автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Разработка биотехнологии пищевой добавки и регуляторов роста растений на основе молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной

кандидата технических наук
Головкина, Елена Михайловна
город
Ставрополь
год
2008
специальность ВАК РФ
05.18.07
цена
450 рублей
Диссертация по технологии продовольственных продуктов на тему «Разработка биотехнологии пищевой добавки и регуляторов роста растений на основе молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной»

Автореферат диссертации по теме "Разработка биотехнологии пищевой добавки и регуляторов роста растений на основе молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной"

На правах рукописи

Головкина Елена Михайловна

РАЗРАБОТКА БИОТЕХНОЛОГИИ ПИЩЕВОЙ ДОБАВКИ И РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА РАСТЕНИЙ НА ОСНОВЕ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ И ЭХИНАЦЕИ ПУРПУРНОЙ

Специальность 05.18.07. - Биотехнология пищевых продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ставрополь - 2008

003452136

Работа выполнена в ФГОУ ВПО Ставропольском государственном аграрном университете

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Брыкалов Анатолий Валерьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Жидков Владимир Евдокимович

доктор биологических наук, старший научный сотрудник Жарникова Ирина Викторовна

Ведущая организация: ГНУ Ставропольский научно-

исследовательский инеплуг животноводства и кормопроизводства Россельхозакадемии

Защита состоится 25 ноября 2008 г. в 10® часов на заседании диссертационного совета Д 212.245.05 при Северо-Кавказском государственном техническом университете по адресу: 355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова2, ауд. К308.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северо-Кавказского государственного технического университета.

Автореферат разослан Р/С-/72-

2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

В.й. Шипулип

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема качества и безопасности пищевой продукции актуальна в России и за рубежом, поскольку практически во всех странах мира наблюдается тенденция к ухудшению экологической обстановки из-за антропогенной деятельности человека.

В настоящее время общепринято, что питание является одним из главных факторов, определяющим здоровье человека. В соответствии с этим в России активно осуществляется реализация национальных проектов в области АПК и медицины, что направлено на разработку технологий получения пищевых продуктов нового поколения, в том числе общего и функционального назначения.

Во всем мире диетологи рассматривают целевое питание как источник пищевых веществ в организме. Концепция специального питания, сформулированная Министерством здравоохранения России, предусматривает использование биологически активных добавок к пище, представляющих собой концентраты натуральных или идентичных натуральным биологически активных веществ, предназначенных для введения в состав пищевых продуктов с целью обогащения рациона питания человека.

Актуальным представляется разработка способов получения пищевых добавок из экологически безопасных сырьевых ресурсов, к которым относятся лекарственные растения, животные ткани, продукты пчеловодства, морепродукты. В современной литературе имеются ограниченное число публикаций по получению биологически активных пищевых добавок из лекарственных растений.

В области сельскохозяйственного производства зерна высокого качества актуальным представляется поиск наиболее перспективных сырьевых источников для получения регуляторов роста растений нового поколения, применяемых в современных технологиях возделывания зерновых культур.

Одним из перспективных сырьевых ресурсов в данном направлении, содержащим комплекс биологически активных веществ и рациональным по экономическим показателям является молочная сыворотка В России впервые осуществлена разработка регулятора роста растений «Стимолакт» методом ферментации экстрактов из зверобоя продырявленного энзимами молочной сыворотки и показана эффективность применения препарата в технологии возделывания озимой пшеницу (патент РФ № 2280362 от 04.10 2004, опубл. 27.07.2006, БИ № 21, авторы Брыкалов А.В., Плющ Е.В., Храмцов А.Г.)

В связи с этим разработка технологий получения регуляторов роста на основе композиций экстрактов лекарственных растений и молочной сыворотки

имеет научно-практический интерес, актуальное значение в направлении прикладных аспектов биотехнологии.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось проведение системных исследований по разработке технологии получения из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной пищевой добавки, регуляторов роста растений, изучение их состава, биологической активности.

Задачи исследования:

- обосновать применение молочной сыворотки для получения пищевых добавок и регуляторов роста растений;

- провести скрининг растительных объектов, содержащих производные коричной кислоты, флавоноидов, дубильных веществ;

- разработать технологию получения из эхинацеи пурпурной биологически активной добавки к пище на основе метода водно-спиртовой экстракции;

- изучить химический состав и биологическую активность пищевой добавки из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной;

- получить сорбенты, применяемые в разработанных биотехнологиях, исследовать их состав, структурные характеристики; провести анализ ИК-спектров, изучить кислотно-основные свойства поверхности;

- разработать технологию получения регулятора роста растений методом ферментации экстракта из эхинацеи пурпурной энзимами молочной сыворотки, изучить состав, провести стандартизацию;

- осуществить разработку технологии получения регуляторов роста растений из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной, включающей введение в препараты природных и синтетических нанокомпонентов, исследовать их состав, биологическую активность;

- оформить и утвердить техническую документацию на разработанные регуляторы роста растений;

- исследовать биологическую активность препаратов на основе молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной в лабораторных, полевых условиях с оценкой экономической эффективности применения в растениеводстве.

Научная концепция работы заключается в обосновании принципов и методов исследований биотехнологического потенциала молочной сыворотки, эхинацеи пурпурной и эффективное применение их нутриентов в разработке биотехнологии пищевой добавки и регуляторов роста растений.

Научная новизна работы. Разработана биотехнология получения пищевой добавки из эхинацеи пурпурной в сочетании с молочной сывороткой. Установлен ее комплексный состав по биологически активным веществам, токсико-гигиенические и биологические показатели.

Осуществлена разработка технологии получения регулятора роста растений на основе ферментации экстракта эхинацеи пурпурной молочной сывороткой. Планированием и проведением многофакгорнош эксперимента оптимизирована стадия экстракции биологически активных веществ -гидроксикоричных кислот - с получением адекватных уравнений регрессии Осуществлена стандартизация препаратов по содержанию гидроксикоричных кислот, флавоноидов, антоцианов и микроэлементов.

Получены биотехнологические сорбенты на алюмосшшкатной основе, исследованы их структурные и физико-химические характеристики, топография поверхности. Определены количественные показатели ионообменной активности кислотных центров, установлена эффективность применения сорбентов в технологии получения из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной фитопрепарата с полифункциональными свойствами.

Впервые разработана технология получения регуляторов роста растений из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной, включающая введение в препараты природных и синтетических нанокомпонентов, исследован их состав, биологическая активность. Выявлен эффект синергизма совместного действия нанокомпонентов фракции размола виноградных семян и углеродных нанотрубок с биологически активными веществами молочной сыворотки и экстракта эхинацеи пурпурной, который проявляется в увеличении ростостимулиругощей активности препарата при действии на семена агрокультуры.

Новизна предложенных технологических решений подтверждена патентом РФ на изобретение № 2325807 и положительным решением о выдаче патента на изобретение № 2007123091/15 (025139) от 31 03 2008.

Практическая значимость. Проведена стандартизация пищевой добавки на основе молочной сыворотки и экстракта эхинацеи пурпурной по содержанию биологически активных веществ - производных коричных кислот, флавоноидов, дубильных веществ, установлены их биоантиоксцдангные свойства.

Разработана технология получения из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной комплексных регуляторов роста растений с полифункциональной активностью, ростостимулирукяцими и антимикробными свойствами, с определением условий сохранения стабильности свойств препарата в растворимой и лиофилизированной форме.

Разработанные регуляторы роста растений из эхинацеи пурпурной прошли производственные испытания с положительным заключением в СХП «Новомарьевский» Шпаковсгого района, СПК «Мелиоратор» Трунов-ского района Ставропольского края, стандартизованы и рекомендованы к

использованию на стадиях вегетации и для предпосевной обработки семян зерновых агрокультур с пленкообразовашлем «Алкил-arpo», на который разработаны и утверждены ФГУ «Ставропольский ЦСМ» ТУ 2484-001306263507600127-2006, атакжеразработаны ТУ 2389-002-3062635076001272007 на препарат «Бишостим», содержащий микроэлементы.

На VII Московском международном салоне инноваций и инвестиций (Москва, февраль 2007 г.) разработка «Биотехнология получения препарата с полифункциональным действием «Стимокор» награждена дипломом и серебряной медалью. На Международной выставке-конгрессе «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции» (Санкт-Петербург, октябрь, 2007) получен диплом за работу «Разработка биотехнологии препаратов растительного происхождения с ростостимулирующей активностью с применением наносорбционных материалов» в номинации «Лучший инновационный проект в области технологий живых систем».

Основные положения диссертации использованы в учебном процессе по курсу «Основы биотехнологии» для студентов биологических специальностей Ставропольского государственного аграрного университета.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на Всероссийской научно-практической конференции «Биотехнология 2003» (Сочи, 2003); 50-й научной конференции «Университетская наука - региону» (Ставрополь, 2005); Международной научной конференции «Фиггопатоген-ные бактерии. Фитонцидология. Аллелопатия» (Киев, 2005); III Международной научно-практической конференции «Проблемы экологической безопасности и сохранение природно-ресурсного потенциала» (Ставрополь, 2006); II Международной конференции «Проблемы экологической безопасности и сохранения природно-ресурсного потенциала» (Ессентуки, 2006); Международной научной конференции, посвященной 80-летию со дня рождения академика Гродзинского A.M., «Аллелопатия и современная биология» (Киев, 2006); Международном симпозиуме по нанобиотех-нологиям «Nanobio 6» (Санкт-Петербург, 2006); IV Международной научной конференции «Производственные технологии» (Италия, 2006); И Международной научной конференции «Современные наукоемкие технологии» (Испания, 2006); II Международной научной конференции «Актуальные проблемы науки и образования» (Куба, 2007); 52-й научной конференции «Университетская наука — региону» (Ставрополь, 2007); Международной конференции «Биоресурсы, биотехнологии, экологически безопасное развитие регионов Юга Россию) (Сочи, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 4 в реферируемых журналах, рекомендуемых ВАК. Получен 1 патент РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка, приложений. Работа изложена на 170 страницах, содержит 28 рисунков, 39 таблиц. Библиографический список состоит из 157 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранного направления исследований, определена его научная новизна и практическая значимость.

В первой главе рассмотрены понятия о пищевых добавках (ПД). Представлена современная классификация пищевых добавок, их состав, особенности биологической активности, стандартизация и сертификация. Дана характеристика ПД, получаемых из пищевых и лекарственных растений, животных тканей, морепродуктов и другого сырья. Показана перспективность их применения для функционального питания населения, профилактики и лечения хронических заболеваний. Дано обоснование по применению в качестве сырьевого ресурса при разработке технологии ПД из лекарственного растения эхинацеи пурпурной, содержащей комплекс биологически активных веществ иммуностимулирующего, противоаллергического, противоопухолевого, ранозаживляющего, антимикробного и противовирусного действия.

