Дала жағдайында өскен стевия линияларының биологиялық ерекшеліктері
КIPICПE ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
НЕГІЗГІБӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1 Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.1. Стевия өсімдігін интродукциялау және оның ғылыми теориялық маңызы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
10
1.2. Стевияның биологиялық қасиеттері мен ерекшелiктерi ... ... ... ... . 21
1.3 Стевия жапырақтарындағы трихомалардың саны мен дитерпендтті гликозидтердің оң коррелятивтік байланысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
24
2 Зерттеу материалдары мен әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 28
3 Зерттеу нәтижелері және оларды талқылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3.1 Стевия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру және бейімдету, дала жағдайында өсіру ерекшеліктерін зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ..
29
3.2 Стевия жапырақтарындағы трихомалардың қалыптасуы мен ДГ жинақталуының коррелятивті байланысын анықтау ... ... ... ... ... ..
40
3.3 Стевия жапырақтарында кейбір минералды элементтердің жинақталу заңдылығын зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
48
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... 53
НЕГІЗГІБӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1 Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.1. Стевия өсімдігін интродукциялау және оның ғылыми теориялық маңызы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
10
1.2. Стевияның биологиялық қасиеттері мен ерекшелiктерi ... ... ... ... . 21
1.3 Стевия жапырақтарындағы трихомалардың саны мен дитерпендтті гликозидтердің оң коррелятивтік байланысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
24
2 Зерттеу материалдары мен әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 28
3 Зерттеу нәтижелері және оларды талқылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3.1 Стевия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру және бейімдету, дала жағдайында өсіру ерекшеліктерін зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ..
29
3.2 Стевия жапырақтарындағы трихомалардың қалыптасуы мен ДГ жинақталуының коррелятивті байланысын анықтау ... ... ... ... ... ..
40
3.3 Стевия жапырақтарында кейбір минералды элементтердің жинақталу заңдылығын зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
48
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... 53
Тақырыптың өзeктiлiгi. Бүгінгі таңда өсімдік шаруашылығында өсімдіктерді интродукциялау және акклиматзациялау бағытында зерттеу жұмыстарын жүргізу бірқатар өзекті мәселелердің шешімін табуда қолданылатын маңызды құралдардың бірі болып табылады. Интродукциялау және акклиматзациялау әдістерін жасау мен оңтайландыру табиғи және жасанды флорада қалыптасқан жаңа түрлердің қасиеттерін зерттеуді, құнды қасиеттерге ие өсімдіктерді айқындауды және олардың таралу ареалдарын кеңейтуді, жаңа сорттар мен будандарды алуды көздейді.
1 Alison W., Sharareh H. The Effect of Stevia rebaudiana on the Growth and Survival ofLactobacillus rhamnosus GR-1 and Sensory Properties of ProbioticYogurt Journal of Food Research. - 2013. -Vol. 2, № 2. -P. 136-143.
2 Jayaraman S., Saravanan M., Seethalakshmi I. In-vitroAntimicrobial and Antitumor Activities of Stevia Rebaudiana(Asteraceae) Leaf Extracts // Tropical Journal of Pharmaceutical Research. - 2008. – Vol. 7, № 4. - P.1143-1149.
3 Vivek K.G., Atiya F., Uzma F. Antimicrobial potential of potential of Glycyrrhiza glabra roots // Jornal of ethnopharmacology. – 2008. - №116. - P. 377 – 380.
4 Feresin G. E., Tapia A. A., Bustos D. A. Antibacterial activity of some medicinal plants from San Juan, Argentina // Fitoterapia. - 2000. - Vol. 71. - P. 429 – 432.
5 Ali-Shtaych M. S., Reem M. R., Y. R. Faidi, Khalid S.M. Antimicrobial activity of 20 plants used in folkloric medicine in the Palestinian area // Journal of Ethnopharmacology. -1998. - Vol. 60. - P. 265 - 271.
6 Ceмeнoвa E.Ф., Вeднeeвa A.C. O микpoфлope и микpoбиoлoгичecкoй aктивнocти cтeвии Stevia rebaudiana Bertoni // Извecтия вyзoв мeдицинcкoй нayки. - 2009. - № 9. - C. 125 – 129.
7 .Растительный мир Курской области ( Пособие для учителей и студентов). Курск: КГПУ,2000.С.18-24.
8 Сикорская С Б.Растения обычные и необычные: опыты с ними // Опыты и наблюдения в процессе обучения ботанике.Курск.КГПУ,2001.С.9-13.
9 Ahmed M.S., Dobberstein R.H. Stevia rebaudiana. II. High-performance liquid chromatography separation and quantitation of rebaudiasides A and rebaudiaside C // Journal Chromatogr. -1982. – Vol.236. - P.523. -526.
10 Сикорская СБ. Приемы увличения площади листьев стевии в условиях Курской области // Продукционный процесс селькохозяйственных культур:Материалы Международной научно-методической конференции (в 3-х частях).4.L Орел:Изд-во ОрелГАУ,2001.С.144-148.
2 Jayaraman S., Saravanan M., Seethalakshmi I. In-vitroAntimicrobial and Antitumor Activities of Stevia Rebaudiana(Asteraceae) Leaf Extracts // Tropical Journal of Pharmaceutical Research. - 2008. – Vol. 7, № 4. - P.1143-1149.
3 Vivek K.G., Atiya F., Uzma F. Antimicrobial potential of potential of Glycyrrhiza glabra roots // Jornal of ethnopharmacology. – 2008. - №116. - P. 377 – 380.
4 Feresin G. E., Tapia A. A., Bustos D. A. Antibacterial activity of some medicinal plants from San Juan, Argentina // Fitoterapia. - 2000. - Vol. 71. - P. 429 – 432.
5 Ali-Shtaych M. S., Reem M. R., Y. R. Faidi, Khalid S.M. Antimicrobial activity of 20 plants used in folkloric medicine in the Palestinian area // Journal of Ethnopharmacology. -1998. - Vol. 60. - P. 265 - 271.
6 Ceмeнoвa E.Ф., Вeднeeвa A.C. O микpoфлope и микpoбиoлoгичecкoй aктивнocти cтeвии Stevia rebaudiana Bertoni // Извecтия вyзoв мeдицинcкoй нayки. - 2009. - № 9. - C. 125 – 129.
7 .Растительный мир Курской области ( Пособие для учителей и студентов). Курск: КГПУ,2000.С.18-24.
8 Сикорская С Б.Растения обычные и необычные: опыты с ними // Опыты и наблюдения в процессе обучения ботанике.Курск.КГПУ,2001.С.9-13.
9 Ahmed M.S., Dobberstein R.H. Stevia rebaudiana. II. High-performance liquid chromatography separation and quantitation of rebaudiasides A and rebaudiaside C // Journal Chromatogr. -1982. – Vol.236. - P.523. -526.
