Научная статья на тему 'Продуктивность и биологическая ценность зеленных культур применительно к условиям биорегенеративных систем жизнеобеспечения'

Продуктивность и биологическая ценность зеленных культур применительно к условиям биорегенеративных систем жизнеобеспечения Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
2174
261
Поделиться
Ключевые слова
биорегенеративные системы жизнеобеспечения / фототрофное звено / зеленные культуры / продуктивность / полезные вещества / bioregenerative life-support systems / photosynthetic unit / leaf vegetables / productivity / nutrition value

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Головко Тамара Константиновна, Тихомиров А. А., Ушакова С. А., Табаленкова Г. Н., Захожий И. Г.

Исследованы продуктивность, биохимический состав биомассы (содержание макрои микроэлементов, фотосинтетических пигментов, фенольных соединений, аскорбиновой кислоты) и антиоксидантная активность листовых овощей, культивируемых в приближенных к БСЖО (биорегенеративные системы жизнеобеспечения) условиях. Показано, что растения накапливали от 6 до 45 кг/м2 съедобной биомассы и характеризовались высокой биологической ценностью. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования листовых овощей в составе фототрофного звена БСЖО для обеспечения функциональной диеты человека.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Головко Тамара Константиновна, Тихомиров А. А., Ушакова С. А., Табаленкова Г. Н., Захожий И. Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Productivity, biochemical composition (content of macroand microelements, photosynthetic pigments, phenolic compounds, ascorbic acid) and antioxidant activity of leaf vegetables cultivated under similar to the bioregenerative lifesupport systems conditions are studied. Plants accumulated from 6 to 45 kg/м2 of edible biomass and were characterized by high biological value. Our results indicate the perspectivity of use of leaf vegetables in structure of the photosynthetic unit of the bioregenerative life-support systems for supply of human by functional diet

Текст научной работы на тему «Продуктивность и биологическая ценность зеленных культур применительно к условиям биорегенеративных систем жизнеобеспечения»

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 635.4:631.524.84:574.685

ПРОДУКТИВНОСТЬ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ ЗЕЛЕННЫХ КУЛЬТУР ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УСЛОВИЯМ БИОРЕГЕНЕРАТИВНЫХ СИСТЕМ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ

Т.Г. ГОЛОВКО*, А.А. ТИХОМИРОВ**, С.А. УШАКОВА**, Г.Н. ТАБАЛЕН-КОВА*, И.Г. ЗАХОЖИЙ*, Е.В.ГАРМАШ*, В.В. ВЕЛИЧКО**

*Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, г.Сыктывкар **Институт биофизики СО РАН, г.Красноярск Solovko@ib.komisc.ru

Исследованы продуктивность, биохимический состав биомассы (содержание макро- и микроэлементов, фотосинтетических пигментов, фенольных соединений, аскорбиновой кислоты) и антиоксидантная активность листовых овощей, культивируемых в приближенных к БСЖО (биорегенеративные системы жизнеобеспечения) условиях. Показано, что растения накапливали от 6 до 45 кг/м2 съедобной биомассы и характеризовались высокой биологической ценностью. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования листовых овощей в составе фототрофного звена БСЖО для обеспечения функциональной диеты человека.

Ключевые слова: биорегенеративные системы жизнеобеспечения, фототроф-ное звено, зеленные культуры, продуктивность, полезные вещества

T.K. GOLOVKO, A.A. TIKHOMIROV, S.A. USHAKOVA, G.N. TABALEN-KOVA, I.G. ZAKHOZHIY, E.V. GARMASH, V.V. VELICHKO. PRODUCTIVITY AND NUTRITION VALUE OF LEAF VEGETABLES AS APPLIED TO BIOREGENERATIVE LIFE-SUPPORT SYSTEMS

Productivity, biochemical composition (content of macro- and microelements, photosynthetic pigments, phenolic compounds, ascorbic acid) and antioxidant activity of leaf vegetables cultivated under similar to the bioregenerative lifesupport systems conditions are studied. Plants accumulated from 6 to 45 kg/м2 of edible biomass and were characterized by high biological value. Our results indicate the perspectivity of use of leaf vegetables in structure of the photosyn-thetic unit of the bioregenerative life-support systems for supply of human by functional diet.