Рассмотрены состав и биологические особенности молочной сыворотки в качестве сырья при получении пищевых добавок, экологически безопасных регуляторов роста растений, представлено целевое направление ее применения в сельскохозяйственной биотехнологии при совместном использовании с химическими средствами защиты растений в технологии возделывания агрокультур.

На основе анализа литературных данных определены цель и задачи исследований.

Во второй главе представлены данные об организации работы, объектах и методах исследования. Схема проведения экспериментальных исследований представлена на рисунке 1.

В качестве сырья для получения регуляторов роста растений и пищевой добавки использовали подсырную и творожную сыворотку, соответствующую ОСТ 10.213-97. Содержание сывороточных белков определяли методом Къельдаля, массовую долю сухих веществ рефрактометрически, активную кислотность потенциометрическим методом по ГОСТ 26781-85, титруемую кислотность по ГОСТ 8764-73.

ОСрабогка и оптимизация опытных данных

Разработка тсхноло-/ ни лншевой добавка из эхинацеи пурпур-пой в сочетании с молочной сывороткой

X

Разработка технологии регулятора, роста растений ш эхинацеи пурпурной на основе методов экстракции н сорбции

Разработка технология ре-1 улггора. роста растения ш эхинацеи пурпурной и молочной сыворотки на основе метода ферчеитцш

Разработка тсхнологип кошигекс-кого препарата, содержадего гад-роксихоричные кислоты, активатор потаенной микрофлоры и микроэлементы чинерагш, бишофита

Разработка технологии регулятора роста растений из молочной сыворотки и :>хи-нацеи пурпурной, содержащего нанокочлоненг

ГГ

Экономическая эффективность

С гавдаргизация пищевой добавки и регуляторов рос 2а растений

Экологическая

беюпасиость

Разработка технической \ документация ]

Апробация речу^ьтатв работы

Рисунок 1 — Схема проведения исследований

В качестве растительного сырья для получения пищевой добавки и фитопрепаратов использовали надземную часть лекарственного растения эхина-цеи пурпурной (Echinacea purpurea L Moench) семейства Asteraceae, кото. рое выращено на опытном поле Ставропольского НИИСХ (г. Михайловск). В фитосырье определено содержание гидроксикоричных кислот, установлена -подлинность растения, ее соответствие требованиям ВФС 42-2371-94.

Определение флавоноидов и гидроксикоричных кислот в растительном сырье и препаратах проводили спектрофотометрическим методом с регистрацией оптической плотности растворов при длине волны 415 нм и 320 нм соответственно. Химический состав фитопрепаратов определен методом тонкослойной хроматографии на пластинах «Silufol UV-254», микроэлементный анализ методом атомно-абсорбционной спектрометрии на приборе «Квант-АФА», определение золы по ГОСТ 26714-85, органических кислот методом капиллярного электрофореза на приборе «Капель-105».

Для химического анализа алюмосиликатных сорбентов и исследования поверхностных функциональных групп использовали ИК-спектроскопию, проводимую на спектрофотометре Spekord-75 IR (Германия) в диапазоне волновых чисел 500-4000 см1. Микроструктуру сорбентов исследовали на сканирующем электронном микроскопе IMZ - Т3000.

Определение общей токсичности фитопрепаратов проводили на приборе «Биотестер-2» с использованием тест-культуры Paramecium caudatum.

Биологическую активность разработанных биопрепаратов растительного происхождения определяли при их действии на семена озимой пшеницы в соответствии с ГОСТ 10968-88.

Экспериментальные данные статистически обрабатывали на персональном компьютере PC Pentium-4 с использованием пакета прикладных программ «Statistica 5.5» и «Excel». Для оптимизации экспериментальных данных использовали метод нейроно-сетевого моделирования.

В третьей главе представлено обоснование по использованию молочной сыворотки в качестве компонента для получения пищевой добавки с использованием эхинацеи пурпурной, а также в качестве сырьевого ресурса в технологии регуляторов роста растений. Содержание в молочной сыворотке белков, углеводов, липидов, витаминов, макро- и микроэлементов в сочетании с биологически активными компонентами из эхинацеи пурпурной, проявляющими биоантиоксидантные, противомикробные свойства, способствующие повышению иммунитета, создают перспективу получения особой добавки для включения в состав пищевых продуктов специального назначения. Применение молочной сыворотки в технологии получения регуляторов роста агрокультур решает важнейшую проблему

рациональной утилизации вторичного сырья молочной промышленности, способствует снижению себестоимости экологически безопасной сельскохозяйственной продукции с применением в растениеводстве регуляторов роста на основе ферментированных энзимами молочной сыворотки экстрактов лекарственных растений.

Для разработки технологии получения пищевой добавки, использовали надземную часть лекарственного растения эхинацеи пурпурной, содержащей питательнее компоненты и способной стимулировать защитные силы организма, прежде всего, иммунную систему. Проведены исследования содержания, в ней протеина, Сахаров и биологически активных веществ, характеризующих эхинацею пурпурную как перспективный объект для получения пищевой добавки. Так, содержание протеина составило 10,312,0%, редуцирующих Сахаров 4,8-5,2%, целлюлозы 17,8-18,6%, флавонои-дов 0,39-0,42%, общее содержание сухих веществ 22-23%, суммы зольных элементов (Са, Р, К) 10,2-10,4%.

В соответствии с поставленной целью и задачами разработана технология получения пищевой добавки из эхинацеи пурпурной, которая включает 9 стадий.

Стадии 1-3 представляют подготовку фитосырья, заключающуюся в оценке по количеству и качеству, консервации, очистке и высушивании. Стадия 4 - измельчение сырья до размера частиц 1-1,5 мм, стадия 5 - получение водно-этанольного экстракта. Стадия 6 обеспечивает удаление лабильных веществ с сохранением биологической активности препарата. Стадии 7-8 направлены на стерилизацию препарата, его лиофилизацию. Стадия 9 предусматривает технологический прием смешивания сухой молочной сыворотки с лиофилизированной формой препарата из эхинацеи пурпурной в соответствии с разработанным составом.

Проведенными исследованиями установлено, что эффективность разработанной технологии получения фитодобавки определяется содержанием и последовательностью стадий технологии, оптимальными условиями стадий экстракции биологически активных веществ из сырья.

Для оптимизации параметров в технологии стадии экстракции биологически активных веществ из фитосырья был проведен трехфакторный эксперимент. В качестве выходного параметра использовано содержание гидроксикоричных кислот в экстрактах из эхинацеи пурпурной.

В качестве изучаемых факторов оптимизации были исследованы соотношения масс фитосырья и водно-этанольного экстрагента (х, - 1:25; 1:50; 1:75), температурный режим экстракции (х2 - 50°С, 60°С, 70°С) и продолжительность экстракции (х3 - 30,60, 120 минут).

В результате обработки экспериментальных данных на основе нейро-но-сетевого моделирования получены графические зависимости изучаемых факторов экстракции. На рисунке 2 представлены данные по наиболее значимым факторам оптимизации условий экстракции.

Соотношение фитосырья с экстрагентом, ш^тг

Температу ра

экстракции, I С

Рисунок 2 - Влияние температуры экстракции и соотношения фитосырья с экстрагентом на выход гидроксикоричных кислот

В соответствии с проведенным нейроно-сетевым моделированием и анализом полученных графических зависимостей установлено, что оптимальными факторами экстракции гидроксикоричных кислот из эхинацеи пурпурной является соотношение фитосырья с водно-этанольным экстрагентом - 1:25, температура экстракции - 70°С и продолжительность экстракции - 60 минут.

Жидкий экстракт из эхинацеи пурпурной представляет собой прозрачную жидкость светло-коричневого цвета со слабым ароматным специфическим запахом и сладковатым, слегка жгучим, вкусом.

Таблица 1 - Химический состав пищевой добавки из эхинацеи пурпурной

Наименование Показатели

Внешнийвид жидкость светло-коричневого цвета со специфическим запахом

Прозрачность прозрачный

Значение рН 6,5-7.0

Содержание БАВ, %.

- гидроксикоричпые кислоты, 0,12*0,01

- флавоноиды. 2,7±0,04

- дубильные вещества; 2,9*0,15

- антоцианы 0,3±0.01

Микро'эле менты, г/л

медь 35 • К)"6

цинк 115 • КГ6

никель 16 • КГ6

марганец 60 • 10"6

магний 450 • Ю-1

молибден 2,3 • 10*

кобальт 1.0 • К)"6

Установлено (табл 1), что пищевая добавка по химическому составу содержит комплекс биологически активных веществ, разнообразный микроэлементный состав, в котором преобладают такие химические элементы, как магний, цинк, марганец, роль которых чрезвычайно высока. Содержание сухого остатка в препарате составляет 8,5-9,3%. В экстракте из эхинацеи пурпурной не обнаружено тяжелых металлов и токсических веществ, радионуклидов (цезий - 137, стронций - 90). В соответствии с Госфармакопеей РФ по методам исследования лекарственного растительного сырья проведена стандартизация жидкого экстракта эхинацеи пурпурной по количественному определению гидрокеикоричных кислот спектральным методом.

Исследована биоантиоксидантная активность ПД из эхинацеи пурпурной в сравнении с известными биологически активными веществами. Препарат из эхинацеи пурпурной обладает выраженными антиоксидант-ными свойствами, которые в 1,2 раза выше активности экстрактов корня солодки голой (Glycyrrhha glabra). Антиоксидантные свойства препарата, по-видимому, объясняются комплексным эффектом присутствия в нем фенольных соединений - оксикоричных кислот, кумаринов, флавоноидов.

В экстракте эхинацеи пурпурной методом капиллярного электрофореза определено содержание органических кислот. В наибольшем количестве

содержится молочная кислота- 181 мг/л и лимонная кислота - 117 мг/л; в меньшем количестве - уксусная (62 мг/л) и яблочная (56 мг/л) кислоты.

В соответствии с проведенными исследованиями органолептических данных лиофилизированный препарат из эхинацеи пурпурной представляет собой гигроскопический порошок светло-бурого цвета, слабо специфического запаха, вяжущего вкуса. Содержание влаги в препарате не более 2,5%.

Для определения интегральной токсичности экстракта эхинацеи пурпурной была использована экспресс-методика биотестирования на приборе «Биотестер-2», предусматривающего применение в качестве объекта тест-культуры Paramecium caudatum. Определено, что экстракт эхинацеи пурпурной не токсичен, так, индекс допустимой токсичности составляет 0,090,11 в сравнении с экстрактами дикорастущей флоры - молочай солнечный (Tithymalns helioscop/us L.J, щирица запрокинутая (Amaranthus cruentus L.j, обладающих высокой токсичностью (0,97-0,98). Проведены исследования по качеству и безопасности экстракта эхинацеи пурпурной согласно гигиеническим требованиям, установленным СанПиН 2.3.2.560-96. Содержание в пищевой добавке токсических элементов, пестицидов, радионуклидов и микрофлоры соответствует нормам документации.