10 Сикорская СБ. Приемы увличения площади листьев стевии в условиях Курской области // Продукционный процесс селькохозяйственных культур:Материалы Международной научно-методической конференции (в 3-х частях).4.L Орел:Изд-во ОрелГАУ,2001.С.144-148.
Обложка ??????????
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Биотехнология кафедрасы
Қорғауға жіберілді
_________Биотехнология кафедрасының меңгерушісі Кистаубаева А.С.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Дала жағдайында өскеН стевия (STEVIA REBAUDIANA BERTONI) линияларының биологиялық ерекшеліктері
5В070100 - Биотехнология мамандығы
Opындaған Aбдуллаева Х.А.
Ғылыми жeтeкшiлері
б.ғ.к., доцент Acpaндинa C.Ш.
Нopмa бaқылayшыcы
оқытушы Бектилеуова Н.К.
Aлмaты, 2015
PEФEPAТ
Дипломдық жұмыc 56 бeттeн, 2 кecтeдeн, 19 cypeттeн, 50 әдeбиeт көздерінен тұpaды.
Түйiн cөздep: cтeвия, іn vivo, in vitro, трихома, стевиозид, акклиматизация.
Зерттеу жұмысының мaқcaты: cтeвия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру, бейімдету әдістерін оңтайландыру мен дала жағдайында өскен стевияның биологиялық ерекшеліктерін зерттеу.
Жұмыстың мiндeттepi: cтeвия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру, бейімдету әдістемелерін оңтайландыру және морфологиялық, биохимиялық қасиеттерін, цитологиялық ерекшеліктерін зерттеу.
Зepттey әдicтеpi: cтевия регенеранттарын топыраққа көшіру, акклиматизациялау әдістері микроклондық жолмен көбейтудің соңғы сатысымен жүргізілді. Стевияның өсу белсенділігі мен биохимиялық қасиеттері физиологиялық, биохимиялық және цитологиялық әдicтepмен жүргізілді.
Алынған нәтижелер: Стевия линиялары жапырақтарына цитологиялық құрылымдық анализ жасауда, безді трихомаларына сиптаттама берілді. Жапырақ құрамындағы минералды элементтер мөлшері стевия линиялардың түрлерінен тәуелді болатыны анықталды.
Практикада қолдануы: Бұл жерге қандай салаларда қолдануға болатынын көрсету керек. Мен оны билмеймин ғой. Дұрыс жазбағансыз. Қорытынды керек емес бұл жерге. Ұсыныстар керек.
РЕФЕРАТ
Дипломная работа состоит из 56 страниц, 6 таблиц, 19 рисунков и 48 использованных источников литературы.
Ключевыe слова: стевия, іn vivo, in vitro, трихома, дитерпенные гликозиды, стевиозид, адаптация, акклиматизация.
Цель работы: разработать методику пересадки и адаптирования регенерантов стевии во внешнюю среду и исследовать биологические особенности стевии, выросшей в полевых условиях.
Задачи: разработать методику пересадки и адаптирования регенерантов стевии во внешнюю среду и исследовать некоторые морфологические и биохимические свойства и цитологические особенности.
Методы исследования: методы пересадки в почву и акклиматизации регенерантов стевии были проведены по последней стадии микроклонального размножения. Активность роста и некоторые биохимические свойства были определены на основе физиологических, биохимических, и цитологических методов.
Полученные результаты: Была разработана методика пересадки регенерантов стевии в почву и адаптации во внешнюю среду.Были дана характеристика железистых трихом на основе цитологического структурного анализа литьев линий стевии.Результаты показали, что между видами трихом, их числом и частотой образования, и накопление ДГ синтезирующихся в листьях стевии есть положительная корреляционная связь. Было определено, что уровень некоторых минеральных элементов в составе листьев зависит от видов линий стевии.
Практическое применение: Было показано, что в целях пересадки в почву и адаптации регенерантов стевии, орошение надземной части растения 0,001% глицерином; а корни обрабатывать в течении 30 минут 0,001% ИМК (индолилмасляная кислота) значительно повышает их жизнеспособность. Было показано, что между видами трихом в листьях, их числом и частотой образования, и накопление ДГ (дитерпеновые гликозиды) синтезирующихся в листьях стевии есть положительная корреляционная связь. Было показано, что при сравнении линий между собой, число и частота расположения трихом в плоских листьях высокое, в овальных листьях среднее, а в длинных листьях значительно низкое. Было выявлено, что уровень некоторых минеральных элементов в составе листьев зависит от видов линий стевии.
ABSTRACT
Diploma paper consists of 56 pages , 6 tables , 19 figures and 48 literature sources used .
Keywords: stevia, in vivo, in vitro, trichomes diterpene glycosides, stevioside, adaptation , acclimatization .
Purpose of the work: To develop a method of transplanting and adaptation regenerants of stevia to the external environment and explore the biological characteristics of stevia, which has grown in the field.
Objectives: To develop a method of transplanting the regenerants of Stevia and adaptation them to the external environment and explore some of the morphological and biochemical properties and cytologic features.
Methods: Methods for transplanting of Stevia regenerants into the soil and their acclimatization were conducted on the last stage of microclonal propagation. Growth activity and some biochemical properties were determined on the basis of physiological, biochemical and cytological methods.
Results: Transplantation technique of Stevia regenerants into the soil and adaptation of them to the external environment has been developed. Characteristic of glandular trichomes on the basis of cytological structural analysis of Stevia lines leaves were given. The results showed that between types of trichomes, their number and frequency of the formation and accumulation of DG synthesized in the stevia leaves, there is a positive correlation. It was determined that the level of some mineral elements in the leaves depends on the species of Stevia lines.Practical application: It has been shown that, in order to occur the transplantation of stevia regenerants to soil and adapt them, the irrigation of aboveground plant parts by 0.001% glycerol; and processing the roots within 30 minutes by 0.001% of IBA (indolebutyric acid) significantly increases their vitality. It was shown that among kinds of trichomes in leaves , their quantity and formation rate, and accumulation of DG (diterpene glycosides) synthesized in Stevia leaves , there is a positive correlation. It has been described, that while comparing lines together, the number and location frequency of trichomes in plane leaves were high,in oval leaves were average, and in long leaves were significantly low. It was found that levels of certain mineral elements in the leaves depends on the species of Stevia lines.
МAЗМҰНЫ
КIPICПE ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
7
НЕГІЗГІБӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1
Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.1.
Стевия өсімдігін интродукциялау және оның ғылыми теориялық маңызы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
10
1.2.
Стевияның биологиялық қасиеттері мен ерекшелiктерi ... ... ... ... .
21
1.3
Стевия жапырақтарындағы трихомалардың саны мен дитерпендтті гликозидтердің оң коррелятивтік байланысы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
24
2
Зерттеу материалдары мен әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
28
3
Зерттеу нәтижелері және оларды талқылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.1
Стевия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру және бейімдету, дала жағдайында өсіру ерекшеліктерін зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ..
29
3.2
Стевия жапырақтарындағы трихомалардың қалыптасуы мен ДГ жинақталуының коррелятивті байланысын анықтау ... ... ... ... ... ..