Key words: bioregenerative life-support systems, photosynthetic unit, leaf vegetables, productivity, nutrition value

Биорегенеративные системы жизнеобеспечения (БСЖО) являются искусственными замкнутыми экосистемами и инструментом для моделирования процессов круговорота веществ на обитаемых космических станциях. Фототрофное звено БСЖО служит поставщиком растительной пищи, участвует в регенерации кислорода атмосферы и утилизации отходов жизнедеятельности человека [1, 2]. К настоящему времени разработаны основные принципы создания фототрофного звена БСЖО, экспериментально исследованы некоторые структурные и функциональные характеристики системы при использовании в блоке биологической регенерации пшеницы и некоторых других видов растений [1, 3, 4]. Дальнейшее совершенствование фототрофного звена БСЖО предполагает расширение набора выращиваемых культур за счет включения растений-

продуцентов биологически ценных веществ, необходимых для поддержания здоровья и работоспособности человека в условиях длительного пребывания вне Земли [5].

Особый интерес в этом отношении представляют овощные зеленные растения. Они характеризуются эффективным использованием ресурсов среды, высокой метаболической активностью, быстрым ростом и накоплением полезной биомассы [6]. Зеленные растения и продукты их переработки являются ценным источником антиоксидантов и витаминов, их употребление служит надежным способом профилактики свободнорадикальных патологий и авитаминозов [7], что особенно важно для повышения функциональной направленности диеты человека применительно к условиям длительного пребывания на стационарных космических станциях.

При ограниченных возможностях расширения площадей под фототрофное звено БСЖО актуально использование культур и их сортов, проявляющих слабое аллелопатическое взаимодействие с другими видами растений, сочетающих высокую продуктивность с технологической простотой выращивания. Эксперименты по включению новых видов овощных растений, культивируемых на поч-воподобном субстрате из минерализованных и биологически окисленных отходов растительного и животного происхождения (ППС) в блоке биологической регенерации, не выявили их отрицательного аллелопатического влияния на рост, развитие и продуктивность тестовой культуры - редиса сорта «Вировский белый» [5]. Было также установлено, что новые для фототрофного звена БСЖО листовые овощи не проявляли отрицательной реакции на круглосуточное освещение и сравнительно высокий уровень ФАР.

Цель данной работы - изучение продуктивности и биохимического состава биомассы для характеристики пищевой ценности листовых овощей, культивируемых в приближенных к БСЖО условиях.

Методика

В опытах использовали шесть сортов шпината (Spinacia oleraceae L.), два сорта салата (Lactuca sativa L.), два сорта капусты (Brassica oleracea L.) и рук-колу (Brassica eruca L.). Растения культивировали в условиях замкнутой контролируемой камеры, имитирующей модуль биорегенеративной системы «БИОС-3» Института биофизики СО РАН, на двух типах субстратов: свежеприготовленном ППС и керамзите. При выращивании многовидового ценоза на ППС в качестве ирригационного раствора использовали отстоянную водопроводную воду с добавкой экстракта из ППС. Растения, культивируемые на керамзите, получали питательный раствор Кнопа, в который периодически добавляли корректирующий раствор минеральных солей. Температуру воздуха в камере поддерживали на уровне 24°С±1°, интенсивность ФАР составляла 150±10 Вт/м2 при круглосуточном освещении.

Накопление общей и съедобной сырой биомассы растений оценивали у 30-дневных растений при уборке. Для определения содержания сухого вещества образцы фиксировали сухим жаром и высушивали при температуре 70 оС до постоянного веса. Биохимический состав биомассы изучали в лиофильно высушенных образцах.

