Влияние КВЧ-излучения на всхожесть семян ячменя и на активность фермента амилазы в ячменном солоде Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

в культуре появление нетипичных быстрорастущих форм, что, по-видимому, является одной из причин диссоциации бифидобактерий. Было обнаружено, что жизнеспособность нетипичной быстрорастущей формы бифидобактерий B. bifidum 1 вар. 3 не зависит от конечной кислотности среды, в которой находится культура. Причиной этому может быть как повышенная кислотоустойчивость данной формы бактерий, так и общее снижение её активности кислотообразования.

Список литературы:

1. Младзиевская Ю.А. Совершенствование биотехнологического производства и методов контроля качества пробиотиков на основе бифидо-бактерий и лактобацилл: автореф. дисс. ... канд. биол. н. / Ю.А. Младзиевская. - СПб., 2005. - 22 с.

2. Емельяненко В.А. Влияние аутометаболитов и клеточных структур на рост Bifidobacterium bifidum 1 // Материалы 6-й Объединённой научной сессии и 2-го Международного конгресса по пробиотикам «Санкт-Петербург - Пробиотики-2009» (28-29 октября 2009 года) / В.А. Емельяненко, А.М. Королюк // Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. - 2009. - № 4.

3. Вахитов Т.Я. Ауторегуляторы роста нормальной микрофлоры, как основа для создания новых пребиотиков / Т.Я. Вахитов, Л.Н. Петров // «Пробиотические микроорганизмы - современное состояние вопроса и перспективы использования»: междун. науч.-практ. конференция памяти Г.И. Гончаровой: материалы конф., Москва, 2002. - М., 2002. - С. 17-18.

4. Вахитов Т.Я. Регуляторные функции бактериальных экзометаболи-тов на внутрипопуляционном и межвидовом уровнях: автореф. дисс. ... докт. биол. н. / Т.Я. Вахитов. - СПб., 2007. - 40 с.

ВЛИЯНИЕ КВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ НА ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН ЯЧМЕНЯ И НА АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТА АМИЛАЗЫ В ЯЧМЕННОМ СОЛОДЕ

© Калье М.И.*

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, г. Нижний Новгород

Показано влияние КВЧ-излучения с различными частотными характеристиками на лабораторную всхожесть ячменя. Изучали воздействие излучения на активность фермента амилазы и содержание сахаров в ячменном солоде.

* Аспирант кафедры Ботаники и физиологии растений.

В настоящее время накоплен большой объем экспериментального материала, свидетельствующего о чувствительности различных животных и растительных организмов к воздействию электромагнитных полей низкой интенсивности. Более того, данный вид излучения находит применение в медицине, в некоторых отраслях промышленности и сельском хозяйстве.

Одним из направлений пищевой промышленности, где может быть использовано КВЧ-излучение, является пивоваренное производство. В литературе неоднократно описывались эффекты воздействия излучения на пивоваренные дрожжи. При этом отмечена интенсификация роста путем ускорения цикла развития дрожжевых клеток, а также ускорение регенерации дрожжевой массы после брожения. Также в последнее время опубликованы работы, посвященные изучению воздействия КВЧ-излучения на ростовые показатели различных семян овощных и зерновых культур. При этом отмечалось разнонаправленное действие излучения, способное стимулировать или угнетать ростовые процессы в зависимости от его параметров [1]. Новым направлением может стать внедрение КВЧ-излучения в производство солода с целью повышения его качества.

Следует отметить, что качество солода неотъемлемо связано с процессом прорастания семян. Слишком интенсивный рост корней и проростка ведет к расходу запасных веществ эндосперма и снижению массы солода. В тоже время важна активность гидролитических ферментов, от нее зависит степень гидролиза запасных веществ эндосперма.

Крахмал является основным запасным полисахаридом семян зерновых культур, его гидролиз происходит под действием амилаз. Различают две изоформы амилаз (а и Р), участвующие в расщеплении компонентов крахмала амилозы и амилопектина до глюкозы, мальтозы и декстринов. Ферменты чутко реагируют на изменения условий проращивания [2].

Задачей данной работы является подбор параметров КВЧ-излучения (мощность, частота, экспозиция), которые при воздействии на зерно, обеспечивают лучшее качество солода.

В качестве объекта исследования была выбрана культура ячменя сорта Джин (Иогёеиш distiehon Ь.). Семена в количестве 100 шт. помещали в чашку Петри на лист фильтровальной бумаги, заливали 10 мл дистиллированной воды и замачивали 2 часа.

По истечении данного времени проводили облучение по заданным технологическим параметрам. Использовали два генератора излучения ПОРТ-ЭЛМ/НН мощность на выходе 12 мВт, частота 61,2 ГГц и ПОРТ-ЭЛМ/НН мощность на выходе 30 мВт, частота 53,56 ГГц. В процессе эксперимента применялась экспозиция облучения 5, 10, 15, 30 минут, расстояние от источника излучения до объекта оставалось постоянным и составляло 20 см.

Семена проращивались в течение 5 суток в темноте при температуре 20 С0. Далее семена использовали для приготовления солода.

В процессе эксперимента у семян определяли лабораторную всхожесть (рис. 1).