40
3.3
Стевия жапырақтарында кейбір минералды элементтердің жинақталу заңдылығын зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
48
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
50
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ...
53
БЕЛГІЛЕР МЕН ҚЫCҚAPТЫЛҒAН CӨЗДEP
ИМҚ
-
индолил май қышқылы
ИСҚ
-
индолил -3- сірке қышқылы
ДГ
-
дитерпенді гликозидтер
СК
-
субкутикулалық кеңістік
МЕР
-
дитерпенді гликозидтердің альтернативті метилэритритол-
фосфатты жолмен синтезделуі
ЖТСХ
-
Жоғары тиімді сұйық хроматография
КIPICПЕ
Тақырыптың өзeктiлiгi. Бүгінгі таңда өсімдік шаруашылығында өсімдіктерді интродукциялау және акклиматзациялау бағытында зерттеу жұмыстарын жүргізу бірқатар өзекті мәселелердің шешімін табуда қолданылатын маңызды құралдардың бірі болып табылады. Интродукциялау және акклиматзациялау әдістерін жасау мен оңтайландыру табиғи және жасанды флорада қалыптасқан жаңа түрлердің қасиеттерін зерттеуді, құнды қасиеттерге ие өсімдіктерді айқындауды және олардың таралу ареалдарын кеңейтуді, жаңа сорттар мен будандарды алуды көздейді.
Стевия тропикалық өсімдік болғандықтан, оның өсіп-дамуына өзіндік талаптарды (жоғары әрі тұрақты температура мен ылғалдылық, қысқа күндік жарық, бірегей топырақ құрамы) қажет етеді. Біздің еліміздің экологиялық жағдайында стевияны тек бір жылдық цикл бойынша өсіруге болады. Бұл оны өсірудің ерекшелігін айқындайды. Стевияны көбейту мен интродукциялау кезінде тұқымдардың толық пісіп-жетілу дәрежесі төмен әрі өміршеңдігі тұрақсыз болатыны анықталған [2].
Біз өз зерттеуімізде стевия өсімдігіне қатысты ғылыми - теориялық зерттеулердің негізінде бұрыннан қалыптасқан мәліметтерді толықтыру мақсатында стевияның бірқатар физиологиялық және биохимиялық қасиеттерін зерттеуді көздедік. Осының негізінде cтeвия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру және бейімдету әдістемелерін оңтайландырып, өсімдіктің кейбір морфологиялық, биохимиялық қасиеттерін және цитологиялық ерекшеліктерін зерттеу мақсатында ізденіс жұмыстарын жасадық.
Ғылыми жаңалығы. Стевия регенеранттарын топыраққа көшіру және сыртқы ортаға бейімдетудің оңтайлы әдістемесі жасалды. Стевия линияларының жапырақтарына цитологиялық құрылымдық анализ жасау негізінде, безді трихомаларына сиптаттамалар берілді. Трихомалдардың түрлері, саны және қалыптасу жиілігі мен стевия жапырақтарында синтезделетін ДГ жинақталуы арасында оң коррелятивті байланыс болатыны көрсетілді. Жапырақ құрамындағы кейбір минералды элементтер мөлшері стевия линиялардың түрлерінен тәуелді болатыны анықталды.
Практикалық маңыздылығы. Стевия регенеранттарын топыраққа көшіру және бейімдету мақсатында өсімдіктің жерүсті мүшелерін 0,001% глицеринмен бүрку, ал тамырларын 0,001% ИМҚ - мен минут бойы өңдеу, олардың өміршеңдігін анағұрлым жоғарылататыны көрсетілді. Жапырақтағы безді трихомалдардың түрлері, саны және қалыптасу жиілігі мен стевия жапырақтарында синтезделетін ДГ жинақталуы арасында оң коррелятивті байланыс болатыны көрсетілді.
Ғылыми мәселенің қазіргі таңдағы бағалануы. Қазақстанға интродукцияланған стевияның бірқатар физиологиялық және биохимиялық қасиеттерін зерттеу нәтижесінде бұрыннан қалыптасқан ғылыми-теориялық мәліметтер толықтырылған. Ғылыми ізденістердің негізінде, стевияны микроклондық көбейтудің соңғы сатысында, яғни регенеранттарды сыртқы ортаға көшіру және акклиматизациялау кезінде орын алатын қиындықтарды шешудің оңтайлы әдістемелері жасалды.
Зерттеу жұмысының мaқcaты: cтeвия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру және бейімдету әдістемелерін оңтайландыру мен дала жағдайында өскен стевияның биологиялық ерекшеліктерін зерттеу.
Зерттеу жұмысының міндеттері:
1. Стевия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру және бейімдету әдістерін оңтайландыру және дала жағдайында өсу ерекшеліктерін зерттеу;
2. Стевияның үш линияларының жапырақтарындағы трихомалардың қалыптасуы мен ДГ жинақталуының коррелятивті байланысын анықтау;
3. Cтeвияда жапырақтарында минералды элементтердің мөлшерін зерттеу;
Зерттеу объектісі: ҚазҰУ Агробиологиялық станциясында өскен стевия (Stevia rebaudiana Bertoni) өсімдігінің тұқымдарынан in vitro - жағдайында өніп - өскен стевия регенеранттары, дала жағдайында өскен стевия.
Теориялық және әдістемелік негізі. Дaлa жaғдaйындa cтeвияның өciп-дaмy қapқыны физиoлoгиялық әдicтep нeгiзiндe зерттелді. Цитологиялық зерттеулерге тоңaзытқыш микротом (ТОС-2), МБИ-6, МОВ-1-15, CAM V4001.3M видеокамера қолданылды. Жапырақтарын фиксациялау Стрaсбургер-Флемминг әдісі бойынша жүргізілді. Жaпырaқтардың анaтомиялық құрылысын сиптатауға Р.A. Бaрыкинa еңбектері қолдaнылды. Гликoзидтep жиынтығының мөлшepiн анықтауға ЖТСХ қoлдaнылды. Жaпыpaқтapдың құpaмындaғы микpoэлeмeнтepдiң мөлшepi aтoмдық-aдcopбциялық cпeктpoмeтpдe анықталды.
Практикалық базасы. Диплом жұмыс әл - Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, биология және биотехнология факультеті, биотехнология кафедрасы, Өсімдіктер биотехнологиясы зертханасында орындалды. Зерттеу жұмыстары 0634ГФ2 Қазақстан Республикасының өндіріс саласына табиғи қант алмастырғыш көзі - стевия өсімдігін ендіру үшін биотехнологиялық көбейту әдістерін жетілдіру, 2012-2014 жж. (ғылыми жетекшісі б.ғ.к., доцент Асрандина С.Ш.) №0112РК02587 бағдарлама шеңберде жасалды.
НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1 Әдебиетке шолу
1.1 Стевия өсімдігін интродукциялау және оның ғылыми теориялық маңызы
Бүгінгі таңда өсімдік шаруашылығында өсімдіктерді интродукциялау және акклиматзациялау бағытында зерттеу жұмыстарын жүргізу бірқатар өзекті мәселелердің шешімін табуда қолданылатын маңызды құралдардың бірі болып табылады.
Интродукциялау және акклиматзациялау әдістерін жасау мен оңтайландыру табиғи және жасанды флорада қалыптасқан жаңа түрлердің қасиеттерін зерттеуді, құнды қасиеттерге ие өсімдіктерді айқындауды және олардың таралу ареалдарын кеңейтуді, жаңа сорттар мен будандарды алуды көздейді. Сондай-ақ, өсімдік әлеміндегі фитоалуантүрлілікті сақтау мен қорғауға, регионалды деңгейде қалыптасқан экологиялық, экономикалық және өндірістік мәселелердің шешімін табуға септігін тигізеді [1].
Интродукция латын тілінен аударғанда introduction - ендіру, introductus - ендірілген культураға ендірілген деген мағананы білдіреді, яғни өсімдіктерді жаңа арелға көшіру және жерсіндіру, бұрын соңды өспеген аудандарда өсімдіктің сорттары немесе түрлерін өсіріп, игеру арқылы адамзат игілігіне пайдалану, өсімдіктің табиғи өсу ареалынан жаңа климаттық жағдайларға көшіру арқылы жасанды жолмен өсімдіктің өсу ареалдарын кеңейту [2].
Өсімдіктерді интродукциялау әр түрлі мақсатта, мәселен бір өсімдіктерді декоративтік сәндік ерекшеліктеріне қарай, екінші бір өсіміктерді тәтті жемістері мен тұқымдары үшін, ал үшінші топ өсімдіктерін ароматтық және құнды дәрілік, тағамдық ерекшеліктеріне т.б. және қасиеттеріне қарай қолданады.
Сонымен интродукция дегеніміз сұрыпталған пайдалы өсімдік ресурстарын жаңа табиғи өсіру жағдайларына көшіру және жерсіндіру, өсімдіктердің морфо- физиологиялық, биохимиялық қасиеттерін комплексті түрде жан-жақты зерттеп, әр түрлі мақсатта игеру болып табылады [3].
Интродукциялық зерттеулер өсімдіктерді жаңа климаттық жағдайларға көшіру мен акклиматизациялау әдістерін жасау және оларды оңтайланды- рудың, өсімдіктердің сыртқы орта факторлардың өзгерістеріне жауап реакцияларын зерттеудің, жаңа ортада өніп-өсуін, дамуын, өнімділік дәрежесін айқындаудың, тәжірибе нәтижелерін бағалау мен сараптаудың ғылыми бағыты болып табылады.
Интродукциялық зерттеулер көпқырлы әрі ұзақ мерзімді қамтиды, яғни өсімдіктерді зерттеу әрі сынақ сараптамасынан өткізуге әр түрлі климаттық жағдайлармен, топырақ құнаралығымен т.б. жағдайлармен өзара ерекшелінетін түрлі аудандарда жүргізіледі. Сондай-ақ, әр түрлі региондарда өніп-өскен, бір түрге жататын өсімдіктер зерттеуге алынады. Егер интродукцияланатын өсімдіктің табиғи өсу аймағы тым алыс болатын болса, ондай өсімдіктерді жасанды ортада in vitro - жағдайында өсіру арқылы, олардың қасиетін жан-жақты зерттеу мүмкіндіктерін кеңейтуге болады.
Өсімдіктер интродукциясын интегралды ғылым ретінде қарастырып, қазіргі таңдағы ботаника ілімі мен басқа да биологиялық (іргелі және қолданбалы) ғылым салаларының әдістерін ұштастыра отырып, өсімдіктерді зерттеудің ғылыми теориялық деңгейін және тиімділігін жоғарылатуға болады. Өсімдіктерді акклиматизациялау және жерсіндіру будандастыру және генетиканың замануи әдістері көмегімен шешуге болады [4].
Ғалымдар мен мамандар интродукция мақсатында флораны байытып қана қоймай, онда жоқ өсімдіктерді енгізіп, жаңа сұрыптарды алуға және олардың популяцияларын қалыптастуыруға талпыныс жасайды. Интродукция теориясы Н.И. Вавилов, Н.В.Цицин, П.М.Жуковский, Гродзинский А.М. сияқты ғалымдардың еңбектерінде талқыланған және де қазіргі таңда РФ-ның ботаникалық саябағы мен ғылыми-зерттеу институттарында зерттеу жұмыстары белсенді түрде дамуда.
Әдеби көздерде бірқатар ғалымдардың белгілі бір өсімдіктерді интродукциялау мәселесі төңірегінде жасалған зерттеулерде түрлердің жаңа орта жағдайларына бейімделуі төмен немесе мүлдем бейімделмейтіндігі кездеседі. Бұл негізінен бастапқы өсімдіктің табиғи өсу ареалының жаңа ортадан өте алшақ орналасуынан әрі климаттық жағдайлардың мүлдем сәйкес келметіндігінен туындайтыны белгілі. Ол негізінен өсімдіктің жаңа орта жағдайларынан туындайтын өзгеріс қабілетінің генотиптік норма реакциясымен шетелуіне байланысты болады. Көп жағдайларда өсімдіктердің бейімделуі табиғи өсу ареалы мен жаңа ортаның климаттық жағдайларының сәйкес болғанда орын алады.
Өсімдік интродукциясы саласындағы сәттілік көптеген факторларға тәуелді. Интродукцияның бастапқы сатысы өсімдікті таңдау және оның биологиялық қасиетін зерттеу болып табылады. Табиғи жағдайдан мәдени жағдайға өсімдікті ауыстыру кезінде оның өзгергіштігін зерттеу мен бағалау - интродукция бойынша жүргізілетін тәжірибенің негізгі факторынің бірі болып саналады.
Интродукциялану мүмкіндігінің шегін анықтау үшін өсімдіктің сыртқы морфологиялық белгілері мен ішкі құрылымдық ерекшеліктеріне, ортаның экзогенді жағдайлардың өсімдік арасындағы байланыс заңдылығын мен өнімділіктің өзара корреляциясын зерттеу жүргізу керектігі ұсынылады [5].
Өсімдік организмі биотикалық және абиотикалық факторларға спецификалық және спецификалық емес бейімделушілік реакциясын көрсетеді. Бұл ең алдымен вегетативті органдарға (жапырақтың формасы мен көлеміне, мамықтануының интенсивтілігіне) тән қасиет. Жаңа тіршілік ортасы онтогенездің барлық жақтарына әсер етеді, морфогенездің фазаларының өту мерзімінің өзгеруіне алып т.б. келеді.
