Актуальность темы исследования: Красноярский край занимает второе место в стране по запасам лесных ресурсов. По официальной статистике, общая площадь лесного фонда региона составляет 158,7 млн гектаров, – это почти половина (42,6 %) от площади лесного фонда Сибирского федерального округа [6]. Однако сырьевой потенциал до сих пор используется не на должном уровне: в субъекте есть все возможности для эффективного развития ЛПК, об этом говорится в Концепции промышленной политики Красноярского края до 2030 года.
В Кежемском районе – в восточном лесоэкономическом регионе Красноярского края, целесообразна организация производств, которые здесь пока не получили широкого развития. Результаты исследований [3-5, 8] свидетельствуют, что вегетативные органы хвойных деревьев являются богатым источником многих ценных компонентов.
Среди физиологически важных веществ зеленой хвои наибольшее значение имеют витамины. Витамины – сложные биологически активные низкомолекулярные органические соединения, имеющие различное химическое строение. Они необходимы для нормального течения процессов обмена веществ. Большинство входит в состав ферментов, являясь их коферментами [1]. Кроме того, большинство витаминов не синтезируется в организме человека, поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или виде витаминизированных добавок. Содержание аскорбиновой кислоты в хвое сильно варьируется – от 95 до 585 мг на 100 г сухого вещества [4].
Известно, что природно-климатические условия произрастания различных хвойных растений существенным образом сказываются на синтезе и накоплении отдельных компонентов. Однако сведений по содержанию витамина С в хвойных растениях, произрастающих в восточном лесоэкономическом районе Красноярского края мало. Условия внешней среды иногда являются решающим фактором в биосинтезе витаминов, так как они активируют действия ферментных систем, принимающих участие в синтезе и превращении витаминов, способствуют созданию веществ, из которых образуются витамины [7]. Поэтому необходимо получение данных о содержании веществ витаминной природы в различных природно-климатических условиях, методах их выделения и идентификации, приемах получения и использования выделенных компонентов для изготовления готовых продуктов для пищевых, медицинских, парфюмерно-косметических и технических целей.
В связи с этим целью нашего исследования является: изучить влияние светового фактора на накопление витамина С в хвое сосны обыкновенной (Pinus Sylvestris), произрастающей в окрестностях д. Тагара (Нижнем Приангарье).
Объект исследования: хвоя сосны обыкновенной (Pinus Sylvestris), произрастающей в окрестностях д. Тагара.
Предмет исследования: содержание витамина С в хвое сосны обыкновенной (Pinus Sylvestris) в зависимости от степени освещенности.
Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:
1) провести анализ информационных источников по теме исследования для выявления состояния изученности проблемы и обоснованного выбора экспериментальных методов исследования;
2) отобрать представительные пробы хвои с разных частей кроны сосны обыкновенной (Pinus Sylvestris), произрастающей в окрестностях д. Тагары.
3) определить количественное содержание витамина С в хвое разных частей кроны сосны обыкновенной и выявить влияние на него степени освещенности.
Гипотеза исследования: наиболее ценным источником витамина С является хвоя сосны обыкновенной, собранная с южной верней части кроны, потому что солнечные лучи выполняют важную роль в накоплении витамина С в кроне хвойных деревьев.
Методы исследований: теоретические: работа с научной литературой; экспериментальные: качественный анализ, титриметрический метод анализа; метод статической обработки результатов.
Экспериментальная часть
Карта района лесозаготовок Приангарского Лесопромышленного Комплекса (ПЛПК) представлена на рисунке. Вдоль берега р. Ангары в пределах 10-13 км от д. Тагара в январе 2017 г. нами были заложены учётные площадки размером 1 м2 в 5-кратной повторности, из которых выбирались 10 модельных экземпляров хвойного лапника. Таким образом, нами были собраны образцы хвои сосны обыкновенной (Pinus Sylvestris) (лапник): с южной верхней части кроны, с южной нижней части кроны, с северной верхней части кроны и с северной нижней части кроны с 10 модельных деревьев. Для получения представительных проб хвоя отделялась от лапника и смешивалась в соответствии с указанными выше образцами.
Для приготовления хвойного экстракта хвоя измельчалась на кусочки длиной 3…4 мм, чтобы замедлить окислительные процессы, хвою смачивали 0,05 % соляной кислотой. Это повышало сохранность витамина С.
Для определения наличия витамина С в хвое сосны обыкновенной, нами был осуществлен качественный анализ в соответствии с методикой [9].
