрастание эпифитной микрофлоры на семенах, особенно в тот момент, когда дыхательны Г! коэффициент плодовой оболочки становится меньше единицы.
Увеличение содержания плесневых грибов можно объяснить одревеснением плодовой оболочки, затуханием и изменением направленности биохимических процессов в ней и увеличением способности увлажняться при неблагоприятных условиях и в меньшей степени противостоять проникнове,-нию микроорганизмов.
Затухание дыхательного газообмена происходит, при достаточно высокой влажности семян (влажность гидрофильного вещества более 40%), вполне благоприятной для жизнедеятельности микроорганизмов, особенно на плодовой оболочке высокомасличных семянок подсолнечника, представляющей по химическому составу более питательный субстрат по сравнению с низкомасличными сортами.
Наибольшее содержание плесневой микрофлоры (215 тыс. клеток на 1 г семян) наблюдали у образца, отобранного через два дня после дождя. У этого же образца был наименьший дыхательный коэффициент (0,29).
Содержание плесневых грибов на семенах срединной зоны на всех этапах созревания и послеуборочного дозревания остается намного меньше, чем на семенах чраевой зоны, также возрастая к концу созревания.
Таблица 3
Дни после цветения 1 Семянки!. Трубчатые цветы
краевая срединная со всей поверхности
(уборки) зона зона корзинки
. тыс. клеток в 1 г образца
Свежеубранные
5 0 ' 0 0.1
8 0,01 ' — —
14 0,4 ' 0,01 ! 4
17 0,6 0,1 —
20 0.6 — 10,4
23 Свежеубранные 1.5 0,2 445 .
26 7.0 0,8 1450 ’
30 6,2 2,5 900
34 ' 9,0 • 3,0 4500
36 8,5 1,7 400
40 13,5 - 7.8 2500
45 215,0 21,4 30500
51 9,0 9,0 700
Послеуборочное дозревание
42(2) 35,0 3,2 400*
48(8) 30,5 10,5 5200*
* — центральная зона.
При подсыхании семян на растении после дождя в течение 6 дней содержание плесневой микрофлоры значительно уменьшилось, особенно резко у семян краевой зоны, — от 215 до 9 тыс. колоний. Однако в наибольшей степени уменьшение содержания микрофлоры произошло в этот период у трубчатых цветков соцветия — в 43 раза. Следует отметить, что трубчатые цветки всегда содержали микроорганизмы — намного больше, чем семена, и являлись основным местом скопления микрофлоры. В связи с этим присутствие цветков в семенной массе после уборки нежелательно, так как значительно ухудшает'условия ее хранения.
Заражённость семян находится в значительной зависимости от внешних условий, в первую очередь погодных. Так, в опытах при неблагоприятных погодных условиях происходил бурный рост микрофлоры и мицелии плесневых грибов можно было наблюдать в соцветиях на отдельных Образцах созревающих И дозревающих семян невооруженным глазом,, По нашему ‘мнению, плесневение семян в процессе созревания на растении — явление иск-
лючительное и, вероятно, связано с частыми сменами сухих жарких дней дождливыми, что не только создает благоприятные условия для развития микроорганизмов, но и способствует появлению трещин и микротрещин в плодовой оболочке, открывающих доступ микрофлоре к ядру семян.
На созревающих семенах преобладают грибы рода С1айозрог1ит.
При обмолачивании — нарушении связи семян с материнским растением — наблюдали быстрое увеличение содержания плесневой микрофлоры на семенах, однако в дальнейшем в ходе послеуборочного дозревания количество плесеней оставалось на одном и том же уровне.
Таблица 4
Дни
после
цвете-
ния
(уборки)
Исход-
ная
влаж-
ность,
%
Равновесная влажность;%, при относительной влажности
7 10 12 24 36 46,5 54 65 76,7 83
Созревание,
8 83,6
14 81,0
17 77,3
20 74,4
23 71,2
26 62,8
30 38,5
34 39,5
36 36.2
40 25.8
45 22,0
51 12,0
Послеуборочное дозревание
42(2) 22,5 2.64 3,15.3,79 4.856,68 8.34 9.54 11.4 15.317,7
48(8) 11,1 2,75 3,103,924,956,858,16 9,1211,212,515,4
* — сорбция влаги.
Содержание плесневых грибов как на семенах, оставленных на растении, так и на проходящих послеуборочное дозревание, зависело от внешних погодных условий.
В конце послеуборочного дозревания исчезали
грибы ро ни — Ля/ Гигроі
влажност Н И я ОПреі тельной ( Равной 40 ч. Это количеств непрочно Из ,та( равновед по мере с ется на ( плодовая хранения у зрелых Мехаї ханическ большое реработк) при селеї изошло р ния плод Измені довой обе личных с сти. Так, Передови каждые 1 лочке, а 1 Особеї подсолне сроки. П снижают сы и уст значител Физик чек семя] ние И 0С1 наковы.
