USING NATURAL GROWTH REGULATORS IN ORGANIC AGRICULTURE
Abstract: The influence of natural growth regulators and development of Baikal EM 1, Krezacin, Zirkon and Epin plants on the addition density, total porosity, the content of agronomically valuable and waterproof aggregates, and the rate of filtration of light loamy sod-podzolic soils of Chuvashia during cultivation of corn for grain are shown.
Keywords: agrophysical properties, sod-podzolic soils, natural regulators of plant growth and development.
________________________________________________________________________________
УДК 631.51
А.И. Волков, Л.Н. Прохорова
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ
«НУЛЕВОЙ» ТЕХНОЛОГИИ
Аннотация: Применение «нулевой» технологии возделывания сельскохозяйственных культур способствует снижению материальных и трудовых затрат для отдельно взятого сельхозтоваропроизводителя и вносит ощутимых эффект в улучшение мировой экологической обстановки.
Ключевые слова: «нулевая» технология, экологические аспекты, классическое земледелие.
«Нулевая» технология являет собой форму современной системы земледелия, при которой почва не обрабатывается, но её поверхность укрывается специально измельчёнными пожнивно-корневыми остатками растений – мульчей.
Цель исследования – изучить экологические аспекты применения «нулевой»
технологии.
Результаты исследований. «Нулевая» технология – современная сложная система земледелия, которая требует специальной техники и отнюдь не сводится к простому отказу от пахоты. Поскольку верхний слой почвы не рыхлится, такая система земледелия предотвращает водную и ветровую эрозию почвы, а также значительно лучше сохраняет воду.
«Нулевую» технологию целесообразно применять в засушливых местностях, а также на полях, расположенных на склонах, в условиях влажного климата, а также в местностях, где традиционный способ земледелия с нарушением поверхностного слоя невозможен или запрещён. Однако, для того, чтобы применение нулевой технологии было успешным, её необходимо дифференцировать в зависимости от почвенно- климатических условий региона, наличия соответствующих возможностей хозяйств и материально-технической базы. Хоть урожайность при этой системе нередко ниже, чем при использовании современных методов традиционного земледелия, такая обработка почвы требует значительно меньших затрат работы и горючего [1-3].
XV международная научно-практическая конференция «Пища. Экология. Качество»
~ 129 ~
Классическое земледелие в обязательном порядке предусматривает использование технологий механической обработки почвы. Это целая группа средств и способов, которая позволяет оптимизировать характеристики земельного покрова, надлежащим образом управляя его структурой. В конечном счете, данные операции создают семенное ложе с рыхлым однородным пластом грунта, который подходит для применения стандартных сеялок.
«Нулевая» технология исключает подобные операции и, соответственно, все негативные факторы, которыми они сопровождаются. В первую очередь, механическая обработка требует много физических усилий, времени и денег, которые расходуются на содержание и эксплуатацию специального сельскохозяйственного оборудования.
Технология no-till не обходится без технических средств, но их функция менее значима.
Во-вторых, традиционные методы возделывания полевых и кормовых культур провоцируют эрозийные процессы. Это один из ключевых моментов, который обуславливает стремление многих хозяйств переходить на альтернативные технологии.
Отказ от пахоты позволяет сохранять структуру почвы, не нарушая влажностный баланс. Исключается риск выветривания плодородного слоя. В то же время о no-till нельзя сказать, что она избавляет товаропроизводителей от массы хлопот и расходов, позволяя рассчитывать на тот же объем урожая, как и при использовании классической технологии. У нее масса своих нюансов, но и привлекательных качеств тоже немало.
Наиболее привлекательные стороны «нулевой» технологии сводятся к минимизации затрат на технику, горючего для нее, а также к экономии времени [4-7].
Немаловажным фактором является и сохранение плодородных качеств земли.
Упомянутая эрозия опасна не только сезонным снижением урожайности, но и планомерным истощением, что заставляет землевладельцев отказываться от обработки своих участков. В данном же случае подобные риски исключаются, позволяя фермерам рассчитывать на долгосрочное землепользование. Отдельно специалисты отмечают и накопление влаги в почвенном слое. Если традиционная культивация земли улучшает ее структуру, то сохранение плодородного пласта способствует нормализации влажностного режима. Это преимущество особенно значимо для степных и засушливых регионов России, где урожайность напрямую зависит от погодных условий.