Интродукцияланатын өсімдіктердің дамуының маусымдық ырғақтығына талдаулар жүргізу интродукция нәтижесіне болжам жасауға көмектеседі. Органогенездегі өзгерістер өсімдіктің жаңа ортаға бейімделу көрсеткіші ретіде қарастырылуы мүмкін. Олар сонымен қатар өсімдіктің даму кезеңінің генеративті ерекшелігіне де таңба қалдыра алады (генеративті органдардың орналасуына, олардың қалыптасуы динамикасына, тұқымның және дәннің даму дәрежесіне), репродуктивті органдарының өзгеруіне алып келеді. Сондай ақ сыртқы орта жағдайларының өзгеруі өсімдіктің аллопатиялық әсерінің пайда болу дәрежесіне әсер етеді. Қоршаған ортаның қолайсыз жағдайлары кезіндегі бейімделу құбылыстарының көрінуі тұқымдық репродукцияда және ұрпақтарының өзгерген кезінде жүзеге асады, сондықтан интродукциялық зерттеулерде өсімдік онтогенезінің барлық сатыларын, морфогенез және органогенез сатыларын зерттеу маңызды [6].
Өсімдіктің мүшелері мен ұлпаларының морфологиялық-анатомиялық құрылымының өзгеруімен қатар түрлі физиологиялық функциясы мен биохимиялық процестердің өзгерістері де жүзеге асады. Өсімдік организмінің даму заңдылықтарын түсіну арқылы зерттеуші олардың бағытын керекті жолға бұру арқылы өзгерте алады. Өсімдіктің өсуі мен өнуіне жаңа орта жағдайлары қалай әсер ететінін біле тұра адам ондағы процестерге басшылық жасай алады, сөйтіп керекті нәтижеге қол жеткізеді.
Мәдени өсімдіктердің немесе олардың қатарына қосылатын өсімдіктердің өнімділігі өсімдіктің биологиялық ерекшелігіне байланысты, сондай ақ, белгілі орта жағдайларына (жарық, температура, топырақ, минералды қоректену, сыртқы ортаның қолайсыз жағдайлары) байланысты болады.
Бастапқы өсімдікке қарағанда экологиялық тұрақты өсімдіктің жаңа сорттары мен формаларын алу интродукцияның жетістігін көрсетеді. Өсімдіктерді акклиматизациялау интродукцияның бір формасына жатады.
Акклиматизация жетістігі тұқым қуалау табиғатын өзгерту және тіршіліктің жаңа факторлар комплексіне бейімделу дәрежесіне байланысты болады. Акклиматизациямен айналысатын мамандар өсімдіктерге әр түрлі факторлармен әсер ету, сондай ақ, георгафиялық немесе өзара алыс систематикалық формаларды алыстан будандастыру, тіршілік ортасын өзгерту, арқылы жаңа құнды әрі пайдалы қасиетке ие (өсу жылдамдығы мен өнімділігі жоғары, түрлі факторларға: суыққа, ыстыққы, құрғақшылыққа, індетті ауруларға т.б. төзімді) өсімдіктің формаларын алуды көздейді. Осы қасиеттердің өсімдікте қалыптасуын мақсатты түрде біртіндеп өзгертіп, олардың ұрпақтарында тұрақты сақталу әдістемелерін іздестіреді. И.В. Мичуриннің ойынша акклиматизациялауда неғұрлым жас өсімдіктерде пісіп жетілген тұқымдарды пайдалану, сондай ақ, тұқымдарды себу алдында қатаң түрде сұрыптаудан өткізу арқылы оңтайлы болатынын көрсеткен. Өсімдіктің табиғи өсу ареалы мен жаңа ареалдың климаттық жағдайларының сәйкестігі натурализация деп аталады [7].
Стевия (Stevia rebaudiana Bertoni) Қазақстанның оңтүстік өңірінде (Алматы облысында) интродукцияланатын тағамдық әрі дәрілік құндылығымен ерекшелінетін перспективті өсімдіктердің бірі болып табылады. Стевия күрделі гүлділер (Asteraceae) туысына жататын, көп жылдық жартылай бұталы шөптесін өсімдік. Ол қос жарнақты, отаны - Оңтүстік Америка (Парагвай, Бразилия, Аргентина). Стевияның жер үсті бөлігінде құрғақ салмаққа шаққанда 6,5-11% дейін төмен каллориялы, тәтті дитерпенді гликозидтер (стевиозид, ребаудиозид, дулькозид) синтезделеді. Сонымен қатар, олардан олигосахаридтер, бос қанттар, витаминдер P, A, E, C; никотин қышқылы, өте сирек кездесетін эфир майлары; 8 алмаспайтын және 9 алмасатын амин қышқылдары; пектиндер; биологиялық активті фенолды қосылыстар, минералды қосылыстар түзіледі.Осы қасиеттеріне байланысты стевияны медицинада, тағам және парфюмерия өндірісінде кеңінен қолданылад [8].
Бүгінгі таңда стевияны кеңінен қолданатын бірден - бір ел - Жапония. 1954 жылы американдықтардың ядролық қаруы Жапон еліне тасталғаннан кейін, соңғылары ұлтын құтқару бағдарламаларының шеңберінде стевия өсімдігін жылыжайларда өсіруді қолға алған. Кейіннен, қанттың әсерінен туындайтын кариес, қант диабеті мен семіздіктен жапон тұтынушыларының денсаулықтарын сақтандыру мақсатында стевияны өсіру кең өріс ала бастады. Нәтижесінде, 1987 жылы 1700 тонна стевия жапырағы жиналып, одан шамамен 190 тонна стевия сығындысы алынды. 1988 жылы стевия сығындысы жапон саудасындағы жоғары потенциалды қант алмастырғыштардың 41% құрады. 1995 жылы 750 тонна стевия сығындысы алынды [ 9].
АҚШ стевия өнімін қолдануды 1995 жылдан бастады. Осының негізінде 1997 жылы Пентагон әскерінің тамақ рационындағы қант алмастырғыштарды толығымен стевиядан алынатын өніммен алмастырған. Парагвай мен Бразилияда стевияны мыңдаған жылдар бойы диабетке шалдыққан адамдарға кеңінен қолданған. Стевияны шәйға және басқа да тағамдарға пайдаланған. Осының арқасында бұл елде инсулинге тәуелді халықтың саны басқа елдермен салыстырғанда анағұрлым төмен екені ғылыми тұрғыдан дәлелденген [10].
Украина мен Қырымда стевияны өсіру 1986 жылы басталды. Стевия көшеттері мен оны өсірудің агротехникалық әдістемелері Өзбекстанға 1987 жылы, ал Ресейге 1991 жылы берілген.
Ресей Федерациясында стевияны техникалық дақыл ретінде Селекциялық жетістіктер мемлекеттік реестріне 1995 жылы енгізілген.Бүгінгі күні стевияның Мазлумов атындағы Қант қызылшасы мен қант Бүкілодақтық ҒЗИ, Вавилов атындағы БҒЗИР, Огарев атындағы Мордова Мемлекеттік университетінде, Ставропольск Мемлекеттік академиялық университетінде т.б. жаңа сорттарын шығару, оларды өсіру мен пайдалану жұмыстары қарқынды жүргізілуде [11].
