авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 15 | 16 || 18 | 19 |   ...   | 20 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ДЕПАРТАМЕНТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ...»

-- [ Страница 17 ] --

Научный руководитель – канд.биол.наук, доцент Е. М. Пыжикова ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ ВОДНЫХ РАСТЕНИЙ ВОЛГО-КАСПИЯ С ЦЕЛЬЮ СОЗДАНИЯ ЦЕННЫХ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ О. В. Новиченко Астраханский государственный университет Растительный мир Волго-Каспия богат и разнообразен, насчитывает более 700 видов и подвидов низших растений (водорослей) и 7 видов высших (травы). Из цветковых растений в фитобентосе Северного Каспия пышное развитие имеют руппия, рдест, зостера. Волго-Каспийский бассейн традиционно имел рыбохозяйственное значение, поэтому проблемы исследования высших растений Волго-Каспия с целью определения возможности их переработки и получения из них продукции до настоящего времени глубоко не изучались. Недостаточность сырьевой базы в настоящее время не позволяет наращивать объемы производства очень ценных пищевых и кормовых продуктов, медицинских и лечебно-профилактических препаратов, источником которых, как известно, являются многие организмы водного происхождения, как животные, так и растения.

На сегодняшний день воздействие человека на Каспий приобрело многообразный характер, включая загрязнение, инвазию, гидротехническое строительство и другие факторы, влияющие на биотические формы жизни. В последнее время наблюдается тенденция к зарастаемости Волго-Каспийского бассейна водной растительностью, что приводит к заболачиваемости акватории дельты Волги, снижению кормовой базы в местах нагула осетровых и частиковых видов рыб, затруднению прохода рыбы на нерестилища, ухудшению гидрологического режима [1].

Наличие данных проблем указывает на необходимость обязательного изъятия выкошенных водных растений Волго-Каспия, которые могут быть рационально переработаны с целью расширения сырьевой базы и получения новых видов продуктов различного назначения. С другой стороны известно, что некоторые водные растения имеют сбалансированный макро- и микроэлементный состав. Морские и пресноводные травы Северного Каспия и авандельты реки Волги, запасы которых представляют большой промышленный интерес, являются перспективным сырьём для получения ценных биотехнологических продуктов, так как содержат до 20 % и выше пектиновых веществ. Кроме того, они синтезируют большое количество биологически активных веществ, не встречающихся в наземных растениях. Уникальный состав и комплекс биологически активных веществ высших водных растений определяет широкий спектр их применения и вызывает особый интерес специалистов пищевой промышленности и медицины [2, 3].

На основании вышеизложенного целью исследований явилось изучение химического и, в частности, углеводного состава морских и пресноводных растений Северного Каспия и дельты реки Волги с целью создания биотехнологических препаратов для нужд косметологии. Объектами исследования явились образцы зостеры каспийской и рдеста пронзеннолистного, которые были изъяты из воды, промыты, высушены в естественных условиях. Основная работа была осуществлена в лабораторных условиях в Астраханском государственном техническом университете. Дальнейшие исследования проводятся в лаборатории биотехнологий Астраханского государственного университета.

Результаты опытов по определению химического и углеводного составов свидетельствуют о том, что содержание воды в воздушно-сухой траве зостере составляет около 10,4 %. Сухое вещество морской травы (89,6 %) состоит из органических веществ: золы (21,5 %), азотистых веществ, растворимых и нерастворимых в воде углеводов. Содержание растворимых углеводов составляет 6,5 %, после гидролиза морской травы их содержание возрастает до 12,3 %, пектина (18,7 %), клетчатки (16,5 %). Содержание эфирорастворимых веществ составляет порядка 3,1 %, количество общего азота в сухом веществе незначительно (6,9 %).

В составе рдеста пронзённолистного содержится значительное количество углеводов, включающих, в частности, клетчатку – 19,7 % и пектиновые вещества – 18,4 %, а также легкогидролизуемые и растворимые углеводы в количестве 11,2 % и 9,6 % соответственно [4, 5].

Таким образом, высокий уровень углеводов и минеральных веществ зостеры каспийской и рдеста пронзеннолистного указывает на возможность их использования в качестве ценного сырья для переработки.

Литература 1. М. И. Исмагулов. Растительность авандельты реки Волги. – М.: Наука, 1999 г.

2. И. В. Кизеветтер. Биохимия сырья водного происхождения. – М.: Пищевая пром-ть, 1983.

3. В. П. Быков. Справочник по химическому составу и технологическим свойствам водорослей, беспозвоночных и морских млекопитающих. – М.: Изд-во ВНИРО, 1999.

4. О. В. Новиченко, М. А. Егоров. Обоснование применения экстрактов из высших водных растений для нужд косметологии // Экокультура и фитобиотехнологии улучшения качества жизни на Каспии:

материалы Международной конференции с элементами научной школы для молодежи (г. Астрахань, 7- декабря 2010 г.). – 2010 г. – Стр. 345-348.

5. О. В. Астафьева, О. В. Новиченко. Применение экстрактов из высших водных и наземных растений Астраханского региона для нужд косметологии // VI Московский международный конгресс «Биотехнология:

состояние и перспективы развития»: материалы VI Московского международного конгресса, часть (Москва, 21-25 марта, 2011 г.). – 2011 г. – Стр. 307-308.

Научный руководитель – д-р биол. наук, проф. М. А. Егоров ФАРМАКОГНОСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ FILIPENDULA HEXAPETALA GILIB.

И СРАВНЕНИЕ С FILIPENDULA ULMARIA L.

Е. О. Кокорева Новосибирский государственный медицинский университет Лабазник вязолистный (Filipendula ulmaria L.) используется в официальной и народной медицине в качестве успокаивающего и противосудорожного, противоязвенного, противоревматического средства.





Настои травы лабазника обладают выраженными противосвёртывающими и противодиабетическими свойствами. Эти эффекты связывают с присутствием в суммарном извлечении спектра биологически активных соединений (БАС), в т. ч. комплекса полисахаридов. Наряду с л. вязолистным в Сибирском регионе произрастает лабазник шестилепестный (Filipendula hexapetala Gilib.). Исходя из принципа филогенетического родства, можно предположить, что л. шестилепестный будет содержать сходные БАС в сравнимых количествах и, следовательно, обладать близкой фармакологической активностью.

Основной целью работы являлся сравнительный анализ полисахаридного комплекса, выделенного из л. шестилепестного и л. вязолистного. Объектом исследования служили надземные части растений, собранных в фазе цветения на остепнённых лугах на территории Искитимского района Новосибирской области. Общее содержание полисахаридов определяли гравиметрически: получали водный экстракт с последующим осаждением водорастворимых полисахаридов 96 % спиртом этиловым.

Для исследования моносахаридного состава применяли метод ступенчатой экстракции. На первом этапе извлекали свободные сахара, используя в качестве экстрагента 80 % спирт этиловый. Полученный спиртовой экстракт был использован для определения свободных углеводов на спектрофотометре СФ- при длине волны 424 нм после реакции экстракта с 0,2 % раствором антрона в кислоте серной концентрированной. Остаток сырья после спиртовой экстракции заливали водой очищенной, из полученного извлечения осаждали спиртом водорастворимые полисахариды (ВРПСХ), Полученный осадок подвергали кислотному гидролизу и определяли содержание водорастворимых полисахаридов в пересчете на моносахариды на спектрофотометре.

Остаток сырья после водной экстракции заливали водой очищенной, подкисленной кислотой хлористоводородной, осаждали 96 % спиртом этиловым пектиновые вещества и проводили определение их содержания аналогично вышеуказанной методике.

Дополнительно определяли моносахаридный состав полисахаридов методом ВЭЖХ после проведения кислотного гидролиза образца.

Сравнительное содержание полисахаридов в сырье л. вязолистного и л. шестилепестного Полисахариды, % Пектины, % Glu, % Arа, % Gal, % Xyl, % Слизи, % Гравиметрический анализ л. шестилепестный 8,1 5, л. вязолистный 9,2 4, Спектрофотомерия л. шестилепестный 4,6** 6,3*** 4,8* 0, л. вязолистный 3,8 7,2 5,5 0, ВЭЖХ л. шестилепестный 7,0 1,4 2,7 1,6 1, л. вязолистный 8,5 2,0 3,1 1,4 1, Glu – глюкоза;

Ara – арабиноза;

Gal – галактоза;

Xyl – ксилоза;

4,8* – ВРПСХ в пересчете на арабинозу;

4,6** – Пектины в пересчете на галактуроновую кислоту;

6,3*** – Свободные сахара в пересчете на глюкозу.

Выводы 1. Л. вязолистный и л. шестилепестный имеют близкий моносахаридный состав водорастворимых полисахаридов представленный глюкозой, арабинозой, галактозой и ксилозой, хотя количественное содержание несколько различается.

2. В качестве метода стандартизации по содержанию действующих веществ в сырье лабазников может быть рекомендован спектрофотометрический метод.

Научный руководитель – канд. техн. наук Д. С. Круглов ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА, ОБЛАДАЮЩИЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТЬЮ М. А. Ромакина Дальневосточная государственная социально-гуманитарная академия, г. Биробиджан В процессе жизнедеятельности организмов образуются активные формы кислорода (АФК), такие как супероксидный анион, перекись водорода, гидроксильный радикал. На их образование могут влиять неблагоприятная экологическая ситуация, стрессо-эмоциональные нервные перегрузки, неправильное питание современного городского жителя, насыщенное рафинированными продуктами и пищевыми добавками, курение и воздействие бытовых химикатов. Если воздействие перечисленных неблагоприятных факторов на кожу приводит к ранним морщинам, то в кровеносных сосудах провоцируется атеросклероз и т. д. Усиление свободнорадикального окисления ведёт к ответной реакции антиоксидантной системы.