В соответствии с поставленной задачей компьютерным моделированием проведен анализ взаимосвязи структура-активность производных коричной кислоты, базирующийся на квантово-химических и топологических дескрипторах. Для указанного анализа применялись полуэмпирические квантово-химические методы, кластерный анализ, множественная регрессия, расчет топологических дескрипторов программой Dragon.

Рисунок 3 — Структура молекулы п-гидроксикоричной кислоты по методу расчета РМЗ

При анализе локализации низшей вакантной молекулярной орбитали для пара-гидрокеикоричной кислоты (рис. 3) найдено, что центр электронной акцепции находится на б-углеродном атоме непредельного фрагмента, а заместители в ароматическом ядре производного коричной кислоты влияют на ее абсолютную величину

Таким образом, локализация областей с избытком и дефицитом электронной плотности в производных коричной кислоты может служить объяснением их реакционной способности, в частности, биоантиоксидантных свойств, ростостимулирующей активности, а также возможностью взаимодействия за счет квантово-механических эффектов с биологически активными наночастицами молочной сыворотки.

Четвертая глава посвящена исследованию технологических этапов получения комплексных регуляторов роста растений из эхинацеи пурпурной на основе молочной сыворотки с применением методов экстракции, ферментации и сорбции.

Технологическая схема получения регулятора роста растений включает 10 стадий. Стадия 1-3 представляет под готовку сырья, его консервацию, очистку и высушивание. Стадия 4 - измельчение сырья до размера частиц 1-1,5 мм, стадия 5 — получение водно-этанольного экстракта. Стадии 6 и 7 обеспечивают удаление балластных примесей методом термоденатурации при 75°С и очистке экстракта сорбцией на алюмосиликатом сорбенте. Стадии 8 - ферментация растительного экстракта эхинацеи пурпурной молочной сывороткой. Стадии 9,10 направлены на стерилизацию препарата, розлив, фасовку.

Эффективность разработанной технологии определяется применением сорбента на стадии 7.

По химическому составу используемый сорбент является алюмосиликатом, содержащим 79-83% оксида кремния, 17-21 % оксида алюминия и химические элементы, среди которых преобладает магний, что подтверждено рентгенострук-турным анализом, проводимом на рентенодифрактометре "Дифрей".

Проведены исследования структурных характеристик сорбентов. Определена удельная поверхность и суммарный объем пор. Удельная поверхность алюмосиликатного сорбента составила 720 м2/г, объем пор — 0,85 см3/г, радиус пор - 35-50 нм. Поверхность алюмосиликат!(ых сорбентов имеет значение концентрации протонодонорных кислотных центров В0 = 0,18 мг-экв/м2 , что определяет их адсорбционную активность.

Адсорбционную очистку экстракта растения эхинацеи пурпурной проводили в статических условиях. Количественно эффективность сорбции белков из экстракта лекарственного растения оценена по изменению их содержания до и после сорбции с использованием спектрофотометричес-

кош метода при длине волны 280 нм. Разработанный метод сорбционной очистки экстракта растения эхинацеи пурпурной обеспечивает на 63% удаление балластных растительных белков. Препараты, полученные на основе сорбционного метода отделения белков из экстрактов растений, обладают большей ростостимулирующей активностью по сравнению с препаратами, полученными без применения сорбента. Так, прирост энергии прорастания по отношению к контролю для препарата, полученного на основе сорбции белков, составил 6%, длины корешков - 21%, длины проростков - 22%, биомассы корешков - 31%, биомассы проростков — 23%.

Разработана технология получения регулятора роста растений с полифункциональной активностью (Р2) из молочной сыворотки при её ферментации экстракта эхинацеи пурпурной. Схема технологии включает 10 стадий и соответствует схеме технологии получения регулятора роста Р, с введением основной стадии ферментации молочной сывороткой экстракта эхинацеи пурпурной (стадия 8) при установленных оптимальных факторах — соотношении экстракт : сыворотка 1:1, температуре - 45°С и времени ферментации — 45 минут. Проведенными исследованиями установлено, что регулятор роста растений Р2 обладает большей ростостимулирующей активностью по сравнению с регулятором роста растений Рг Так, прирост энергии прорастания составил 15%, длины корешков — 26%, длины проростков - 27%, биомассы корешков - 34%, биомассы проростков - 25%.

В последующем при получении нового комплексного препарата из эхинацеи пурпурной, обогащенного микроэлементами (Р3), использован раствор природного минерала бишофита, который по данным атомно-абсорбционной спектроскопии содержит широкий набор химических элементов, среди которых преобладает магний. '!

Наилучшие результаты по ростостимулирующей активности получены при действии на семена агрокультуры комплексного препарата, сочетающего в себе 0,01% раствор препарата из эхинацеи пурпурной и раствор бишофита при его разведении 1:400.

Наиболее оптимальное соотношение бишофита с препаратом из эхинацеи пурпурной - 1:4. Таким образом достигается увеличение массы проростка и корешка зерна озимой пшеницы по сравнению с контролем соответственно на 24% и 44%, длина проростка и корешка на 8% и 12%.

Одним из разделов работы было исследование биологической активности экстрактов растений с целью выявления комплекса БАВ, повышающего полифункциональные свойства препарата.

Изучено воздействие экстрактов некоторых растений на содержание сапрофитных бактерий в почвенных образцах. Общее микробное число

(ОМЧ), сражающее содержание сапрофитных бактерий в образцах почв, определяли методом серийных разведений в соответствии с традиционной методикой. Экстракт мари белой при воздействии на почвенные микроорганизмы имеет тенденцию к снижению количества сапрофитных бактерий (ОМЧ — 1,2 • 106мк/г почвы), тогда как экстракт осота полевого активирует развитие микрофлоры почвы (ОМЧ - 3,5 • 107мк/г почвы).

Полученные результаты исследований по активированию экстрактом осота полевого почвенных микроорганизмов использованы для конструирования препаративных композиций с полифункциональными свойствами (регулятор роста растений Р3).

Проведено изучение химического состава и биологической активности трех препаратов на основе производных коричных кислот (табл. 2).

Таблица 2 - Химический состав препаратов из эхинацеи пурпурной

Наименование Препарат из эхинацеи пурпурной (Р.) Препарат из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной (Р;) Препарат из эхинацеи пурпурной в сочетании с раствором би-шофита и активатором микрофлоры (Рз)

Внешний ввд жидкость светло-коричневого цвета со специфическим запахом жидкость светло-коричневого цвета со специфическим запахом жидкость светло-коричневого цвета со специфическим запахом

Прозрачность прозрачный прозрачный прозрачный

Значение рН 6,6-7.0 6.2-6,4 6,7-7,2

Содержание БАВ, %: - гвдрокеикоричные кислоты; - флавоноиды; - дубильные вещества; - антоцианы 0,14 АО,01 2,6±0,14 2,5±0,15 0,6±0,01 0,06±0,01 1,1±0,14 1,4±0,13 0,12±0.01 0,13i0,01 2,72±0,14 3,2±0,16 0,8±0,04

Микроэлементы, г/л: медь цинк никель марганец магний молибден , кобальт 34 • 10"6 113-10"6 17 • 10"6 62 • 10"6 440 ■ 10"3 2.4 • 10* 1.5 • 10* 82 • 10"6 112- 10'6 25,7 ■ 10"6 78-10'6 336 • 10"3 4,2 • 10"6 9,96- 10"6 225 - 10'6 120- 10"6 21 • 10"6 63 • 10"° 243 • 10'1 2,55- 10"6 19,8- 10"6

Установлено, что препараты по химическому составу содержат комплекс биологически активных веществ, разнообразный микроэлементный состав, в котором преобладают такие химические элементы, как магний, цинк, марганец, роль которых чрезвычайно важна для роста растений.

Результаты исследований показывают, что по сравнению с препаратом из эхинацеи пурпурной (Р() введение стадии ферментации экстракта молочной сывороткой, а также микроэлементной добавки способствует' усилению ростосгимулирующей активности препаратов Р2 и Р3. Так, прирост энергии прорастания составил 3%, длины корешков - 20%, длины проростков - 14,817%, биомассы корешков - 19,3-31,6%, биомассы проростков - 5,5-29,6%.

Результаты исследований антимикробной акгивности исследуемых препаратов Р, и Р, показали, что зоны задержки роста микроорганизмов зависят от их вида, посевной дозы и действия лротивомикробного препарата. Препараты из эхинацеи пурпурной обладают антимикробной активностью к тест-культурам микроорганизмов: Escherichia coli, Pseudomonos aeuruginosa.

Ра зработан этап технологии получения комплексного препарата из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной, включающий добавление наночастиц виноградных семян (40-60 нм) в раствор препарата в концентрации 0,025-0,1 %. Химический состав наношмпонентов представлен содержанием лигнина 33,534,8 %, дубильных веществ 6,7-7,0 %, липвдов 5,9-7,2 %? а также микроэлементов -железа (0,15-1,0 мг/кг), меди (0,13-0,38 мг/кг), цинка (0,04-0,36 мг/кг), марганца (0,1-0,21 мг/кг), никеля (0,02-0,04 мг/кг).

Действие препарата с наночастицами виноградных семян изучали по его влиянию на посевные качества озимой пшеницы сорта "Донская Юбилейная", получены данные по удельной скорости роста проростков и корешков при действии на семена агрокультуры разработанного регулятора роста (рис. 4).

ез Контооль (диет, вода)

Рисунок 4 - Значения удельной скорости роста проростков (I) и корешков (II) семян агрокультуры при обработке регулятором роста на основе молочной сыворотки, эхинацеи пурпурной с участием наночастиц из виноградных семян.

Исследовано влияние на ро сто ста мул иру ю щуго активность семян озимой пшеницы препарата с содержанием наночастиц 0,025-0,1%.

Установлено, что содержание в препарате наночастиц виноградных семян с оптимальной концентрацией - 0,05% и углеродных нанотрубок с оптимальной концентрацией 0,025 % - способствует возрастанию ростос-тимулирующей активности комплексного препарата с нанокомпонентами в сравнении с действием препарата, их не содержащего..

Таким образом, разработана технология получения двух комплексных препаратов на основе молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной, содержащих нанокомпонент из виноградных семян, а также синтетический углеродный материал с оптимизацией содержания твердой фазы в концентрации соответственно 0,05% и 0,025%, что приводит к увеличению росто-стимулирующих свойств препаратов при их действии на семена озимой пшеницы. Биоактивирующий эффект нанокомпонентов объясняется тем, что сорбционные частицы участвуют в трансмембранном переносе биологически активных веществ го молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной, что повышает степень их проникновения в структуру зерна и активизацию ферментативных систем. Кроме того, создаются возможности образования наносистемы, включающей биологически активные вещества эхинацеи пурпурной, молочной сыворотки во взаимодействии с сорбци-онноактивными компонентами фракции виноградных семян. В силу особенностей наносистемы, находящейся в метастабильном состоянии в целом, биологическая активность препарата возрастает.

