Контрольная работа по "биохимии"

0,042.

    Минеральные   вещества  (зола).  На  долю  минеральных   веществ   (золы)

приходится 0,5-0,8 % массы корнеплода. В золе корнеплода  содержатся  калий,

натрий, кальций, магний, железо,  фосфор,  силиций,  хлор,  рубидий,  цезий,

ванадий, бор, марганец, цинк, а  также  встречаются  литий,  стронций,  йод,

медь  и  другие  элементы.  При  этом  1/3  массы  золы  составляет   калий.

Относительно  большее  количество  золы  содержите  в  головке   корнеплода,

хвостике и периферийной  части его.  При переработке свеклы  соли  калия,

натрия,  хлора  не  удаляются  из  диффузионного  сока,  в  результате  чего

увеличивается патокообразование и снижается выход сахара.

    Жиры и жироподобные  вещества (липоиды). По  результатам   опытов  П.  М.

Силина в корнеплоде содержится 0,03 % жира, по данным других  исследователей

- 0,13-0,21 %. Жироподобные вещества  в корнеплоде представлены лецитином,  а

жирные кислоты - олеиновой, эруковой и пальмитиновой.

    Распределение   сахаров  в  корнеплоде.  Сахара   в   различных   частях

корнеплода  распределены  неравномерно.  Меньше  их  содержится  в   головке

корнеплода, больше у основания  шейки и  в  прилегающей к ней значительной

части  собственно  корня.  По  направлению  к  хвостику  количество  сахаров

убывает (рис. 5).

    Исследования, проведенные  А. С. Оканенко, показали,  что в поперечном

направлении в зонах колец сосудисто-волокнистых пучков  содержание  сахарозы

изменяется мало.  В  центральной  же,  самой  старой,  части  корнеплода,  в

звездочке, сахаристость обычно больше средней  сахаристости  (в  паренхимной

части звездочки содержание сахара резко снижается). В  смежной  межкольцевой

паренхиме  содержание  Сахаров  значительно  меньше.  Далее  от  центра   их

количество в паренхиме  повышается и в зоне 4-5-го кольца сахаристость  равна

сахаристости в соответствующих  зонах сосудисто-волокнистых пучков,  а  часто

и больше. С 9-10-го кольца количество Сахаров заметно уменьшается.

    Рис. 5. Содержание  Сахаров (%) в разных

    зонах и тканях корнеплода сахарной свеклы

    (по А. С. Оканенко)

 

    Н. И. Орловский  считает,  что  подобная  неравномерность   распределения

Сахаров в тканях корнеплода в  горизонтальном  направлении  имеет  некоторую

связь с особенностью развития  листового  аппарата.  Первые  листья  розетки

наиболее мелкие и  менее  долговечные,  они  в  большей  степени  связаны  с

центральными  проводящими  пучками  корнеплода,  в  частности  с  паренхимой

звездочки, содержащей меньшее  количество Сахаров. Наиболее  поздние  осенние

листья  также  мелкие,  функционирующие  в  течение  относительно  короткого

периода. Они тесно связаны  преимущественно  с  тканями  периферийных  колец

корнеплода, отличающихся пониженной сахаристостью. Самые крупные и наиболее

долговечные листья, функционирующие  в период интенсивного  сахаронакопления,

в большей степени связаны  с сосудистыми кольцами средней  части  корнеплода,

где содержание Сахаров самое  высокое.

    Опыты с искусственным  удалением листьев, проведенные   А.  С.  Оканенко,

показали,  что  основная  масса  ассимилятов  направляется  на  ту   сторону

корнеплода, на  которой  расположены листья.  Здесь же  эти ассимиляты  и

утилизируются.

    Характер распределения  сахаров в корнеплодах в определенной  мере связан

и  с  сортовыми  особенностями  культуры.  Например,  в  корнеплодах  сортов

урожайного типа Ивановской опытно-селекционной  станции  наблюдается  резкое

различие в сахаристости зон пучков и паренхимы внутренних, более старых  зон

корнеплода, тогда как  сорта  Рамонская  1537  и особенно  Янаш  отличаются

большей равномерностью распределения  сахарозы в корнеплоде. Некоторые  сорта

Льговской  опытно-селекционной   станции   характеризуются   более   высокой

сахаристостью периферических зон корнеплода, чем сорта  других  селекционных

учреждений. На распределение  Сахаров в корнеплоде влияют  и  условия  роста.