Сложная многокомпонентная антиоксидантная система обеспечивает связь и модификацию радикалов, разрушение перекисей и предупреждение их образования [1]. Одним из лучших способов укрепления системы естественной антиоксидантной защиты организма является диета, богатая фруктами, овощами и ягодами. Однако специфика расположения Дальнего Востока России (ДВР) не позволяет его жителю использовать эти продукты в ежедневном рационе, насыщенном крахмальными и белковыми продуктами.

Добавление экзогенных антиоксидантов может давать положительный эффект, поэтому в последнее время особую актуальность приобрели исследования, связанные с поиском и анализом возможности постановки фармакодиетической защиты организма человека от свободных радикалов на основе растительного сырья Еврейской автономной области (ЕАО). Исследований по антиоксидантной активности в ЕАО ранее не производилось, поэтому представляется актуальным исследовать данную активность лекарственных растений ДВР.

Цель – провести качественную и количественную оценку полифенольных веществ лекарственных растений ЕАО, обладающих антиоксидантной активностью. Для суммарного определения полифенольных веществ в лекарственных растениях используется метод Левенталя, основанный на способности этих веществ легко окисляться перманганатом калия в кислой среде при комнатной температуре.

Полифенолы являются одними из самых мощных антиоксидантов, известных в природе. К этой группе относятся флавоноиды (физиологически активные вещества многих плодов, ягод, овощей и дикорастущих растений). Эти вещества выполняют роль защитных барьеров на пути химических, термических факторов среды, а также болезнетворных воздействий [1].

В настоящей работе был поставлен эксперимент по установлению концентрации полифенольных веществ растительного происхождения в лекарственных растениях Дальнего Востока, которые можно использовать для фармакодиетической защиты организма от воздействия свободнорадикального фактора.

В качестве материала были взяты образцы растений аралии маньчжурской (Aralia mandshuricа), шиповника даурского (Rosa davurica), лимонника китайского (Schisandra chinensis), элеутерококка колючего (Eleutherococcus senticosus) и боярышника даурского (Crataegus dahurica) – сухие части, водно-спиртовые настойки и экстракты, ягоды. Результаты исследования представлены на диаграммах.

Содержание полифенольных веществ в сухих частях (А) и в водно-спиртовых настойках и экстрактах;

(Б) лекарственных растений ДВ (мг/г) Суточная потребность организма в полифенолах составляет не менее 100 мг на 1 человека [2]. Поэтому на основании результатов поставленного эксперимента можно рекомендовать для антиоксидантной терапии и фармакодиетической защиты от хронического воздействия вредных факторов не менее 3,5-4 г лекарственных растений в сутки. При меньшем употреблении растительных антиоксидантов могут наблюдаться свободнорадикальные повреждения на уровне биохимии клеток организма человека.

Литература 1. Н. Ю. Келина. Органическая и биологическая химия в схемах и таблицах.– Ростов н/Д: Феникс, 2008.

2. А. А. Королев. Медицинская экология. – М.: «Академия», 2003.

Научный руководитель – канд. хим. наук, доцент В. Ю. Поляков ИЗУЧЕНИЕ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ ПОЛЫНИ ХОЛОДНОЙ, ПОЛЫНИ СЕРОЙ И ПОЛЫНИ СИВЕРСА СИБИРСКОГО РЕГИОНА Е. С. Пушкарева Институт цветных металлов и материаловедения, Сибирский федеральный университет, г. Красноярск Поиск новых видов лекарственного растительного сырья перспективен, прежде всего, среди близкородственных видов растений. Интересным в этом отношении по своему многообразию, распространению и сырьевым запасам является род полыни Artemisia L., представителей которого насчитывается в Сибири 84 вида [1]. Фармакологические свойства растений рода полыни связывают с содержанием в них эфирных масел, поэтому представляется интересным изучить их компонентный состав, бактерицидную и антиоксидантную активность.

В настоящей работе исследовали эфирные масла полыни Сиверса (Artemisia sieversiana), полыни серой (Artemisia glauca) и полыни холодной (Artemisia frigida), собранных на юге Красноярского края.

Выделение эфирных масел проводили методом исчерпывающей гидропародистилляции. Масло полыни Сиверса выделяли в течение 21 часа, выделенное масло было тёмно-синего цвета. Масло полыни холодной получали в течение 11 часов, полыни серой – 17 часов, цвет масел – зеленый и коричневый соответственно.

В работе проследили динамику выделения эфирных масел. В течение первых часов наблюдался быстрый выход фракций эфирного масла, что свидетельствует о наличии легколетучих компонентов. Затем выделение фракций происходило медленно, так как последние фракции содержат большое количество труднолетучих компонентов, что замедляет выделение эфирного масла.

Компонентный состав полученных эфирных масел и их отдельных фракций исследовали методом хромато-масс-спектрометрии (ХМС) [2]. В масле полыни серой идентифицировали 62 компонента (99,2 %), полыни холодной – 74 компонента (94,7 %) и полыни Сиверса – 53 компонента (95,9 %), содержание которых составило более 0,1 % от цельного масла. Основные компоненты масла полыни холодной – камфора (47,20 %), 1,8-цинеол (8,30 %), борнеол (6,95 %), масла полыни серой – бензилдиацетилен (6,13 %), метил эвгенол (20,65 %), ар-куркумен (9,35 %), капиллен (16,56 %), масла полыни Сиверса – -пинен (8,58 %), 1,8-цинеол (27,68 %), -дегидро-ар-гимакален (9,02 %).

Методом серийных разведений в бульоне [3] определили минимальную подавляющую концентрацию эфирных масел по отношению к условно-патогенным микроорганизмам. Полученные результаты указывают на наличие бактерицидной активности у эфирных масел полыней. Наиболее эффективно все изученные масла действуют на грамположительные бактерии Staphylococcus aureus (MRSA), Staphylococcus aureus ATCC. Слабее всего они подавляют рост грамотрицательных бактерий Klebsiella pneumoniae БЛРС+, Proteus vulgaris, Escherichia coli O51, Pseudomonas aeruginosa ATCC.

Минимальная подавляющая концентрация эфирных масел полыней (мкг/мл) Klebsiella Proteus Escherichia Pseudomonas Staphylococcus Staphylococcus pneumoniae vulgaris coli O51 aeruginosa ATCC aureus (MRSA) aureus ATCC БЛРС+ Эф. масло 0,33 5,31 2,66 10,63 0,66 0, полыни холодной Эф. масло 2,66 1,33 85 5,31 1,33 0, полыни серой Эф. масло 2,66 21,25 5,31 5,31 1,33 0, полыни Сиверса В пересчете на кверцетин рассчитали суммарное содержание антиоксидантов в цельном масле, которое составило 782 мг/л в масле полыни холодной и 1067 мг/л в масле полыни Сиверса. Результаты свидетельствуют о высокой антиоксидантной активности исследуемых эфирных масел.

Литература 1. В. П. Амельченко. Биосистематика полыней Сибири. – Кемерово: КРЭОО «Ирбис», 2006.

2. А. В. Ткачев. Исследование летучих веществ растений. Новосибирск: Офсет, 2008.

3. С. В. Сур. Состав эфирных масел лекарственных растений //Растительные ресурсы. – 1993. – Т. 29. – Вып. 1 – С. 98–117.

Научный руководитель – д-р хим. наук, проф. А. А. Ефремов ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ НАКОПЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ ВИТАМИННОЙ ПРИРОДЫ В РАСТЕНИЯХ А. В. Тазьмина Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова, г. Абакан Во многих литературных источниках по тематике лекарственных растений отмечается наличие биологически активных веществ, но не всегда указывается их количество [1]. Мало сведений о зависимости содержания веществ витаминной природы от места произрастания и климатических факторов. Цель настоящей работы – изучение динамики накопления витаминов С, Р и провитамина-каротина в онтогенезе у растений, произрастающих в разных фитоценотических условиях.

Материалом исследования служила надземная часть растений, собранных в июне–сентябре 2011 года в Хакасии в степных и лесных условиях Аскизского района: вероника длиннолистная (Veronica longifolia L.), полынь горькая (Artemsia absnthium), полынь обыкновенная (Artemsia vulgaris), володушка золотистая (Bupleurum longiforium L.) и клевер луговой (Trifolium pretense). Нами были изучены растения в трех возрастных состояниях: 1 – фаза бутонизации (начало июня), 2 – фаза цветения (июнь-июль), 3 – фаза плодоношения (август-сентябрь). Содержание витаминов С и Р определяли титриметрическим методом (йодометрия и перманганатометрия соответственно), а каротин – фотоколориметрическим методом анализа по Цирелю.

Динамика накопления витаминов в дикорастущих растениях Содержание витаминов (в пересчете на абсолютно сухое вещество) степь лес Название Вит. С, мг% Вит. Р, мг% Каротин, мг/кг растения Фазы онтогенеза 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 Вероника 36,3 41,6 33,5 4 60,1 8 29,1 32,1 25,0 61,0 72,7 62, длиннолистная ±0,9 ±0,5 ±0,7 ±0,2 ±0,4 ±0,2 ±0,2 ±0,2 ±0,2 ±0,4 ±0,2 ±0, Полынь 20,1 28,4 18,2 18,1 28,4 17,1 11,1 17,1 15,1 25,4 31,3 29, обыкновенная ±0,2 ±0,3 ±0,6 ±0,3 ±0,8 ±0,4 ±0,3 ±0,2 ±0,4 ±0,2 ±0,4 ±0, 20,3 39,3 19,2 18,3 25,5 16,2 20 28,5 23,0 44,0 46,2 40, Полынь горькая ±0,6 ±0,8 ±0,5 ±0,2 ±0,5 ±0,5 ±0,2 ±0,4 ±0,2 ±0,2 ±0,2 ±0, Володушка 24,2 30,6 33,1 25,4 32,0 26,1 20,0 25,2 21,0 50,0 57,0 52, золотистая ±0,5 ±0,6 ±0,4 ±0,2 ±0,2 ±0,4 ±0,4 ±0,4 ±0,2 ±0,2 ±0,2 ±0, 10,1 13,1 12,2 8,0 16,1 10,0 21,0 28,0 25,3 60,0 67,1 61, Клевер луговой ±0,4 ±0,2 ±0,2 ±0,3 ±0,2 ±0,2 ±0,2 ±0,2 ±0,2 ±0,4 ±0,2 ±0, Проведенный анализ показал, что в растениях, собранных в фазу цветения, происходит наибольшее накопление аскорбиновой кислоты, содержание которой затем резко уменьшается. Динамика изменения каротина показала, что содержание последнего наибольшее в генеративную фазу (цветения), и при этом значительно выше у растений леса, чем степи. При изучении динамики накопления флавоноидов в онтогенезе витаминсодержащих растений было установлено увеличение содержания этих веществ с увеличением возраста растения до постгенеративного периода исключительно, что согласуется с литературными данными [2]. Полученные результаты могут служить дополнительной информацией для тех, кто изучает лекарственные растения с целью использования их в лечении заболеваний.