Концентрацию хлорофиллов и каротиноидов измеряли спектрофотометрически в ацетоновой вытяжке. Содержание общего азота и углерода определяли на CHNS-O ЕА-1110 (Италия). Элементный состав определяли методом атомно-эмиссион-ной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой

после минерализации проб по ПУ 01-05 [8]. Количественную оценку антиоксидантной активности спиртовых экстрактов из биомассы растений проводили с применением стабильного радикала 2,2-дифе-нил-1-пикрилгидразила (ДФПГ) [9]. Содержание суммы фенольных соединений устанавливали по реакции экстрактивных веществ биомассы с реактивом Фолина-Дениса. В качестве стандарта для построения градуировочной зависимости использовали рутин. Содержание аскорбиновой кислоты определяли согласно [10], нитратов измеряли калориметрически после реакции с салициловой кислотой.

В таблицах и на рисунках приведены средние величины со стандартной ошибкой. Различия между вариантами оценивали с использованием ^критерия Стьюдента.

Результаты и обсуждение

Установлено, что выращиваемые на ППС зеленные растения, особенно шпинат, были компактнее и имели укороченные черешки листьев, чем на керамзите с раствором Кнопа (рис.1). Уменьшение

габитуса надземных органов может быть обусловлено ингибирующим действием на их рост экстрактивных веществ растительных остатков, входящих в состав ППС. Однако это не оказало отрицательного эффекта на продуктивность растений. Наоборот, у большинства сортов шпината биомасса выращенных на ППС растений была достоверно выше, чем на керамзите (табл. 1). Наибольшей продуктивностью отличались отечественный сорт Виктория и голландские сорта Dynamo и Grandi, которые накапливали 10-13 кг/м2 сырой надземной массы на м2. Сходную реакцию на тип субстрата проявляли растения двух японских сортов листовой капусты. Их продуктивность на ППС была выше, чем на керамзите. По накоплению биомассы, 38-45 кг/м2, листовая капуста превосходила все другие исследованные нами зеленные культуры. По сравнению со шпинатом и листовой капустой расте-

Продуктивность овощных листовых культур, выращенных на почвоподобном субстрате (ППС) и керамзите (КМЗ)

ния салата и рукколы формировали в 5-10 раз меньше биомассы. Их продуктивность в меньшей степени зависела от типа субстрата, однако имелась тенденция к увеличению биомассы при выращивании культур на керамзите.

Соотношение сухая/сырая биомасса является одним из важных показателей растительной продукции. Как видно из табл. 1, исследованные виды и сорта зеленных культур мало отличались по содержанию сухого вещества в биомассе. Тип субстрата оказывал различное влияние на величину этого показателя. Так, у салатов и рукко-лы при выращивании на керамзите она несколько снижалась, а у большинства сортов шпината, наоборот, повышалась.

Анализ образцов сухой съедобной биомассы на содержание общего азота показал, что его концентрация варьировала в пределах от 37 до 61 мг/г в зависимости от культуры, сорта и типа субстрата (табл. 2). Максимальное содержание азота отмечено в надземной массе рукколы, выращенной на керамзите, наименьшее - в культивируемых на ППС растениях салата сорта Афицион. Влияние типа субстрата на содержание азота было неоднозначным. По сравнению с произрастающими на керамзите растениями, при культивировании на ППС наблюдали как повышение концентрации азота в биомассе растений, так

Таблица 1 и его снижение, но в большинстве случаев эти различия были недостоверными.

Важным показателем качества продукции зеленных культур служит накопление в биомассе неорганического (нитратного) азота. Высокое содержание нитрат-иона в тканях безвредно для растений. Однако, попадая с растительной пищей в организм человека, нитраты восстанавливаются до нитритов, которые нарушают снабжение клеток кислородом

и вызывают их повреждение [11]. Допустимой суточной дозой потребления нитратов считается 300320 мг (примерно 3-4 мг/кг массы тела). В ЕС предельно-допустимые концентрации (ПДК) нитратов в салате для зимней и летней продукции составляют соответственно 3500 и 4500 мг/кг сырой массы [цит. по: 12].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Накопление нитратов различными видами растений обусловлено генетически, но также зависит от минерального питания, освещенности, температуры и ряда других внешних факторов. Зелен-

Таблица 2

Содержание общего азота (No) и нитратов (NO3') в биомассе овощных листовых культур, выращенных на почвоподобном субстрате (ППС) и керамзите (КМЗ), мг/г сухой массы