Существует и ряд ограничений, которые не позволяют сегодня использовать no-till.
Например, это субъекты Российской Федерации, где преобладают увлажненные и заболоченные земли. Обойти этот нюанс можно в том случае, если грунт будет обеспечен качественной дренажной системой. Тут же стоит отметить ограничения по эксплуатации неровных полей, которые нецелесообразно исправлять для таких целей. Впрочем, эти же условия оптимально подходят как раз для традиционной обработки почвы, нивелируя основные достоинства, которыми обладает «нулевая» технология в типовом исполнении.
Также, несмотря на преимущества в виде сохранения плодородных качеств, «нулевая»
технология малоэффективна в плане обеспечения защитных свойств почвы. Нередко в таких условиях распространяются патогены и вредители, избавиться от которых помогают лишь средства активной химической защиты [8-10].
Среди недостатков «нулевой» технологии отмечается и ее относительная сложность в исполнении. Она избавлена от необходимости выполнения привычных механических операций, но повышает требования к соблюдению нормативов возделывания культуры. От сельскохозяйственного товаропроизводителя, в частности, требуется правильная поддержка севооборотов, а также знание видов и специфики применения различных ядохимикатов, не говоря об учете местных характеристик почвы, климата, сведений о вредителях и т.д.
Рассмотрим экологические преимущества от применения «нулевой» технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
XV международная научно-практическая конференция «Пища. Экология. Качество»
~ 130 ~
Уровень отдельного хозяйства, фермы: снижаются материальные и трудовые затраты благодаря отказу от многих операций по обработке почвы; технологическое оборудование служит дольше, уменьшаются затраты на ремонт техники и горючее;
урожаи становятся стабильными, особенно в сухие годы и в зонах с недостаточным увлажнением, так как обеспечивается большее накопление влаги и питательных веществ в почве; освобождается время для освоения новых видов деятельности благодаря экономии на обработке почвы и ремонте техники; увеличивается прибыль по мере освоения новой системы земледелия.
Уровень региона: стабилизируется сток воды в реках и ручьях, нормализуется гидрологический режим; вода природных источников становится чище за счет уменьшения загрязнения и отложения ила в водоемах; уменьшается стоимость водоочистки на муниципальном и городском уровнях; снижается объем весенних паводков и наводнений за счет усиления инфильтрации; улучшается качество и чистота продуктов питания; управление природными ресурсами становится оптимальным;
увеличиваются доходы и качество жизни сельского населения.
Глобальный уровень: нормализуется баланс атмосферного углерода за счет уменьшения выделений углерода из почвы (отказ от вспашки), снижения потребления энергии (меньше сжигается топлива), улучшения накопления углерода в органическом веществе почвы и биомассы; увеличивается разнообразие микрофлоры и фауны;
улучшается гидрологический режим на уровне бассейнов рек и континентов; снижается риск эрозии почвы и деградации почв; повышается роль земледельцев в защите окружающей среды на уровне общества в целом [1-5].
Выводы. Таким образом, применение «нулевой» технологии возделывания сельскохозяйственных культур даже в небольшом хозяйстве несет глобальный эффект, который заключается в улучшении мировой экологической обстановки.
Список литературы
1. Волков, А.И. Влияние ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур на продуктивность полевого севооборота / А.И. Волков, Н.А. Кириллов, И.В. Григорьева, Е.А. Соколова //
Земледелие. – 2017. – № 5. – С. 32-35.
2. Волков, А.И. Перспективы «нулевой» обработки почвы при возделывании кукурузы на зерно в Волго-Вятском регионе / А.И. Волков, Н.А. Кириллов, Л.Н. Прохорова, Л.А. Куликов // Земледелие. – 2015. – № 1. – С. 3-5.
3. Волков, А.И. Повышение продуктивности земельных ресурсов Чувашии / А.И. Волков, Н.А.
Кириллов, Л.Н. Прохорова // АГРО XXI. – 2014. – № 10-12. – С. 26-27.
4. Волков, А.И. Регуляторы роста в сельскохозяйственной биотехнологии / А.И. Волков, Л.Н. Прохорова // Биотехнология: состояние и перспективы развития. – М., 2017. – С. 95-97.
