Оцінка екологічної безпеки та технологічних характеристик цикорію за результатами мікробіологічних та дериватографічних досліджень

Abstract

Наявність великої кількості важких металів у рослинах і ґрунтах, які використовуються для вирощування сільськогосподарських культур, постійно впливає на екологічну безпеку відповідного середовища. Збільшення концентрації мікроелементів та сполук важких металів в рослинних тканинах призводить до порушень обміну речовинросилинних і тваринних організмів. Таким чином, тривалий вплив високих концентрацій важких металів та їх сполук у ґрунті і рослинах може спричиняти патологічні зміни або порушення біологічних процесів. Аналіз взаємодії мікро-і макронутрієнтів з вуглеводними складовими рослинної сировини цикорію ставить на меті можливе нивелювання негативного впливу утворених комплексів на загальний екологічний стан навколишнього середовища.Для проведення дослідження використано недеструктивний метод рентгенофлуоресцентного аналізу біологічно-активних сполук, що є найбільш точним та ефективним з точки зору часу проведення експеременту.Дериватографичні методи дослідження, або комбіновані методи термічного аналізу, дозволяють одночасно отримувати в автоматичному режимі дані про зміну маси речовини і швидкості цієї зміни, а також отримувати фізико-хімічні характеристики таких процесів. Вибір традиційних методів аналізу, зокрема тонкошарової хроматографії, спектрофотометрії, вимірювання кута поляризації, електрофорезу, зумовлено відносною простотою і точністю одержаних даних. Результати досліджень, проведених щодо вмісту мікроелементів та їх взаємодії з вуглеводами рослинної інуліновмісної сировини, показали, що вміст 20 макро-та мікроелементів у коренях цикорію визначали методом рентгенофлуоресцентного аналізу. Дослідження підтвердило закономірність зміни вмісту мікроелементів в залежності від термічної обробки, зокрема в жорстких умовах. За результатами проведених досліджень, встановлено, що термічна обробка коренів цикорію, зокрема їх смаження, суттєво поліпшує мінеральний склад цієї рослинної сировини. Розроблений метод недеструктивного аналізу вмісту мінеральних компонентів у рослинній сировині, що використовує вуглеводи як матрицю для вимірювань, дозволяє отримувати достовірні результати. Доведено, що тип вуглеводу майже не впливає на результати аналізу. На базі отриманих даних розроблено серію стандартних зразків для визначення вмісту елементів, таких як Cd, Zn, Pb та Hg, і побудовані відповідні калібрувальні криві. Дослідженням дериватографії підтверджено утворення комплексів кальцію та магнію з інуліном, а також стабілізацію сахаридів при комплексоутворенні з названими елементамита визначає подальшу стратегію зменьшення негативного впливузазначених сполук на живі організмиThe presence of a large amount of heavy metals in plants and soils used for growing agricultural crops constantly affects the environmental safety of the respective environment. An increase in the concentration of trace elements and compounds of heavy metals in plant tissues leads to disturbances in the metabolism of plant and animal organisms. Thus, long-term exposure to high concentrations of heavy metals and their compounds in soil and plants can cause pathological changes or disruption of biological processes. The analysis of the interaction of micro-and macronutrients with the carbohydrate components of chicory plant raw materials aims at the possible leveling of the negative impact of the formed complexes on the general ecological state of the environment. The non-destructive method of X-ray fluorescence analysis of biologically active compounds was used to conduct the research, which is the most accurate and effective from the point of view of the time of conducting the experiment. Derivatographic methods of research, or combined methods of thermal analysis, allow simultaneously to obtain data on the change in the mass of a substance and the speed of this change in an automatic mode, as well as to obtain the physical and chemical characteristics of such processes. The choice of traditional methods of analysis, in particular thin-layer chromatography, spectrophotometry, measurement of the polarization angle, electrophoresis, is determined by the relative simplicity and accuracy of the obtained data. The results of research conducted on the content of microelements and their interaction with carbohydrates of vegetable inulin-containing raw materials showed that the content of 20 macro-and microelements in chicory roots was determined by X-ray fluorescence analysis. The study confirmed the regularity of changes in the content of trace elements depending on heat treatment, in particular in harsh conditions. Based on the results of the research, it was established that the heat treatment of chicory roots, in particular their frying, significantly improves the mineral composition of this plant material. The developed method of non-destructive analysis of the content of mineral components in vegetable raw materials, which uses carbohydrates as a matrix for measurements, allows obtaining reliable results. It has been proven that the type of carbohydrate has almost no effect on the results of the analysis. Based on the obtained data, a series of standard samples was developed to determine the content of elements such as Cd, Zn, Pb and Hg, and the corresponding calibration curves were constructed. The derivatography study confirmed the formation of calcium and magnesium complexes with inulin, as well as the stabilization of saccharides when complexed with the mentioned elements and determines the further strategy for reducing the negative impact of these compounds on living organisms