ППС КМЗ

Сорт Сырая масса, кг/м2 Сухая масса, кг/м2 Сухое вещество, % Сырая масса, кг/м2 Сухая масса, кг/м2 Сухое вещество,%

Салат

Афицион 6.1±1.0 0.47 7.7 8.7±1.4 0.38 4.3

Лифли 6.0±0.9 0.32 5.3 6.9±1.2 0.30 4.3

Руккола 7.2±1.2 0.38 5.3 Шпинат 8.2±1.4 0.36 4.4

Grandi 10.3±2.1 0.52 5.1 5.2±0.8 0.42 8.1

Dynamo 10.2±2.0 0.53 5.2 5.9±1.0 0.35 5.9

Виктория 13.2±2.0 0.70 5.3 5.5±0.8 0.45 8.2

Fortscheritt 8.6±1.7 0.46 5.3 5.1±0.8 0.28 5.5

Viroflay 9.1 ±1.7 0.47 5.2 4.0±0.6 0.24 6.0

Gigante 8.0±1.5 0.46 5.7 Капуста 9.2±1.4 0.59 6.4

Sensuji-kyomizuna 38.0±7.8 2.14 5.6 26.8±4.2 1.67 6.2

Бансэи

маруба 44.7±7.0 2.46 5.5 22.0±3.4 1.09 5.0

Сорт ППС КМЗ

No | N03 - No | N03 -

Салат

Афицион 37±4 7.1±0.2 38±4 не определяли

Лифли 41 ±4 не определяли 24±4 не определяли

Руккола 52±5 не определяли 61±6 не определяли

Шпинат

Grandi 38±4 4.6±0.1 52±5 4.6±0.2

Dynamo 52±5 9.4±0.2 52±5 3.9±0.9

Виктория 44±4 3.1±0.1 59±6 10.2±1.6

Fortscheritt 49±5 4.1±0.8 45±5 4.5±0.2

Viroflay 60±6 17.6±2.7 61±6 5.4±0.3

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Gigante 57±6 10.2±0.3 42±4 4.1 ±0.1

Капуста

Sensuji-kyomizuna 53±5 14.0±1.4 40±4 4.1±0.3

Бансэи маруба 50±5 7.1±0.2 47±5 4.3±0.3

ные листовые овощи относят к культурам, способным накапливать значительные количества нитрат-иона в вакуолях клеток. Наши данные показывают, что при заданных режимах выращивания содержание нитратов варьировало в пределах от 4 до 17 мг/г сухой массы (табл. 2), что эквивалентно примерно 400-1600 мг/кг продукции. Сравнительно низким было содержание нитратов у салата и большинства сортов шпината. В надземной массе растений листовой капусты сорта Sensuji-kyomizuna, шпината сорта Viroflay и Gigante концентрация нитратов в сухой биомассе была больше, но не превышала величины ПДК для листовых овощей. При культивировании растений на керамзите наблюдали снижение содержания нитратов у большинства исследованных растений. Эти данные указывают на то, что в отношении накопления нитратов, режим питания растений азотом был более или менее оптимальным. Кроме того, накопление нитратов, по-видимому, сдерживалось на непрерывном свету, который активировал ростовые процессы и, следовательно, восстановление нитрата.

Биомасса зеленных растений, выращиваемых в максимально приближенных к БСЖО условиях, богата макро- и микроэлементами (табл. 3).

Среди макроэлементов превалируют К и Са, среди микроэлементов - Fe, Zn, Mn и B. Растения, выращенные на ППС, характеризовались повышенным накоплением калия и, особенно, натрия. Это приводило к значительному снижению соотношения K/Na, что, несомненно, сказывалось на осмотическом потенциале клеток и общем метаболизме растений. Анализ биомассы не выявил превышения ПДК по тяжелым металлам.

Продукция овощных зеленных культур представляет ценность в качестве источника витаминов, антиоксидантов, пектинов, пищевых волокон и других биологически важных веществ. К веществам растительного происхождения, проявляющим анти-оксидантную активность (способность нейтрализовать активные формы кислорода и продукты их взаимодействия с органическими молекулами и оксидами азота), относятся каротиноиды, токоферол (витамин Е), аскорбиновая кислота (витамин С), фенольные соединения и т.д.