Однак< плодовых уборочно рому енк нию допа этом поп на ход эт уборочно степени ( ленные £ По это: уборки С( диться в I погодных данном с,
т сме-что не разви-тоявле-мочке, мян, грибы
; семян ыстрое юры на ^бороч-1валось
гблица 4
)И
16,4 83
.5,317,1
6.517.3 5.717,9
5.518.4 .6,118,6 5,217,6
5.017.5
5.117.6
5.117.5 5,117,8
3.715.6 * *
5.317.7 2,515,4 * * 1енах,
1.ЯЩИХ
'ШНИХ
езали
грибы рода Cladosporium и развивались плесени — Aspergillus, Pénicillium, Alternarua и Mucor.
Гигроскопические свойства. Равновесную влажность плодовой оболочки н процессе созревания определяли при различных значениях относительной влажности воздуха (габл, 4).
■ Равновесная влажность достигалась через 20— 40 ч. Это указывает на присутствие значительного количества свободной влаги в материале или ее непрочной связи.
Из табл. 4 видно, что в некоторых случаях равновесная влажность несколько увеличивается по мере созревания семян, практически она остается на одном и том же уровне. Следовательно, плодовая оболочка недозрелых семян в процессе хранения будет иметь влажность такую же, как и у зрелых семян в одинаковых условиях хранения.
Механическая целостность и прочие гь. Механическая целостность плодовой оболочки имеет большое значение для технологии хранения и переработки семян В то же время, как отмечалось, при селекции семян на высокую масличность произошло резкое изменение анатомического строения плодовой оболочки.
Изменения физико-механических свойств плодовой оболочки семянок подсолнечника высокомасличных сортов привели к их легкой повреждаемости. Так, даже при ручной уборке семян сорта Передовик с влажностью 7,25% из 100 семянок каждые 10 имели микротрещины в плодовой оболочке, а 4.— трещины.
Особенно важна для высокомасличных семянок подсолнечника своевременная уборка в сжатые сроки. Перестой и поздняя уборка значительно снижают качественные показатели семенной массы и устойчивость ее при хранении вследствие значительного повреждения плодовых оболочек.
Физико-механические свойства плодовых оболочек семянок, проходящих послеуборочное дозревание и оставленных на растении, практически одинаковы.
Однако более быстрое обезвоживание тканей плодовых оболочек при двухфазной уборке и.послеуборочном дозревании может привести к некоторому снижению механических свойств и появлению дополнительных трещин и микротрещин. При этом погодные условия могут оказывать влияние на ход этих процессов у семян, проходящих послеуборочное дозревание, так как они в большей степени способны увлажняться, чем семена, оставленные на растении.
Поэтому заключительная часть двухфазной уборки семян подсолнечника должна также проводиться в строго определенные'сроки, зависящие от погодных условий и влажности семян. Перестой в данном случае приведет к повышенному травмиро-
ванию семян при уборке, транспортировании и послеуборочной обработке.
Для определения прочности оболочки и усилий, вызывающих ее разрушение, использовали прибор А.Р. Михайлова, в который были внесены небольшие изменения. Исследования проводили над семенами высокомасличного подсолнечника сорта Передовик и заводской смеси, полученной на Краснодарском МЖК. Контролем служили семена сорта Восток (элита). Перед испытанием на механическую прочность семена выдерживали в течение нескольких суток в холодильнике для перераспределения влаги и получения одинаковой равновесной влажности — 5,22%,
Семена заводской смеси хранили в течение 6 мес в механизированном складе, сортов Передовик и Восток — в лабораторных условиях.
Одновременно с определением максимального разрушающего усилия определяли геометрические размеры семянок и толщину плодовой оболочки.
Как видно из полученных данных (табл.5), величина разрушающих усилий в значительной степени зависит от направления приложения нагрузок, размеров семян и толщины плодовых оболочек.
Таблица 5
Но- а. в. с. РЬ Р2’ РЗ’ д\ (5”
мер опыта мм мм мм кг кг кг мм мм
10,3- 2,8- 5,3- 1.77- — — 0,17- 0,34-
-12,6 -4.5 -7,0 -3,55 -0,32 -0,54
10,1- 3,5- 5.4- — 3.16- — 0,20- 0,31-
-12.4 -4,5 -6,6 — -7,95 -0,28 -0,51
-9,5- -3,6- -5,2- — — 2,01- -0,16- -0,34-
-11,8 -4,4 -6,6 -4,70 -0,34 -0,52
Сорт Восток (элита)
10,7- -3,6- -5,2- -1,95- — — -0,27- -0,29-
-13.2 -4,2 -6,3 -3,86 -0,35 -0,63
Если сравнить полученные нами данные с известными [1, 2], то прочность плодовой оболочки обнаруживает значительную изменчивость. Так, если при действии силы в направлении 1 средняя прочность составляет 2,10 кг, то минимальное значение равно 0,56 кг, максимальное — 4,23 кг.
