Материал: Содержание органических кислот в овощных культурах

Содержание органических кислот в овощных культурах

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)

Кафедра физической культуры и естественно-биологических дисциплин

КУРСОВАЯ РАБОТА

Содержание органических кислот в овощных культурах

Работу выполнила О.Б. Духнай

Специальность 050102.65 «Биология»

Научный руководитель, С.И. Избранова

Нормоконтролер, И.Л. Шишкина

Славянск-на-Кубани 2013

ВВЕДЕНИЕ

Органические кислоты содержатся почти во всех свежих плодах и овощах. Придают продуктам приятный вкус, утоляют жажду, растворяют в организме нежелательные отложения, особенно солей мочевой кислоты, задерживают развитие бактерий, оказывают благоприятное действие на кислотно-щелочное равновесие, на функцию желудочно-кишечного тракта и другие системы организма. Органические кислоты играют важную роль в обмене веществ растений, являются в основном продуктами превращения сахаров, принимают участие в биосинтезе алкалоидов, гликозидов, аминокислот и других биологически активных соединений, служат связующим звеном между отдельными стадиями обмена жиров, белков и углеводов.

В плодах растений органические кислоты преимущественно находятся в свободном виде, в листьях же и других органах растений преобладают их соли.

Накопление в растении той или иной кислоты тесно связано со всем комплексом превращений органических кислот во время развития растения, с типом об­мен веществ вообще и его зависимостью от условий внешней среды. В растении отдельные органические кислоты могут легко превращаться друг в друга. В их образовании первостепенную роль играют ферментативные реакции цикла трикарбоновых кислот, были получены также при изучении влияния диоксида углерода на интенсивность накопления органических кислот в растениях. Повышение содержания в воздухе СО2 весьма способствует накоплению органических кислот в листьях.

Наиболее распространенными органическими кислотами являются яблочная, лимонная и винная. В меньших количествах встречаются щавелевая, салициловая, муравьиная, янтарная, бензойная и др. Плоды в среднем содержат их 0,5- 1,5%, а овощи -0,1-0,7%.

Изучение содержания органических кислот тех или иных растений может служить научной основой для их практического применения в различных отраслях деятельности человека и является актуальным направлением научного поля деятельности ученых всего мира.

Целью курсовой работы является определение общей кислотности в биомассе овощных культур в зависимости от сорта.

Исходя из цели работы ставятся следующие задачи:

. Изучить научную литературу по теме исследования.

. Заготовить растительный материал для проведения исследования.

. Провести количественное определение общей кислотности в биомассе овощных культур в зависимости от сорта.

. Сравнить количественное содержание органических кислот биомассы овощных культур.

Объектом исследования являются овощные культуры произрастающие на территории Красноармейского района Краснодарского края. Морковь (Daucus), картофель (Solanum tuberosum), лук (Allium cepa), свекла (Beta vulgaris ).

Предметом исследования является количественное содержание органических кислот в овощных культурах.

Практическая значимость: результаты, полученные в ходе наших исследований, могут быть применены при выборе выращивания сортов продовольственных культур.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПИЩЕВЫХ КИСЛОТ

Важнейшая составная часть некоторых овощей (томаты, щавель и др.) органические кислоты, которые не только имеют вкусовое значение, но и участвуют в некоторых процессах обмена веществ и в процессах пищеварения. Органические кислоты способствуют ощелачиванию организма. Включая большое количество щелочных компонентов, они в процессе превращений в организме окисляются до углекислоты (СО2) и воды (Н2О) и оставляют в организме значительный запас щелочных эквивалентов. Органические кислоты оказывают влияние на процессы пищеварения, являясь сильными возбудителями секреции поджелудочной железы и моторной функции кишечника. В овощах преобладает яблочная кислота. Исключение составляет щавель, в котором содержится преимущественно щавелевая кислота. В картофеле, например, преобладает лимонная кислота. Содержание основных кислот овощей лимонная и яблочная приведены в таблице 1[3].

Таблица 1-Содержание яблочной и лимонной кислот в % от сухого вещества

По преобладающей кислоте обычно и выражают общее содержание кислот. Средние данные об общем содержании органических кислот в овощах и плодах, а также о величине pH клеточного сока, т. е. степени диссоциации кислот, оказывающей большое влияние на вкус плодов приведены в таблице 2.

Таблица 2- Среднее содержание кислот в овощах (в пересчете на преобладающую)

Общее количество органических кислот в плодах к овощах по мере их роста в материнском растении, как правило, непрерывно увеличивается. Однако относительное (процентное) содержание кислот на последних этапах созревания уменьшается за счет более быстрого увеличения количества других веществ, и в первую очередь сахаров. С момента уборки плодов уровень кислот непрерывно уменьшается, причем чаще всего быстрее сахаров. В результате сильно возрастает отношение сахаров к кислоте, так называемый сахарокислотный коэффициент. По этой причине наблюдаемое при хранении плодов повышение их сладости чаще объясняется не возрастанием содержания сахаров, а снижением уровня кислот[3].