При  недостатке  влаги  в  первый  период  вегетации  интенсивность  сахаро-

отложения уменьшается слабее,  чем  интенсивность  роста.  В  связи  с  этим

сахаристость  повышается,  наибольшее  количество  Сахаров  откладывается  в

паренхиме. В условиях достаточного увлажнения  накопление  сахарозы  отстает

от  интенсивности  роста,  и   сахаристость   тканей,   особенно   паренхимы

внутренней зоны, снижается. При недостатке  питательных  вешеств,  в первую

очередь  азота,  различия  в  сахаристости   отдельных   зон   сглаживаются.

Достаточное обеспечение  растений элементами  минерального  питания  вызывает

снижение сахаристости паренхимы  внутренних колец.

    Изменения химического  состава корнеплодов в период  их  хранения  бывают

значительными. Это вызвано  физиологическими  и  биохимическими  процессами,

протекающими  в  хранящихся  корнеплодах,   и   химическими   превращениями,

связанными с обменом веществ.

    В период хранения  корнеплодов содержание сахарозы  в  них  уменьшается.

Так, в опытах А. И. Опарина, Н. Н. Дьячкова и И.  В.  Глазунова содержание

сахарозы в сухом веществе корнеплодов свеклы через  103  суток  их  хранения

уменьшилось с 27,66 до 21,68 %. При  этом часть сахарозы  была  израсходована

на дыхание, а другая часть  превратилась в инвертный сахар. Авторы  отмечают,

что в начальные стадии хранения корнеплода сахарозы разрушается  значительно

меньше, а в дальнейшем значительно больше,  чем  требуется  для  нормального

дыхания  корнеплода.  При  длительном  хранении  корнеплодов   увеличивается

распад сахарозы.

    Во  время   хранения  изменяется  структура   корнеплодов.  Твердость  их

значительно уменьшается, а  коллоидность сока  возрастает.  Это способствует

переходу инвертазы в  раствор и усилению ее гидролитического действия.

    При хранении  в корнеплодах изменяется и  азотный  комплекс:  уменьшается

содержание  белкового  азота  и  накапливаются  его  растворимые  формы,   в

частности вредный азот, который  вызывает увеличение выхода мелассы  и  потери

сахара в производстве.

    Главный показатель, определяющий качество сахарной  свеклы как сырья для

выработки  сахара,  -  сахаристость   (содержание   сахара   в   корнеплоде,

выраженное в процентах к его массе).  Чем выше  сахаристость,  тем лучше

технологические  качества  сахарной  свеклы.  Однако  при   переработке   на

сахарных заводах различных партий свеклы с одинаковой  сахаристостью выход

сахара может значительно  колебаться, т.  е.  технологические  качества  этих

партий свеклы будут разными. Следовательно, технологические  качества  будут

выше у той партии свеклы, при переработке которой достигается  больший  выход

сахара.  Это  будет  зависеть  от  количества  других   химических   веществ

(несахаров), перешедших вместе с сахаром в сок.

    Технологические  качества сахарной свеклы - комплекс  ее  биологических,

химических   и   физических   особенностей,    обусловливающих    протекание

технологических  процессов  ее  переработки  на  сахарных  заводах  и  выход

кристаллического сахара.

    Полную и всестороннюю  оценку технологических  качеств   сахарной  свеклы

можно дать при переработке  ее  на  лабораторной  установке,  имитирующей  в

определенной мере работу  сахарного  завода.  Однако  такая  оценка  требует

нескольких дней работы и  возможна для анализа небольшого  числа проб.  Эта

методика не может быть принята для массовых анализов,  столь  необходимых  в

селекционной  работе  или  в  агротехнических  опытах.  Ряд   исследователей

предложил учитывать косвенные  показатели, характеризующие качество  сахарной

свеклы.

    Так, о качестве  сахарной свеклы  можно  судить  по  доброкачественности

сока, получаемого в лаборатории. Под  доброкачественностью  сока  понимается

соотношение сахара и  несахаров  в общем количестве  сухих веществ сока,

выраженное в процентах. Доброкачественность сока определяют по формуле:

 

                                   Содержание сахара (%)

    Доброкачественность                                                   =

                                       • 100.