Литература 1. Е. С. Анкипович. Каталог флоры Республики Хакасия – Барнаул: Алтайский госуниверситет, 1999.

2. С. В. Ломбоева. Л. М Танхаева, Л. Н. Оленников. Динамика накопления флавоноидов в надземной части ортилии однобокой // Химия растительного сырья, 2008 – № 3 – Стр.83- Научный руководитель – канд. хим. наук, доцент Е. С. Мухина СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В КОРНЯХ ОДУВАНЧИКА ЛЕКАРСТВЕННОГО, ПРОИЗРАСТАЮЩЕГО НА РЕКУЛЬТИВИРУЕМЫХ ЗЕМЛЯХ КЕДРОВСКОГО РАЗРЕЗА СЕВЕРНОГО КУЗБАССА О. В. Салагаева Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт Земли, нарушенные шахтами и разрезами Северного Кузбасса, к каким относится и Кедровский разрез, преимущественно относятся к лесной и, отчасти, к лесостепной зонам. За счёт увеличения площади нарушенных земель происходит уменьшение не только сельхозугодий, но и сокращаются места естественного обитания полезных дикорастущих растений, в том числе и лекарственных [1].

Однако на рекультивируемых землях произрастают ценные лекарственные растения, такие как тысячелистник обыкновенный, мать-и-мачеха, подорожник большой, донник лекарственный, горец птичий, горец водяной, череда трёхраздельная, лопух войлочный, одуванчик лекарственный и др. Поэтому изучение их качественных и гигиенических показателей позволит рекомендовать данные земли для заготовки лекарственного растительного сырья. Особенно это актуально для Кемеровской области, где заготовка местного лекарственного растительного сырья в последнее время почти полностью прекратилась [2].

Объектом нашего исследования служил одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.), который широко используется в научной и народной медицине для лечения и профилактики многих заболеваний.

Лекарственным сырьём в медицинской практике служит корень одуванчика [3].

Цель наших исследований – определить в корне одуванчика концентрацию восьми наиболее токсичных тяжёлых металлов: кобальт, медь, марганец, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть.

Исследования проводились в 2010 г. на базе аккредитованной лаборатории ФГУ ЦАС «Кемеровский».

Сбор сырья осуществлялся в летний период согласно общепринятой методике. Видимых признаков угнетения тяжёлыми металлами растений не наблюдалось. Пробы лекарственного сырья отбирали с так называемых элементарных площадок размером 0,25–1 м2. Отбор проб для проведения экспериментов проводили с помощью выделения средней пробы методом квартования в соответствии с ГОСТ 24.027.0-80.

Допустимые отклонения в массе средней пробы не превышают ±10 %, согласно ГФ Х1 [4].

Содержание тяжелых металлов определялось атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре AAS-30 фирмы Karl Ceis Jena. Анализ проводился в соответствии с ГОСТ 27996–88. Данные обрабатывались с использованием стандартных статистических методов (см. таблицу).

Среднее содержание тяжелых металлов в корнях одуванчика лекарственного (в мг/кг абс. сух. сырья) Элементы Сo Cu Mn Zn Pb Cd Ni Hg 1,59 5,32 28,27 7,01 1,54 0,12 4,19 0, ПДК (СанПиН 2.3.2.560-2002) - - - - 6,0 1,0 - 0, Гигиеническая оценка содержания тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье сравнивалась с ПДК этих веществ в пищевых продуктах, так как на сегодняшний день не разработаны соответствующие нормативы для лекарственных растений [5,6].

Таким образом, в результате проведенных исследований было установлено, что содержание тяжелых металлов в корнях одуванчика лекарственного находится в пределах допустимых значений, принятых для биологически активных добавок к пище на растительной основе СанПиН 2.3.2.560-2002.

Литература 1. Г. К. Агеенко. Созидая, не разрушай, или что мы оставим потомкам. – Кемерово, 2004.

2. Н. О. Егорова, П. В. Кульпин. Изучение видового состава лекарственных растений, произрастающих на рекультивируемых землях юга Кузбасса // Медицина в Кузбассе. – Кемерово, 2009. – № 7. – стр. 48-49.

3. В. Г. Минаева. Лекарственные растения Сибири. – Новосибирск: Наука, 1991.

4. Государственная фармакопея СССР: Вып. 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырьё. – М., 1989.

5. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.3.2.1078-01. – М.: Минздрав России, 2002.

6. И. В. Гравель, Н. В. Петров, И. А. Самылина и др. Определение содержания тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье // Фармация. – 2008. – № 7. – Стр.3-5.

Научный руководитель – канд. биол. наук И. Н. Егорова ЭКСТРАКЦИЯ СЫРЬЯ КОРНЯ ШЛЕМНИКА БАЙКАЛЬСКОГО SCUTELLARIA BAICALENSIS GEORGI УЛЬТРАЗВУКОВЫМ МЕТОДОМ П. С. Колбин Владивостокский государственный университет экономики и сервиса Институт информатики, инноваций и бизнес систем Как показывают многочисленные исследования [1;

2;

3] из природного сырья растительного и животного происхождения можно извлекать практически все известные соединения. При использовании ультразвуковой экстракции, с сокращением длительности процесса в 10-100 раз, извлекаются флавоноиды, дубильные вещества, фенолгликозиды, связанные кумарины, фенолкарбоновые кислоты. Кинетика ультразвуковой экстракции биологически активных веществ зависит от их принадлежности к определённой химической группе, а степень извлечения растёт в ряду масла – алкалоиды – фуранохромоны – сесквитерпены – флавоноиды – сапонины – таниды – гликозиды – иридоиды. При этом наблюдается не только ускорение процессов во времени, но и увеличение, по сравнению с другими способами экстрагирования, выхода биологически активного вещества [4].

Выход готовой продукции при ультразвуковом (УЗ) экстрагировании в значительной степени зависит от параметров озвучивания: соотношения сырья и экстрагента и значения интенсивности УЗ. Практический опыт использования УЗ для извлечения биологически активных веществ из растений подтверждает его экономическую выгоду по сравнению с другими способами в отношении сокращения времени процесса на 1–2 порядка и увеличения выхода основного продукта. При этом полученные препараты удовлетворяют всем требованиям государственной фармакопеи [5].

Цель настоящей работы – установить оптимальные условия экстракции флавоноидов (способ экстракции, тип растворителя, соотношение сырье : экстрагент, температура и продолжительность экстракции). Используя результаты предшествующих исследований по определению оптимальных параметров экстракции сырья корня Параметры ультразвуковой экстракции сырья ш. байкальского, нами были установлены корня ш. байкальского параметры ультразвуковой экстракции Параметр Значение изучаемого сырья.

Степень измельчения сырья 0,5 – 1 мм Существенное превышение времени Тип экстрагента очищенная вода озвучивания (1 час и более) не повышает выход действующих веществ, но заметно Соотношение сырье;

экстрагент 1: влияет на их стабильность вследствие Температура экстракции 40-50 °С действия на них кавитационных процессов. Время экстракции 15 мин + 20;

30;

40 мин.

После истечения времени звукового воздействия полученные экстракты высушивали на сублимационной сушке и определяли качественный и количественный состав методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Хроматографический анализ показал наличие байкалина (15,8;

16,2;

16,2 %) что практически совпадает с данными, полученными при экстракции без применения УЗ (16,0 %). Степень извлечения минорных флавоноидов (13,1;

12,2;

9,4 %) также близка к ранее полученным результатам (11,9 %). В варианте сорокаминутного воздействия ультразвука, наблюдается некоторое снижение выхода минорных флавоноидов, в частности: скутеллярина, вогонина-7-G, байкалеина, что, возможно, объясняется действием кавитации.

Полученные результаты свидетельствуют о пригодности данного метода экстракции, бесспорным преимуществом которого является существенное снижение времени экстракции с 4 часов до 40–60 минут.

Литература 1. А. В. Жучков. Ультразвуковая экстракция из фармацевтического сырья / Материалы XLIII отчетной научной конференции за 2004 г. – Воронеж: Б.И, 2004.

2. В. Л. Кудряшов. Эффективность и проблемы применения ультразвука в технологических линиях пищевой промышленности / Технологические аспекты комплексной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве экологически безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения:

труды научно-практической конференции, Углич, 11-14 сент. 2002 г. – Углич: Б.И, 2002. – 249-252 с.

3. Д. И. Поверин, А. Д. Поверин. Ультразвуковая экстракция в промышленном производстве инстантных форм растительных субстратов // Пиво и напитки, 2006. – № 1. – 18–20 c.

4. C. А. Минина, И. Е. Каухова. Химия и технология фитопрепаратов. Учебное пособие. – СПб.:

ГЭОТАР-Медиа, 2004.

5. С. Н. Цыганок, А. В. Шалунов. Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленности, сельском и домашнем хозяйстве. – Барнаул: АлтГТУ, 2007.