Пятая глава посвящена разработке технологической схемы производства регуляторов роста растений, а также оценке экономической эффективности их производства и применения в растениеводстве.

По результатам исследований разработаны четыре препарата из эхинацеи пурпурной. Блок-схема алгоритма производства регуляторов роста растений представлена на рисунке 5.

С целью оценки экономической эффективности внедрения разработанных технологий получения регуляторов роста растений из эхинацеи пурпурной проведен сравнительный анализ производства четырех препаратов (Р,, Р2, Р3, Р4): с использованием в технологии стадии очистки экстрактов фитосырья алюмосиликатным сорбентом (Р^, на основе молочной сыворотки (Р2), введением в состав препарата бишофита (Р3), совместного применения фитопрепарата, молочной сыворотки и нанокомпонентов (Р4).

Технико-экономические показатели производства препаратов представлены в таблице 3.

Получение водно-спиртового экстракта эхинацеи пурпурной

1

6 Термоденатурация балластных веществ

+

7 Сорбционная очистка экстракта алюмосиликатным сорбентом

4

9 Розлив и упаковка

*

11 Хранение и реализация

10

Начало

Приемка сырья, оценка качества, сортировка, измельчение фитосырья

Отделение жира и казеиновой пыли

Резервирование молочной сыворотки

Анализ производственной ситуации

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ Р-рид регулятора роста растений

12 Ферментация экстракта эхинацеи пурпурной молочной сывороткой

8 Стери низания <

13

Добавление активатора почвенной микрофлоры (экстракт осота полевого) и вытяжки бишофита в оптимальном развелении

Лиофильная сушка препарата

14

Растворение в воде лиофилъного препарата

Добавление

в препарат

нанокомпонентов

15 (нанофракции

семян винограда.

углеродные нанотрубхи)

Конец

Рисунок 5 - Блок-схема алгоритма производства регуляторов роста растений из молочной сыворотки

и эхинацеи пурпурной

Таблица 3 — Технико-экономические показатели производства препаратов на основе молочной сыворотки и природного фитосырья — эхина-цеи пурпурной

Показатели Наименование препаратов

Р| Р, Ря Р4

Полная себестоимость 1 тонны препарата, руб. 131042,65 138412,54 132052,45 145032,75

Прибыль от реализации 1 тонны препарата, руб. 68957,35 61587,46 67947,55 54967,25

Годовая прибыль, руб. 289620,87 153968,65 285379,71 137418,12

Уровень рентабельности, % 52,6 44.5 51.5 37,8

Годовой экономический эффект, руб. 120162,45 107319,96 118402,81 95783,83

Данные таблицы 3 указывают на экономическую эффективность разработанной технологии.

В Ставропольском крае на территории СХП «Новомарьевский» и СПК «Мелиоратор» в 2006-2008 годах осуществлено внедрение регулятора роста растений для предпосевной обработки семян озимой пшеницы сортов "Победа 50" и "Станичная", а также обработки посевов агрокультуры совместно с гербиццдом в фазу кущения. Предпосевную обработку семян агрокультуры проводили препаратом на основе гидроксикоричных кислот и далее семена высевали на территории поля 30 га с нормой высева в опытйом и контроль ном вариантах 4,5 млн. всхожих семян на 1 га. В производственных испытаниях препарат на основе гидроксикоричных кислот применялся с нормой расхода 0,05 л на 1 тонну семян с пленкообразователем "Алкил-агро".

Производственные испытания разработанного регулятора роста растений выявили его положительное влияние на урожайность, а также качественные показатели зерна озимой пшеницы сорта "Победа 50", что представлено в таблице 4.

Таблица 4 - Влияние регуляторов роста на урожайность и качественные показатели зерна озимой пшеницы сорта "Победа 50".

Варианты • Стекло- ввдностъ, % Качество клейковины. ИДК Количество клейковины, % Урожайность, ц/га

Контроль (без обработки) 70,5 89,2 18,3 18,7

Эталон Премис (обработка семян) 68,2 90,1 18,8 19.2

Регулятор роста растений из молочной сыворотки и ' эхинацеи пурпурной (обработка семян) 79,5 98,4 19,4 22,9

Предпосевная обработка семян озимой пшеницы разработанным препаратом обеспечила прибавку урожая 4,2 ц/га по сравнению с контрольным вариантом и 3,7 ц/га по сравнению с вариантом, в котором обработку семян проводили протравителем "Премис". Кроме того, разработанный препарат оказал положительное влияние на качественные показатели сельскохозяйственной продукции, увеличив уровень количества клейковины зерна на 6%, показатель качества клейковины ед. ИДК на 9,4%.

Расчеты по экономической эффективности показали, что применение разработанного препарата экономически обосновано, что позволяет увеличить урожайность озимой пшеницы на 3,7 ц/га по сравнению с производственным контролем. Снижение себестоимости зерна определяется меньшей стоимостью разработанного препарата. Уровень рентабельности производства зерна возрос на 18% по сравнению с контролем.

ВЫВОДЫ

1. Разработана биотехнология получения пищевой добавки из эхинацеи пурпурной в сочетании с молочной сывороткой, включающая стадии подготовки растительного сырья, измельчения, получения экстракта, удаления лабильных веществ методом термоденатурации.

2. Исследован состав пищевой добавки, определены показатели ее стандартизации, соответствие гигиеническим требованиям к качеству и безопасности пищевых продуктов.

3. На основе молочной сыворотки с оптимизацией режимов ферментации экстракта эхинацеи пурпурной разработана технология получения регулятора роста растений. Исследован их химический состав и, определением удельной и абсолютной скорости ростовых процессов на семена агрокультур при действии регуляторов роста, установлена их биологическая активность.

4. Проведением исследований по химическому составу регуляторов роста растений из эхинацеи пурпурной определено содержание в них гидро-ксикзоричных кислот - 0,06-0,14%, дубильных веществ —1,4-3,2 мг/мл, флаво-ноидов - 1,1-2,72%, антоцианов - 0,12-0,8%. Установлено содержание микроэлементов: ма1ний-243-10"1-440-10"3 г/л, цинк-112-ЮМ2010^ г/л, марганец— 62-10 6-78-10"6 г/л, медь - 34-10"6-225-10"6 г/л, никель -17-10"6-25,7-10 6 г/л, молибден2,4-10-6-4,2-10"6 г/л, кобальт- 1,5-10"49,8-10* г/л.

5. Получены активированные алюмосиликатные сорбенты, применяемые в технологии регуляторов роста растений на основе молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной, изучен их химический состав, микроструктура поверхности. Установлен высокий уровень эффективности при использовании сорбентов на стадии очистки препарата от растительных белков.

6. Определены биоантиоксидантные свойства препарата из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной, обусловленные комплексным эффектом содержания в нем фенольных соединений - гидроксикоричных кислот .и флавоноидов. Для оценки антиоксидантных, росто стимулирующих свойств осуществлено моделирование взаимосвязи структура - активность производных коричной кислоты на основе квантово-химических исследований.

7. Исследована биологическая активность комплексного препарата из эхинацеи пурпурной, содержащего в качестве компонента раствор природного минерала бишофита. Наилучшие результаты по ростостимулирую-щему эффекту установлены при действии на семена озимой пшеницы препарата, полученного смешиванием 0,01% раствора эхинацеи пурпурной в растворе бишофита при его разведении 1:400.

8. Впервые разработана технология получения комплексных препаратов из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной, содержащих наноком-поненты с размером частиц 40-60 нм из семян виноградных косточек и углеродных нанотрубок с оптимизацией содержания твердой фазы в концентрации соответственно 0,05% и 0,025%. Установлено проявление био-активирующей способности нанокомпонентов в комплексном препарате из эхинацеи пурпурной, что способствует усилению ростовых процессов при действии препарата на семена зерновых культур.

9. Дана оценка экономической эффективности разработанной комплексной технологии регуляторов роста растений, получаемых из эхинацеи пурпурной на основе ферментации молочной сывороткой с использованием процессов сорбционной очистки алюмосиликатными сорбентами, а также применением в качестве дополнительных компонентов раствора минерала бишофита и адсорбционно активных наночастиц.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. The development and research of sorbents for nanobiotehnology / A.V. Brikalov, E.V. Belik, E.M. Golovkina, F.A. Bostanova // Nanobio 6: international workshop on nanobiotehnologies. - Saint-Petersburg, 2006. - P. 68

2. Брыкалов, A.B. Применение сорбентов в биотехнологии получения регуляторов роста растений [Текст] / A.B. Брыкалов, Е.М. Головкина, Н.В. Кривошеев // Фундаментальные исследования. - 2007. - № 1. - С. 36-37.

3. Брыкалов, A.B. Содержание полифенольных соединений в некоторых видах растений [Текст] /A.B. Брыкалов, Е.М. Головкина, В.В. Чумакова // Университетская наука - региону: матер. 52-й науч. конф. - Ставрополь, 2007. - С. 32-33.

4. Головкина, Е.М. Определение константы скорости ингибирования экстрактов сорных растений [Текст] / Е.М. Головкина // Успехи современного естествознания. - 2007. - № 5. - С. 83.

5. Серов, A.B. Исследование взаимосвязи структура-активность производных коричной кислоты на основе квантово-химических расчетов [Текст] / A.B. Серов, A.B. Брыкалов, Е.М. Головкина // Университетская наука -региону: матер. 52-й науч. конф. - Ставрополь, 2007. - С. 200-202.

6. Брыкалов, A.B. Разработка и исследование биотехнологических сорбентов [Текст] / A.B. Брыкалов, Е.М. Головкина, Ф.А. Бостанова, Е.В. Белик // Биоресурсы, биотехнологии, экологически безопасное развитие регионов юга России: матер междунар конф. - Сочи, 2007. - С. 75-76

7. Брыкалов, A.B. Комплексная биотехнология переработки семян винограда [Текст] / A.B. Брыкалов, Е.В. Белик, Е.М. Головкина, Ф.А. Бостанова // Труды Кубанского Государственного Аграрного Университета. — 2007.-№8.-С. 93-95.

8. Брыкалов, A.B. Переработка семян винограда для получения сорбентов и виноградного масла [Текст] / A.B. Брыкалов, Е.М. Головкина, H.A. Антонова, Ф.А. Бостанова // Масложировая промышленность. - 2008. - № 1. - С. 27-28.