5. Волков, А.И. Способы борьбы с сорными растениями на посевах кукурузы / А.И. Волков, Л.Н.
Прохорова // Перспективы развития науки и образования в современных экологических условиях. – Соленое Займище, 2017. – С. 153-156.
6. Волков, А.И. Энергосберегающие технологии в растениеводстве / А.И. Волков, Н.А. Кириллов.
– Чебоксары, 2016. – 195 с.
7. Кириллов, Н.А. Влияние энергосберегающих технологий и регуляторов роста на состояние почвенного покрова / Н.А. Кириллов, А.И. Волков // Дорожно-транспортный комплекс: состояние, проблемы и перспективы развития. – Чебоксары, 2016. – С. 114-122.
8. Кириллов, Н.А. Передовой опыт применения ресурсосберегающих технологий получения растениеводческой продукции / Н.А. Кириллов, А.И. Волков, Л.Н. Прохорова // Фундаментальные и прикладные основы сохранения плодородия почвы и получения экологически безопасной продукции растениеводства. – Ульяновск, 2017. – С. 214-219.
9. Кириллов, Н.А. Энергосберегающие технологии возделывания кукурузы на зерно / Н.А. Кириллов, А.И. Волков // Инновации в сельском хозяйстве. – 2016. – № 3 (18). – С. 10-13.
10. Прохорова, Л.Н. Повышение зерновой продуктивности кукурузы биотехнологическими методами / Л.Н. Прохорова, А.И. Волков, Н.А. Кириллов // Биотехнология: состояние и перспективы развития. – М., 2017. – С. 171-173.
XV международная научно-практическая конференция «Пища. Экология. Качество»
~ 131 ~
A.I. Volkov, L.N.Prokhorova
ECOLOGICAL ASPECTS OF APPLICATION NO-TILL TECHNOLOGY
Abstract: The application of no-till crop cultivation technology contributes to the reduction of material and labor costs for a single agricultural producer and brings a tangible effect to the improvement of the global environmental situation.
Keywords: no-till technology, ecological aspects, classical farming.
________________________________________________________________________________
УДК: 664.727.085
С.К.Волончук, И.В.Науменко, А.И. Резепин, Л.Ж.Веремейчик СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОЙ ПАТОКИ
НА ОСНОВЕ ТВОРОЖНОЙ СЫВОРОТКИ
Аннотация: В статье приведены результаты исследований процесса получения кормовой патоки из зерна пшеницы, подвергнутого ИК облучению и молочной сыворотки, являющейся отходом при производстве творога. Ферментативный гидролиз крахмала зерна осуществлялся на установке РПА в присутствии ферментов. В результате в течение 32 минуты было получено 15 литров кормовой патоки влажностью 65,8-66,1% с содержанием сахаров 13,9 %.
Ключевые слова: зерно, сыворотка творожная, ферменты, инфракрасное излучение (ИК), патока кормовая.
В процессе кормления животных (КРС) важная роль принадлежит углеводам.
Углеводы являются одним из основных источников энергии для животных и питательной средой для синтеза микробиального белка. Недостаток углеводов снижает перевариваемость и усвояемость питательных веществ кормов, приводит к разбалансировке биохимических процессов у животных, снижает молочную продуктивность и продуктивное долголетие. Особенно сильно проявляются отрицательные явления при недостатке углеводов в рационах высокопродуктивных животных, что не позволяет им реализовать свой генетический потенциал продуктивности и существенно уменьшает продуктивное долголетие [1, 2]. Поэтому в СибНИТИП была разработана и внедрена технология получения кормовой патоки из фуражного зерна пшеницы. Каждой корове добавлялось в рацион 3 кг патоки с содержанием сахаров 17,0±2 %. Патока производилась на воде в аппарате РПА.
В тоже время в России значительное количество ценного вторичного сырья в виде сыворотки при производстве творога практически не используется. Она содержит 3,5 % молочного сахара. Кроме того, в ней содержится 0,8 % белка. Содержащиеся в сыворотке витамины: В12 (цианкобаламин) – 3,2 мкг, В3 (пантотеновая кислота – 4,2 мкг, и ВН
(биотин) – 40 мкг способствуют улучшению кроветворения и состава крови, что так же способствует улучшению здоровья животного.
Материалы и методы исследований. Работа проводилась в отделе научных направлений исследований комплексной переработки растительного сырья СибНИТИП СФНЦА РАН в рамках выполнения НИР.