Научный руководитель – канд., биол. наук А. Ю. Маняхин ВЛИЯНИЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕПЛОДОВЫХ ЧАСТЕЙ ОБЛЕПИХИ НА ЭКСТРАКЦИЮ СЕРОТОНИНА Д. А. Рычков Новосибирский государственный университет Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН Современной тенденцией развития химии природных объектов является применение механохимических методов в переработке растительного и другого биогенного сырья с целью получения биологически активных веществ. Содержание этих компонентов в растительном сырье гораздо меньше содержания основных компонентов, обычно находится на уровне единиц процентов.

Биогенный амин – серотонин – участвует во многих физиологических процессах растений и животных.

Преимущественно серотонин получают синтетически, однако данный способ является дорогим. Многие растения, такие как облепиха (Hippophae L.), содержат в своем составе до 1% серотонина. В данной работе использовались неплодовые части растения, являющиеся возобновляемым ресурсом, не задействованным в традиционной химической технологии.

Цель работы – изучение влияния механохимической активации на процесс экстракции серотонина из древесной дисперсии облепихи, сравнение твердофазных и жидкофазных методов обработки растительного сырья кислотами, изучение содержания серотонина в облепихе в зависимости от сорта и времени сбора образцов.

Определены оптимальные составы и условия механохимической активации твёрдых смесей, в частности зависимость содержания серотонина в водном экстракте от силы (pKa1) кислоты, используемой в данном процессе. Показана возможность применения ряда органических кислот. Выявлены недостатки традиционных жидкофазных методов и показаны перспективы твердофазных. Определено процентное содержание серотонина в образцах различных сортов облепихи в различные периоды времени, что в сочетании с данными о приросте биомассы в будущем определит сырьевую базу новой технологии.

Работа выполнена при финансовой поддержке CRDF (RUX0-008-NO-06) и Минобрнауки РФ (РНП.2.2.2.2/340).

Научный руководитель – д-р хим. наук, проф. О. И. Ломовский ПОЛУЧЕНИЕ АНТОЦИАНОВОГО КРАСИТЕЛЯ АМАРАНТИНА ИЗ РАСТЕНИЙ РОДА AMARANTHUS В КАЧЕСТВЕ АЛЬТЕРНАТИВЫ СИНТЕТИЧЕСКИМ КРАСИТЕЛЯМ Н. А. Момот Ульяновский государственный университет Безвредность большинства натуральных красителей не вызывает сомнений, так как в ходе эволюции человеческий организм адаптировался к природным пищевым компонентам. Производство натуральных красителей в настоящее время ограничено, в то же время различные отрасли промышленности испытывают большую потребность в колорантах из-за запрещения использования ряда синтетических соединений.

Поэтому разработка новых методов получения натуральных красителей является актуальной проблемой.

Целью настоящей работы является разработка технологии получения антоциановых красителей с улучшенными технологическими характеристиками из листьев и цветков растения амарант (Amaranthus caudatus, Amaranthus paniculatus), изучение их свойств и возможности применения в пищевой и текстильной промышленности. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи: исследовать различные условия экстрагирования антоциановых пигментов из растительного сырья с целью извлечения максимального количества красящих веществ;

исследовать стабильность окраски получаемых антоциановых красителей при хранении, в присутствии органических кислот и при различной кислотности среды.

Антоцианы – пигменты из группы водорастворимых флавоноидов, содержащихся в клеточном соке цветов, плодов и листьев растений и окрашивающих их в различные цвета. Красно-фиолетовый алкалоид бетацианин, выделенный из краснолистных видов амаранта и получивший название амарантин, является азотсодержащим гетероциклическим соединением. Его эмпирическая формула – C29H31N2O19 [1].

В соответствии с поставленными задачами был проведен ряд опытов по получению экстракта красителя из соцветий и листьев растений Amaranthus caudatus и Amaranthus paniculatus в различных соотношениях.

В качестве растворителя использовалась дистиллированная вода. Максимальный выход красителя получили при использовании растений, собранных в период от 2 до 3 недель после цветения. Растения использовались в сухом и сыром виде. Экстракцию измельченного сырья проводили дистиллированной водой в соотношении 1:2 для свежих (сырых) растений и 1:10 для высушенных. Было произведено центрифугирование полученных растворов красителя и отделение осадка методом декантации. Затем осадок высушивался в термостате при t = 30 °C, так как при более высокой температуре ускоряется деструкция, приводящая к образованию тёмно-коричневых полимеров.

В качестве примера приводим экспериментальные результаты экстракции красителя из сухих соцветий растения Amaranthus caudatus.

Экспериментальные результаты Масса Объем Объем раствора Масса сухого № pH раствора Выход, % соцветий, г H2O, мл красителя, мл вещества, г 1 5 50 22 6 0,025 0, 2 10 100 74 6 0,075 0, 3 15 150 84 5 0,079 0, 4 17 170 126 5 0,118 0, 5 20 200 148 6 0,141 0, При pH = 10 красно-фиолетовая окраска раствора красителя переходит в синюю, а при pH ниже 3 – в жёлтую [2]. В отсутствии кислорода раствор красителя хранится без изменения окраски более года.

В результате проведенных исследований установлено, что продолжительность экстракции колеблется в больших пределах – 0,5-48 ч в зависимости от вида сырья и способа экстрагирования. Максимальный выход красителя получили при экстракции сухих соцветий растения Amaranthus caudatus в соотношении 1:10.

Литература 1. 3. Гауптман, Ю. Грефе, X. Ремане. Органическая химия, пер. с нем., М., 1979.

2. В.Ф. Бородкин. Химия красителей. М.: Химия, 1981. – Стр. 248.

Научный руководитель – канд. хим. наук, доцент Л. А. Михеева ПРИМЕНЕНИЕ ЭКСТРАКТОВ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО В КАЧЕСТВЕ АНТИСТРЕССОВОГО ПРЕПАРАТА ДЛЯ ЗАМАЧИВАНИЯ СЕМЯН А. А. Григорьева Технический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета в г. Нерюнгри, Республика Саха - Якутия Идея нашей работы заключается в использовании экстрактов растений, произрастающих в суровых условиях Южной Якутии, в частности клевера лугового, в качестве источников биологически активных веществ, повышающих устойчивость к неблагоприятным условиям.

Клевер луговой, или клевер красный (Trifolium pratnse L.), содержит эфирное и жирное масла, дубильные вещества, гликозиды трифолин и изотрифолин, органические кислоты (n-кумаровая, салициловая, кетоглутаровая), ситостеролы, изофлавоны, смолы, витамины (аскорбиновая кислота, тиамин, рибофлавин, каротин, токоферол) (Телятьев В. В., 1991). В траве и цветках найдены флавоны и флавонолы (кемпферол, кверцетин, пратолетин и др.), изофлавоны (генистеин, формононетин и др.) Богатый химический состав растения обусловливает его широкое применение в народной медицине, косметологии, гомеопатии.

Цель нашего исследования – выявить возможность использования экстрактов клевера лугового в качестве средства, снимающего состояние стресса у растений, повышающего их устойчивость к такому неблагоприятному фактору как пониженные температуры.

Растительное сырье (цветочные головки и верхушки стеблей клевера) собирали в фазу цветения с солнечных склонов и высушивали при температуре 60 оС. Из высушенных частей растений готовили экстракты методом потенцирования (десятичных разведений, Д1…Д10) и динамизации.

Объектом исследования явились семена огурцов, которые замачивали в растворах экстракта клевера в течение 24 ч, после чего высаживали в чашки Петри на фильтровальную бумагу. Стрессовые условия моделировали следующим образом: «Нормальные условия» - фильтровальную бумагу смачивали дистиллированной водой, растения выращивали при температуре 20 оС;

«пониженные температуры» фильтровальную бумагу смачивали дистиллированной водой, растения выращивали 3 дня при температуре 20 оС, затем 5 дней – при температуре 5 оС, а затем еще 6 дней – при температуре 20 оС. Контролем служили семена, замоченные в воде. Измерения проростков проводили через 14 дней.

Результаты исследований. Проращивание семян при пониженных температурах отрицательно сказалось на формировании молодых проростков, что выразилось в уменьшении длины и утолщении побега.

Главный корень практически не развивался, корневая система имела вид мочковатой.

Положительное действие экстрактов клевера лугового отмечено для варианта Д2 (рис.1). Внешние признаки стресса устранены полностью, проростки имеют нормальный вид, корневая система хорошо развита, отмечено большое количество боковых корней. В целом длина побега превосходила контрольный вариант на 216 %, длина корня – на 75%, всхожесть семян увеличилась в 2 раза.

Действие экстрактов клевера лугового Таким образом, экстракты клевера лугового можно рекомендовать в качестве антистрессовых препаратов для замачивания семян культурных растений. Наиболее эффективными являются растворы второго разведения.

Научный руководитель – канд. сель.-хоз. наук Н. В. Зайцева ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ МУЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ Е. Ю. Вольф, К. Н. Корнева Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова Питание – один из важнейших факторов связи человека с внешней средой. Обеспечение экологической безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов – одно из основных направлений, определяющих здоровье населения и сохранение его генофонда [1].

Мировые тенденции в области экологически чистого питания связаны с созданием ассортимента обогащённых продуктов, содержащих пищевые волокна, витамины, минеральные вещества, полиненасыщенные жирные кислоты, антиоксиданты и другие нутриенты. Продукты направленного действия должны органично войти как в состав традиционного национального питания, так и в структуру производства пищевых продуктов. Приоритетным направлением является использование местного дикорастущего и культивируемого растительного сырья, содержащего в своём составе широкий спектр биологически активных веществ, в том числе витаминов, микроэлементов, алкалоидов, флавоноидов и др.

Сложный природный комплекс веществ восполняет потребности организма в эссенциальных нутриентах, повышает его сопротивляемость к вредным воздействиям окружающей среды.

Целью нашего исследования являлось определение рекомендуемой концентрации порошка топинамбура (ПТб) с помощью методики планирования эксперимента [2,3] в производстве блинчиков с заменой части муки на ПТб.

