CC BY
24
Жукова Н.И.1, Цой Е.А.2 ©
кандидат биологических наук, доцент; 2ассистент, кафедра естественнонаучного образования, Дальневосточный федеральный университет, Школа педагогики
ФОСФОСОДЕРЖАЩИЕ вещества в районированных сортах риса приморского
КРАЯ
Аннотация
Работа посвящена сравнительному анализу фосфосодержащих веществ в зерновке и шелухе различных сортов риса и их роли в питании человека и метаболизме растения.
Ключевые слова: сорта риса, зерновка риса, шелуха риса, фосфосодержащие вещества, питание человека, метаболизм растения.
Keywords: sorts of rice, rice grain, rice husk, рhosphoric substances, human nutrition, plant metabolism.
Рис (Oryza sativa) содержит большое количество крахмала, клетчатки и минеральных веществ, мало белков и жиров [5, с.52]. Ферментативный распад крахмала может
осуществляться различными путями, один из которых происходит под действием фосфорилазы (КФ 2.4.1.1) и называется фосфоролизом. В присутствии неорганического фосфата, растительная фосфорилаза расщепляет а-1,4-глюкозидные связи с образованием глюкозо-1-фосфата, переводя крахмал из запасной формы, в метаболически активную. В свою очередь фосфор является составной частью многих веществ, имеющих первостепенное значение в разнообразных процессах жизнедеятельности растений. В растениях он содержится в виде органических и минеральных соединений, например, сахарофосфаты, нуклеиновые кислоты, фитин (инозит гексафосфорной кислоты) и др [2, с.9]. В молодых органах и тканях растений, особенно в семенах, содержится большое количество фитина (соль инозитгексафосфорной кислоты). Фитин является главным фосфорсодержащим компонентом и накапливается в семенах, пыльце, корнях и других растительных тканях [7, с.65]. Инозит гексафосфорной кислоты является запасающим веществом в растениях и активно используется живыми организмами для получения энергии АТФ. Накопленная энергия АТФ при фотосинтетическом и окислительном фосфорилировании используется для всех жизненных процессов роста и развития растения [8, с.1033]. Фосфор фитина, используется при прорастании развивающегося зародыша. Инозит гексафосфорной кислоты относится к витаминам группы В и находит своё применение в медицине для производства лекарств.
Данная работа является продолжением ранее проводимого исследования по определению активности фосфорилазы и фосфорсодержащих веществ в районированных сортах риса [3, с.213; 6, с.81].
Материалы! и методы
Материалом исследования служили шесть сортов риса, районированные в Приморском научно-исследовательском институте сельского хозяйства РАСХН [1, с.18], выращенные в 2010 и 2011 годах. Для анализа использовали муку из зерна и шелуху вышеназванных сортов. Биологический материал подвергали мокрому озолению. В золе определяли общий и неорганический фосфор, фитин. Для определения фитина количество найденного неорганического фосфора умножали на коэффициент 1,55. Количественное содержание фитина и фосфора выражали в процентах. По разности значений общего и органического фосфора вычисляли активность фосфорилазы, которую выражали в миллиграммах связанного фосфора под действием фермента из 100 граммов биологического материала [4, с.125].
Результаты! и их обсуждение
©© Жукова Н.И., Цой Е.А., 2014 г.
Результаты исследования представлены в таблицах 1 и 2. Из таблиц следует, что значения фосфорилазной активности в муке исследуемых сортов варьирует в широких пределах от 0,27 до 1,78 (мг/100г ткани). Следует заметить, что прослеживается положительная корреляция между активностью фосфорилазы исследуемых сортов и количественным содержанием общего фосфора в указанных сортах. Однако в случае с фитином положительная корреляция не наблюдается. Так наибольшее содержание фитина отмечено в семенах риса Дальневосточного и Ханкайского 52 (10,3%) урожая 2011 года. Вместе с тем количественное содержание фитина в шелухе риса урожая 2010 года почти в 2 раза ниже, чем в самом зерне. Однако в зерне и шелухе риса урожая 2011 года наблюдается обратное соотношение, причем количественное содержание фитина шелухи риса почти в 5-8 раз превышает таковое зерна. В то же время количественное содержание фитина шелухи риса 2010 в разных сортах характеризуется очень близкими значениями. Наибольшей ферментативной активностью обладает сорт риса Дальневосточный, а наименьшей - Ханкайский 429. В случае с фитином положительная корреляция так же не наблюдается, в рассматриваемых сортах риса. Так наибольшее содержание общего фосфора отмечено в семенах риса Ханкайский 52 (20,7 и 3,8 %), в то время как у Лугового и Дальневосточного содержание фосфора в семенах низкое (14,0 и 2,3 %). Полученные результаты биохимического анализа семян и шелухи риса 2011 резко отличаются от таковых 2010 года. Так, практически, все показатели семян риса 2010года, за исключением фосфорилазы, были достаточно велики по сравнению с таковыми 2011 года.