При хранении замечено, что при температуре около 0° органические кислоты более энергично используются па дыхание, чем сахара. Объясняется это, по-видимому, тем, что кислоты являются более окисленными соединениями, чем сахара, и поэтому при низкой температуре, затрудняющей вовлечение кислорода в дыхательный газообмен, они легче окисляются.

Хотя общее содержание кислот в хранящихся плодах уменьшается, количество отдельных кислот может одновременно возрастать. Накопление той или иной кислоты может быть обусловлено разными причинами, и в частности возможными нарушениями в согласованном прохождении отдельных превращений в цикле Кребса. В тканях молодых плодов, как и в других растениях, яблочная кислота через щавелевоуксусную превращается в пировиноградную кислоту, которая частично декарбоксилируется до ацетальдегида и углекислого газа. В ходе же созревания появляется дополнительный, более интенсивный путь образования ацетальдегида - декарбоксилирование самой яблочной кислоты, катализируемое малатдегидрогеназой[23].

Образующийся ацетальдегид вступает в химическое взаимодействие с восстановленными никотинамиддинуклеотидами, необратимо блокируя метиленовую группу в никотин амидном кольце. Поэтому, как только содержание ацетальдегида в плодах повышается, нарушается цепь окислительно-восстановительных процессов. В результате накапливаются окисленные продукты - кетокислоты, темноокрашенные продукты окисления фенольных соединений и др., развивается побурение тканей, характерное для многих физиологических заболеваний.

Из сказанного следует важный практический вывод: для регулирования в плодах обмена органических кислот первостепенное значение приобретает поддержание не только соответствующей температуры, но и строго определенного газового состава. На этом в значительной мере основан метод хранения плодов в регулируемой газовой среде[14]

органический кислота растительный сахарный

1.1 Биолого-химическая характеристика исследуемых растений

Свекла сахарная (Beta vulgaris )

Двулетнее огородное растение. На первом году развивается стоячая розетка крупных черешковых удлиненно-эллиптических листьев и мясистый корень (корнеплод) с сочной бордово-красной мякотью. На втором году из корнеплода развивается ветвистый стебель с листьями и цветами. Цветки невзрачные - зеленые или беловатые, пятичленные с простым околоцветником, сидят пучками по 2-5. Плоды - односемянные орешки. Цветет в июне-августе, плоды созревают в августе-сентябре.

Свекла содержит углеводы, клетчатку, калий, фосфор, кальций, магний, железо, цинк, витамины С, В1, В5, В6, РР, Е, фолиевую кислоту, провитамин А.

В свекле имеется гамма-аминомасляная кислота, играющая важную роль в обмене веществ головного мозга. Много в свекле клетчатки (0,9%) и пектинов (1,1%), способствующих выведению из кишечника солей тяжелых металлов и продуктов распада. В свекле содержатся яблочная, лимонная, щавелевая, винная и молочная органические кислоты, играющие важную роль в переваривании пищи.

Красящие вещества свеклы и содержащиеся в них флавоноиды обладают способностью снимать сосудистые спазмы, повышать прочность капилляров, понижать артериальное давление, положительно воздействовать на кровь; они имеют антиканцерогенное и антирадиационное действие. Содержащихся в свекле бетаин и бетанин - уникальные, пока не обнаруженные в других веществах алкалоидоподобные соединения способствуют расщеплению и усвоению пищи и участвуют в образовании холина, улучшающего работу печени, повышающего жизнедеятельность ее клеток. Благодаря ним свекла укрепляет капилляры, снижает содержание холестерина в крови, улучшает жировой обмен, предотвращает жировое перерождение печени.

Уникальное соотношение в свекле натрия и кальция (10:1) способствует растворимости кальция и выведению его избытка из организма. Свекла содержит и хром. Благодаря магнию, регулирующему сосудистый тонус и препятствующему образованию тромбов в сосудах, свекла способствует понижению артериального давления. Свекла содержит много йода, обладающего противосклеротическим действием. Содержаться органические кислоты: яблочная, винная, лимонная, молочная. На 100 грамм продукта 0.06 грамм кислот.

Свекла содержит цинк, способствующего остроте зрения, железо, необходимое для образования красных кровяных телец. Для диабетиков важно, что цинк увеличивает продолжительность действия гормона поджелудочной железы - инсулина. Имеющийся в значительных количествах кобальт используется микрофлорой кишечника для синтеза витамина В12; в сочетании с фолиевой кислотой он обеспечивает активное формирование эритроцитов в костном мозге, а значит, является антианемическим фактором, т.е. препятствует возникновению малокровия, либо способствует восстановлению уровня гемоглобина в крови. В целом комплекс витаминов группы В и микроэлементов свеклы положительно влияет на кроветворение и нормализует обмен веществ.