Графическая интерпретация функций влияния количества вносимой добавки и других компонентов на органолептические показатели, активную кислотность блинчиков с ПТб позволила определить факторную область рациональных режимов внесения муки, жидкости (молоко+вода) и ПТб.

В результате математических расчётов нами получены два уравнения:

О = 131,1 – 4,7М – 0,7V – 6,6D + 0,1МV + 0,2МD + 0,1VD – 0,1МVD (1);

Р = 3,1 – 0,7М – 0,1V – 1D + 0,1 МV + 0,1МD – 0,1VD – 0,1МVD (2), где D - количество вносимой добавки ПТб, г;

М - количество вносимой муки, г;

V - количество вносимой жидкости (молоко+вода), мл;

О – органолептическая оценка блинчиков, балл;

Р - значение активной кислотности изделий. Для определения рекомендуемого количества внесения компонентов в разработанные нами рецептуры необходимо решить систему уравнений (1), (2).

Графическое решение этих систем представлено на рисунке. Оно определяет границы факторной области множества рациональных значений компонентов блинчиков при замене части муки на ПТб.

Для разработки технологического процесса необходимо из множества значений выбрать одну рекомендуемую точку внутри факторной области, равноудалённую от её границ с учётом возможных погрешностей в работе контрольно-измерительной аппаратуры и возможных отклонений весовых значений компонентов. Координаты такой точки: М=29 г;

V2=103 мл;

D2=4,5 г.

Внесение данных компонентов в блинчики в таком количестве обеспечит лучшие органолептические показатели и предпочтительные показатели активной кислотности блинчиков при замене части Факторная область рациональных значений внесения муки на ПТб.

компонентов блинчиков при замене части муки на ПТб Литература 1. Е. Н. Базиян. Экология питания в XXI веке на практике. – М.: ООО «Издательство «Спорт и Культура-2000», 2008.

2. Ю. П. Адлер Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. – М.: Наука,1976.

3. Е. И. Пустыльник Статистические методы анализа и обработки наблюдений. – М.: Наука, 1968.

Научный руководитель – д-р хим. наук, проф. Н. М. Птичкина ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ДОБАВКИ В СОСТАВЕ СОУСА КРАСНОГО ОСНОВНОГО Ю. В. Евпатченко, Е. А. Давыдова Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова Создавшиеся критические ситуации в области экологии, питания и здоровья жителей нашей планеты сдерживают устойчивое развитие человечества и представляют реальную угрозу для среды обитания, источников питания и для здоровья людей. Эффективное и безопасное решение актуальных экологических, медицинских и продовольственных проблем является важной жизненно необходимой задачей для всего мирового сообщества [1].

Здоровый образ жизни, включающий правильное питание – наиболее дешёвый и рациональный способ укрепления здоровья населения, дающий возможность избежать финансовых затрат на лечение в будущем.

Именно поэтому в последнее время, с учётом требований науки о питании, получило интенсивное развитие производство продуктов пониженной калорийности, обогащенных пищевыми волокнами, витаминами, минеральными веществами с выраженными радиопротекторными и иммуномодулирующими свойствами, что обусловило расширение ассортимента таких продуктов.

В последнее время широко применяют пищевые добавки из растительного сырья местного происхождения. В зонах Нижнего и Среднего Поволжья таковым является порошок тыквы (ПТ). Соус красный основной готовят с использованием в качестве загустителя муки, которая является высококалорийным продуктом и не содержит всех необходимых для организма микронутриентов.

Нами установлено, что ПТ характеризуется высокими массовыми долями витаминов (аскорбиновая кислота 30,0±0,2 мг/100 г, -каротин 80,0±0,2 мг/100 г), минеральных веществ (калий 4,3±0,2 г/100 г, кальций 338,0±3,0 мг/100 г, магний 216,0±2,0 мг/100 г, железо 3,2±0,2 мг/100 г, натрий 72,0±2,0 мг/100 г), пищевых волокон 60,0±0,2 %, в том числе пектиновых веществ 15,0±0,2 %.

Обогащение данного соуса при замене муки пшеничной на ПТ, имеет несомненные преимущества перед использованием с этой целью химических препаратов и смесей.

В качестве объектов исследования выбраны: ПТ (ТУ 9164-001-00493497-2005);

соус красный основной.

По показателям безопасности и микробиологическим характеристикам все сырьё соответствовало требованиям СанПиН 2.3.2.1078-2001. Используемая растительная добавка соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1293-03 «Гигиенические требования по применению 6, пищевых добавок» и разрешена для использования в пищевой Ln (/Па*с) промышленности.

5, Нами изучено влияние концентрации ПТ на комплекс свойств соуса красного основного при полной и частичной замене муки пшеничной на ПТ в концентрациях от 1 до 4 %.

4, Показано, что увеличение содержания ПТ в составе соуса от 0 1% ПТ 2% ПТ 3% ПТ 4% ПТ до 2 % увеличивает его вязкость (см. рисунок), не ухудшая Концетрация ПТ,% сенсорных характеристик [2].

Расчеты энергетической и пищевой ценности Зависимость вязкости соуса красного разработанных соусов в сравнении с известной рецептурой от концентрации ПТ показывают снижение энергетической ценности при повышении пищевой ценности соуса. Органолептические показатели разработанных соусов превышают таковые для соуса красного основного с использованием крахмала.

Литература 1. В. Н. Беляев Мониторинг питания и качества пищевых продуктов в системе социально гигенического мониторинга в Российской Федерации// Вопросы питания. – 1996. – № 3. – стр. 3-8.

2. Н. М. Птичкина Изучение вязкости реальных и модельных пищевых систем: Учебно-методическое пособие для студ. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2003.

Научный руководитель – д-р. хим. наук, проф. Н. М.Птичкина ИЗУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПЕКТИНА С МЕДЬЮ И ЙОДОМ И. А. Федорченко, Е. В. Черноокая Ульяновский государственный университет В настоящее время процессы комплексообразования различных лигандов, в том числе биополимеров с металлами и неметаллами, привлекают внимание учёных разных стран не только в целях получения новых данных о способах синтеза и свойствах металлокомплексов, но и в связи с поиском путей получения среди них новых эффективных биологически активных препаратов. Так как окружающая нас жизнь перeнacыщeна различными неприродными, искусственно полученными препаратами, которые могут оказывать отрицательный эффект на организм, сегодня, как никогда прежде, встаёт вопрос об использовании вместо синтетических натуральных ингредиентов, например, пектина. Изучение структурных параметров и физико химических свойств комплексов пектиновых веществ с металлами и неметаллами позволит значительно расширить области их практического использования. Известные в литературе данные не позволяют однозначно ответить на вопрос о биологической и биохимической роли комплексов пектинов в растительном, животном мире и для человека. Всё это обосновывает необходимость изучения комплексообразующей способности пектина с металлами и неметаллами, что и стало целью нашей работы.

Для нашего исследования был получен пектин из растительного сырья: корочек цитрусовых и сухих яблок. Выход пектина в среднем на 50,0 г сухого сырья для яблочного жома составил 2,4 %, для апельсиновой цедры – 2,6 %. Методика получения пектина заключалась в том, что предварительно измельченное и высушенное сырье заливалось раствором кислоты (рН = 1–2) при соотношении 1:15.

Для выделения использовались неорганические (HCl, HNO3) и органические кислоты (CH3COOH, H2C2O4).

Далее проводилась экстракция смеси на водяной бане при температуре не выше 75 С в течении 2 часов.

Из полученного экстракта пектин осаждался этанолом (96 %) либо ацетоном. После чего проводилось фильтрование, промывание и высушивание полученного пектина [2].

В свою очередь для получения комплекса пектата меди к водному раствору пектина добавляли при перемешивании (1,0–1,5 ч) раствор NaOH, затем – раствор соли (CuSO4) c концентрацией 0,02 г·экв/л.

Через 40 мин целевой продукт осаждали этанолом (96 %), центрифугировали и высушивали.

Для получения пектата йода 200 мл водного раствора пектина соединяли с 5 г 5 % спиртового раствора молекулярного йода, после чего полученную смесь подвергали механическому перемешиванию. Выдержку продолжали в течение 24 часов до получения осадка тёмно-серого цвета с коричневым оттенком. Осадок отфильтровывали и высушивали [1].

Нами был проведен фотометрический анализ полученных комплексов на фотоколориметре, в ходе которого мы определили содержание ионов меди и йода. Данные приведены в таблице.

Концентрация ионов Cu2+ и I- в полученных комплексах, % Исследуемый ион Оптическая плотность(A) Концентрация иона, % Cu2+ 0,35 0, I- 0,26 0, На основании полученных данных можно предположить:

1) комплексы, включающие пектин и ионы Cu2+ и I-, должны обладать свойствами, характерными, как для пектина, так и для ионов, то есть будут оказывать противогематомное и антимикробное действие соответственно;

2) исходные материалы, являясь дешёвыми веществами, обусловливают низкую цену самого препарата;

3) спектр фармакологических эффектов пектиновых комплексов позволят рекомендовать их для широкого использования в медицинской практике.

Литература 1. И. А. Ильина. Научные основы технологии модифицированных пектинов. – Краснодар: 2001.

2. А. П. Нечаев. Пищевые добавки. – Москва: Колос, Колос-Пресс, 2002.

Научный руководитель – канд. хим. наук, доцент Л. А. Михеева ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЯБЛОЧНОГО ПЕКТИНА С УРАЦИЛОМ И ЕГО ПРОИЗВОДНЫМИ В ВОДНОЙ СРЕДЕ Н. С. Борисова, И. П. Королева Башкирский государственный университет, г. Уфа В настоящее время большую актуальность приобретает вопрос создания лекарственных форм пролонгированного и направленного действия. Одним из способов получения таких препаратов является нанесение лекарственных веществ на полимерную матрицу. Использование полимера позволит добиться запрограммированной скорости высвобождения лекарства, возможного снижения токсичности и управляемой продолжительности действия препарата. В качестве матрицы-носителя весьма перспективно использовать природный биополимер пектин. Однако большая молекулярная масса полисахарида может затруднять прохождение лекарства в организм человека. Для решения данной проблемы в качестве носителя лекарственных веществ можно использовать модифицированный пектин, полученный путем озонированного окисления. Такой полисахарид обладает меньшей молекулярной массой и большей комплексообразующей способностью за счет дополнительных функциональных групп. Использование в качестве окислителя озона и кислорода позволяет не проводить дополнительную очистку реакционной смеси.