9. Брыкалов, A.B. Исследование физиологически активных соединений в препарате из эхинацеи пурпурной [Текст] / A.B. Брыкалов, Е.М. Головкина, Е.В. Белик, Ф.А. Бостанова // Химия растительного сырья. - 2008. -№3. — С. 89-91.

10. Чумакова, В.В. Перспективы возделывания эхинацеи пурпурной в Ставропольском крае и возможности ее использования в пищевой и фармацевтической промышленности [Текст] / В.В. Чумакова, Е.М. Головкина, A.B. Брыкалов, О.И. Попова // Труды Кубанского Государственного Аграрного Университета. - 2008. - №5. - С. 118-120.

И. Пат. 2325807 Российская Федерация, МП1С A01N 61/00, А01Р21/00. Способ получения регулятора роста растений [Текст] / Брыкалов A.B., Головкина Е.М., Гладков O.A.; заявл. 25.12.2006; опубл. 10.06.2008, Бкм. №16

Подписало в печать 2] .10.2008 Формат 60x84 1/16 Усл.печ.л. 1,34 Уч.-издл 1,12

Бумага офсетная Тираж 100 экз. Заказ 190

Отпечатано к Издательско-полиграфическом комплексе Ставропольского государственного университета. 355009, Ставрополь, ул Пушкина, 1.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Головкина, Елена Михайловна

Введение

Глава 1. Анализ состояния вопроса

1.1. Характеристика молочной сыворотки как сырья для получения биологически активных веществ, добавок к пище и регуляторов роста растений

1.2. Классификация, характеристика и особенности свойств биологически активных добавок к пище (БАД)

1.3. Фитохимический состав эхинацеи пурпурной и ее биологическая активность

1.4. Современные технологии получения, характеристика и биологическая активность препаратов растительного происхождения, применяемых в сельскохозяйственной и пищевой биотехнологии

Глава 2. Организация работы и методы исследований

2.1. Объекты и методы исследований

2.2. Биохимические, микробиологические и токсикологические методы исследования

2.3. Физико-химические методы исследования биотехнологических алюмосиликатных сорбентов

Глава 3. Разработка технологии получения пищевой добавки из эхинацеи пурпурной в сочетании с молочной сывороткой

3.1. Обоснование использования молочной сыворотки в качестве сырьевого ресурса для получения пищевых добавок и регуляторов роста растений

3.2. Получение экстракта и лиофилизированной формы эхинацеи пурпурной

3.3 Исследование химического состава и биологической активности пищевой добавки из эхинацеи пурпурной в сочетании с молочной сывороткой

3.4. Токсикологическая оценка пищевых добавок из эхинацеи пурпурной в сочетании с молочной сывороткой

3.5. Моделирование взаимосвязи структура-активность производных коричной кислоты на основе квантово-химических и топологических дескрипторах

Глава 4. Разработка технологии получения регуляторов роста растений на основе эхинацеи пурпурной и молочной сыворотки

4.1. Биотехнологии регуляторов роста растений на основе мо-лочно-растительных экстрактов с применением методов ферментации и сорбции

4.2. Разработка технологии регуляторов роста растений на основе молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной с применением наносорбционных материалов

Глава 5. Разработка биотехнологий регуляторов роста растений, экономическая эффективность их производства и применения в растениеводстве 13 7 Выводы 151 Библиографический список 153 Приложения

Введение 2008 год, диссертация по технологии продовольственных продуктов, Головкина, Елена Михайловна

Актуальность темы. Проблема качества и безопасности пищевой продукции актуальна в России и за рубежом, поскольку практически во всех странах мира наблюдается тенденция к ухудшению экологической обстановки из-за антропогенной деятельности человека.

В настоящее время общепринято, что питание является одним из главных факторов, определяющим здоровье человека. В соответствии с этим в России активно осуществляется реализация национальных проектов в области АПК и медицины, что направлено на разработку технологий получения пищевых продуктов нового поколения, в том числе общего и функционального назначения.

Во всем мире диетологи рассматривают целевое питание как источник пищевых веществ в организме. Концепция специального питания, сформулированная Министерством здравоохранения России, предусматривает использование биологически активных добавок к пище, представляющих собой концентраты натуральных или идентичных натуральным биологически активных веществ, предназначенных для введения в состав пищевых продуктов с целью обогащения рациона питания человека.

Актуальным представляется разработка способов получения пищевых добавок из экологически безопасных сырьевых ресурсов, к которым относятся лекарственные растения, животные ткани, продукты пчеловодства, морепродукты. В современной литературе имеются ограниченное число публикаций по получению биологически активных пищевых добавок из лекарственных растений.

В области сельскохозяйственного производства зерна высокого качества актуальным представляется поиск наиболее перспективных сырьевых источников для получения регуляторов роста растений нового поколения, применяемых в современных технологиях возделывания зерновых культур.

Одним из перспективных сырьевых ресурсов в данном направлении, содержащим комплекс биологически активных веществ и рациональным по экономическим показателям является молочная сыворотка. В России впервые осуществлена разработка регулятора роста растений «Стимолакт» методом ферментации экстрактов из зверобоя продырявленного энзимами молочной сыворотки и показана эффективность применения препарата в технологии возделывания озимой пшеницы (патент РФ № 2280362 от 04.10 2004, опубл. 27.07.2006, БИ № 21, авторы Брыкалов А.В., Плющ Е.В., Храмцов А.Г.)

В связи с этим разработка технологий получения регуляторов роста на основе композиций экстрактов лекарственных растений и молочной сыворотки имеет научно-практический интерес, актуальное значение в направлении прикладных аспектов биотехнологии.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось проведение системных исследований по разработке технологии получения из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной пищевой добавки, регуляторов роста растений, изучение их состава, биологической активности.

Задачи исследования:

- обосновать применение молочной сыворотки для получения пищевых добавок и регуляторов роста растений;

- провести скрининг растительных объектов, содержащих производные коричной кислоты, флавоноидов, дубильных веществ;

- разработать технологию получения из эхинацеи пурпурной биологически активной добавки к пище на основе метода водно-спиртовой экстракции;

- изучить химический состав и биологическую активность пищевой добавки из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной;

- получить сорбенты, применяемые в разработанных биотехнологиях, исследовать их состав, структурные характеристики; провести анализ ИК-спектров, изучить кислотно-основные свойства поверхности;

- разработать технологию получения регулятора роста растений методом ферментации экстракта из эхинацеи пурпурной энзимами молочной сыворотки, изучить состав, провести стандартизацию;

- осуществить разработку технологии получения регуляторов роста растений из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной, включающей введение в препараты природных и синтетических нанокомпонентов, исследовать их состав, биологическую активность;

- оформить и утвердить техническую документацию на разработанные регуляторы роста растений;

- исследовать биологическую активность препаратов на основе молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной в лабораторных, полевых условиях с оценкой экономической эффективности применения в растениеводстве.

Научная концепция работы заключается в обосновании принципов и методов исследований биотехнологического потенциала молочной сыворотки, эхинацеи пурпурной и эффективное применение их нутриентов в разработке биотехнологии пищевой добавки и регуляторов роста растений.

Научная новизна работы. Разработана биотехнология получения пищевой добавки из эхинацеи пурпурной в сочетании с молочной сывороткой. Установлен ее комплексный состав по биологически активным веществам, токсико-гигиенические и биологические показатели.

Осуществлена разработка технологии получения регулятора роста растений на основе ферментации экстракта эхинацеи пурпурной молочной сывороткой. Планированием и проведением многофакторного эксперимента оптимизирована стадия экстракции биологически активных веществ - гид-роксикоричных кислот - с получением адекватных уравнений регрессии. Осуществлена стандартизация препаратов по содержанию гидроксикорич-ных кислот, флавоноидов, антоцианов и микроэлементов.

Получены биотехнологические сорбенты на алюмосиликатной основе, исследованы их структурные и физико-химические характеристики, топография поверхности. Определены количественные показатели ионообменной активности кислотных центров, установлена эффективность применения сорбентов в технологии получения из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной фитопрепарата с полифункциональными свойствами.

Впервые разработана технология получения регуляторов роста растений из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной, включающая введение в препараты природных и синтетических нанокомпонентов, исследован их состав, биологическая активность. Выявлен эффект синергизма совместного действия нанокомпонентов фракции размола виноградных семян и углеродных нанотрубок с биологически активными веществами молочной сыворотки и экстракта эхинацеи пурпурной, который проявляется в увеличении рос-тостимулирующей активности препарата при действии на семена агрокультуры.

Новизна предложенных технологических решений подтверждена патентом РФ на изобретение № 2325807 и положительным решением о выдаче патента на изобретение № 2007123091/15 (025139) от 31.03.2008.

Практическая значимость. Проведена стандартизация пищевой добавки на основе молочной сыворотки и экстракта эхинацеи пурпурной по содержанию биологически активных веществ - производных коричных кислот, флавоноидов, дубильных веществ, установлены их биоантиоксидант-ные свойства.

Разработана технология получения из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной комплексных регуляторов роста растений с полифункциональной активностью, ростостимулирующими и антимикробными свойствами, с определением условий сохранения стабильности свойств препарата в растворимой и лиофилизированной форме.

Разработанные регуляторы роста растений из эхинацеи пурпурной прошли производственные испытания с положительным заключением в СХП «Новомарьевский» Шпаковского района, СПК «Мелиоратор» Труновского района Ставропольского края, стандартизованы и рекомендованы к использованию на стадиях вегетации и для предпосевной обработки семян зерновых агрокультур с пленкообразователем «Алкил-агро», на который разработаны и утверждены ФГУ «Ставропольский ЦСМ» ТУ 2484-001306263507600127-2006, а также разработаны ТУ 2389-002-3062635076001272007 на препарат «Бишостим», содержащий микроэлементы.

На VII Московском международном салоне инноваций и инвестиций (Москва, февраль 2007 г.) разработка «Биотехнология получения препарата с полифункциональным действием «Стимокор» награждена дипломом и серебряной медалью. На Международной выставке-конгрессе «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции» (Санкт-Петербург, октябрь, 2007) получен диплом за работу «Разработка биотехнологии препаратов растительного происхождения с ростостимулирующей активностью с применением нано-сорбционных материалов» в номинации «Лучший инновационный проект в области технологий живых систем».