Минеральные соли свеклы находятся, в основном, в щелочных соединениях. Благодаря этому она помогает поддерживать кислотно-щелочное равновесие организма при питании продуктами, содержащими много кислых соединений (например, мясом и рыбой). Все эти вещества интенсифицируют обменные процессы, выводят из организма шлаки и метаболиты, стимулируют иммунную систему и оказывают нормализующее действие[1].

Картофель (Solanum tuberosum)

Многолетнее (в культуре однолетнее) травянистое кустистое растение высотой до 60 см со стержневым, мочковатым, сильно развитым корнем. Подземные корни - белые, образующие на концах мясистые съедобные клубни. По форме и окраске клубней сорта картофеля отличаются друг от друга. Клубни бывают круглые, округлоовальные, удлиненноовальные, длинные, плоские и др. Основные типы окраски - белый, желтый, розовый, красный, фиолетовый. Стебли многочисленные, прямостоячие или приподнимающиеся, трехгранные. В местах соединения граней на ребрах стеблей иногда образуются выросты зеленой ткани, так называемые крылья. Число стеблей у одного растения обычно колеблется от 4 до 8. Больше стеблей у растений, развивающихся из крупных клубней на плодородных, достаточно увлажненных почвах.

Листья прерывисто непарноперисторассеченные, с несколькими яйцевидными листочками. Листья картофеля расположены на стеблях по спирали. В местах отхождения от стебля листья имеют прилистники. Цветки собраны в соцветие-завиток, расположенное на общем цветоносе. Цветоносы и цветоножки у отдельных сортов бывают длинные и короткие. Цветок картофеля состоит из чашечки, венчика, колонки пыльников и пестика. Чашечка зеленого цвета состоит из 5 чашелистиков. Венчик состоит из 5 сросшихся лепестков белой, красно-фиолетовой, сине-фиолетовой или синей окраски. Иногда кончики венчиков бывают белые, пыльники - оранжевые или желтые. Пестик состоит из рыльца, столбика и завязи. После оплодотворения завязь разрастается и превращается в зеленую ягоду. При созревании ягоды белеют и приобретают приятный запах; в них развиваются семена. Плод - ядовитая, шаровидная многосемянная черно-фиолетовая ягода. Семена желтого цвета, очень мелкие. Из органических кислот в клубнях содержатся лимонная, изолимонная, яблочная, щавелевая, молочная, винная, янтарная и др. Особенно высоко содержание лимонной кислоты (до 0,8%). В 100 граммах продукта содержится 0,2 г кислот. Также клубни картофеля в среднем содержат около 76% воды и до 36% сухих веществ, в том числе около 17,5% крахмала, 0,5% сахаров, 2% белков, около 1 % минеральных солей, микроэлементы: калий - 426 мг%, кальций - 8 мг%, магний - 17 мг%, фосфор -38 мг%, железо - 0,9 мг%; витамины: провитамин А, тиамин В1, рибофлавин В2, пантотеновая кислота В3, никотиновая кислота РР, фолиевая кислота, биотин Н , витамин Р, инозит, пиридоксинаскорбиновая кислота. Содержание витамина С в зависимости от сорта и условий выращивания колеблется от 7 до 25 мг на 100 г сырого картофеля. Больше всего витаминов сконцентрировано непосредственно под кожурой клубня. Картофель - основной поставщик калия организму. Такого количества калия нет ни в хлебе, ни в мясе, ни в рыбе. Достаточное обеспечение организма калием особенно важно для лиц с заболеваниями сердечно-сосудистой системы, при атеросклерозе, а также для лиц пожилого возраста.

Во всех органах растения содержится стероидный алкалоид соланин. В больших количествах соланин разрушает эритроциты крови и угнетающе действует на центральную нервную систему.

Лук репчатый (Allium cepa )

Многолетнее луковичное растение высотой 60-100 см. От донца луковицы отходит пучок корней, проникающих в почву до глубины 60-70 см. Луковица приплюснуто-шаровидная или шаровидно-продолговатая с желто-бурыми, красноватыми, реже белыми или фиолетовыми чешуями-оболочками. Стебель толстый, ниже середины вздутый, полый, несущий 4-9 листьев у основания. Листья короче стебля, сочные, длинноцилиндрические, прямые, заостренные, полые с влагалищами, у основания несколько желобчатые. Цветы невзрачные, на длинных (до 30 см) цветоножках с прицветниками, собраны в шаровидный многоцветковый, густой зонтик, иногда несущий дочерние луковички («детки»). Зонтик до цветения заключен в чехол, который во время цветения значительно короче соцветия и разрывается на 2-4 доли. Околоцветник венчиковидный, звездчатый, шестилепестный. Лепестки длиной 4-6 мм, с зеленой жилкой по спинке, продолговатые, тупые. 6 тычинок превышают околоцветник в 2 раза. Пестик с верхней трехгнездной завязью и едва выдающимся из околоцветника столбиком. Плод - почти шаровидная коробочка. Семена черные трехгранные, морщинистые. Цветет в июне-августе, плодоносит в августе-сентябре