CC BY
34
Жукова Н.И.1, Цой Е.А.2, Систерова А.В.3, Девяткина Т.Л.4 ©
'Кандидат биологических наук, доцент, 2ассистент, 3,4студент, кафедра естественнонаучного образования, Дальневосточный федеральный университет, Школа педагогики
МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ЗЕРНОВКИ РИСА
Аннотация
Работа посвящена сравнительному анализу минеральных компонентов золы зерновки риса и их роли в питании человека и метаболизме растения.
Ключевые слова: сорта риса, зерновка риса, зола, химические элементы, макроэлементы, микроэлементы, питание человека.
Keywords: sorts of rice, grain of rice, ash, chemicals elements, macroelements, microelements, human nutrition.
В Приморском крае согласно данным мелиоративного кадастра находится 245,6 тыс. га мелиорированных земель, из которых 60,9 тыс. га занято под культуру риса (Oryza sativa) [8, 3]. Заинтересованность в выращивании данного злака связана с тем, что рис является уникальным растением, обладающим ценными характеристиками, как самого питательного продукта, так и отходов его производства. Ранее были изучены биохимические характеристики зерновки риса сортов приморской селекции [10, 64; 11, 739], а также обсуждены перспективы по разработке комплексной схемы переработки отходов рисового производства [9, 116]. Химический состав растений отражает элементный состав среды роста, однако степень проявления этой связи изменчива, зависит от многих факторов (например, от состава почвы, её кислотности и влажности), а концентрация неорганических элементов в растениях может значительно варьировать, в том числе в зависимости от сорта, фазы развития растения [4, 83].
Цель настоящей работы - определить количественное содержание золы и минеральный состав зерновки риса, провести сравнительный анализ минеральных компонентов и показать их роль в питании и метаболизме растения.
Материалы и методы
В качестве объекта исследования использовались шесть районированных в Приморском крае сортов риса: Ханкайский 429, Приозерный 61, Дарий 23, Рассвет, Долинный, Ханкайский 52. Сбор материала был осуществлён в Приморском крае в п. Тимирязевский (урожай 2011г.) Зерновки предварительно обрушивали, измельчали в лабораторной мельнице. Затем полученную массу обугливали на плите при температуре ~ 400°C до удаления летучих компонентов, а остаток сжигали в муфельной печи на воздухе при температуре 650 -700 °С до постоянной массы. Получали золу тёмно-серого цвета. Для исследования минерального состава была взята зола сорта Рассвет, внесённого в Госреестр селекционных достижений по Дальневосточной зоне рисосеяния в 2011 году [2, 3]. Пробу золы зерновки исследовали методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) на приборе ICP-MS Elan DRC II (Perkin-Elmer, США) в соответствии с [3,6; 7, 5].
Результаты и их обсуждение
Результаты по определению количества золы в исследуемых образцах риса приведены в таблице 1. Статистическую обработку данных производили с помощью пакета стандартных программ Microsoft Office.
Таблица 1
Количественное содержание золы в зерновке риса
©© Жукова Н.И., Цой Е.А., Систерова А.В., Девяткина Т.Л., 2014 г.
Сорт Зола, %
Ханкайский 429 1.47 ± 0.02
Приозёрный 61 1.43 ± 0.04
Дарий 23 1.50 ± 0.03
Рассвет 1.48 ± 0.06
Долинный 1.46 ± 0.03
Ханкайский 52 1.47 ± 0.04
Количественное содержание золы зерна риса, согласно [9, 117], обычно изменяется в диапазоне от 1,3 до 2,7 %. Однако приморские сорта отличаются низким содержанием золы от 1.46 до 1.50 %, причем характеризуются достаточно близкими значениями. Вероятно, это зависит от климатических условий выращивания рисового зерна, особенностей почвы и индивидуальных особенностей сорта.
В таблице 2 приведены результаты анализа элементов, входящих в состав золы зерновки риса Рассвет.
Таблица 2
Содержание макро- и микроэлементов золы зерновки риса
№ п/п Элемент % № п/п Элемент %
1 Na 0,117 9 Ni 0,031
2 Mg 11,222 10 Cu 0,151
3 P 31,573 11 Zn 0,346
4 Ca 0,590 12 Sr 0,004
5 Cr 0,030 13 Ba 0,010
6 Mn 0,409 14 Pb 0,002
7 Fe 0,235 15 As 0,001
8 Co < 0,001
Всего установлено наличие 27 химических элементов. Такие элементы как Sn, Be, Tl, U, Hg, Th, Cs, Bi, Cd, Ag, Co, Sb, Se, количественное содержание которых составляет меньше 0,001 %, в таблицу не внесены. Следовательно, в состав золы исследованных объектов входят соединения фосфора, магния, кальция, марганца, цинка, железа и натрия (от 0,117% до 31,573%). Остальные элементы представлены в значительно меньших количествах. Следует заметить, что количественное содержание калия превысило возможности прибора и без добавочного разбавления пробы нам не удалось его определить. Кремний, серу и галогены не определяли, в связи с ограниченными условиями вышеуказанного метода для этих элементов.