Основные положения диссертации использованы в учебном процессе по курсу «Основы биотехнологии» для студентов биологических специальностей Ставропольского государственного аграрного университета.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на Всероссийской научно-практической конференции «Биотехнология 2003» (Сочи, 2003); 50-й научной конференции «Университетская наука - региону» (Ставрополь, 2005); Международной научной конференции «Фитопатоген-ные бактерии. Фитонцидология. Аллелопатия» (Киев, 2005); III Международной научно-практической конференции «Проблемы экологической безопасности и сохранение природно-ресурсного потенциала» (Ставрополь, 2006); II Международной конференции «Проблемы экологической безопасности и сохранения природно-ресурсного потенциала» (Ессентуки, 2006); Международной научной конференции, посвященной 80-летию со дня рождения академика Гродзинского A.M., «Аллелопатия и современная биология» (Киев, 2006); Международном симпозиуме по нанобиотехнологиям «Nanobio 6» (Санкт-Петербург, 2006); IV Международной научной конференции «Производственные технологии» (Италия, 2006); II Международной научной конференции «Современные наукоемкие технологии» (Испания, 2006); II Международной научной конференции «Актуальные проблемы науки и образования» (Куба, 2007); 52-й научной конференции «Университетская наука — региону» (Ставрополь, 2007); Международной конференции «Биоресурсы, биотехнологии, экологически безопасное развитие регионов Юга России» (Сочи, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 3 в реферируемых журналах, рекомендуемых ВАК. Получен 1 патент РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка, приложений. Работа изложена на 170 страницах, содержит 28 рисунков, 39 таблиц. Библиографический список состоит из 157 наименований.

Заключение диссертация на тему "Разработка биотехнологии пищевой добавки и регуляторов роста растений на основе молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной"

ВЫВОДЫ

1. Разработана биотехнология получения пищевой добавки из эхинацеи пурпурной в сочетании с молочной сывороткой, включающая стадии подготовки растительного сырья, измельчения, получения экстракта, удаления лабильных веществ методом термоденатурации.

2. Исследован состав пищевой добавки, определены показатели ее стандартизации, соответствие гигиеническим требованиям к качеству и безопасности пищевых продуктов.

3. На основе молочной сыворотки с оптимизацией режимов ферментации экстракта эхинацеи пурпурной разработана технология получения регулятора роста растений. Исследован их химический состав и, определением удельной и абсолютной скорости ростовых процессов на семена агрокультур при действии регуляторов роста, установлена их биологическая активность.

4. Проведением исследований по химическому составу регуляторов роста растений из эхинацеи пурпурной определено содержание в них гидроксико-ричных кислот - 0,06-0,14%, дубильных веществ - 1,4-3,2 мг/мл, флавонои-дов — 1,1-2,72%, антоцианов — 0,12-0,8%. Установлено содержание микроэлементов: магний - 243-10",-440-10"3 г/л, цинк - 112-10"6-120-10"6 г/л, марганец - 62-10"6-78-10"6 г/л, медь - 34-106-225-10"6 г/л, никель - 17-10"6-25,7-10"6 г/л, молибден 2,4-10"6-4,2-10"6 г/л, кобальт - 1,5-10"6-19,8-Ю"6 г/л.

5. Получены активированные алюмосиликатные сорбенты, применяемые в технологии регуляторов роста растений на основе молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной, изучен их химический состав, микроструктура поверхности. Установлен высокий уровень эффективности при использовании сорбентов на стадии очистки препарата от растительных белков.

6. Определены биоантиоксидантные свойства препарата из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной, обусловленные комплексным эффектом содержания в нем фенольных соединений — гидроксикоричных кислот и фла-воноидов. Для оценки антиоксидантных, ростостимулирующих свойств осуществлено моделирование взаимосвязи структура — активность производных коричной кислоты на основе квантово-химических исследований.

7. Исследована биологическая активность комплексного препарата из эхинацеи пурпурной, содержащего в качестве компонента раствор природного минерала бишофита. Наилучшие результаты по ростостимулирующему эффекту установлены при действии на семена озимой пшеницы препарата, полученного смешиванием 0,01% раствора эхинацеи пурпурной в растворе бишофита при его разведении 1:400.

8. Впервые разработана технология получения комплексных препаратов из молочной сыворотки и эхинацеи пурпурной, содержащих нанокомпонен-ты с размером частиц 40-60 нм из семян винограда и углеродных нанотрубок У с оптимизацией содержания твердой фазы в концентрации соответственно 0,05% и 0,025%. Установлено проявление биоактивирующей способности нанокомпонентов в комплексном препарате из эхинацеи пурпурной, что способствует усилению ростовых процессов при действии препарата на семена зерновых культур.

9. Дана оценка экономической эффективности разработанной комплексной технологии регуляторов роста растений, получаемых из эхинацеи пурпурной на основе ферментации молочной сывороткой с использованием процессов сорбционной очистки алюмосиликатными сорбентами, а также применением в качестве дополнительных компонентов раствора минерала бишофита и адсорбционно активных наночастиц.

Библиография Головкина, Елена Михайловна, диссертация по теме Биотехнология пищевых продуктов (по отраслям)

1. Азаров, Ю. Н. Разработка и внедрение технологии получения жировых продуктов и полуфабрикатов для кондитерского производства : автореф. дис. . канд. техн. наук / Ю. Н. Азаров Краснодар, 1996.-23 с.

2. Аксенов, С. И. Вода и ее роль в регуляции биологических процессов / С. И. Аксенов. М. : Наука, 1990. - 99 с.

3. Аксенов, С.И. Особенности поступления и распределения воды в семенах пшеницы при их набухании / С. И. Аксенов // Физиология растений. 1986.-Т. 33.-С. 150-158.

4. Алыков, Н. Н. Использование модифицированных ионами металлов сорбентов для удаления серосодержащих компонентов из углеводородов, Si02, АЬ03 / Н. Н. Алыков, К. Ю. Садомцев, Т.В. Алыкова // Экологические системы и приборы. — 2005. № 9. - С. 34-35.

5. Анисимов, М. М. О биологической роли тритерпеновых гликозидов / М. М. Анисимов, В. Я. Чирова // Успехи современной биологии. — 1988. Т. 90. - Вып. 3. - С. 351-364.

6. Антибактериальная и антигрибная активность веществ растительного происхождения / М. Е. Сергеева, В. П. Конюхов, Г. Д. Гер-шинская, И. И. Новикова // Матер. Всерос. конф. Санкт-Петербург, - 1996. - С. 56-58

7. Барабой, В. А. Биологическое действие растительных фенольных соединений / В. А. Барабой. — Киев: Наукова Думка, 1976. 162 с.

8. Баранова, Л.П. Биологически активные вещества ароматических растений, перспективные для ароматизации продуктов переработки молока / Л. П. Баранова, С. В. Баранова // Новые пищевые и кормовые растения. Киев, 1981. -Ч. 1. —С. 55-56.

9. Безгина, Ю. А. Фитопрепараты для защиты растений от болезней / Ю. А. Безгина, А. В. Брыкалов, И. А. Карташева // Современные достижения биотехнологии — вклад в науку и практику XXI века : матер. Всерос. конф. / Ставроп. ГСХА. Ставрополь, 1999. - С. 68.

10. Березин, И.В. Практический курс химической ферментативной кинетики / И.В. Березин, А.А. Клесов. М.: Изд-во МГУ, 1976. - 317 с.

11. Беспалов, В.Г. Биологические активные добавки к пище: современное состояние и проблемы / В.Г. Беспалов, В.Б. Некрасова //

12. Беспалов, В.Г. Пищевые волокна и их защитная роль в канцерогенезе толстой кишки / В.Г. Беспалов // Экспер. онкол. 1994. -Т. 16.-№ 1.-С. 3-11.

13. Беспалов, В.Г. Разработка онкопрофилактической пищевой добавки «Кламин» / В.Г. Беспалов // Впервые в медицине: тез. докл. И Нац. конгресса по профилактической медицине. — М, 1995. — № 2-3. — С. 22

14. Блашей, А. Фенольные соединения / А. Блашей, Л. Шутый. М., 1977.-239 с.

15. Болдырева, Н. М. Метод биотестирования сточных и природных вод на культуре инфузорий / Н. М. Болдырева // Методы биотести-роания вод. Черноголовка, 1998. - С. 42-44.

16. Борисенко, В. И. Геолого-геохимические особенности строения со-леносных отложений в северо-восточной части Прикаспия / В. И. Борисенко, В. И. Гусев, В. И. Плещеев. М., 1986. - 181 с.

17. Брехман, И.И. Валеология наука о здоровье / И.И. Брехман. - М.: Физкультура и спорт, 1990. - 208 с.

18. Брыкалов, А. В. Аллелопатическая активность водных экстрактов некоторых сорных растений / А. В. Брыкалов, Е. М. Головкина // Аллелопатия и современная биология: матер, междунар. науч. конф. Киев, 2006. - С. 39-41.

19. Брыкалов, А.В. Биоантиоксидантные свойства препаратов из маклеи сердцевидной и солодки голой / А. В. Брыкалов, Е. В. Белик // Матер. Всерос. конф. по биотехнологии / Ставроп. ГСХА. Ставрополь, 1999.-С. 101-102.

20. Брыкалов, А. В. Влияние фитопрепаратов на пораженность септо-риозом и микофлору семян яровой пшеницы / А. В. Брыкалов, И. А. Карташева, Ю. А. Безгина // Защита и карантин растений : сб. науч. тр. / Ставроп. ГСХА. Ставрополь, 1998. - С. 9-13.

21. Брыкалов, А. В. Исследование антигрибной активности экстрактов некоторых лекарственных растений / А. В. Брыкалов, Ю. А. Безгина, И. А. Карташева // Бюллетень ботанического сада им. И. С. Ко-сенко. Краснодар : КубГАУ, 1998. - С. 35

22. Брыкалов, А. В. Комплексные биорегуляторы роста с фунгицид ной активностью и их влияние на адаптивность растений /А.В. Брыкалов, Д. В. Шишмарева // Защита и карантин растений : сб. науч. тр. Ставрополь, 2003. - С. 139-143.

23. Брыкалов, А. В. Лигногумат : миф и реальность / А. В. Брыкалов, О. А. Гладков. — Ставрополь : Орфей, 2005. 108 с.

24. Брыкалов, А. В. Применение сорбентов в биотехнологии получения регуляторов роста растений / А. В. Брыкалов, Е. М. Головкина, Н. В. Кривошеев // Современные наукоемкие технологии: матер, меж-дунар. наукч. конф. (Испания, о.Тенерифе) М, 2006. — С.36-37.

25. Брыкалов, А. В. Разработка технологии биорегуляторов роста растений с защитным действием / А. В. Брыкалов, Д. В. Стерхова (Д.

26. B. Шишмарева) // Химизация растениеводства и вопросы экологии : сб. науч. тр. / Ставроп. ГСХА. Ставрополь, 1999. - С. 16-18.

27. Брыкалов, А.В. Разработка технологии получения масла из косточек винограда / А. В. Брыкалов, Е. В. Белик, Н. А. Антонова // Современные достижения в химии и биотехнологии : сб. науч. тр. -Ставрополь, 2005. С. 64-65.

28. Брыкалов, А. В. Фунгицидная активность комплексных биостимуляторов роста / А. В. Брыкалов, Д. В. Шишмарева // Защита и карантин растений : сб. науч. тр. / Ставроп. ГСХА. Ставрополь, 2000.1. C. 34-36.