Из рис. 2 видно, что наибольшим содержанием фенолов отличались листья растений салата. По количеству фенолов в расчете на единицу сухой массы листовая капуста уступала салатам в 2.5-3 раза. Сравнительно невысоким содержанием фе-

Таблица 3

Элементный состав съедобной надземной массы овощных листовых культур, выращенных на почвоподобном субстрате (ППС) и керамзите (КМЗ)

Ва- K P 1 Ca 1 Mg 1 Na Zn Fe Mn 1 Cu 1 Mo B Co Cd

Сорт риант мг/г мг/кг

Афицион КМЗ 80 6.9 15 3.0

ППС 90 4.8 11 3.0

Лифли КМЗ 57 3.0 9 2.0

ППС 80 4.9 12 3.0

Руккола ППС 73 3.8 22 4.4

Sensuji- КМЗ 27 3.2 40 4.3

kyomizuna ППС 90 2.3 38 5.8

Бансэи КМЗ 30 3.8 37 4.2

маруба ППС 68 2.9 30 4.7

Grandi КМЗ 54 4.0 24 10.0

ППС 120 2.2 21 14.0

Dynamo КМЗ 48 3.5 24 12.0

ППС 120 3.0 16 17.0

Виктория КМЗ 130 4.5 14 16.0

ППС 48 3.5 25 10.0

Fortscheritt КМЗ 70 4.1 28 13.0

ППС 110 4.0 14 12.0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Viroflay КМЗ 64 6.1 18 9.3

ППС 170 3.7 12 12.0

Gigante КМЗ 60 3.0 26 11.0

ППС 120 4.7 15 11.0

1.7

3.5 1.1

2.7

2.8

1.1

3.6 1.1 3.1

6.1 5.4

7.1 5.4 5.0 6.0

6.7 3.0 4.0

5.2 8.0 5.0

Салат

45 37 21

41 25

Капуста 14 20 21

42 Шпинат

60

46 44 58 58

47 55 77 52 77 46 82

120 51 13.9 5.1 43 0.18 0.41

91 15 8.0 1.2 22 0.08 0.53

230 33 14.4 5.5 30 0.29 0.18

130 16 9.7 1.2 27 0.12 0.53

44 20 5.0 5.1 27 следы 0.24

240 53 8.2 42.0 120 0.29 0.09

210 57 6.3 3.2 55 0.23 0.31

85 94 9.0 52.0 150 0.15 0.14

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

75 79 8.8 4.5 41 0.14 0.4

110 49 12.3 6.3 49 0.26 0.23

73 23 10.6 0.7 23 0.11 0.3

89 47 13.6 9.0 70 0.4 0.20

73 21 14.0 1.4 29 0.09 0.26

79 28 18.0 8.0 49 0.32 0.18

88 58 21.0 8.0 64 0.27 0.17

230 48 12.8 8.0 49 0.32 0.18

140 29 20.0 1.3 27 0.18 0.30

130 46 24.0 6.8 40 0.23 0.18

130 29 9.0 1.1 28 0.26 0.53

130 34 14.3 8.0 53 0.32 0.28

170 23 12.9 1.3 31 0.19 0.57

Примечание: ошибка определения не превышает 15%

л о о ев

Ü.

о

t-

и

§

о я

ев

&

40 35 -30 25 20 -15 -10 5 0

1 2345 67 89 10 11

Рис.2. Содержание фенолов в съедобной биомассе овощных листовых культур, выращенных на керамзите (а) и почвоподобном субстрате (б): 1, 2 -салаты с. Афицион и Лифли; 3 - руккола; 4, 5 -капуста с. Бансэи маруба и Sensuji-kyomizuna; 6, 7, 8, 9 10, 11- шпинат с. Виктория, Dynamo, Gigante, Viroflay, Grandi, Fortscheritt.

нолов характеризовался также шпинат. У него отчетливо проявлялась тенденция к усилению накопления фенолов при культивировании на керамзите.