Итак, целью данной работы явилось изучение взаимодействия исходного и окисленного яблочного пектина с урацилом и его производными, обладающими ценными фармакологическими свойствами и широко использующимися в медицинской практике.

Комплексообразование яблочного пектина с урацилом и рядом его производных (6-метилурацил, 5 гидрокси-6-метилурацил, 5-амино-6-метилурацил, 5-нитро-6-метилурацил, 5-бром-6-метилурацил, 5 фторурацил) изучали спектрофотометрическим методом. Комплексы получали при комнатной температуре в равновесных условиях при низких концентрациях исходных реагентов (10–510–4 моль/л) в водных растворах.

В УФ-спектрах кислых и нейтральных растворов урацила и его производных имеются две характерные полосы поглощения в областях 200-220 и 255-275 нм. Первая полоса относится к поглощению хромофорной группы С О, а вторую относят к поглощению сопряжения C C C O урацильного кольца [1, 2].

Наличие максимумов в областях 200-220 и 255-275 нм свидетельствует о том, что исследуемые соединения находятся в дикето-форме. Это важно, поскольку физиологической активностью обладает именно эта форма пиримидинового основания [3].

Установлено, что при взаимодействии пектина и его окисленной фракции (М = 20000-25000) с урацилом и его производными наблюдаются сдвиги максимумов поглощения в более коротковолновую область и увеличение интенсивности полос поглощения, что может свидетельствовать об образовании комплексных соединений.

Состав и константы устойчивости образующихся комплексов определяли методами изомолярных серий и молярных отношений [4]. Установлено, что во всех случаях комплексные соединения имеют состав 1:1.

Показано, что константы устойчивости комплексов, образованных урацилами и яблочным пектином, меняются в пределах (144)·104 л/моль. Введение электронодонорных заместителей в пятое положение молекулы 6-метилурацила способствует увеличению устойчивости комплексных соединений.

На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что урацил и его производные образуют с исходным и окисленным яблочным пектином достаточно устойчивые комплексные соединения, которые могут быть использованы для получения более эффективных форм лекарственных препаратов.

Работа выполнена при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (г/к № 02.740.11.0648), АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы» Минобрнауки РФ (рег. номер: 1.103.11).

Литература 1. Л. А. Казицына, Н. Б. Куплетская. Применение УФ-, ИК-, ЯМР- и масс-спектроскопии в органической химии. – М.: Изд-во Московского ун-та, 1979. – 240 с.

2. N. Iza, M. Gil, J. Marcillo. Identification and tautomeric species of uracil by second derivative UV absorption spectroscopi // J. Mol. Struct. – 1988. – V. 175. – № 1. – P. 31-36.

3. С. П. Иванов. Изучение кето-енольного равновесия некоторых производных урацила в водных растворах // Дисс. … канд. хим. наук. – Уфа: ИОХ УНЦ РАН. – 2003.

4. М. Бек, И. Надьпал. Исследования комплексообразования новейшими методами. – М.: Мир, 1989. – С. 137-147.

Научный руководитель – д-р хим. наук, проф. Ю. С. Зимин РАСТЕНИЯ В БИОИНДИКАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ СОСНЫ СИБИРСКОЙ КЕДРОВОЙ В ЗОНЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ФАКЕЛОВ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ПОПУТНОГО ГАЗА НА ПРИОБСКОМ НЕФТЯНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ И. В. Касьянов Национальный исследовательский Томский политехнический университет Сжигание попутного газа в факелах нефтедобывающих месторождений является существенным фактором, воздействие которого на природную среду проявляется на больших расстояниях от источников выбросов загрязняющих веществ (сажи, окислов углерода и азота, углеводородов) в атмосферу [1].

Наиболее эффективным методом комплексного анализа степени аэротехногенного воздействия на лесные экосистемы, включающим оценку отдаленных эффектов, является биоиндикация. Показано, что в условиях среднетаежной зоны Западной Сибири в качестве биоиндикатора атмосферного загрязнения наиболее пригодна сосна сибирская кедровая, и отмечается, что определение наиболее индикационно значимого показателя охвоенности побегов является трудоемким для наземных исследований [1].

Целью данной работы является изучение состояния кедровых лесов в зоне влияния факелов для сжигания попутного газа на Приобском нефтяном месторождении на основе данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса. Приобское месторождение является одним из наиболее крупных месторождений в ХМАО, разрабатывается с 1987 г. В факелах месторождения ежегодно сжигается 2–3 млрд. м3 попутного газа.

Для оценки состояния кедровых насаждений в работе рассчитывались вегетационные индексы NDVI и ARVI [2] по космическим снимкам с датами съемки 19.06.1988 г. и 11.09.2001 г. В качестве объектов исследования использованы участки территории, отображаемые полигонами, полученными в результате классификации данных космического снимка 1988 г. и идентифицированными как кедровый лес. Полигоны выбраны в местах расположения контрольных точек отбора проб при проведении наземных исследований, описанных в [1].

Для классификации данных ДЗЗ с целью выявления кедровых насаждений и для расчёта вегетационных индексов использован программный пакет ERDAS Imagine, ориентированный на обработку данных аэро и космических съёмок. Анализ данных произведен с использованием средств пространственного и статистического анализа, предоставляемых геоинформационной системой ArcGIS.

На рисунке представлены средние значения ARVI отдельно за 1988 г. и 2001 г. (а), рассчитанные внутри описанных выше полигонов, и относительные изменения средних значений ARVI в полигонах за период с 1988 по 2001 г. (б) в зависимости от расстояния до факела. Аналогичные результаты получены для NDVI.

Значения ARVI: а) и относительные изменения значений ARVI;

б) в зависимости от расстояния до факела.

Контрольные точки: B1 – 0,4 км;

B2 – 0,7 км;

B3 – 1 км;

B4 – 1,3 км;

B5 – 1,7 км;

B6 – 2 км;

B7 – 4,5 км;

B8 – 5 км;

B10 – 7 км;

B11 – 8,5 км;

B12 – 16,4 км в восточном направлении от факела.

Как показывают тренды на рисунке (а), в 2001 г. состояние кедровых насаждений значительно ухудшается с увеличением степени загрязнения по мере приближения к факелу (в отличие от 1988 г., когда воздействие только началось). По результатам, приведенным на рисунке (б), можно сделать вывод, что на участках, расположенных ближе к факелу, снижение значений ARVI, обусловленное изменением вегетационного периода, происходит в большей степени, что может быть связано с более интенсивным опадом хвои у деревьев вблизи факела. Полученные результаты наряду с результатами наземных исследований могут быть использованы в дальнейшем при картировании зон экологических рисков.

Литература 1. Н. В. Кокорина, А. М. Касаткин, Ю. М. Полищук. Биоиндикация атмосферного загрязнения при сжигании попутного газа в факелах на нефтяных месторождениях в среднетаежной зоне Западной Сибири //Вестник Тюменского госуниверситета. – 2009. – № 3. – стр. 65-72.

2. А. С. Черепанов. Вегетационные индексы //Геоматика. – 2011. – № 2 – стр. 98-102.

Научный руководитель – канд. техн. наук О. С. Токарева ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ РЕКРЕАЦИОННЫХ ЗОН ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ ПО ВИЗУАЛЬНЫМ ПРИЗНАКАМ ХВОИ PINUS SYLVESTRIS (НА ПРИМЕРЕ БОРОВ КОШ-КАРАГАЙСКОГО, СИНИЦИНСКОГО И ВЕРХНЕГО) О. А. Крико Ишимский государственный педагогический институт им. П. П. Ершова Бурный рост промышленности и увеличение количества автотранспорта ведёт к значительному загрязнению окружающей среды, в первую очередь атмосферы. Так как эволюция растительности происходила в условиях достаточно чистого атмосферного воздуха, современные виды растений, в том числе хвойные, не обладают специфической приспособленностью к действию токсичных газов.

На сегодняшний день одним из актуальных направлений исследований является выяснение состояния растений при воздействии антропогенных факторов. Одним из широко распространенных методов фитоиндикации является морфологический анализ растений. В свою очередь изменение морфологии и анатомии растительных объектов служат сигналом об изменении параметров среды – в частности, загрязнения атмосферы.

Наиболее удобными биоиндикаторами атмосферного загрязнения среды являются хвойные деревья, т. к. они отличаются высокой чувствительностью к повышенным концентрациям токсических веществ и воздействию аэротехногенных примесей в окружающей среде, по сравнению с листопадными видами, из за многолетнего накопления токсикантов на листовом аппарате, а также наличием возможности проводить исследования в течение года. Антропогенная нагрузка проявляется более ярко на хвое сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) [1].

На юге Тюменской области расположен памятник природы регионального значения – Синицинский бор – и сосновые боры: Кош-Карагайский и Верхний. Участки бора испытывают различную степень антропогенной нагрузки, т. к. находятся на различном расстоянии от проходящих через их территорию дорог. Мы исследовали загрязнения воздушного бассейна методом биоиндикации. В качестве биоиндикатора выбрали Pinus sylvestris. Целью нашей работы стало исследование состояния воздушного бассейна территории боров методом биоиндикации с использованием сосны обыкновенной.

В течение летнего полевого 2010 и 2011 гг. были отобраны пробы в ключевых точках. На каждом участке было собрано и проанализировано по 300 пар игл. Всего было исследовано 1800 игл. Ведущим загрязнителем на территории является автомобильный транспорт, ключевые точки были выбраны в непосредственной близости от автодорог. В таблице приведены полученные данные.