2006 жылдан бастап Приморск ауылшаруашылық ҒЗИ Приморск аудандарында осы культураны жерсіндіру жұмыстары жүргізілді [12].
Қазақстан үшін стевия жаңа әрі құнды культура. Стевия тропикалық өсімдік болғандықтан, оның өсіп-дамуына өзіндік талаптарды (жоғары әрі тұрақты температура мен ылғалдылық, қысқа күндік жарық, бірегей топырақ құрамы) қажет етеді. Біздің еліміздің экологиялық жағдайында стевияны тек бір жылдық цикл бойынша өсіруге болады. Бұл оны өсірудің ерекшелігін айқындайды. Стевияны көбейту мен интродукциялау кезінде тұқ
ымдардың толық пісіп-жетілу дәрежесі төмен әрі өміршеңдігі тұрақсыз болатыны анықталған [13].
Біздің Республикамызда стевияны алғаш рет Алматы қаласындағы Өсімдіктер физиологиясы, генетикасы және биоинженериясы институты, Тамырмен қоректену лабораториясының ғылыми қызметкерлері, атап айтқанда С.Ш.Асрандина, Ш.К. Кенжебаева, Б.Н. Усенбеков, Е.А.Кіршібаев т.б. биология ғылымдарының докторы, профессор Б.Сарсенбаевтың жетекшілігіменғылыми зерттеу бағдарламаларының шеңберінде "Разработка биотехнологии ускоренного размножения дефицитных лекарственных растений", "Использование методов биотехнологии и генной инженерии в медицине, сельском хозяйстве и промышленности", "Разработка биотехнологии ускоренного размножения стевии - источника природного заменителя сахара для больных диабетом и создания новых антидиабетических продуктов питания" ғылыми зерттеу бағдарламаларының шеңберінде ізденіс жұмыстарын жалғастырды.
Ғалымдардың ізденістері Қазақстанның қысқы төменгі температурасына төзімсіз, әрі дәні нашар жетіліп өнуге бейімсіз келетін стевияны қысқа мерзімде вегетативті жолмен көбейту және олардан алынған өнімдерді өндіріске ендіру мақсатында өрбіді [14].
Ғылыми - зерттеу жұмыстарының нәтижелерінде in vitro және in vivo жағдайларында стевия өсімдігінің бірқатар физиологиялық және морфологиялық ерекшеліктерін айқындап, стевияның көбейту коэффициентін жоғарылататын тиімді әдістердің теориялық негіздерін қалыптастырды. Өсімдік шаруашылығында қолданбалы ғылыми мәселелерді шешуді қамтамасыз ете алатын, тәжірибелермен негізделген зерттеулер жасады. Өндірісте көшет шығару және өнім алу мүмкіндіктерін көрсеткен. Диетикалық тағамдар, алкогольсыз сусындар (алтын жент, алтын боза, антидиабет) және медициналық препараттар (антистресс, балмидент) жасалып, оларға ғылыми-техникалық құжаттар дайындалған [15].
Стевия өсімдігін ең алғаш рет 1887 жылы италияндық ботаник Moises S.Bertoni ғылыми тұрғыдан сипаттаған.
Ол стевияны Asteraceae туысына, Eupatorieae тұқымдасына жатқызды. M.S.Bertoni Парагвайда өсетін өсімдіктерді зерттей келе, олардың кейбір түрлерінің өзіндік тәттілігімен ерекшелінетіндігін байқаған. Солардың ішінде стевия өсімдігіне аса назар аударған.
Стевия өсімдігінде тәтті гликозидтердің жинaқтaлуы. Осылай стевияның химиялық құрамына шешім шығаруға болады, оның құрмындағы байланысқан химиялық және физикалық құрамы және олардың адам денсаулығына әсері жеткілікті және толық зерттелінген. Сонымен қатар стевия жапырақтарынан тәтті дитерпенді гликозидтердің бөліну әдістері туралы, олардың құрамын анықтау туралы көп мәліметтер келтірілген. Сонымен бірге, қазіргі уақытта стевиядан таза экстрактарды алу үшін жаңа технологияларды ойлап табу жалғасуда, Ресейде стевияны кең түрде қолдану толық табиғи емдімдің тәттілендірушілерді алуға мүмкіндік береді [16].
Өсімдіктер медицина мен халық шаруашылығында кең пайдаланатын алуан түрлі қосымша метаболиттерді синтездейтіні белгілі. In vitro жағдайында өсірілетін өсімдік клеткалары мен ұлпалары да қосымша метаболиттерді түзуге қабілетті болады. Олардың синтездеу қабілеті жыл мерзімінен тәуелсіз болғандықтан, жыл бойы метаболитті заттарды түзетін қайнар көздер бола алады. Сондай-ақ, өсірілген клеткалар биотрансформацияны жүргізе алады, яғни кейбір арзан, қоры мол қосындыларды басқа бағалы заттарға айналдыра алады [17].
Соңғы жылдары бірқатар шетел және ТМД елдерінде ауыл шаруашылық дақыл ретінде дитерпенді гликозидтерге өте бай стевия (Stevia rebaudiana Bertoni) өсімдігіне аса назар аударған. Оны көп мөлшерде өсіріп, жоғары сапалы өнім алу өндірісі дамыған [18].
Бүгінгі тaңдa стeвиoзидтeрді сонымен қатар нaн өнімдeрін дайындауда да қолданады. Тaғaмдық тaлшықтар секілді түрлі қоспаларды стевиозидтер қатарындағы табиғи тәттілеуіштермен үйлесімді қолдану қажетті қaсиeті бaр, кeз кeлгeн тaлaпты қaнaғаттaндырa aлaтын өнімдeрді шығaруғa мүмкіндік бeрeді. Сoндықтaн дa түрлі aс шeбeрлік өнімдeрді жәнe нан өнімдерін стевиозидтерді қолданып дайындағанда тек дәмді өнім шығып қоймай, функциoнaлды көз қaрaспен қaрaғaндa пaйдaлы дa бoлaды. Стeвозидтeрді жәнe тaғамдық тaлшықтaрды қoлдaнып eмдәмдік вафли және oргaнoлeптикалық көрсeткіштері жoғaры бoлaтын ұннaн дaйындaлaтын өнімдeрді шығaру мүмкіндігі бaр, oлaр құнарлығы төмен және бaлaлaрдың және емдәмдік тағамтануында қолданыла алады [19].