В процессе исследования получения патоки кормовой использовались: зерно пшеницы «Новосибирская-31», подвергнутое кондиционированию и ИК облучению [3]
в количестве 6 кг, сыворотка творожная ООО «Мацун» в количестве 15 л, ферменты альфа амилаза и глюквамарин и установка лабораторная роторно-пульсационная (РПА).
В процессе выполнения работы контролировались: кислотность сыворотки в пределах 4,8-5,0 ед. в аналитической лаборатории института, температура реактивной среды в активной зоне аппарата датчиком и дисплеем аппарата, затраты электроэнергии электросчетчиком пульта управления, продолжительность отдельных этапов процесса по часам.
XV международная научно-практическая конференция «Пища. Экология. Качество»
~ 132 ~
Сыворотку заливали в аппарат, включали диспергатор и мешалку. Через 5 минут засыпали зерно. После достижения в активной зоне температуры 48 ºС вводили фермент альфа-амилазу для разжижжения клейстеризованной среды и через 8 минут брали первую пробу для определения содержания сахаров. По достижении температуры в активной зоне 65 ºС вводили второй фермент глюквамарин для осахаривания среды.
Далее включением и отключением диспергатора поддерживали температуру в пределах 62 – 65 ºС. Через 19 минут отключали диспергатор и брали вторую пробу патоки, которую исследовали на содержание сахаров. Этот процесс повторялся несколько раз, были взяты в общей сложности 5 проб. Количественные значения содержания сахаров определяли по ГОСТ 26176-91 [4] в аналитической лаборатории института.
Результаты исследований. Динамика изменения содержания сахаров в пробах:
№1 – 12,3 %, №2 – 13,9 %, №3 – 9,3 %, №4 – 9,3 %, №5 – 9,3 % .свидетельствует о том, что уже через 32 минуты работы аппарата содержание сахаров достигает максимальной величины и далее процесс продолжать не имеет смысла. Влажность патоки составляла в пробах 65,1 – 66,3 %. Затраты энергии составили 2,8 кВт-ч. Объем полученной патоки – 15 литров.
Выводы. Данные исследования свидетельствуют о практической целесообразности использования молочной творожной сыворотки для производств кормовой патоки. Полученная патока может быть использована непосредственно как добавка в корм животным, так и для получения белково - углеводных композитов с различным белоксодержащим сырьем.
Список литература
1. Мотовилов, К.Я. Наноэкобиотехнология производства зерновых паток для животноводства:
методические рекомендации / К.Я. Мотовилов, О.К. Мотовилов, В.В. Аксенов В.В., и др. – Новосибирск, 2015.- 60 с.
2. Аксенов, В.В. Комплексная переработка растительного крахмалосодержащего сырья в России / В.В. Аксенов. Вестник КрасГАУ- 2007- № 5- С.213-218.
3. Волончук, С.К. Подготовка зерна пшеницы инфракрасным облучением для получения кормовой патоки / С.К. Волончук, В.В. Аксенов, С.А.Дубкова, А.И. Резепин. Современные наукоемкие технологии- 2015- №10 - С.12-14.
4. ГОСТ 26176-91 Корма, комбикорма. Методы определения растворимых и легкогидролизуемых углеводов. 3.Метод определения растворимых углеводов по Бертрану(контрольный метод). М.: ИПК Издательство стандартов, 2004.
S.K.Volonchuk, I.V.Naumenko, A.I.Rezepin, L.J.Veremeichik A METHOD OF PRODUCING A FEED OF MOLASSES
ON THE BASIS OF COTTAGE CHEESE SERUM
Abstract: The article presents the results of studies of the process of obtaining feed molasses from wheat grain subjected to IR radiation and whey, which is a waste in the production of cottage cheese. Enzymatic hydrolysis of grain starch was carried out at the plant RPA in the presence of enzymes. As a result, within 32 minutes 15 liters of feed molasses with humidity 65,8-66,1% with a sugar content of 13,9% were obtained.
Key words: grain, curd serum, enzymes, infrared (IR) radiation, feed molasses.