Экстракты из растений, содержащих больше фенолов в биомассе, проявляли более высокую антиоксидантную активность. Выявлена прямая зависимость величины показателя 1/ЕС50, характеризующего антиоксидантную активность биомассы, от концентрации фенолов (рис. 3). Высокой анти-оксидантной активностью отличались экстракты из салата, рукколы и листовой капусты, сравнительно низкой антиоксидантной способностью - экстракты растений шпината. Важно отметить, что пищевая ценность растительных фенолов не ограничивается их антиоксидантными свойствами. Растительные фенолы обладают адаптогенной, иммуномодули-рующей, гепатопротекторной активностью и рядом других терапевтических свойств [13].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

К веществам, участвующим в защите клеток от активных форм кислорода, относится также аскорбиновая кислота.

Ее содержание варьировало в зависимости от культуры в пределах 1.1 - 3.3 мг/г сухой массы. Больше витамина С накапливалось в биомассе капусты и рукколы, а его содержание в шпинате было на порядок ниже.

Зеленые и желтые пигменты, обеспечивающие поглощение и превращение света при фотосинтезе растений, также относятся к важным биологически активным

10

8 -

6 -

2 -

0

хл а+б

«

Й о

я

и

<о О

еэ

0,16 0,12 -0,08 0,04 0

r = 0.97

0 10 20 30 40 50 Сумма фенолов, мг/г сухой массы

Рис. 3. Связь антирадикальной активности с содержанием фенолов в биомассе зеленных культур.

соединениям. Они стимулируют обмен веществ, улучшают деятельность сердечно-сосудистой системы и др. [7]. Сравнительно высокие накопления зеленых и желтых пигментов отмечены у российского сорта шпината Виктория и голландского сорта Fortsche-пН, а также у листовой капусты сорта Бансэи (рис.4).

Оценивая исследованные культуры как компонент функциональной диеты человека, следует отметить, что при выращивании растений в условиях, близких к создаваемым в БСЖО, большинство из них способны накапливать в значительных количествах биологически ценные и полезные вещества. Исходя из суточных норм физиологической потребности человека в пищевых веществах [14], мы оценили, в какой мере включение зеленных овощей в состав фототрофного звена БСЖО сможет удовлетворить эти потребности. Как видно из данных табл.4, употребление в пищу 100 г свежих листовых овощей (или их смеси) практически полностью обеспечивает потребности человека в каротиноидах, существенной части суточной нормы кальция, калия и марганца, а также витамина С.

Таким образом, в результате проведенной работы получены данные, характеризующие рост,

1,5

пг

_l L

ПГ

J L

1

0,5 -

0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

каротиноиды

пг

пг

J L

ПГ

J L

ПГ

шпинат салат капуста

шпинат салат капуста

Рис.4. Содержание пигментов, мг/г сухой массы, в съедобной биомассе овощных листовых культур, выращенных на почвоподобном субстрате (1) и керамзите (2).

а

1

4

Таблица 4

Содержание нутриентов в 100 г сырой надземной массы зеленных культур, % от рекомендованной суточной нормы

Нутриент Суточная норма, мг Капуста Руккола Шпинат, среднее для шести сортов

с. Sensuji-kyomizuna с. Бансэи маруба

Витамин С 90 7 20 27 1

Сумма фенолов* 250 20 30 60 20

Сумма

каротиноидов ** 5 90 148 178 94

Кальций 1000 21 16 21 9

Фосфор 800 2 2 5 2

Магний 400 8 6 11 17

Калий 2500 20 15 29 24

Натрий 1300 1 1 2 2

Железо 10 12 4 4 6

Цинк 12 3 2 3 3

Медь 1 4 5 5 8

Марганец 2 16 21 10 8

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

* - сумма ß-каротин

фенолов, включая флавоноиды;

сумма каротиноидов, включая

продуктивность и накопление ряда биологически ценных веществ в биомассе зеленных культур применительно к условиям биорегенеративных систем жизнеобеспечения. Все исследованные виды овощных листовых растений, совместимые по режиму культивирования с другими представителями фототрофного звена БСЖО, сохраняли полезные свойства при выращивании на почвоподобном субстрате из минерализованных и биологически окисленных отходов растительного и животного происхождения. Установлено, что наибольшей продуктивностью съедобной биомассы отличалась листовая капуста. Шпинат характеризовался повышенным содержанием макро- и микроэлементов, особенно Mg. Листья салата накапливали больше, чем другие культуры, веществ фенольной природы, проявляющих антиоксидантную активность. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования листовых овощей в составе фототрофного звена БСЖО для обеспечения функциональной диеты человека.