Жaпoнияның жәнe Брaзилияның тұтынушылaры стeвия сығындылaрын қaуіпсіз әрі құнaрлығы жoқ үйрeншікті тәттілeуіш рeтіндe қолданады. Әдетте стевия ұсaқтaлғaн шөп ұнтaғы, тұнба, өсімдіктің өзінен дaйындaлған шай немесе басқа шөптерден дайындалған шайларға қосымша ретінде қолданылады. Стевия жапырағының ұнтағын барлық тағамдарға ботқаларға, сорпаларға, шайларға, сүтке, айранға, йогуртқа, асшеберлік тағамдарға және өнімдерге дәстүрлі емес қоспа ретінде қосады. Стевия өнімді әлемдік нарықта тұтыну көрсеткіші үнемі өсіп отыр. Стевиядан өндірілген тәттілеуіштерге сұраныстың өсу себебі олардың жоғары тәттілігінде (стевиозид қанттан 250-300 есе тәтті), құнарлығы жоқ, тіс жиегінің дамуын болдыртпайды, қыздыруға, сілтілерге, қышқылдарға төзімді, ашымайды, ең бастысы - тұтыну барысында адам үшін қауіпсіз, себебі табиғи тәттілеуіштер қатарына жатады [20].
Өнімдерінің қазіргі заманғы нарығындағы өзекті мәселесі болып тағам өнеркәсібі кәсіпорындарындағы әр түрлі синтетикалық қоспалардың баламасы болып саналатын табиғи ингредиенттерге және биологиялық белсенді қоспаларға сұраныстар көбеюде. Әр түрлі синтетикалық қоспалардың баламасы ретінде табиғи ингредиенттерді қолдану, тағамтану мәдениетінің артуына және тағам өнімдерінің тұтынушылары табиғи өнімдерді жиі жоғары бағалауына байланысты. Тағам қоспалары (хош иістендіргіштер, бояғыштар, тәттілендіргіштер және биологиялық белсенді қоспалар т.с.с.) туралы сөз қозғағанда табиғи негізде шығарылған немесе табиғи түріне жақын қоспалар бірінші орынға қойылады. Биологиялық белсенді қоспалардың келешектегі көздеріне стевия (Stevia rebaudiana Веrtопi) сияқты өсімдіктерден алынған дәстүрлі емес қоспалар жатады [21].
Тәтті гликозидтерді бөліп алу және қосалқы қосылыстардан тазалап анықтау. Гликозидттерді, оның ішіндегі ең негізгі өкілі стевиозидті бөліп алу мен жоғары тиімді сұйықтық хроматография әдісі арқылы анықтаудың бірнеше әдістері бар. Бұл әдістерге Hashimoto және Ahmed әдістері жатады.
Cтевия жапырағынан бөлініп алынған ұнтақтардағы стевиозид мөлшеріне жасалынған талдаулар нәтижелеріне келер болсақ гликозидтер жиынтығынан стевиозидті 1 мәрте метанолмен тазалағаннан кейінгі стевиозид мөлшері 60,8%-ға жетті. Демек, алға қойған мақсатқа қарай гликозидтермен стевиозидті арылтудың қажеті жоқ, өйткені тағам өнеркәсібінде таза стевиозидті қолдану оның бағасын бір жағынан арттыра түсее,екінші жағынан соңғы жылдары өркениетті елдерде таза стевиозидтен көрі гликозидтер жиынтығына аса көп мән берілуде.
Себебі стевиозидтің асқан таза түрі асқан таза түрі, оны пайдаланған организмдерге қосалқы әсер етуі мүмкін деген мағлұматты ғылыми әдебеттерден кездестіруге болады. Стевиозидті бөліп алу,яғни экстракциялау тәсілі де әлі өз кемеліне жетпеген мәселе. Мысалы, жоғарыда келтірілген тәсіл бойынша бөліп алғанда, жапырақ сығындысында әлі де 3,1%-ға дейін тәтті стевиозид қалып қояды.Бұл гликозидтерді экстракциялау тәсілін жетілдіру керек деген сөз.
Стевия жапырағында қаншалықты мөлшерде стевиозид түзілетіндігі, ғалымдар мен кәсіпкерлер қатты қызықтырады. Соңғы жылдары Ресей ғалымдары стевия жапырағынан стевиозидті экстракциялау арқылы бөліп алу барысында оның шығынын 20%-дан 3-5 % -ға дейін төмендеткені ғылыми әдебиеттерден белгілі. Сондықтан қазіргі кезде ғалымдар алдында тұрған күрделі мәселелердің бірі стевиозидті аз шығынмен және органикалық еріткіштерді (этилацетат, бензол,этонол. т.б.) мүмкіндігінше қолданбай немесе аз мөлшерде қолдана отырып бөліп алу. Бұл өз кезегінде стевиозидтің өзіндік құнын азайтары сөзсіз. Стевиозидті басқа заттардан тазартудың бірнеше тәсілі бар [22].
Стевиозидтің негізгі қасиеттері мыналар: бөгде дәмінің болмауы; калориясының аздығы; жоғары температураға (198ᵒС), қышқылды, сілтілі ортаға төзімділігі және ұзақ сақтауға тұрақтылығы; ұзақ уақыт қолданғанда зиянсыздығы; суда жақсы еритіндігі және аз мөлшерде қолдануға болатындығы. Адамның асқорыту жүйесінде стевиозидті стевиол және глюкозаға ыдырататын ферменттердің болмауына байланысты стевиозид зат алмасуға қатыспайды және адам ағзасынан үш тәуліктің ішінде шығып кетеді. Стевиозид қант диабетіне, семіруге ,кариес, жүрек қан тамырлары т.б. ауруларға шипа бола тұра оның жанама әсерінің болмауы осы өсімдікт ің құндылығын арттырады.
Стевия құрамындағы құнды гликозидтердің өзіне тән дәмі мен хош иісі болады. Гликозидтерді гликозидаза ферментімен гликолиздегенде қанттар мен агликондарға ажырайды. Агликондар май және аромат қатарларының оксиқосылыстары болып табылады. Агликон мен гликозалар бір-бірімен күрделі эфирлік байланыс түзеді. Гликозидтердің агликондары спирт, альдегид, қышқыл, фенол, антрацен туындылары болып табылады. Агликондардың құрамына: көміртегі, оттегі, сутегі, кейде азот пен күкірт кіреді [23].
Стевия өсімдігіндегі гликозидтердің агликоны табиғаты жағынан дитерпенді немесе стевиол гликозидтер. Дитерпенді гликозидтердің синтезделуі пластидтерде (хлоропластарда), ал олардың жинақталуы вакуольде жүзеге асады. Гликозидтердің синтезделуінің алғашқы сатысында мевалон қышқылынан изопентилпирофосфат түзіледі, ал ол кауренсинтетаза ферментінің әсерінен кауренге айналады. Реакциялардың келесі сатысы эндоплазмалық торда жүреді. Каурен кауренолға айналады. Кауренолдан стевиол және гиберелл қышқылы түзіледі. Стевиол Гольджи аппаратында гликолизденіп стевиозидке айналады. Стевиозид вакуольге жинақталады. Ал гибберелл қышқылы гликолизденіп гликозидтердің түзілуіне де қатысуы мүмкін. Стевия өсімдігіндегі гликозидтердің клетка ішінде түзілу жобасы S.Smith және V.Stadin жасаған зерттеулерде көрсетілген. Стевия өсімдігінің құрамын тереңірек зерттеуге және тәтті дитерпенді гликозидтерді, әсіресе стевиозидті бөліп алу тәсілдерін жасап оларды толықтыру мақсатында бірқатар ғалымдар өз үлестерін қосқан.
