ИЗМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ И СОДЕРЖАНИЯ РЕДУЦИРУЮЩИХ САХАРОВ ПШЕНИЦЫ ПРИ ПРОРАСТАНИИ НА ФОНЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОРЕГУЛЯТОРОВ

Яровая пшеница — это одна из наиболее распространенных культур. Возделывают ее во всех частях света — от полярного круга до крайнего юга Америки и Африки. Наибольшие площади ее посева находятся в России. Основную часть зерна пшеницы составляют углеводы. Они представлены в основном крахмалом. Углеводы имеют большое энергетическое значение в питании человека.

Ученые всего мира стремятся найти способ повышения сопротивляемости самих растений различным вредителям и болезням, неблагоприятным погодным условиям, вредному воздействию человека на почву. В этом случае можно будет снизить количество используемых минеральных удобрений и пестицидов, растения будут меньше накапливать тяжелые металлы. Одним из таких средств является «Эпин». Эпин — высокоэффективный биорегулятор. Это новый препарат, созданный на основе полученного синтетическим путем природного фитогормона эпибрассинолида, впервые выделенного из пыльцы рапса. Уникальность этого препарата состоит в том, что растения, обработанные «Эпином», становятся менее зависимы от климатических условий [1].

Еще одним стимулятором роста растений является «Циркон». Циркон является индуктором болезнеустойчивости.

В зерне находятся разнообразные ферменты. Ферментная активность разных сортов зерна неодинакова и зависит от условий произрастания, хранения, сушки.

Амилаза — фермент, расщепляющий крахмал до олигосахаридов. Под действием амилаз в растениях происходит гидролиз высокополимерного углевода — крахмала — с образованием декстринов и мальтозы. В растениях встречаются - и - амилазы. Определение активности - и - амилаз основано на их различной термостабильности. -амилаза при температуре сохраняет свою активность, а - амилаза разрушается при нагревании [2, c. 55].

Таким образом, целью исследования явилось определение ферментативной активности и редуцирующих сахаров пшеницы при использовании биорегуляторов, таких как «Эпин» и «Циркон».

Амилазы широко используются в пищевой промышленности. Так амилазы используются в хлебопечении и технологиях брожения. Также амилаза играет значительную роль в расщеплении крахмала. Поэтому понимание действия амилазы важно для оптимизации промышленного производства.

Материалы и методы исследования.

В качестве объекта исследования были использованы семена яровой пшеницы, привезенные из Башкирии. Растворы биорегуляторов готовили согласно рекомендациям производителя (0,25 мл «Эпина» на 500 мл воды и 0,125 мл «Циркона» на 500 мл воды). Для проведения анализа семена пшеницы была замочены растворами «Эпина» и «Циркона». Контрольный образец — дистиллированной водой, без добавления биорегуляторов. Замачивание проводилось при комнатной температуре  в течение двух суток. Определение активности ферментов проводили в высушенных зернах. Проросшие зерна имели существенные различия в размерах, что свидетельствовало о высокой активности амилаз после использования биорегуляторов.

Активность амилаз определяли колориметрическим методом, определение редуцирующих сахаров проводилось по методу Бертрана.

Экспериментальные данные определения ферментативной активности осуществлялись на фотоколориметре КФК — 2 МП при длине волны равной 590 нм [3]. Активность амилаз на 1 г размолотого зерна за 1 ч рассчитывали по формуле (1) [2, c. 55]:

                                                   (1)

где: D — оптическая плотность контрольного раствора;

D₁ — оптическая плотность опытного раствора;

а — количество внесенного крахмала (0,06 г);

H — масса навески, г;

V — объем исходной ферментной вытяжки, мл;

V₁ — объем вытяжки, взятой для инкубирования, мл.

Метод определения редуцирующих сахаров основан на способности восстановления в щелочном растворе окисной меди в закисную медь. Задача сводится к определению количества образовавшегося осадка закиси меди, которое строго соответствует количеству сахара в растворе. Осадок закиси меди отделяют и окисляют окисным железом, восстанавливая его в закисное, а последнее в свою очередь также количественно окисляют 0,1 н раствором KMnO₄ [3].

Результаты исследования и их обсуждение.

Анализ ферментативной активности показал, что использование биорегуляторов существенно влияет на активность и амилазы. Из рисунка 1 видно, что при использовании «Эпина» в пшенице активность амилазы значительно возросла (более чем в 10 раз) по сравнению с контрольным опытом. Активность амилазы практически не изменилась. После применения «Циркона» активность обоих ферментов увеличилась: амилазы в 4,7 раз, а  амилазы в 6,9 раз.

Рисунок 1. Активность амилаз пшеницы через двое суток

Сахаробразующая способность обуславливается действием амилолитических ферментов на крахмал, так амилаза превращает крахмал в декстрины, образуя при этом небольшое количество мальтозы, а амилаза непосредственно действует на крахмал или на декстрины, образуя большое количество мальтозы. При совместном действии обеих амилаз крахмал гидролизуется почти полностью, так как декстрины осахариваются сравнительно легко. Гидролиз крахмала под действием ферментов протекает по-разному. В нашем случае возросшая активность амилазы при использовании «Эпина» обеспечивает более полный гидролиз крахмала, что приводит к увеличению сахарообразующей способности.

Рисунок 2. Определение редуцирующих сахаров по методу Бертрана

На рисунке 2 видно, что содержание восстанавливающих сахаров при использовании «Эпина» увеличивается в большей степени, чем при использовании «Циркона».

Таким образом, на основании полученных данных можно сделать вывод о том, что использование биорегуляторов приводит к увеличению ферментативной активности и содержанию сахаров в семенах пшеницы.

Наши результаты позволяют предположить, что применение биорегуляторов в бродильных производствах (например, в пивоварении) приведет к возрастанию сахаробразующей способности солода, а следовательно, к более полному гидролизу крахмала.

В дальнейшем планируется исследовать изменение ферментативной активности при разных сроках прорастания на фоне применения различных концентрациях биорегуляторов.

Список литературы:
1.    Бобков А.А. Влияние агрофона на углеводно-амилазный комплекс пивоваренного ячменя: автореферат / Москва, 2008.
2.    Болдырева О.И., Е.М. Мозгунова. Методы исследования пищевых продуктов: методические указания к лабораторным работам / Оренбургский гос. ун-т. — Оренбург: ОГУ, 2012. — 70 с.
3.    Полевой В.В, Максимов Г.Б. Методы биохимического анализа растений. Учебное пособие / Под ред. В.В. Полевого, Г.Б. Максимова. Изд-во Ленингр. ун-та, 1978 — 192 с.
4.    Любимый сад — [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://lovesad.ru/sad/1483-epin-primenenie-ydobreniia.html (Дата обращения 12.04.2015).