CC BY
35
СЕРИЯ «ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ И НАУКИ О ЗЕМЛЕ»
Г.С. Болтуть, А.В. Бобровничий, Ю.М. Лабус ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В РАСТИТЕЛЬНОМ СЫРЬЕ (АМАРАНТ)
ГУО «Гимназия №61 г. Минска»
В мире широкое распространение получила политика «Eat Local», которая предусматривает приоритетное развитие собственных сельскохозяйственных регионов и льготы производителям импортозамещаемой продукции. Огромное значение инновационным подходам в решении сельскохозяйственного развития придаётся и в республике Беларусь. Многие отрасли производства, в том числе пищевая и фармацевтическая, являются импортозависимыми, поэтому проблема импортозамещения является достаточно актуальной. Одним из возможных сырьевых ресурсов
импортозамещения может стать такая культура как амарант.
Целью данной работы является изучение возможности использования культуры амарант в пищевой промышленности.
Амарант - наглядное подтверждение истины «новое - это хорошо забытое старое». Эта пищевая культура буквально означает «дарующий бессмертие», т.к. в старину это растение применялось как средство против старения [10].
Амарант относится к аспартатным представителям С4-растений, характеризуется большой скоростью фиксации углекислоты, быстро растет и развиваться, обладает мощной продуктивностью [13]. Минимальные
температуры для начала фотосинтеза у амаранта 12-150С [12]. Фотосинтез может осуществляться и при почти закрытых устьицах. эффективность использования воды, может быть вдвое выше, чем у С3-растений. Опасность перегрева листьев ему практически не угрожает. Очень важно, что его можно использовать для ликвидации локальных загрязнений почв [11]. Продовольственная комиссия при ООН за пищевые и целебные свойства признала амарант культурой XXI века.
Определение количества белка связано с определением белкового азота, вычленение которого производилась по методу Барнштейна и по методу Плешкова.
Amaranthus crnentus (амарант овощной) был выращен на экологически чистой территории. Высушенный растительный материал измельчали в гомогенизаторе. Навеску измельченного вещества поместили в химический стакан, размешали в горячей дистиллированной воде и нагрели до кипения, выдерживая 10-15 мин. При этом растворимые в воде азотистые соединения перешли в экстракт. Полученный экстракт отфильтровали на воронке Бюхнера, отделяя мелкие частицы растения. Фильтрат количественно перенесли в стакан и добавили раствор медного купороса [2]. Затем при перемешивании
82
Научные стремления, 442
добавили раствор NaOH. Во втором случае в качестве осадителя использовалась трихлоруксусная кислота [3-5]. Для полного осаждения осадка в обоих случаях раствор оставилина 2 часа.
Осадок белка отфильтровали на воронке Бюхнера, используя беззольный бумажный фильтр. Далее провели промывание кипящей дистиллированной водой. Промывание продолжали до прекращения появления осадка в промывных водах при прибавлении раствора хлорида бария. Промытый осадок высушили вместе с фильтром в чашке петри в сушильном шкафу при температуре 100 °С.
В полученном на фильтре осадке белка определили содержание азота по Кьельдалю [1, 2]. Фильтр с осадком опустили на дно круглодонной колбы на и добавили катализаторы и концентрированную серную кислоту. Содержимое колбы, снабженной обратным холодильником, кипятили в течение 4 часов до тех пор, пока раствор в колбе не стал однородным и более светлым. В остывший раствор через холодильник по каплям добавилиперекись водорода, после чего раствор кипятили еще до обесцвечивания. Серная кислота в присутствии органических соединений разложилась. Выделевшийся кислород окислил углерод до углекислого газа в растворе остались серная кислота, растворенный катализатор и сульфат аммония. В остывший раствор добавили дистиллированную воду. Далее колбу с исследуемым раствором, снабженную капельной воронкой, соединили с прямым холодильником, нижний конец трубки холодильника погрузили в раствор серной кислоты.
После окончания подготовки установки для проведения анализа включили нагрев и прилили из капельной воронки раствор NaOH, оставляя небольшое количество для затвора. Полноту отгона аммиака проверели универсальным индикатором, далее провели расчёт по формуле:
N[% ] * 1 . 4* Nщ
m щ
(1),
а - количество NaOH, пошедшего на титрование H2SO4 в холостом опыте, мл
b - количество NaOH, пошедшего на титрование остатка H2SO4 после поглощения NH3, мл;
m - навеска, г;
N щ - нормальность NaOH.
Исходя из данных полученных по методу Барнштейна, содержание белка составило 11,94%, по методу Плешкова содержание азота составило 11,5%.
Данные показатели являются весьма высокими и позволяют рассматривать растение амарант как перспективное сырьё для пищевой и кормовой промышленностей Беларуси.
Амарантовая мука - прекрасный источник необходимых биологически активных веществ: сквалена и антиоксидантов. Амарантовую муку можно
83
добавлять в любые каши, тесто, мясной фарш, густые супы, муку и сухари для панировки.
Одним из показателей качества муки является количество клейковины [7]. Клейковина - комплекс белковых веществ, который обуславливает получение рыхлого пористого хлеба [6].