29. Булдаков, А. С. Пищевые добавки. Справочник / А.С. Булдаков. -СПб.: «Ut», 1996.-240 с.

30. Бурик, Д. Лечебные свойства эхинацеи / Д. Бурик, X. Квик, Т. Вил-сон. // Провизор. 1998. - №3. - С.

31. Васильева, Т. И. Избирательная инсектицидная активность экстрактов растений / Т. И. Васильева, Г. П. Иванова, Г. И. Сухоручко // Матер. Всерос. конф. Санкт-Петербург, 1996. - С. 58-60

32. Возможность использования фитопрепаратов в защите ярового ячменя от полосатой пятнистости / Ю. А. Безгина, И. А. Карташева, А. В. Брыкалов, В. М. Плищенко // Защита и карантин растений : сб. науч. тр. / Ставроп. ГСХА. Ставрополь, 1998. - С. 20-23.

33. Волгарев, М.Н. Питание и биологически активные добавки к пище: классические и новые подходы / М.Н. Волгарев // Питание и здоровье — биологически активные добавки к пище: тез. докл. Второго междунар. симпозиума. М., 1996. — С. 25.

34. ВФС 42-2371-94. Трава эхинацеи пурпурной. — 6 с.

35. Геращенко, И.И. Перспективы создания лекарств на основе высокодисперсного кремнезема / И. И. Геращенко, А. В. Ильченко, А. А. Пентюх // Физика, химия и технология поверхности. — 1999. -Вып. З.-С. 10-14.

36. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов/ В.А. Тутельян (глав, ред.),

37. Г.Н. Шатров, Л.Ф. Адигамов и др. — М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1997.-С. 120-127.

38. Гладков, О. А., Л В Тугаринов. Некоторые аспекты применения препарата лигногумат в защищенном грунте / О. А. Гладков, Л. В. Тугаринов // Гавриш. №5. - 2002. - С. 15-16

39. Головкина, Е. М. Определение константы скорости ингибирования экстрактов сорных растений / Е. М. Головкина // Актуальные проблемы науки и образования: матер, между нар. науч. конф. (Куба, Варадеро) М, 2007. - С. 83

40. ГОСТ 10852-1964. Семена масличные. Правила приемки и методы отбора проб. М.: Изд-во стандартов, 1964. - 10 с.

41. ГОСТ 10968-88. Зерно. Методы определения энергии прорастания и способности прорастания. — М.: Изд-во стандартов, 1988. — 6 с.

42. ГОСТ 10857-64. Семена масличные. Метод определения маслич-ности. М.: Изд-во стандартов, 1964. — 8 с.

43. ГОСТ 10858-77. Семена масличных культур. Метод определения кислотного числа масла. -М.: Изд-во стандартов, 1977. 16 с.

44. ГОСТ 26781-85. Молоко. Метод измерения рН. М.: Изд-во стандартов, 2004 - 7 с.

45. ГОСТ 8764-73. Консервы молочные. Методы контроля. М.: Изд-во стандартов, 1984. - 34 с.

46. Государственный реестр лекарственных средств. Официальное издание: в 2 т. М. : Медицина, 2004. - Т. 2. - С. 1788-1789.

47. Губергриц, А. Я. Лекарственные растения Донбаса / А. Я. Губерг-риц, Н. И. Соломченко ; под ред. А. Я. Кобзарь. Донецк : Донбас, 1990.-280 с.

48. Деева, В.П. Роль биологически активных веществ в оптимизации питания растений / В. П. Деева, А. Н. Веденеев, Т. С. Шевцова //

49. Проблемы питания растений и использование удобрений в современных условиях. Минск, 2000. — С. 162-167.

50. Динамика роста каллусной культуры маклеи сердцевидной / А. В. Брыкалов, Л. В. Мазницына, J1. Г. Браткова, А. И. Каширин // Матер. Всерос. конф. Санкт-Петербург, 2002. - С. 29-30.

51. Дэвис, Д. Биохимия растений / Д. Дэвис, Дж. Джованелли, Т. Рис. — М. : Мир, 1966.-512 с.

52. Ежов, В. Н. Новые виды продукции из плодов и винограда / В. Н. Ежов. -М. : Пищепромиздат, 1990. С. 149

53. Зайцев, Т. Н. Математический анализ биологических данных / Т. Н. Зайцев. М. : Наука, 1991. - 184 с.

54. Залашко, М.В. Биотехнология переработки молочной сыворотки / М.В. Залашко. -М.: Агропромиздат, 1990. 192 с.

55. Запрометов, М. Н. Фенольные соединения: распространение, метаболизм и функции в растениях / М. Н. Запрометов. М., 1993. — 272 с.

56. Зенков, Н. М. Активированные кислородные метаболиты в биологических системах / Н. М. Зенков, Е. Б. Мельников // Успехи современной биологии. 1993. - Т. 113. - Вып. 3. - С. 286-298.

57. Зоотехническая оценка эхинацеи пурпурной в РСО-Алания / A.M. Караева, А.Х. Караев, А.К. Гецоева, Б.Г. Цугкиев // Рациональное использование биоресурсов В АПК: матер, междунар. конф. Владикавказ. - 2006. - С. 65-68.

58. Исследование антигрибной активности экстрактов некоторых лекарственных растений / А. В. Брыкалов, Ю. А. Безгипа, И. А. Кар-ташева, JI. В. Мазницына // Бюллетень ботанического сада им. И.С. Косенко / КубГАУ. Краснодар, 1998. - С. 28

59. Исследование кислотных свойств силохрома С-120, модифицированного элементоксидными слоями методом молекулярного наслаивания / А. В. Брыкалов, С. И. Кольцов, В. И. Ковальков, А. М. Постнова // Журнал физической химии. 1986. - Т. 60. - № 4. - С. 950-952.

60. Кава, Т. Ш. Иммуномодулирующая фитотерапия / Т. Ш. Кава // Мир натуральной медицины. 1998. -№1. — С. 27-29

61. Казакова, В. Методика испытаний регуляторов роста и развития растений в открытом и защищенном грунте / В. Казакова // М. : МСХА, 1990.-56 с.

62. Карагулов, X. Г. Разработка и исследование спиртового экстракта, полученного на основе пелоидов Тамбуканского озера / X. Г. Кара-гулов, С. В. Москаленко // Традиционная медицина 2000: сб. матер. конгресса. — Элиста, 2000. — С. 250-252.

63. Киселев, А.В. Инфракрасные спектры поверхностных соединений / А. В. Киселев, В. И. Лыгин. М. : Наука, 1972, - 459 с.

64. Клиническое изучение таблетированной пищевой добавки кламин в онкологии / М.Л. Гершанович, В.Г. Беспалов, В.А. Александров и др. — СПб: Эскулап, 1996. — 88 с.

65. Клышев, Л. К. Флавоноиды растений / Л. К. Клышев, В. А. Бандю-кова, Л. С. Алюкина. Алма-Ата : Наука, 1978. - 220 с.

66. Клячко-Гурвич, А.А. Методы определения удельной поверхности / А. А. Клячко-Гурвич. М. : Высшая школа, - 1961. - С. 18851887.

67. Княжев, В.А. Правильное питание. Биодобавки, которые вам необходимы / В. А. Княжев, Б.П. Суханов, В.А. Тутельян. — М.: Медицина, 1998. —208 с.

68. Кузнецова, М. А. Лекарственное растительное сырье и препараты / М. А. Кузнецова. М. : Высшая школа, 1987. - 190 с.

69. Ланкин, В. 3. Метаболизм липоперекисей в тканях млекопитающих / В. 3. Ланкин // Биохимия: липиды и их роль в обмене веществ. — М. : Наука, 1981.-е. 75-78.

70. Лифляндский, В.Г. Питание против болезней / В.Г. Лифляндский, В.В. Закревский. СПб: ИК «Комплект», 1996. — 112 с.

71. Лжарськи рослини : Енциклопедичний довшик / за ред. А. М. Гро-дзшського. — К : Укра'шська енциклопед1я. — 1992. — 544 с.

72. Лукандин, А.В. Общий механизм приспособления организма под влиянием полифенольных адаптогенов / А. В. Лукандин // Успехи физиологических наук. — 1991. — Т. 22. № 7. - С. 20-29

73. Люк, Э. Консерванты в пищевой промышленности / Э. Люк, М. Ягер. Санкт-Петербург, 1987. — 67 с.

74. Мазницына, Л. В. Разработка биотехнологии выращивания маклеи сердцевидной in vitro, используемой для получения биологически активных веществ / Л. В. Мазницына // Всерос. научно-практич. конф. молодых ученых : сб. тр. — М., 2002. — С. 17.

75. Малеванная, Н. Н. Препарат «Циркон» иммуномодулятор нового типа / Н. Н. Малеванная // Биотехнология : состояние и перспективы развития. / Матер, междунар. конгресса. - Москва, 2005. - С. 273-274.

76. Матвеев, Н. М. Современное состояние аллелопатии и важнейшие перспективные направления ее дальнейшего развития / Н. М. Матвеев // Матер, междунар. конф. «Фитопатогенные бактерии. Фитон-цидология. Аллелопатия». — Киев, 2005. — С. 6-7.

77. Медицинская химия и клиническое применение диоксида кремнезема // под ред. А. А. Чуйко. Киев : Наукова Думка, 2003. - 416 с.

78. Методы почвенной микробиологии и биохимии / под ред. проф. Д. Г. Звягинцева. М., 1991. - 302 с.

79. Минаева, В. Г. Флавоноиды в онтогенезе растений и их практическое использование / В. Г. Минаева. — Новосибирск : Наука, 1978. — 255 с.

80. Минаева, В.Г. Лекарственные растения Сибири / В. Г. Минаева. -Новосибирск: Наука, 1991. С. 209-212.

81. Минделл, Э. Соевое чудо / Э. Минделл. М.: Медицина и Питание, 1997.-238 с

82. Оболенцева, Г. В. Фармакологические и терапевтические свойства препаратов солодки (обзор) / Г. В. Оболенцева, В. И. Литвиненко, А.С. Аммосов // Химико-фармацевтический журнал — 1999. — Т. 33. № 8. - С. 24-31.

83. Определение антоцианов. Государственная фармакопея СССР: выпуск 1. Общие методы анализа. — М., 11-е изд. 1987. — С. 238239.

84. Определение дубильных веществ. Государственная фармакопея СССР: выпуск 1. Общие методы анализа. М., 11-е изд. - 1987. - С. 286-287.

85. Определение флавоноидов. Государственная фармакопея СССР: выпуск 1. Общие методы анализа. М., 11-е изд. - 1987. - С. 285286.

86. Определение экстрактивных веществ в растительном сырье. Государственная фармакопея СССР: выпуск 1. Общие методы анализа. -М., 11-е изд. 1987. - С. 286-287.