________________________________________________________________________________
УДК 664.6/7
С.К.Волончук, А.Н.Сапожников
ХЛЕБ ИЗ ПШЕНИЧНОГО ЗЕРНА, ОБРАБОТАННОГО ИНФРАКРАСНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
Аннотация: Среди хлебобулочных изделий, обладающих полезными свойствами, интерес представляет хлеб из цельно смолотого зерна. Несмотря на то, что в данном виде хлеба содержатся витамины, макро- и микроэлементы, он обладает низкими органолептическими показателями. Авторами была осуществлена пробная выпечка хлеба из цельнозерновой муки, обработанной энергией
XV международная научно-практическая конференция «Пища. Экология. Качество»
~ 133 ~
инфракрасного излучения. Органолептические показатели изделий были достаточно высоки, что подтвердило целесообразность предложенной технологии.
Ключнвые слова: хлеболубочные изделия, инфракрасное излучение, зерно
В последнее время люди, заботящиеся о своем здоровье всё больше обращают внимание на так называемые натурпродукты. Их состав ближе всего к нативным свойствам исходного сырья, т.е. содержат максимум биологически активных веществ, дарованных природой. В качестве примера можно привести хлеб из цельносмолотого зерна. Однако при всех его достоинствах он не очень вкусный, а мякиш его очень плотный, не имеет характерной, привычной покупателю пористой структуры.
Вследствие этого хлебопеки добавляют в тесто отруби пшеничные, являющиеся отходами мукомольной промышленности. Таким образом, получается, что сначала затрачиваются определенные ресурсы, чтобы очистить зерно перед помолом, а затем внести отруби в хлеб. В целом в этом решении есть определенная польза, т.к. отруби содержат витамины А, Е, а также группы В: В1, В2, В6; микро и макроэлементы: калий, кальций, магний, фосфор, натрий, медь, йод; жирные кислоты (Омега-3, Омега-6, пантотеновая – благотворно влияет на ЖКТ); клетчатка, белок. Недостатком его является то, что он не вкусный, а его мякиш сильно крошится.
Нами было принято решение осуществить пробную выпечку хлеба из муки, полученной из цельного зерна, подвергнутого инфракрасной (ИК) обработке. При этом был учтен наш опыт выпечки хлеба из пшеничной муки, подвергнутой ИК-обработке [1].
Было установлено, что после ИК-обработки благодаря улучшению реологических свойств клейковины, которая из 2-й группы качества (32,5 ед. прибора ИДК) переходит в 1-ю (75 ед. прибора ИДК), увеличивается сила муки. Кроме того, снижается число падения, что свидетельствует о увеличении активности амилолитических ферментов и повышению газообразующей способности, Это так же благоприятно сказывается на хлебопекарных свойствах муки.
Исследованиями в СибНИТИП СФНЦА РАН установлено, что ИК-обработка зерна приводит к декстринизации крахмала [2]. Степень декстринизации достигает 46,6 глюкозы мг/г сухого вещества. Это способствует повышению атакуемости крахмала амилолитическими ферментами и в дальнейшем повышению газообразующей способности в тесте.
Материалы и методы исследований. Мука из зерна пшеницы Новосибирская 31, вода питьевая, дрожжи, соль, сахар
Исследование проводили в условиях СибНИТИП СФНЦА РАН и кафедры технологии пищевых производств (ТОПП) Новосибирского государственного технического университета (НГТУ).
Зерно подвергали ИК-облучению с плотностью потока ИК излучения 23 кВт/м2 в течение 70 с в лабораторной установке (рис. 1).
2
3
1
Рисунок 1 – Лабораторная установка для ИК обработки зерна.
1 – поддон с зерном, 2 – регулируемый по высоте отражатель с ИК – лампой, 3 - датчик температуры в камере
XV международная научно-практическая конференция «Пища. Экология. Качество»
~ 134 ~
При ИК обработке зерна резко увеличивались в размерах, а некоторые с незначительным треском разрушались, затем размалывали в муку на лабораторной мельнице. Мука имела светло коричневый цвет с приятным запахом декстринов.
Исследование зерна пшеницы на определение степени деструкции крахмала проводили по ГОСТ 29177-91[3] в аналитической лаборатории института.
Для приготовления хлеба в воде с температурой 27 °C растворяли дрожжи, соль и сахар, размешивали и оставляли при 40 °С и влажности 75% на 10 мин для брожения.