Для проведения анализа на количество сырой клейковины использовали два образца: мука пшеничная Лидская М54-25 (1) и смесь муки пшеничной и амаранта (2)
Количество сырой клейковины в муке (1) составило 30,76%, а количество сырой клейковины в смеси муки с амарантом (2) составило 29,48%, что соответствует требованию ГОСТа для муки высшего сорта [8]. Следовательно, частичная замена пшеничной муки на амарантовую не приводит к ухудшению качества муки.
Кислотность муки обусловлена наличием в ней таких веществ, как органические кислоты, белковые вещества, кислые фосфаты. В муке низких сортов содержится больше жира, фосфора и ферментов. Мука при неблагоприятных условиях хранения приобретает неприятный, горьковатоедкий привкус [6, 7, 8].
Для определения кислотности навеску муки пшеничной высшего сорта (Лидская классическая, марка М 54-25) массой 5,0 г высыпают в сухую коническую колбу, приливают 50 мл дистиллированной воды для приготовления болтушки. Содержимое колбы перемешивают взбалтыванием до исчезновения комочков. Полученную болтушку титруют 0,1 М раствором NaOH .
Определено, что на титрование болтушки из 5 г муки идет 2,2 мл раствора NaOH концентрации 0,1 моль/л. Следовательно, кислотность исследуемой муки - 4,4 градуса.
При замене 10% пшеничной муки на амарантовую болтушка имела насыщенный буро-зеленый цвет и оттитровать ее не представлялось возможным. При замене 5% пшеничной муки на амарантовую на титрование смеси идет 1,7 мл раствора NaOH концентрации 0,1 моль/л. Следовательно, кислотность смеси понизилась до 3,4 градуса.
В результате исследований пришли к твердому убеждению, что культура амарант является перспективным, в том числе импортозамещаемым сырьевым ресурсом для использования в сельском хозяйстве и пищевой промышленности, т.к. содержит большой количественный процент пептидных соединений. Культура не требовательна к климатическим условиям и без проблем может возделываться в климатических условиях республики Беларусь, давая высокие прогнозируемые урожаи (до 1 кг с растения). Серьезное внимание следует обратить на экологическое значение амаранта не только как источника диетических и экологически чистых продуктов, но и в связи с возможностью очистки и облагораживания с ее помощью почв. Обладающая высоким адаптационным потенциалом культура амаранта приобретает особое
84
Научные стремления, 442
значение в настоящее время, когда экологическая ситуация на Земле существенно осложнилась из-за антропогенной деятельности человека.
Литературные источники:
1. Практикум по агрохимии: учебное пособие / под ред. Минеева В.Г.-2-е изд. -М: Изд-во М. гос. ун-та, 2001.- с.685
2. ГОСТ 20083-74.Дрожжи кормовые. Технические условия. - Введ.1975-01-07. -М.: Гос. комитет СССР по стандартам: Изд-во стандартов,1975.-с.3
3. Демьянов Н.Я. Общие приемы анализа растительных веществ / Демьянов Н.Я.-2006. - с.570
4. Лапина Г.П. Методы выделения, очистки, количественного определения и исследования физико-химических свойств белков и ферментов: лаб. практикум для студ. химико-биолог. ф-та / Г.П. Лапина.- Калинин, 1981.- с.235
5. Биохимия: сборник лабораторных работ для студентов вузов/ Шапкарин В. В. [и др.]; Федеральное агенство по образованию, Кемеровский технолог. ин-т пищ. промышленности, 2005.- с.83
6. Охинова А.М. Технологический контроль хлебопекарного производства: метод. указания к выполнению практических и лаб. работ / Охинова А.М. - Улан-Уде, 2000. -с. 40
7. ГОСТ 27839-88. Мука пшеничная. Методы определения количества и качества клейковины. - Введ.1990-01-01. - М.: Гос. комитет СССР по стандартам: Изд-во стандартов,1990. -с.8
8. ГОСТ 26574-85. Мука пшеничная хлебопекарная. - Введ.1986-01-07. - М.: Гос. комитет СССР по стандартам: Изд-во стандартов,1986.-с.5
9. ГОСТ Р 52189-2003 Мука пшеничная. Общие технические условия. -Введ.2005-01-01. - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов,2005.-с.7
10. Железнов А. В. “Амарант — хлеб, зрелище и лекарство" - “Химия и жизнь”. 2005. — № 6. — с. 56—61.
11. «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006. с.192
12. Сорокин Н.Н. Амарант - культура XXI века. //Хозяин. -1997. -N7. с. 12.
13. Полевой В.В. Физиология растений. - М. - 1983 - с. 143.
A.V. Bobrovnichy, G.S. Boltut, U.M. Labus
DEFFINITION OF ORGANIC CONNECTION IN VEGETATIVE RAW MATERIALS
(AMARANTH)
State educational establishment Gymnasium №61, Minsk
Summary
Nowadays the problem of efficient use of agricultural lands is very urgent for many countries. The policy “Eat local” has been widely spread all over the world lately. It calls for the prior development of native agricultural. Great attention to the innovative approach to the agricultural development is paid in Belarus as well. Many branches of native industry are import-dependent. That is why the problem of import replacement is rather topical for our country. Such a plant as amaranth can become one of possible raw material resources of import replacing importance.
85