На основании исследований, проведенных в 2010 году, выявлено, что содержание общего фосфора и содержание фитина в зерне риса положительно коррелируют с активностью фосфорилазы. Однако эта корреляция уже не прослеживается у сортов риса, выращенных в 2011 году. Обращает на себя внимание тот факт, что количественные данные общего фосфора и фитина у сортов Дарий 23, Приозерный 61 и Ханкайский 429 практически одинаковы (2,8 и 2,8; 3,2 и 3,2; 3,8 и 3,9 % соответственно).
Таблица 1
Количественное содержание фосфорсодержащих веществ в семенах риса
Сорт Р общий (%) Р А неорганичес кий (%) Фитин (%) Фосфорилаза (мг/100г ткани)
1 2 1 2 1 2 1 2
Дальневосточный 14,0 2,3 2,2 1,9 5,0 10,3 0,30±0,051 0,37±0,022
Дарий 23 13,0 2,8 1,9 1,8 3,8 2,8 0,27±0,046 0,98±0,036
Луговой 14,1 2,3 2,1 0,3 4,2 3,6 0,29±0,031 1,70±0,015
Приозёрный 61 14,2 3,2 2,0 2,1 3,4 3,2 0,31±0,046 1,10±0,018
Ханкайский 52 20,7 3,8 2,1 1,9 3,7 10,3 0,46±0,075 1,83±0,075
Ханкайский 429 14,4 3,8 1,8 2,6 2,2 3,9 0,32±0,042 1,22±0,033
1 - зерновка риса 2010 года; 2 - зерновка риса 2011 года.
Таблица 2
Количественное содержание фосфорсодержащих веществ в шелухе риса,(%)
Сорт Р общий Р - А неорганический Фитин
1 2 1 2 1 2
Дальневосточный 3,4 20,1 1,3 7,1 2,0 9,4
Дарий 23 3,2 20,5 1,6 6,8 2,2 10,6
Луговой 1,6 19,3 0,7 6,1 1,1 9,5
Приозёрный 61 1,7 16,8 0,8 4,5 1,2 6,8
Ханкайский 52 3,5 18,4 1,8 5,9 2,8 9,3
Ханкайский 429 1,7 19,5 0,9 7,3 1,5 11,4
1 - шелуха риса 2010 года; 2 - шелуха риса 2011 года.
Таким образом, чёткой взаимосвязи между содержанием фосфора, фитина и активностью фосфорилазы применительно для каждого сорта не установлено. По погодным условиям 2010 и 2011 года резко отличались. Тем не менее, полученные результаты представляют интерес, как с биохимической точки зрения, так и селекционной. При достаточном обеспечении сельскохозяйственных культур фосфором ускоряется их развитие, повышается зимостойкость и сопротивляемость к полеганию, они лучше переносят засуху [2, с.9]. Учитывая, значительную роль фосфора в процессах распада и синтеза крахмала, можно сделать вывод и о питательной ценности рассматриваемых сортов риса. На основании полученных количественных биохимических данных, по содержанию фосфосодержащих веществ, следует отметить исследуемые сорта риса Ханкайского 52 и Дальневосточного. Шелуху риса, как показали результаты анализа риса собранного 2011 году, можно использовать для получения фитина. Работы по изучению биохимического анализа сортов риса продолжаются.
Литература
1. Ковалевская В.А. Биологическая и селекционная ценность исходного материала риса для создания скороспелых сортов в условиях Приморского края: Автореф. дис...канд. с.-х. наук. - Благовещенск, 2000. - 28 с.
2. Литвак Ш.И. Фосфор на службе урожая. - М: «Просвещение», 1984.- 128 с.
3. Малишевская Н.П, Жукова Н.И. Определение активности фосфорилазы и содержание фитина в районированных сортах риса приморского края // Проблемы устойчивого развития региона: материалы v школы-семинара молодых ученных России. - Улан-Удэ: «БНЦ СО РАН», 2009 - С. 213214.
4. Методы биохимического исследования растений / Под ред. Ермаков А.И. - Л: Агрономиздат, 1987. -430с.
5. Жукова Н. И., Ковалевская В. А., Куприн А. С., Любицская А. В. Некоторые биохимические показатели районированных сортов риса Приморского края // Альманах современной науки и образования. - Тамбов: «Грамота», 2008 - С. 52-54.
6. Жукова Н.И, Малишевская Н. П., Ковалевская В. А. Фосфорсодержащие вещества районированных сортов риса Приморского // Современные проблемы биологии, химии и методики преподавания естественно-научных дисциплин. - Комсомольск-на-Амуре: ФГОУ ВПО «АмГПГУ», 2010 - С. 8185.
7. Bebot-Brigaud A., Dange С, Fauconnier N, Gerard P. NMR, potentiometric and spectrophotometric studies of phytic acid ionization and complexation properties toward Co2, Ni2, Cu2, Zn2+ and Cd2+ // Journal of Inorganic Biochemistry. - 1999. №75. - С. 71-78.
8. Raboy V. Myo-Inositol-1,2,3,4,5,6-hexakisphosphate // Phytochemistry. - 2003. №64. - С 1033-1043.