90

-О

| 60

'Й 50 к

£ 40

о 30 н я

& 20 о

хо 1а я 10

К

о

Время облучения, мин

Рис. 1. Лабораторная всхожесть ячменя при воздействии разных экспозиций излучения с частотой 61,2 ГГц и 53,56 ГГц

Из данных диаграммы видно, что излучение с частотой 61,2 ГГц существенно повлияло на всхожесть семян ячменя. При увеличении времени облучения, происходит снижение всхожести относительно контроля. Минимальное значение получено при 15 мин облучения.

Излучение с частотой 53,56 ГГц, немного снизило всхожесть при длительности облучения 5 мин. По остальным вариантам существенных различий не выявлено.

В полученном солоде определяли активность амилолитических ферментов (рис. 2).

Анализ диаграмм показывает, что под действием КВЧ-излучения с частотой 61,2 ГГц происходит снижение общей активности амилаз ячменя. Причем наименьшая активность получена при 5, 15 и 30 мин облучения. При 10 мин облучения ферментативная активность снизилась незначительно.

Следует отметить, что излучение повлияло на соотношение активности а и р-амилазы (рис. 2, 3). И если в контроле активность ферментов была примерно одинаковой, то в опытных вариантах произошли значительные изменения. Облучение в течение 5 и 10 мин способствует повышению активности а-амилазы, в то время как более длительная обработка 15 и 30 мин ее снижает активность. Обратная зависимость получена по Р-амилазе. При 5 и 10 мин облучения активность ее резко снижается, а при 15 и 30 мин снова возрастает. Такое соотношение активности вероятно связано с воздействием ферментов - протеаз. Известно, что при прораста-

нии семян латентная форма Р-амилазы активируется именно под действием этих ферментов [3]. А как показывают проведенные нами исследования, под действием КВЧ-излучения, активность протеолитических ферментов была нестабильна.

Рис. 2. Активность амилаз ячменя общая при воздействии разных экспозиций излучения с частотой 61,2 ГГц и 53,56 ГГц

Действие КВЧ-излучения с частотой 53,56 ГГц на семена ячменя привело к незначительному изменению общей активности амилаз в вариантах с 5, 10 и 15 мин обработки. 30 мин обработка спровоцировала небольшое снижение активности в 1,1 раза по сравнению с контролем.

Рис. 3. Активность а-амилазы ячменя при воздействии разных экспозиций излучения с частотой 61,2 ГГц и 53,56 ГГц

Активность а- и р-амилаз также колебалось не сильно. По а-амилазе было отмечено небольшое повышение и по Р-амилазе снижение при 10 мин облучения.

0,09

0 (контроль) 10 мин 3 0 шш

Время облучения, мин

Рис. 4. Активность р-амилазы ячменя при воздействии разных экспозиций излучения с частотой 61,2 ГГц и 53,56 ГГц

Что же касается суммарного содержания сахаров в прорастающем зерне ячменя, то под действием излучения с частотой 61,2 ГГц достоверной разницы между вариантами выявлено не было (рис. 4).

Излучение с частотой 53,56 ГГц при экспозиции 5, 15, и 30 мин способствовало повышению содержания суммы сахаров в прорастающем зерне. При 5 мин обработки отмечено превышение контрольного значения в 1,3 раза, 15 мин в 1,4 раза, 30 мин в 1,2 раза.

Увеличение суммы сахаров, возможно, связано не столько с повышением активности фермента, сколько с торможением синтетических процессов. Так при 5 и 15 мин у семян, было зафиксировано снижение длины корней и проростков, а при 5 мин отмечена тенденция снижения количе -ства корней. Следовательно, семенами было израсходовано меньшее количество сахаров.

Таким образом, можно отметить, что КВЧ-излучение с частотой 61,2 ГГц сильнее повлияло на всхожесть и амилолитическую активность ячменя, чем излучение с частотой 53,56 ГГц. Скорее всего, это связано эффектом чувствительности этой культуры к определенным частотам излучения.

Снижение всхожести, вероятно, связано с началом развития фитост-ресса под воздействием облучения и сопровождается повреждением ферментной системы и торможением гидролитических процессов.

(((контроль) 10 ыпн

Время облучения, мин Рис. 4. Содержание суммы сахаров в солоде ячменя

Экспозиция облучения КВЧ-излучением с частотой 61,2 ГГц, продолжительностью 10 мин позволяет затормозить процесс прорастания семян, не вызывая при этом значительного снижения амилолитической активности и содержания сахаров. В тоже время излучение с частотой 53,56 ГГц длительностью 5 и 15 мин, способствовало повышению содержания сахаров, не влияя на всхожесть семян. Поэтому данные экспозиции являются предпочтительными для процесса солодоращения.

Список литературы:

1. Бецкий О.В., Кислов В.В., Лебедева Н.Н. Миллиметровые волны и живые системы. - М.: САЙНС-ПРЕСС, 2004. - 272 с.

2. Технология солода / Пер. с нем. - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 504 с.

3. Кислухина О.В., Кюдулас И. Биотехнологические основы переработки растительного сырья. - Каунас. Изд-во «Технология», 1997. - 183 с.

ИЗУЧЕНИЕ КОРРЕЛЯЦИИ МЕЖДУ НЕКОТОРЫМИ МОРФОМЕТРИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ САМЦОВ ЛАБОРАТОРНЫХ МЫШЕЙ

© Мельник С.А.*

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, г. Нижний Новгород

На половозрелых самцах беспородных лабораторных мышей в возрасте 4 месяцев исследовали корреляцию между длиной тела (Ь), ано-

* Старший преподаватель кафедры Зоологии, кандидат биологических наук.