                              Содержание сухих веществ (%)

 

    В связи с  тем что при обработке сока  известью  и углекислым  газом

(дефекация и сатурация)  одни несахара  удаляются в большем количестве,  а

другие в меньшем (в зависимости от их  химического состава),  П.  М.  Силин

предложил  при  оценке  качества  свеклы  пользоваться  доброкачественностью

очищенного  сока  (обработанного  известью  и  углекислым  газом)   .   Этот

показатель и используют наиболее широко в практике.

    Некоторые авторы  считают, что о качестве сахарной  свеклы  можно  судить

по содержанию вредного азота  или золы.  Проведенные  исследования  показали,

что соотношение сахара, азота  и золы в патоке не постоянно. В  связи  с  этим

возможны большие ошибки в  вычислениях  потерь  сахара  в  патоке,  если  их

проводить с учетом количества вредного азота и золы.

    Условия произрастания  могут оказывать  большое   влияние  на  химический

состав и качество сахарной свеклы. Установлено, что по  мере  продвижения  с

юга на север содержание  сахара  в  корнеплодах  уменьшается,  а  количество

органических  кислот,  белкового  и  небелкового   азота   возрастает.   При

выращивании свеклы в идентичных условиях в корнеплодах содержалось (%  сырой

массы): сахара в г. Пушкине 15,93,  в Одессе-  19,03,  белкового азота -

соответственно 0,113 и 0,105  и  растворимого  азота  -  0,152  и  0,104.  В

северных районах отмечено и большее количество золы в корнеплодах. Так,  при

выращивании сахарной  свеклы  в г.  Пушкине в сухом веществе  корнеплода

содержалось зольных элементов 2,98 %, а при выращивании в Одессе -  2,58  %.

В более северных районах в условиях пониженной инсоляции и недостатка  тепла

наблюдается  интенсивное  поглощение  корневой  системой  щелочных  катионов

одновалентных металлов  и  азота,  а  в  южных  районах  при  более  высокой

солнечной  радиации  и  повышенной  температуре  растения   свеклы   активно

усваивают кальций, фосфор, серу и хлор.

    В экспериментах  Ивановской опытно-селекционной  станции при  выращивании

сахарной свеклы в вегетационных  сосудах  на  различных  почвах  сахаристость

корнеплодов колебалась от 15,3 до 20,5%, а содержание в них общего  азота  -

от 0,873 до 1,318 %, в том числе  вредного азота - от 0,, 195 до 0,437 %.

    При удобрении  свеклы  одинаковыми  элементами  минерального  питания  и

уменьшении влажности почвы количество  сахара  в сырой массе корнеплода

увеличивается, но в сухом  веществе - снижается, а азота  -  повышается.  При

выращивании сахарной свеклы  на  малогу-мусном  выщелоченном  черноземе при

влажности почвы 60% от наименьшей влагоемкости  содержание  сахара  в  сырой

массе корнеплода составило 18,3%, в сухом веществе - 73  и  общего  азота  -

0,695, а при влажности  почвы 30%  -  соответственно  19,2;  70,8  и  0,992%.

Установлено, что при избыточном внесении под  сахарную  свеклу  минерального

азотного удобрения в  корнеплодах увеличивается  количество  азота  и  других

несахаров.

    С увеличением  площади питания сахаристость  корнеплодов снижается, тогда

как доля азота и золы в  них возрастает.

    Например, в экспериментах   Льговской  опытно-селекционной  станции при

густоте насаждения сахарной свеклы 89 тыс. растений на 1  га  в  корнеплодах

содержалось сахара 18 %, общего азота - 0,174 и золы - 0,730 % сырой  массы,

а при густоте насаждения 59 тыс. растений на 1  га  -  соответственно  16.5,

0.214 и 0.779 %.

    При  уменьшении  густоты  насаждения  растений  увеличивается   площадь

питания каждого растения, а  следовательно,  возрастает  количество  воды  и

питательных веществ, приходящихся на одно  растение.  Все  это  способствует

более интенсивному процессу роста, в  результате  чего  формируются  крупные

корнеплоды, вызревание которых  замедляется.