Затем муку и другие сухие ингредиенты добавляли в полученный раствор и замешивали тесто в тестомесильном аппарате на средней скорости в течение 7–8 мин.
После замеса тесто перекладывали в емкость, накрывали пленкой во избежание заветривания полиэтиленовой пленкой и помещали на брожение на 40 мин при температуре 40 °C и влажности 75%. По истечению 40 мин, тесто обминали 1–2 раза, формовали, укладывали в подготовленную форму для выпекания и оставляли на расстойку в течение 30 мин.
После этого изделие выпекали в течение 30 мин при температуре 180 °C.
Готовые изделия охлаждали до 20 °C и оценивали по органолептическим показателям качества.
Результаты исследования. Получены экспериментальные данные, подтверждающие, что образцы хлеба имели гладкую поверхность корки, развитую структуру пор с порами мелкой и средней пористости, равномерно окрашенный мякиш с хорошей эластичностью и низкой крошковатостью. Вкус и запах выпеченных образцов – свойственные пшеничному хлебу, причем вкус слегка сладковатый. Комкуемость при разжевывании отсутствовала.
Рисунок 2 - Фото разреза хлеба из ИК облученного зерна
Выводы. Воздействие энергии инфракрасного излучения на зерно позволяет получить новые технологические и функциональные свойства муки, которые обеспечивают выпечку хлеба, содержащего все полезные вещества натурального сырья и отвечающего высоким потребительским требованиям.
Список литературы
1. Сапожников, А.Н. Повышение качества пшеничного хлеба путем обработки муки инфракрасным излучением / А.Н Сапожников, С.К. Волончук, Л.П. Шорникова. Достижения науки и техники АПК, Москва – 2008, №11.- С.62-64.
XV международная научно-практическая конференция «Пища. Экология. Качество»
~ 135 ~
2. Волончук, С.К. Подготовка зерна пшеницы инфракрасным облучением для получения кормовой патоки. С.К. Волончук, В.В. Аксенов, С.А. Дубкова, А.И. Резепин. Успехи современного естествознания, Москва.-2015, №12 - С.9 – 12.
3. ГОСТ 29177-91 Зерно. Методы определения состояния (степени деструкции) крахмала.
S.K. Volonchuk, A.N.Sapozhnikov
THE BREAD FROM WHEAT GRAIN, TREATED BY INFRARED RADIATION
Abstract: Among bakery products, which have valuable properties, the bread from fully-ground grain represents interest. Despite the fact, that this kind of bread contains vitamins, macro- and microelements, it has low organoleptic indicators. The test baking of the bread from fully-ground wheat grain, which was pretreated by the energy of infrared radiation, was carried out by authors. Organoleptic indicators of products were very high, what confirmed the practicability of suggested technology.
Keywords: bakery products, infrared radiation, grain
________________________________________________________________________________
УДК 663.4
Е.А. Воскобойникова, С.Л. Тихонов, Н.В. Тихонова
ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПИВА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В ТЕХНОЛОГИИ АКТИВАЦИИ ДРОЖЖЕВЫХ КЛЕТОК СИНИМ СВЕТОМ
Аннотация: Проведены исследования по влиянию видимого синего света на качество пива, с облученными дрожжевыми клетками в процессе производства пивного сусла. Дрожи обрабатывали синим светом со следующими характеристиками: длина волны падающего на объект излучения — 410 нм, интенсивность освещения 35 мкВт/м2, продолжительность освещения 6 часов, температура обрабатываемой дрожжевой суспензии 1—2 °С. Контрольные дрожжи находились в темноте в идентичных условиях. Установлено положительное влияние обработки дрожжевых клеток на органолептические и физико-химические показатели пива, возрастет объемная доля спирта на 20%, кислотность – 38%, цветность -162%, пенообразование – 8% и пеностойкость – 6,1% в сравнении с контролем.
Ключевые слова: дрожжи, пиво, качество, синий свет
Интенсификация процессов производства продуктов питания является одним из приоритетных направлений пищевой биотехнологии. Существует множество научных работ по физико-химическим методам, которые позволяют увеличить биомассу биоагента, но работ по влиянию света и различных излучений гораздо меньше. Имеются работы, где действия светового излучения изучалась на высших растениях, водорослях и других организмах, обладающих фотосинтетическим аппаратом [1].