На основании полученных данных, можно, составить следующие ряды накопления элементов в зерновке риса сорта Рассвет:
- для зерна - P > Mg (n • 10 %) > Ca > Mn > Zn > Fe > Cu> Na (10-1 %) > Ni > Cr > Ba (10-2 %) > Sr> Pb > As (10-3 %) > Se > Sb > Co > Ag (10-4 %) > Cd > Bi > Cs > Th > Hg > U > Tl (10-5 %) >Sn > Be (< 10-5 %);
В связи с наличием большого количества названных элементов зерно риса является важным источником этих элементов в питании человека [4, 93]. Однако некоторых элементов (меди, железа, цинка, кобальта, марганца) в зерне недостаточно для удовлетворения потребности человека в минеральных веществах. Физиологическая потребность в макро- и микроэлементах носит индивидуальный характер и является величиной переменной. Она изменяется в зависимости от физиологического состояния организма, уровня физической активности и состояния здоровья. Нормы суточного потребления микроэлементов: меди 0,250,30%, железа 0,15-0,30%, цинка 0,12-0,20%, кобальта 0,03-0,05%, марганца 1,10-1,20% [1, 20]. Следует подчеркнуть, что существующие нормы адекватного потребления минеральных веществ совершенно не учитывают всасывание их в желудочно-кишечном тракте. Указанные микроэлементы являются незаменимыми для человека, так как служат в качестве кофакторов
или простетических групп многих ферментов, принимающих участие в обмене углеводов, белков, липидов, синтезе холестерина, в процессе кроветворения, синтезе витаминов
(например, кобальт используется микрофлорой кишечника для синтеза В12), в повышении защитных сил организма [5, 360-380; 6,294-298].
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о сложности характера и направленности внутренних процессов метаболизма минеральных веществ в исследуемом растении, а также от многих внешних факторов. Полученные результаты подтверждают актуальность дальнейшего изучения оценки приморских сортов риса по биохимическим показателям.
Литература
1. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. - М., Медицина, 1991.— 496 с.
2. А.С. 49466. Сорт риса Рассвет / В. А. Ковалевская, И. Г. Абакумец - № 9253702; Заявлено 17.12.07; Опубл. 31.08.12.
3. ГОСТ 26929-94 Сырьё и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения токсичных элементов. - Взамен ГОСТ 26929-86. - М.: ИПК Издательство стандартов. - 9 с.
4. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. Пер. с анг. - М.: Мир, 1989. - 439 с.
5. Кудрин А.В., Скальный А.В., Жаворонков А.А., Скальная М.Г., Громова О.А. Иммунофармакология микроэлементов. - Москва: издательство КМК, 2000. - 537 с.
6. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т. Т.1. Пер. с англ. - М.: Мир,1985. - 367 с.
7. Масс-спектральное с индуктивно-связанной плазмой определение элементов-примесей в природных водах (Отраслевая методика III категории точности): методические рекомендации. - М.: МПР РФ, 2002. - 24 с.
8. Носовский В.С., Некрас Ю.В., Табаченко А.А. О конкурентоспособности дальневосточного риса // Вопросы отраслевой и региональной экономики. Вестник ТГЭУ. 2013. № 1. - С. 3-13.
9. Сергиенко В. И, Земнухова Л. А., Егоров А.Г., Шкорина Е.Д, Василюк Н.С. Возобновляемые источники химического сырья: комплексная переработка отходов производства риса и гречихи // Российский химический журнал, 2004. №3. - С. 116 - 124.
10. Цой Е.А., Земнухова Л.А., Жукова Н.И., Бердников Н.В., Зазулина В.Е. Минеральный состав наземной части риса // Ма!е1та1у Х шеЕшагойш уейееко-. ргакйска копкегеисе«Уейа a vznik -2013 / 2014» (27 рго8тси 2013 - 05 1ейпа 2014 гоки). - Dil 32. 2ешейе18Ы.: Praha. РиЬ^Ы^ Ноше «Ейисайоп and 8щепсе» s.ro - Stran 64-67.
11. Zhutova, N. I., Tsoi E. A., Kova1evskaya V. A., Zemnukhova L. A. Some ВюЛешюа1 Parameters of Шее Varieties of Primorski Krai // Russian Journal of Bioorganic Chemistry. - 2013. - Vol. 39, № 7. - P. 739742.
12.