В то же время данные исследований различаются по величинам максимальных, минимальных и средних разрушающих усилий.
Так, в наших опытах разрушение семян при действии силы в направлении 1 происходило при нагрузке 2,10 кг (среднее), в то время как у семян сортов, с которыми работал В.В. Ключкин, — при 2,395 кг. Аналогичные изменения можно проследить при других точках и направлениях приложе-
ния разрушающих усилий к семянке подсолнечника. По нашему мнению, уменьшение механической прочности плодовой оболочки семянок подсолнечника является результатом изменения ее химического состава, а также морфологического строения при селекции на высокую масличность.
Из результатов наблюдений следует, что плодовые оболочки высокомасличных семянок подсолнечника менее прочны и разрушаются при меньших усилиях. Однако степень разнокачественно-сти семянок по прочности плодовых оболочек сохраняется, и поэтому в семенной массе встречаются семянки, требующие для своего разрушения относительно небольших усилий. Можно предположить, что плодовая оболочка таких семянок, если не учитывать недоразвитые, уже подвергалась механическому воздействию при уборке и имеет микротрещины, ослабляющие ее механическую прочность. Очевидно, в ходе послеуборочной обработки и транспортировании такие семянки травмируются в первую очередь. Уменьшение разрушающих
усилий у высокомасличных семянок подсолнечника свидетельствует о необходимости уменьшения или исключения механических (повреждающих) факторов в процессе технологической обработки семян.
Сохранение механической целостности семянок подсолнечника и их тканей перед закладкой на хранение позволило бы значительно увеличить их устойчивость к внешним повреждающим факторам и сохранить их технологическое качество.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ключкин В.В, Прочность плодовых оболочек высокомасличных семян подсолнечника / / Маслобойно-жировая пром-сть. — 1958. —• № 9. — С. 12.
2. Влияние покровных тканей на технологические свойства семян подсолнечника / Кудинов П.И.: Ред. журн. «Изв. вузов. Пищ. технолог.» — Краснодар, 1989. — 175 с. — Рус. ■— Деп. в АгроНИИТЭИпищепром,
Кафедра биохимии и технической микробиологии
Поступила 25,02.92
665.1.01+577.15.024
ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МАСЛО-ЖИРОВОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
О.В. КИСЛУХИНА, В.Д. НАДЫКТА,
Н.М. МИНАСЯН
Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности Кубанский государственный аграрный университет Северо-Кавказский филиал НПО «Масложирпром»
Развитие сырьевой и производственной базы пищевой промышленности в значительной мере опирается на достижения биотехнологии. Пищевая биотехнология использует ферментные препараты и ферментные системы микроорганизмов в процессах производства пищевых продуктов. Ферментативные процессы — основа таких производств, как пивоварение, виноделие, сыроделие, хлебопечение, получение спирта и пищевых органических кислот; В последние десятилетия созданы принципиально новые технологические процессы с использованием ферментов: производство глюкозофрук-тозных сиропов из крахмала, глюкозогалактозных сиропов из молочной сыворотки, этанола из целлюлозосодержащего сырья.
Особое положение занимает масло-жировая промышленность, В технологию жиров не могут быть непосредственно перенесены достижения пищевой биотехнологии в других отраслях, поскольку ферментативные процессы в жирах и масличном сырье существенно отличны от протекающих в водных системах, например, при получении продуктов брожения. Сложность проведения биокатализа в гетерогенных системах и разделения фаз на завершающих стадиях технологии явилась причиной того, что серьезные достижения в применении ферментативных процессов в масло-жировом производстве появились лишь в последнее десятилетие.
Среди задач, которые могут быть решены биотехнологией жиров, выделяются две группы: модификация жиров (гидролиз, синтез, трансэтерифи-кация) и извлечение масел из растительного сырья. Первая группа задач решается с помощью ферментов липаз, которые могут использоваться как для расщепления, так и для синтеза липидов. Вторая требует привлечения широкого арсенала гидролитических ферментов для воздействия на структуры, маскирующие масла в растительном сырье.
. Гидр ность л глицерр
НЫХ ГЛ1
продую Ферї жет пр< центраї Г идрол: фаз, и сти >ки живаю' также эмульп и кони
СТИМ с
не выз: но под здание персии реакції Фер ски вь твердої
35" С 250-2 степей сэкоио преим; в недр* Возрос процес ного а няться мер, ! жиров ния эк ции ж химич ществі ров 6і
НИИ гг
По/
атомої
эффек
таких
тромбі
ПОЛИН
питан
насьш
МОЩЬЇ
ЖК, і
пазойї