Исследования, проведенные на клетках других биологических объектов, показали, что их фоточувствительность к низкоинтенсивному свету имеет универсальный характер, предполагающий существование одного и того же молекулярного механизма [2].
Сравнительное изучение влияния света, полученного из разных источников, показало, что большинство, изученных видов дрожжей более чувствительны к когерентному (лазерному) свету, чем к некогерентному (светодиоды). Такой эффект, возможно, связан с более глубоким проникновением света в клеточные структуры.
Влияние света на развитие дрожжей определяется не только видовой, но и штаммовой принадлежностью [3].
В литературе достаточно много информации о роли света различной природы и интенсивности как регулятора морфогенеза и биологической активности дрожжей.
Рассматриваются также механизмы трансдукции световых сигналов и факторы, влияющие на эти процессы [4]. Наряду с этим в литературе практически отсутствуют сведения о продолжительности фотоиндукции и факторов её определяющих. В связи с
XV международная научно-практическая конференция «Пища. Экология. Качество»
~ 136 ~
этим, анализируя имеющиеся данные о механизмах фоторецепции и факторов, влияющих на экспрессию фотоиндуцированых генов, можно предположить, что здесь действуют универсальные механизмы [5] стремления любой живой материи к сохранению постоянства своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.
Учитывая универсальность упомянутых выше механизмов фоторецепции и гомеостаза, можно предположить, что аналогичная тенденция будет наблюдаться и при изучении этих вопросов у других видов штаммов. Незначительные различия в длительности сохранения фотоиндуцированной активности можно объяснить физиологическими особенностями каждого вида и особенностями изменения метаболизма под воздействием света. [6]
Эффективность использования видимого света в синем и красном диапазонах длин волн для активации посевного материала на стационарной фазе роста на 5 – 40 % выше по сравнению с облучением в тех же режимах некогерентным светом. [7].
Установлены режимы фотоактивации посевного материала позволяющие снизить количество его внесения в субстрат в 2 - 4 раза (1,2%). При этом накопление биомассы достоверно выше, чем при внесении 5 % необлученного посевного материала. [8]
Действие синего света на дрожжи возможно связано с прямым поглощением квантов синего света элементами митохондриальной энергетической системы, что приводит к повышенному синтезу макроэргов. Фоторецептор - аналогом, которого в дрожжевой клетке служит хромопротеид, аналогичный фитохрому растений, чувствителен к синему свету. В результате его возбуждения светом, наблюдается локальный нагрев хромопротеида, тепло которого передается мембране, а затем всему организму, усиливая процессы роста клеток. Красный свет также влияет на дрожжевые клетки, но в отличие от синего света, его действие затрагивает большее количество систем, связанных с общим метаболизмом клетки, ввиду чего уменьшается отток энергии, идущий на рост биомассы. Таким образом, доказано, что изменение светового спектра оказывает влияние на клетки Saccromyces cerevisiae. Способность синего света усиливать прирост биомассы дрожжей в 1,5 раза, может быть использовано для разработки дальнейших механизмов увеличения накопления биомассы в биотехнологических процессах. Но вместе с тем, в области влияния видимого света на дрожжевую клетку и качество полученной продукции, в частности, пива, остается много нерешенных вопросов.
В связи с этим целью исследований является изучение влияния света синего спектра на дрожжевые клетки, используемые в технологии производства пивного сусла и качество полученного пива.
Объектами исследований являлись дрожжи пивные Saccharomyces carlsbergensis, образцы пива с использованием дрожжей, облученных синим светом.
Результаты исследований. Дрожжи для облучения взяли после хранения в воде в течение двух суток. Воду перед обработкой сливали. Дрожжи для засева сливали в один бродильный аппарат, направляли в эмалированную ванну. Площадь днища ванны 0,72 м2. Толщина слоя дрожжевой суспензии в ванне 10 см. Ванну плотно закрывали крышкой, с внутренней стороны которой укрепляли 1 лампу с синим светом.
Дрожжи в пивное сусло засевали из расчета 0,5 литра густых дрожжей на 1 гекталитр (100 литров) охмеленного сусла, как принято в производстве. Дрожи обрабатывали синим светом со следующими характеристиками: длина волны падающего на объект излучения — 410 нм, интенсивность освещения 35 мкВт/м2, продолжительность освещения 6 часов, температура обрабатываемой дрожжевой