87. ОСТ 10.213-97.Сыворотка обезжиренная молочная. Введ. 198709-01. - М. : Изд-во стандартов, 2002. - 20 с.

88. Пат. 2325807 Российская Федерация, МПК7 A01N 61/00, А01 Р 21/00. Способ получения регулятора роста растений / Брыкалов А.В., Головкина Е.М., Гладков О.А.; заявитель и патентообладатель

89. Ставропольский гос. аграрный университет. № 2006146368; заявл. 25.12.2006 ; опубл. 10.06.2008, Бюл. №16. - 3 с.

90. Плаченов, Г.Т. Разработка конструкции поромеров для изучения структуры пористых тел методом вдавливания ртути / Г. Т. Плаченов // Журнал прикладной химии. 1965. - Т. 28. - № 3. - С. 245253.

91. Плешков, Б.П. Практикум по биохимии растений / Б.П. Плешков. -М. : Колос, 1976. — С. 211-213.

92. Пожаров, А. В. Возможности биотестирования при контроле промышленных загрязнений / А. В. Пожаров, Е. П. Попечителев // Экологическая химия. — 1996. № 5. - С. 217-222.

93. Проблемы биоконверсии растительного сырья // под ред. Г. К. Скрябина. -М. : Наука, 1986. С. 272-275.

94. Прушинский, С. А. Охрана окружающей среды и защита сельскохозяйственных культур / С. А. Прушинский // Защита растений. — 1996.-№6.-С. 12-13.

95. Регистр лекарственных средств России (PJIC) — 7-е издание. — М. : Ремако, 2000.- 1519 с.

96. Рисман, М. Биологически активные пищевые добавки: не-извествное об известном / М. Рисман // Пер. с англ. — М.: Арт-Бизнес-Центр,1998. 489 с.

97. Русин, Г.Г. Физико-химические методы анализа в агрохимии / Г.Г. Русин. М. : Агропромиздат, 1990, - С. 142-148.

98. Садовой, В. В. Совершенствование технологических процессов и оптимизации рецептурных композиций в пищевой промышленности / В. В. Садовой. Ставрополь, 2004. - С. 65-67.

99. Садовская, И.Н. А если совсем без пестицидов? / И. Н. Садовская И Защита и карантин растений. — 1998. — № 12. — С. 8

100. Самойлов, В.А Молочная сыворотка — ценное сырье / В.А. Самойлов, П.Г. Нестеренко, Н.И. Михайлова // Переработка молока. -2002.-№10.-С. 16-18.

101. Сампиев, A.M. Экспериментально-теоретическое обоснование технологии препаратов с сапонино-флавоноидными композициями при комплексной переработке растительного сырья : автореф. дис. . д-ра фарм. наук / А. М. Сампиев. Пятигорск, 1998. - 47 с.

102. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.3.2.560-96 "Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов". Введ. 1996-10-24. - М., 1996. - 10 с.

103. Селиванчиков, И.В. Количественное определение оксикоричных кислот в гомеопатических настойках туи методом спектрофото-метрии / И. В. Селиванчиков // Фармация. — 2001. № 6. - С. 1416.

104. Сенкевич, T.-JI. Молочная сыворотка: переработка и использование в агропромышленном комплексе / Т. Сенкевич, K.JI. Ридель; пер. с нем. Н.А. Эпштейна; под ред. Н.Н. Липатова. М.: Агро-промиздат, 1989. - 270 с.

105. Совместная адсорбция бензола и воды наноразмерными углеродными трубками / А. В. Бричка, В. В. Туров, Г. П. Приходько, С. Я. Бричка // Химия поверхности и нанотехнология: матер. Всерос. конф. Санкт-Петербург, 2006. - С. 71-72.

106. Сорбенты на основе силикагеля в радиохимии / Б.Н. Ласкорин, В. В. Стрелко, Д. Н. Стриженко, В. Н. Денисов. — М. : Атомиздат, 1977,-304 с.

107. Спасов, А. А. Магний в медицинской практике : монография / А. А. Спасов. — Волгоград, 2000. 268 с.

108. Справочник Видаль. Лекарственные препараты в России : справочник. -М., АстраФарм Сервис, 1998. 1600 с.

109. Справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. — М: Агрорус, 2003. — С. 247-284.

110. Стоянова, Л.А.Соки и напитки лечебно-профилактического назначения с экстрактом эхинацеи / Стоянова Л.А., Почерняева В.Ф. // Четвертая междунар. конф. медиц. ботаники: тез.докл. — Киев, 1997.-С. 545

111. Технология и стандартизация лекарств: в 2 т. / Под ред. В. П. Георгиевского, Ф. А. Конева. Харьков : Рирег, 2000. -Т. 2.-781 с.

112. Тутельян, В.А. Стратегия разработки, применения и оценки эффективности биологически активных добавок к пище / В.А. Тутельян // Вопросы питания. — 1996. — Т 65. — №6. — С. 3-11.

113. Федеральное руководство по использованию лекарственных средств (формулярная система) / под ред. А. Г. Чучалина, Ю. Б. Бе-лоусова, В. В. Яснецова. Вып. VI. - М : ЭХО, 2005. - 996 с.

114. Физиология и биохимия покоя и прорастания семян / под ред. А. Канн. М. : Наука, 1982.-318 с.

115. Филиппович, Ю. Б. Практикум по общей биохимии / Ю. Б. Филиппович, Т. А. Егорова, Г. А. Севастьянова. М. : Просвещение, 1975.-С. 70-73.

116. Фитохимический состав представителей рода эхинацея и его фармакологические свойства / В. Н. Самородов, С. В. Поспелов, Г. Ф. Моисеева, А. В. Середа // Химико-фармацевтический журнал. — 1996. Т. 30. - № 4. - С. 32-37.

117. Фрайфельдер, Я. Физическая химия / Я. Фрайфельдер. М. : Мир, 1980,-418 с.

118. Хакимов, X. X. Периодическая система и биологическая роль элементов / Х.Х. Хакимов, А.З. Татарская. — Ташкент: Медицина, 1985. 18 с.

119. Химическая и биохимическая защита растений / под ред.А.Н. Хижняка. — М. : Колос, 1971, 215 с.

120. Храмцов, А.Г. Молочная сыворотка / А.Г. Храмцов. — М.: Агро-промиздат, 1990. —240 с.

121. Храмцов, А.Г. Применение бифидогенных факторов при производстве пищевых и кормовых добавок /А.Г. Храмцов, С.А. Рябцева, JI.H. Журба // Известия Вузов. Пищевая биотехнология, 1998. №4. -С. 56-57.

122. Храмцов, А.Г. Рыночная концепция полного и рационального использования молочной сыворотки / А.Г. Храмцов // Молочная промышленность. 2006. - №6. — С. 7-12.

123. Храмцов, А.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки: Учебное пособие/ А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко. — ,М.: ДеЛи принт, 2004.-587 с.

124. Чиков, П. С. Лекарственные растения: сбор, заготовка, охрана, воспроизводство / П. С. Чиков. М. : Лесная промышленность, 1989.-381 с.

125. Чуйко, А.А. Химия поверхности кремнезема / А. А. Чуйко, Ю. И. Горлов. — Киев : Наукова думка, 1992. 248 с.

126. Чуйко, А.А. Медицинская химия нанодисперсного кремнезема / А. А. Чуйко, В. К. Погорелый // Химия, физика и технология поверхности : межведомств, сб. науч. тр. 2006. - Вып. 11-12. - С. 346-357.

127. Шиков, А. Н. Растительные масла и масляные экстракты : технология, стандартизация, свойства / А. Н. Шиков. — М. : Русский Врач, 2004. 264 с.

128. Шишмарева, Д. В. Комплексные биорегуляторы роста с фунги-цидной активностью / Д. В. Шишмарева // Биотехнология 2003 : матер. Всерос. науч.-практич. конф. / Ставроп. ГСХА. Сочи, 2003. -С. 49-50.

129. Шретер, А.И. Поиски и изучение новых лекарственных растений / А.И. Шретер. -М.: Знание. 1980. - С. 63

130. Шуберт, В. Биохимия лигнина / В. Шуберт. М. : Лесная промышленность, 1968. - 169 с.

131. Энциклопедический словарь лекарственных растений и продуктов животного происхождения / под ред. Г. П. Яковлева, К. Ф. Блинова. СПб. : Специальная литература, 1999. - С.261-266.

132. Эхинацин новый иммуномодулятор растительного происхождения // Практикующий врач. - 1995. - №1. - С. 11

133. Adler, Е. Lignin chemistry past, present and future / E. Adler // Wond. Sci. and Technol. - 1977. - Vol. 11 - P. 169-218

134. Albreht, K. A. Forage and quality of plant / K. A. Albreht, W. A. Cold-stein // Amer. Soc. Argon Ann. Meet. Minneapolis, 1992. - P. 135

135. Dekker, J. Agricultural use of antibiotics / J Dekker // Word Review of Pest Control. 1974. - Vol. 10. - P. 64-67.

136. Dolby, R. M.: Int. Milch wirschaftskongreb Sydney, 1970. Band 1 E.- P. 10.

137. Formica, J. V. Review of the biology of quercetin and related bioflavonoids / J. V. Formica, W. Reyelson // F. d. chem. Toxic. 1995. -Vol. 33.-N 12.-P. 1061-1080.

138. Nutrition and Cance / K. Griffiths, H. Adiercrentz, P. Boyle et al. — Oxford: Isis Medical Media Ltd, 1996. 173 p

139. Jizomoto, H. Encapsulation of drugs bylyiphilized, empty dipalmitoyl-phosphatidylcholine liposomes / H. Jizomoto, E. Kanaoka, K. Hirano // Chem. and Pharm. Bull. 1989. - Vol. 37. - N 7. - P. 1895-1898.

140. Mottar, J. Lactulose determination other methods for distinguishing heat treatment of milk / J. Mottar, E. Lechuer // Annual Sessions IDF in Copenhagen (Denmark) sept. 1989, E-Doc 401 13 p.

141. Sarkanen, K.V. Lignins: occurrence, formation, structure and reactions / К. V. Sarkanen, С. H. Ludwig. N.Y. Wiley-Juters, 1971. - 312 p.

142. Stavric, B. Antimutagens and anticarcinogens in foods / B. Stavric // Food Chem. Toxic. 1994. - Vol. 32. - P. 79-90.

143. Tahara, S. Prenylated isoflavonoids an update / S. Tahara, K. Ibrahim Rogao//Phytochem. - 1995.-Vol.38.-N 5.-P. 1073-1094.

144. The development and research of sorbents for nanobiotehnology / A.V. Brikalov, E.V. Belik, E.M. Golovkina, F.A. Bostanova // Nanobio 6: international workshop on nanobiotehnologies. Saint-Petersburg, 2006. -P. 68