Количество Средняя длина, Количество Территория см (± 0,2) осмотренных игл поврежденных игл, % Синицинский бор 600 7,01 8, Верхний бор 600 7,42 Кош-Карагайский бор 600 6,27 Длина иглы является одной из важнейших морфологических характеристик, учитываемых при биоиндикации. Длина игл на территории Синицинского бора составила 7,01 см, что свидетельствует о нормальном развитии хвои. Это же можно сказать и о Верхнем боре (7,42см ± 0,2 см), а на территории Кош-Карагайского бора наблюдается уменьшение длины иглы (6,27 см ± 0,2см), что свидетельствует о наличии постоянной загазованности района.

Доля поврежденных игл, равная 8,4 % на территории Синицинского бора, свидетельствует о незначительной загазованности района. Доля поврежденных игл на территории Верхнего бора в 25 % говорит о загазованности выше среднего, что объясняется прохождением через бор Салаирского тракта.

Синицинский бор расположен в 15 км от г. Ишима, через бор не проходит ни одна крупная автодорога.

Через Кош-Карагайский бор проходит одна из самых загруженных и оживленных трасс России – Тюмень– Омск.

Изменения хвои сосны обыкновенной как индикатор отражают степень загрязнения атмосферного воздуха на исследуемых территориях, поэтому необходимы более тщательные и детальные исследования экологических параметров с привлечением биологических объектов.

Литература 1. О. С. Козловцева, О.А. Крико. Визуальные изменения хвои сосны обыкновенной как показатель состояния воздушного бассейна природной рекреационной зоны. – Ивантеевка: Студенческие исследования 2010. Современные тенденции гуманитарных и естественнонаучных исследований, 2010. – С. 238-239.

Научный руководитель – канд. биол. наук, доцент О. С. Козловцева МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ REYNOUTRIA JAPONICA HOUTT.

В УСЛОВИЯХ УРБАНИСТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ А. А. Макарова Владивостокский государственный университет экономики и сервиса Институт информатики, инноваций и бизнес систем К основным ответным реакциям растений на воздействие комплекса урбанистических факторов относятся изменения роста, развития, воспроизводства и выживаемости растений, перестройка метаболических процессов, определяющие существование популяции. Морфогенез особей интегрирует уровень метаболических процессов и, в определенной мере, отражает цену адаптации особей к условиям произрастания, поэтому морфологические параметры оказываются наиболее информативными при оценке жизнеспособности особи [1;

2;

3].

Цель работы – выявление взаимосвязи условий произрастания и динамики развития R. japonica в условиях различной антропогенной нагрузки. Наблюдали развитие R. japonica на двух интродукционных площадках: в условиях урбанистического загрязнения (г. Владивосток, дендропарк ВГУЭС) и в условно чистом районе (лесная опытная станция (ЛОС) ДВО РАН).

Начиная со второго года вегетации, проводили морфометрические измерения, отслеживая динамику развития растений в условиях действия комплекса урбанистических факторов различной интенсивности.

Растения второго и третьего года вегетации отличаются высокой интенсивностью роста до середины июля.

Такая закономерность наблюдается при обоих вариантах урбанистической нагрузки. Максимальная высота растений достигается к началу фазы цветения. Обращает внимание несовпадение динамики роста растений второго года вегетации в различных условиях. Так если в условиях ЛОС к 15.06 растения набирают 89,7 % высоты, то в условиях повышенной загрязненности только 68,5 %, приближаясь к максимальным показателям на месяц позже. При этом максимальная высота побегов второго года развития в условиях повышенной антропогенной нагрузки на 9,5 % ниже, чем в условиях минимальной нагрузки. На третьем году жизни R. japonica сроки достижения максимальных показателей выравниваются, но в условиях делового центра города высота растений на 26,7 % ниже, чем в условиях опытной станции. Диаметр стебля R. japonica достигает максимального размера к концу июня во всех вариантах наблюдения, исключая растения второго года вегетации в условиях антропогенного стресса, где наблюдалось отставание в сроках достижения максимума на 15 дней, как и в случае с предыдущим показателем.

Облиственность растений достигает на втором году вегетации максимальных показателей к середине июля, на третьем году – к концу июня в обоих вариантах наблюдения. В условиях минимальной антропогенной нагрузки наблюдаемый показатель на втором году вегетации на 13,7 %, на третьем году – на 34,7 % выше, чем в условиях урбанистического стресса. Интенсивное нарастание размеров и, соответственно, площади листовой пластинки происходит до середины июля. В формировании размеров листовой пластины антропогенный пресс оказывает выраженное действие. На втором году вегетации максимальное расхождение площади листовой пластинки составляло 38,3 % (на 30.06), на третьем – 39,3 % (2.08), меньшие значения наблюдали в условиях центра города (парк ВГУЭС). Формирование боковых побегов, как на втором, так и на третьем году вегетации в условиях опытной станции начинается на 15– дней раньше, чем в деловом центре, и количество боковых побегов в условиях ЛОС значительно превышает (50–60%) аналогичный показатель R. japonica в условиях парка ВГУЭС.

Анализ формы листа R. japonica, произрастающих на участках с различным уровнем загрязнения, не выявил существенных различий. Значения отношения длина листа/ширина листа и коэффициента листовой поверхности k постоянны, не зависят от уровня загрязнения и составляют 1,4 и 0,68 соответственно.

Измерение SLA проводили на исследуемых участках в фазу вегетации и в фазу цветения, с использованием метода высечек. В фазу цветения уровень удельной листовой поверхности в обоих вариантах наблюдения несколько выше, чем в фазу вегетации: на 27,7% в условиях дендропарка ВГУЭС, и на 20,8 % в условиях ЛОС ДВО РАН.

Анализ морфологических признаков R. japonica, произрастающих в условиях антропогенного воздействия и фонового контроля, показал, что комплекс урбанистических факторов приводит к уменьшению фотосинтезирующей поверхности листа, удельной листовой поверхности (SLA), количества листьев на растении, снижению высоты главных побегов и сокращению количества боковых побегов. При этом отношение длина листа/ширина листа и коэффициент листовой поверхности не зависят от уровня загрязнения.

Литература 1. В. К. Жиров. Структурно-функциональные изменения растительности в условиях техногенного загрязнения на Крайнем Севере. – Полярно-альп. Ботан. Сад-ин-т КНЦ РАН. – М. Ж Наука, 2007.

2. Е. П. Храмова. Журнал Химия в интересах устойчивого развития 16 / статья «Биохимические механизмы адаптации растений в условиях радиационного воздействия». – 2008. – 259-267 сс.

3. T. W. Jurik. Patterns of canopy structure, leaf photosynthetic capacity in northern hardwood successional forests // Bull. Ecol. Soc. Amer. – 1985. – Vol. 66. – № 2. – P. 204.

Научный руководитель – канд., биол. наук, С. П. Зорикова СПОСОБ БИОИНДИКАЦИИ КОМНАТНЫМИ РАСТЕНИЯМИ ПО ПЛОЩАДИ ЛИСТЬЕВ Э. С. Щербакова Марийский государственный технический университет Все мегамерные органы растений реагируют на загрязнение среды или абиотические факторы. Ростовые процессы у растений включают в себя множество подпроцессов и фактически являются суммирующими.

Растения подвержены очень большой изменчивости (особенно размеры листьев) и диапазон их нормы реакции очень широк. Так, размеры листьев могут сильно увеличиваться после обрезки деревьев, т.к. приток пластических веществ и фитогормонов из корневых систем распределяется на оставшиеся после обрезки листья, а также стимулирует пробуждение спящих почек. Этот процесс применим также и к комнатным растениям, применяемым как биоиндикаторы загрязнения воздуха в цехах и других помещениях.

Способ измерения площади срезанных листьев у древесных растений включает такие действия. Лист растения располагают на белой бумаге, затем кладут сверху прозрачную палетку с сеткой, так, чтобы средняя линия вдоль палетки совпала с осью продольной жилки листа. Затем измеряют длину a и ширину b по числу сантиметровых клеток. Произведение этих двух параметров (длина a и ширина b) листа дает площадь Sab описанного прямоугольника. Были получены факторные закономерности бинарных связей для пяти разных листов от разных видов комнатных растений. В этой таблице приведены все параметры (измеренные и расчетные), дающие площадь листьев.

Результаты измерений и расчетов площади листьев разных комнатных растений По прототипу Результаты измерений, шт.

Площадь Коэффициент № Клетки вокруг листа фактическая площади a, b, Sab, Sпр, листа целые нижние верхние Sф, см см2 см2 Kп = Sф/Sab см см см, nц клетки, nн клетки, nв 1 9,2 3,7 34,04 40 5 144,5 144,0 23,46 0, 2 5,1 4,6 23,46 42 9 177,0 145,5 20,10 0, 3 6,4 4,5 28,80 35 11 135,0 118,5 13,86 0, 4 5,9 7,8 46,02 56 14 122,5 131,0 31,86 0, 5 9,5 4,3 40,85 50 10 179,5 146,0 26,98 0, Sпр – площадь прямоугольника, выделенного на фотоснимке листа с палеткой по целым сантиметровым клеткам, см2;

формула для вычисления фактической площади листа: Sф = Sпр – nц – (nн + nв)/25.

На рисунке изображены графики биотехнических закономерностей.

r = 0. S = 0. r = 1. 9. 8. 9. 7. 8. 6. 7. 5. 6. 4. 5. 4. 4.6 0. 3.2 0.3 0.5 0.7 0.9 1.0 1.2 1. 0.5 0.7 0.9 1.0 1.2 1. а) b/ab б) b/aa Графики результата факторного анализа по схеме бинарного отношения влияния отношения длины к ширине листа и влияния отношения сторон на длину листа Факторный анализ включает в себя 62 = 36 факторных отношений, из которых шесть будут показывать влияние фактора самого на себя в виде ранговых распределений (монарные отношения), а остальные 36 – 6 = 30 зависимостей будут показывать характер бинарных отношений. Общее уравнение тренда (тенденции), то есть детерминированной закономерности без учета волновых возмущений (из-за малой статистической выборки), для всех 62 = 36 факторных отношений имеет вид:

y = a1 x a2 exp( a 3 x a4 ) + a 5 x a6 exp( a 7 x a8 ).

