Спосіб визначення технології вирощування стевії (stevia rebaudiana bertoni)

Реферат: Спосіб вирощування стевії (Stevia rebaudiana Bertoni), при якому визначають вміст флавоноїдів у листках, комплексоутворюючу здатність та розраховують енергію Гіббса. При рівні енергії Гіббса -5…-20 кДж/моль вирощування стевії проводять у відкритому ґрунті, а при рівні енергії Гіббса -21…-60 кДж/моль - у тепличному комплексі. UA 108888 U (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ СТЕВІЇ (STEVIA REBAUDIANA BERTONI) UA 108888 U UA 108888 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до сільськогосподарської галузі, а саме до рослинництва і може бути використаною для ідентифікації способу вирощування стевії. Відомий спосіб визначення технології вирощування стевії, який полягає у визначенні вмісту флавоноїдів у листках стевії та енергії Гіббса, вирощеної у відкритому ґрунті агрокліматичних умов України [Роїк М.В., Кузнецова І.В. Стевія в харчовій промисловості. - К: вид-во "Аграрна наука", 2015. - 136 с.|. Недоліком даного способу є незавершеність аналізу термодинамічної характеристики листків стевії. В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу технології вирощування стевії. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб визначення технології вирощування стевії (Stevia rebaudiana Bertoni), включають визначення вмісту флавоноїдів у листках, комплексоутворюючої здатності та розрахунку енергії Гіббса. Згідно корисної моделі при рівні енергії Гіббса -5…-20 кДж/моль вирощування стевії проводять у відкритому ґрунті, а при рівні енергії Гіббса -21…-60 кДж/моль - у тепличному комплексі. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованим методом та очікуваними результатами полягає у наступному. Ступінь гідроксилювання тобто компонентного складу флавоноїдів залежить від кількості вологи, яка поглинається рослиною стевії під час її вирощування. Наявність в молекулах флавоноїдів гідроксильних та карбоксильних груп визначається їх ефективністю антиоксидантної дії. Роль флавоноїдів у метаболізмі рослинних клітин полягає в утворенні міцних хелатних комплексів з іонами металів, взаємодії з вільними радикалами, прийманні участі в транспортуванні електронів та створенні сполук з ферментами, змінюючи їх активність. Флавоноїди вбудовуються в клітинні мембрани, де пригнічують утворення первинних і вторинних продуктів перикисного окиснення ліпідів. Міцність утворених комплексів за участю флавоноїдів листків стевії досягається за рахунок вмісту рутину і кверцетину. Зокрема, кверцетин у кислому середовищі утворює комплекси з стехіометрією 1:1, в якому приймають участь 3-гідроксі- і 4-оксігрупи кільця С, у лужному середовищі утворює за рахунок участі катехольної групи комплексу з високою стехіометрією – Ме:Ліганд. Зміна структури флавоноїдів впливає на ступінь утворення комплексу. Максимальна стійкість утвореного комплексу забезпечується наявністю подвійних зв'язків у кільці С. За отриманими даними (таблиця) щодо вмісту флавоноїдів у листках стевії (Stevia rebaudiana Bertoni) сушених, вирощеної в різних агротехнологічних умовах України за способом Клотца розрахували ступінь комплексоутворення і константу стійкості флавоноїдів у розчині. Спосіб Клотца застосовується в розрахунках для помірно міцних розчинів, до яких й відносять екстракт отриманий з листків стевії (Stevia rebaudiana Bertoni) сушених. Імпортовані листки мають менший вміст флавоноїдів, ніж вітчизняні на 35,6 % і 29 %, відповідно. Це показує перш за все відмінність в агрокліматичних умовах вирощування. Зокрема, в агрокліматичних умовах України стевія має більший доступ до вологи, ніж в умовах Парагваю або Аргентини. Ступінь комплексоутворення при цьому не висока в усіх імпортованих зразках і не перевищує значення 0,22. Це підкреслює, що імпортовані зразки мають високий вміст дитерпенових глікозидів, проте низький вміст флавоноїдів. Таблиця Термодинамічні параметри комплексоутворення флавоноїдів у водних розчинах при температурі 20 °C Країна-виробник Україна (листки) Парагвай (сортові листки) Парагвай (пресовані листки) Аргентина (порошок листків) Вміст Константа Константа не Ступінь флавоноїдів, стійкості (β), стійкості (К), комплексомг/л л/моль моль/л утворення (χ) -3 657±0,1 250,63 4,08×10 0,4 logβ ΔG293, кДж/моль 2,4 -13,42 423±0,12 113,5 8,81×10 -3 0,17 2,055 -11,52 411±0,15 117 8,55×10 -3 0,15 2,068 -11,59 465,6±0,2 169,3 5,91×10 -3 0,215 7,4 -41,46 1 UA 108888 U 5 10 15 20 25 Енергія Гіббса вище у португальських листках стевії і становить близько - 12 кДж/моль, що показує природне утворення даних сполук. Зменшення рівня енергії Гіббса до - 41,46 кДж/моль свідчить, що при вирощуванні стевії не було забезпечено достатнього рівня енергії для утворення необхідних у біосинтезі сполук у листках. Це сприяло застосуванню інтенсивної технології вирощування, яка ґрунтується на застосуванні штучних умов вирощування із посиленим поливом. Отже, докладались зусилля, направлені на підвищення урожайності листків та вмісту дитерпенових глікозидів у них. Поряд із цим досягалось зростання вмісту флавоноїдів за рахунок забезпечення балансу світла та вологи. Перед усім, це показує відмінність в агрокліматичних умовах вирощування: в умовах України стевія мас більший доступ до вологи ніж в умовах Парагваю або Аргентини. Спосіб визначення технології вирощування стевії. У листках стевії визначали вміст флавоноїдів та комплексоутворюючу здатність. За отриманими результатами розраховували енергію Гіббса, за рівнем якої визначали спосіб вирощування стевії: у відкритому ґрунті чи із застосуванням тепличного комплексу. Приклад. У сухих листках стевії, вирощеної в агрокліматичних умовах України у відкритому ґрунті, спектрофотометричним методом визначили вміст флавоноїдів, їх кількість становила 657 мг/л. Крім цього, визначили комплексоутворюючу здатність флавоноїдів із іонами алюмінію, яка становила 0,4. Використовуючи значення константи нестійкості розрахували константу стійкості комплексів та вільну енергію Гіббса при Т=293 К. Енергія Гіббіса становила - 13,42 кДж/моль. Висновок. На основі даних щодо вмісту флавоноїдів у листках стевії, вирощеної в різних агрокліматичних зонах України та ступеня комплексоутворення з іонами алюмінію було розраховано енергію Гіббса, яка становить -11,5…-13,8 кДж/моль, що свідчить про природність процесу комплексоутворення. Показано, що зменшення енергії Гіббса для листків стевії аргентинського походження до -41,4 кДж/моль свідчить про підвищення інтенсивності технології вирощування із використанням штучного освітлення та системи поливу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Спосіб вирощування стевії (Stevia rebaudiana Bertoni), при якому визначають вміст флавоноїдів у листках, комплексоутворюючу здатність та розраховують енергію Гіббса, який відрізняється тим, що при рівні енергії Гіббса -5…-20 кДж/моль вирощування стевії проводять у відкритому ґрунті, а при рівні енергії Гіббса -21…-60 кДж/моль - у тепличному комплексі. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2