Как следует из табл. 1 и 2, содержание витамина С больше в верхней части кроны сосны обыкновенной по сравнению с нижней частью, что на качественном уровне подтверждает влияние освещенности на накопление витамина С в хвое.
На следующем этапе исследования нами осуществлялось количественное определение витамина С титриметрическим методом анализа. Результаты представлены в табл. 3, 4.
Как следует из данных табл. 4, наиболее богата по содержанию витамина С хвоя сосны обыкновенной, собранная с верхней кроны дерева с южной стороны. Таким образом, освещенность солнечными лучами играет значимую роль в накоплении витамина С в хвое сосны обыкновенной, произрастающей в окрестностях д. Тагара.
Заключение
1. На основании анализа литературных источников выявлено, что хвойные деревья являются источником витамина С, который можно эффективно использовать в промышленных масштабах. Проанализированы методы качественного и количественного анализа на витамин С, используя которые можно определить его содержание в хвое сосны обыкновенной.
2. С учетом особенности подготовки представительных проб, а также цели данного исследования собраны пробы хвои с разных частей кроны сосны обыкновенной (Pinus Sylvestris), произрастающей в окрестностях д. Тагары.
Таблица 1
Таблица качественный анализ на витамин С в хвое сосны обыкновенной в зависимости от уровня освещенности с метиленовой синью
Названия фактора |
Витамин С |
Хвоя с южной нижней части кроны |
+ + |
Хвоя с южной верхней части кроны |
+ + + |
Хвоя с северной с нижней части кроны |
+ + |
Хвоя с северной верхней части кроны |
+ + + |
Примечание: + + + интенсивная реакция на наличие витамина
++ окраска средней интенсивности
+ бледное окрашивание
Таблица 2
Таблица качественный анализ на витамин С в хвое сосны обыкновенной в зависимости от уровня освещенности с гексацианоферратом (III) калия
Названия фактора |
Витамин С |
Хвоя с южной нижней части кроны |
+ + |
Хвоя с южной верхней части кроны |
+ + + |
Хвоя с северной с нижней части кроны |
+ + |
Хвоя с северной верхней части кроны |
+ + + |
Примечание: + + + интенсивная реакция на наличие витамина
++ окраска средней интенсивности
+ бледное окрашивание
Район лесозаготовок Приангарского Лесопромышленного Комплекса (ПЛПК) и места сбора соснового лапника для анализа
Таблица 3
Таблица объемы йодата калия, затраченные на титрование вытяжек из хвои сосны обыкновенной
Образцы хвои |
Опыт 1 |
Опыт 2 |
Опыт 3 |
хвоя с южной нижней части кроны |
6,4 |
6,2 |
6,4 |
хвоя с южной верхней части кроны |
8 |
10 |
7 |
хвоя с северной нижней части кроны |
5 |
5,2 |
5 |
хвоя с северной верхней части кроны |
7,4 |
7,2 |
7,4 |
Таблица 4
Таблица содержание витамина С, мг % в разных частях кроны сосны обыкновенной
Содержание витамина С, мг % в хвое сосны обыкновенной в зависимости от уровня освещенности |
|||
хвоя с южной нижней части кроны |
хвоя с южной верхней части кроны |
хвоя с северной нижней части кроны |
хвоя с северной верхней части кроны |
130 ± 6 |
163 ± 6 |
103 ± 6 |
148 ± 6 |
3. С использованием титриметрических методов анализа установлено, что в хвое сосны обыкновенной наибольшее содержание витамина С в верхней южной части кроны дерева (163 ± 6 мг %), наиболее освещаемой солнцем.
Таким образом, наша гипотеза подтвердилась, и для извлечения витамина С из хвои предпочтительно использовать верхнюю часть кроны дерева.
Исследование выполнено при поддержке краевого государственного автономного учреждения «Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности» в рамках реализации проекта: « Установка для извлечения ценных компонентов из древесной зелени хвойных растений в условиях школьной лаборатории» в рамках конкурса «Юных техников – изобретателей» № 20170041702190.
Библиографическая ссылка
Кюбарт К.В., Шестакова М.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СВЕТОВОГО ФАКТОРА НА НАКОПЛЕНИЕ ВИТАМИНА С В ХВОЕ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (PINUS SYLVESTRIS), ПРОИЗРАСТАЮЩЕЙ В ОКРЕСТНОСТЯХ Д.ТАГАРА (НИЖНЕЕ ПРИАНГАРЬЕ) // Старт в науке. – 2017. – № 6-2. ;URL: https://science-start.ru/ru/article/view?id=933 (дата обращения: 04.12.2024).