Научный руководитель – д-р техн. наук, проф. П. М. Мазуркин ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПО АСИММЕТРИИ ЛИСТЬЕВ BETULA PENDULA ROTH.

А. П. Иванова, С. Д. Румянцев Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы, г. Уфа Сегодня остро стоит вопрос разрешения сложившейся неблагоприятной экологической ситуации. Для прогнозирования и предупреждения изменения окружающей среды необходимо более широкое применение экологического мониторинга. Наиболее доступными являются методы биоиндикации, позволяющие изучать влияние техногенных загрязнителей на живые организмы. Среди организмов-индикаторов особое место занимает береза бородавчатая – Betula pendula Roth., которая является наиболее распространенным видом в средней полосе России.

Цель исследования заключалась в оценке возможности использования асимметрии листьев березы бородавчатой в биоиндикационных исследованиях. В соответствии с целью была поставлена задача сравнить степень загрязнения воздуха г. Стерлитамака со степенью загрязнения воздуха окрестностей по показателю асимметрии листьев березы бородавчатой.

Исследования проводились в городе Стерлитамак, в Стерлитамакском и Аургазинском районах Республики Башкортостан. Для оценки состояния атмосферы были заложены следующие площадки:

I – г. Стерлитамак, территория около завода «Каустик»;

II – г. Стерлитамак, коло предприятия «Родонит»;

III – г. Стерлитамак, около совхоза «Рощинский»;

IV –граница Стерлитамакского и Аургазинского районов;

V – окрестности деревни Дуртъяк;

VI – с. Толбазы (Аургазинский район, 35 км севернее Стерликамска), роща возле лицея.

Сбор полевого материала производили с 10 близко растущих деревьев, по 10 листьев с каждого дерева, всего – 100 листьев с одной площадки. С каждого листа снимали показатели по пяти параметрам с левой и правой половины листа:

1 – ширина половины листа;

2 – длина второй жилки второго порядка от основания листа;

3 – расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка;

4 – расстояние между концами этих жилок;

5 – угол между главной жилкой и второй от основания жилкой второго порядка.

При статистической обработке результатов использовали показатели величины среднего относительного различия на признак, значение среднего относительного различия между сторонами на признак для каждого листа, среднее относительное различие на признак для всей выборки. При оценке загрязненности атмосферы в зависимости от асимметрии листа березы учитывали следующие показатели:

• условная норма – 1балл (значение показателя асимметричности до 0,055) и 2 балла (0,055–0,060);

• отклонения от нормы – 3 балла (0,060–0,065), 4 балла – (0,065–0,070), 5 баллов (более 0,070) [1].

В ходе проведенных исследований была установлена зависимость уровня асимметрии листьев березы бородавчатой от расстояния от г. Стерлитамака: при удалении от черты города показатель асимметрии листьев, характеризующий уровень загрязнения атмосферы, уменьшается. Наибольшее значение показателя асимметрии выявлено на площадке возле предприятия «Родонит» (0,078). Уровни загрязнения на площадке в Стерлитамаке и возле совхоза «Рощинский» были примерно одинаковы (0,071 и 0,070 соответственно).

Это может объясняться тем, что выбросы промышленных предприятий уносятся ветром за черту города, где концентрация вредных веществ может даже превышать таковую в городской черте. На третьем месте по уровню загрязнения атмосферы оказалась площадка возле деревни Дуртьяк (0,065). Высокий уровень загрязнения на этой площадке может объясняться особенностями рельефа местности: площадка находится в низине, что способствует накоплению воздушных поллютантов. Наименьший уровень загрязнения отмечался на границе Стерлитамакского и Аургазинского районов и на территории лицея в селе Толбазы (0,059).

Таким образом, показатель асимметрии листьев березы бородавчатой отражал уровень загрязненности воздуха: по мере удаления от города уровень загрязнения атмосферы уменьшался. Наибольшие уровни загрязнения отмечались в городской черте и прилегающих территориях (0,078), наименьшие – на удаленных от города участках (0,059). Полученные данные соответствовали аналитическим данным по загрязненности атмосферного воздуха.

Научные руководители – канд. биол. наук, доцент Л. А. Гайсина, ассистент БГПУ им. М. Акмуллы Г. Р. Бакиева АСИММЕТРИЯ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ (BETULA PENDULA ROTH.) В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ПРОИЗРАСТАНИЯ Г. КАМЕНЕЦ-ПОДОЛЬСКОГО И. Л. Касап Каменец-Подольский национальный университет им. Ивана Огиенко, Украина Изучение состояния окружающей среды, прогнозирование её изменений под антропогенным воздействием, определение с экологических позиций безопасных уровней техногенных нагрузок являются одними из важнейших социально-экономических задач на современном этапе развития человечества. В наше время использование биологических объектов для оценки влияния факторов окружающей среды на живые организмы приобретает всё большее значение в связи с тем, что их чувствительность к изменениям окружающей среды значительно выше чувствительности существующих физических и химических методов.

Одним из показателей реакции организма на загрязнения окружающей среды является асимметрия морфологических структур у растений [1, 2]. Поэтому целью нашей работы является изучение уровня асимметрии листовых пластинок березы повислой (Betula pendula Roth.) при различных условиях произрастания.

Исследование было проведено в г. Каменец-Подольский (Хмельницкая область, Украина) на двух участках – № 1 – территории у ОАО «Подольский цемент», и № 2 – по ул. Леси Украинки, вблизи ботанического сада. Участок № 1 характеризовался большим загрязнением воздуха, по сравнению с участком № 2, что связано с расположением цементного завода. Анализ асимметрии листовых пластинок B. pendula Roth., проводили согласно методике [3].

Исследования показали, что наименьшее значение показателя (0,049), что соответствует баллу III, согласно пятибалльной шкале оценки отклонений состояния организма от условной нормы, получено у представителей B. pendula, которые произрастали на участке № 2, а наибольшее значение (0,079), что соответствует баллу V – вблизи ОАО «Подольский цемент».

Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития для березы повислой (Betula pendula Roth) [3] Балл Величина показателя стабильности развития I 0, II 0,040–0, III 0,045– 0, IV 0,050–0, V 0, Такое проявление показателей стабильности развития в разных частях города можно объяснить тем, что на уровень асимметрии листовой пластинки влияет концентрация загрязняющих веществ в воздухе и в почве. С этим связан тот факт, что максимальный уровень асимметрии обнаружен в районе у ОАО «Подольский цемент».

Итак, анализ отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития может свидетельствовать о том, что исследуемый объект растет в неблагоприятных условиях среды. Полученные результаты могут послужить для оценки уровня загрязнения атмосферы и степени влияния его на высшие растения.

Литература 1. В. В. Батоян, B. C. Вшивцев, Н. С. Касимов. Биогеографическая оценка состояния окружающей среды. – М., 1990. – стр. 108-124.

2. У. Дж. Меннинг, У. А. Федер. Биомониторинг загрязнения окружающей среды с помощью растений. – М.: Тидрометеовидав, 1985.

3. Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур). – М., 2003.

Научный руководитель – канд. биол. наук И. Д. Гуменюк ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В БИОИНДИКАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ К. Л. Харкевич Сибирский федеральный университет, г. Красноярск Загрязнение окружающей среды является острой экологической проблемой, особенно в городских промышленных районах. Воздействие токсикантов приводит к значительному ухудшению состояния, и даже гибели лесов на обширных территориях. Поэтому актуальной задачей является поиск объективных и достаточно простых в исполнении методов ранней диагностики техногенного загрязнения природной среды.

В данном исследовании мы рассматриваем изменение содержания фотосинтетических пигментов в хвое сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в зависимости от уровня загрязнения. Исследования проводились в 2009–2011 гг. на территории г. Красноярска и его окрестностей. Деревья сосны обыкновенной с контрольной пробной площади (ПП1) в возрасте 30–40 лет достигают в высоту около 10 м, что соответствует первому классу бонитета. Их кроны хорошо развиты, имеют правильную форму;

побеги хорошо охвоены, присутствует хвоя с 1 по 5 год, цвет хвои тёмно-зеленый. Для деревьев, произрастающих в загрязненных районах ПП2, ПП3 и ПП4, характерна значительно меньшая высота – около 6 м, что соответствует четвёртому классу бонитета. Наблюдаются случаи суховершинности, нижние ветви также часто усохшие. Крона изрежена, многие ветви искривлены. Присутствует хвоя 1 и 2 годов, кое-где в незначительных количествах сохраняется хвоя 3 года. Цвет хвои жёлто-зеленый, присутствуют хлорозы и некрозы. Поверхность хвои покрыта серым налётом.

Определение содержания фотосинтетических пигментов проводили на спектрофотометре «Spekol»

по стандартной методике с использованием 80 % раствора ацетона.

Исследование показало, что содержание хлорофиллов в хвое значительно отличается на исследуемых площадях. Хвоя с площадки № 1 (контроль) имеет более равномерное увеличение содержания хлорофиллов a, b с увеличением возраста хвои и суммарного количества каротиноидов (c).

1, 1, 1,5 0, 1 a a 0, 0, 0,5 b b 0, c c 0 август август август июнь июль июнь июль июнь июль август август август июнь июль июнь июль июнь июль 1 год 2 год 3 год 1 год 2 год 3 год А Б Содержание пигментов в разновозрастной хвое сосны обыкновенной (А – ПП1, Б – ПП2) Для морфометрического анализа в чистом районе города были взяты трехлетние побеги сосны (на участке третьего года жизни – 53 хвоинки);

большая часть хвоинок – 70 % – неповрежденные, на остальных – небольшое число (1–2) мелких хлорозов и некрозов.



Pages:     | 1 |   ...   | 15 | 16 || 18 | 19 |   ...   | 20 |
 



 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.