Работа выполнена в рамках проекта «Интеграция биологического и физико-химического методов для повышения эффективности работы фототрофного звена биорегенеративной СЖО, включающей человека» по Программе поддержки фундаментальных исследований, выполняемых совместно организациями Уральского, Сибирского и Дальневосточного отделений РАН. Рег. № 09-С-4-1006.

Литература

1. Gitelson J.I., Lisovsky G.M., MacElroy R.D.

Manmade Closed Ecologycal Systems. New-

York: Taylor and Francis, 2003. 402 p.

2. Тихомиров АЛ., Ушакова СЛ., Лисовский Г.М. Высшие растения в искусственных экосистемах: достижения и перспективы // Современная физиология растений: от молекул до экосистем. Материалы докладов Международной конференции (в трех частях). Ч.1. Сыктывкар, 2007. С.25-26.

3. Estimation of the Stability of the Photo-synthetic Unit in the Bioregenerative Life Support System with Plant Wastes Included in Mass / A.A.Tikho-mirov, S.A.Ushakova, V.V.Velichko, I.G.Zo-lotukhin, E.S.Shklav-tsova, C.Lasseur, T.K.Go-lovko//Acta Astronautica, 2008. Vol. 63. P. 1111-1118.

4.

5.

Лисовский Г.М., Тихомиров АЛ. Оптимизация структуры фотосинтезирующего звена для замкнутой экологической системы жизнеобеспечения человека // Очерки экологической биофизики. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2003. С. 253-267.

Сравнительная оценка продуктивности некоторых зеленных культур, возможных представителей звена высших растений биорегенеративных систем жизнеобеспечения/ С.А.Ушакова, А.А.Тихомиров, В.В.Величко, Т.К.Головко, Г.Н.Табаленкова, И.Г.Захожий, В.В.Ма-тусевич //Авиакосмическая и экологическая медицина, 2010. Т.44. №3. С.42-46. Продукционный процесс и пищевая ценность зеленных культур защищенного грунта на Севере/Т.К.Головко, Г.Н.Табаленкова, И.В.Даль-кэ, И.Г.Захожий, Е.Е.Григорай, А.В.Бут-кин// Гавриш, 2010. №5. С.32-35. Лечебные свойства пищевых растений / Под ред. Т.Л.Киселевой. М.: Изд-во ФНКЭЦ ТМДЛ Росздрава, 2007. 536 c.

Методические указания по проведению разрушения органических веществ в природных, питьевых, сточных водах и пищевых продуктах на микроволновой системе «Ми-нотавр-2». 2005. 20 с.

9. Molyneux P. The Use of the Stable Free Radical Diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) for Estimating Antioxidant Activity. Songklanakarin J. Sci. Thechnol., 2004. Vol.26. №. 2. P.211-219.

10. Луковникова ГЛ., Ярош Н.П. Определение витаминов и других биологически активных веществ. Методы биохимического исследования растений. Л.: Колос, 1972. С. 87-128.

11. Причины и механизмы интоксикации нитратами и нитритами / А.И.Гоженко, В.С.До-

6.

7.

8.

** —

ренский, Е.И.Рудина, Г.Распутняк, Г.Котю-жинская, А.Л.Котюжинский, Н.Г.Славина // Медицина труда и промышленная экология, 1996. №4. С. 15-21.

12. Seginer I. A Dynamic Model for Nitrogen-stressed Letucce// Annals of Botany, 2003. Vol. 91. №. 6. P. 623-635.

13. Vermerris W., Nicholson R. Phenolic Compounds and their Effects on Human Health // Phenolic Compound Biochemistry. Springer, 2006. P. 235-255.

14. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации. МР 2.3.1.2432 -08 от 18 декабря 2008 г. 39 с.

Статья поступила в редакцию 1.11.2010.