H.B.Wood т.б., 1955 ж; K.Matsushita т.б., 1981ж стевиозидтің және басқа да гликозидтердің құрылысын зерттеген [24].
Бірқатар ғалымдар: N.Kaneda, K.Yamasaki, R.Kasai, O.Tanaka, 1976, 1977; H.Mitsuhashi, 1977 ; H.C.Makapugay, N.P.Nanayakkara, A.D.Kinghorn 1984 хромотография әдісімен стевия өсімдігіндегі гликозидтерді бөліп алу жолдарын іздестірген. Осы әдіспен M.S.Ahmed, R.H.Dobberstein, 1982 ребаудиозид A, B, C, D, E және дулькозид-A мен стевиоздті бөліп алып, оларға химиялық талдау жасаған [25].
Стевия жапырақтарындағы және олардан жасалған сығындылар қосылған шәй мен кейбір сусындардың құрамындағы стевиозид мөлшерін анықтаған [26].
F.Dolder, H.Lichti т.б., 1960 ж, O.Tanaca, 1976-1982ж стевиол және изостевиолдың құрылысы мен қасиеттерін зерттеген. S.S.Chang, J.M.Cook, 1983ж құрамына көмірсулар қосылған сусындардағы стевиозид пен ребаудиозид А-ның тұрақтылығын айқындаған. J.E.Brendle, N.Rosa, 1992ж вегетативті жолмен өсірілген стевия өсімдігінің жапырағы мен сабағында түзілетін стевиозидтің мөлшері мен өзара қатынасын айқындаған [27].
Стевия жапырағында түзілетін дитерпенді гликозидтер, флавонолдар, корич қышқылы, кумарин, агликон стевиол және изостевиол туындылары адам организміне зиянсыз екені дәлелденген. Сонымен қатар, стевиолбиозид сахарозадан 20 есе, стевиозид 300 есе, ребаудиозид А 400-500 есе тәтті екендігі айқындалған. J.Brendle стевиол-гликозидтердің химиялық формуласын анықтаған. Дитерпенді гликозидтердің өсімдік мүшелерінде таралу заңдылығын J.E.Brendle айқындаған. Стевиозидтің ең көп мөлшерде стевияның жапырақтарында 3-8 %, ал гүлдерінде 0,9 % және сабағында 0,3% жинақталады [28].
Стевия өсімдігінде түзілетін дитерпенді гликозидтердің ішінде стевиозид ерекше орын алады. Стевиозид хош иісті, ақ кристалл түріндегі гигроскопиялық ұнтақ зат. Химиялық формуласы C38H60O18 (13-(2-0-D-гликопирронозидглико-пир онозил окси каур -16-18-D-гликопироноил). Структуралық құрылысында гидроксил топтағы С атомына сахароза жалғанады, (2-0- D- глюкопирронозил-глюко-пироноза) С4 эфирлі байланысына - D глюкопироноза моносахаридпен байланысады.
Молекулалық салмағы 804,4 гмоль. Стевиозидтің балқу температурасы 1960-1980 С. Ол суда жақсы ериді. Ферментативтік гидролиз нәтижесінде 1 мольден 3 моль D-глюкоза және 1 моль стевиол атты агликон бөлініп алынады. Стевиозид жоғары температураға төзімді, яғни оны 1000 С 24 сағат қыздырғанда және рН 3-9 аралығында ыдырау деңгейі өте төмен. Сонымен қатар, басқа табиғи қосылыстарға қарағанда тотықпайды. Қышқыл ерітіндісінде тұнбайды, қайта оған тәтті дәм беріп, көміртегі бар алкогольсыз сусынға айналдырады [29].
Стевияның дaмуы және өсуіне aуaның темперaтурaсы, күннің ұзaқтығы, ылғaлдылық мөлшерінің жеткілікті сaны aйтaрлықтaй әсерін тигізеді. Стевия 12-130 сaғaттa критикaлық фотогезенге ие болатын, aз күнді өсімдік. Ресейден aлып келінген стевия өсімдіктердіктерінің жaпырaқ құрамындағы детерпинді гликозидтер ең көп болған, құрғaқ мaссaның 2-5% құрaған. Жaпырaғынa қaрaғaндa (0,8 % ) сaбaғындa олaр 12-13 есе кем жинaлған, aл гүлінде 7-8 есе aз (0,6 % ). Гүліне қaрaғaндa дәнінде гликозидтің сaны 2-2,5 есе aз, aл тaмырындa олaрдың құрaмы ең aз-0,1% болған. Стевия жaпырaқшaлaрындaғы дитерпенди гликозидтердің қосынды құрaмын сaрaлaу кезінде жaпырaқтың төменгі қaбaтындa 5,3-1,2% ортaсындa -9,4+- -2,5%, жоғaрғы бөлігінде 12,2 -2,6% зертелетін зaт тaбылған. Сонымен қaтaр стевия жaпырaғындaғы стевиозидті кешенді зaт және жинaлaтын құрғaқ зaт өсірілген өсімдіктің экологиялық геогрaфиялық шегіне тәуелділігі анықталған [30].
Стевияның жапырақтарын шипалы шөп ретінде, әрі шәйға және әр түрлі сусындарға тәтті дәм беретін қоспа ретінде қолданылғанын атап кеткен [31].
1931 жылы француз химиктері M.Bridel және R.Lavielle стевия өсімдігінің құпия түйінін шешуді бастайды. Олар стевия жапырағынан алынған сығындыдан ақ кристалды зат бөліп алады. Оны "стевиозид" деп атайды. Жапырақ құрамында оның мөлшері 6 % болады. Зерттеушілер стевиозидтің тәттілігі қанттан 300 есе артық болып келетінін және жануарлар организміне улы әсер тигізбейтінін тәжірибелік жолмен дәлелденген [32].
Ботaникaлық сипaттaмaсы. Оңтүстік-батыс АҚШ-тан бастап Аргентинаның солтүстігіне дейін созыла Солтүстік және Оңтүстік Америка аудандарында көп кездеседі. Түрлері мен түраралық өкілдері бір-біріне өте ұқсас келеді, тек тозаңдық дәннің формасы мен секреторлы қапшықтың құрылысымен ғана ерекшелінеді. Әдеби мәліметтер бойынша стевияның 154 түрі белгілі. Алайда, тәтті дитерпенді гликозидтердің түзілуі тек Stevia rebaudiana Bertoni-ге ғана тән. Стевия күрделі гүлділер (Asteraceae) туысына жататын, көп жылдық жартылай бұталы шөптесін өсімдік. Ол қос жарнақты. Стевияның отаны Оңтүстік Америка (Парагвай, Бразилия, Аргентина) [33].
Стевия өсімдігінің сабағы вертикалды, ұзындығы 120 см. Жас өркендері нәзік, түкті, ал қартайған сабақтары сүректелген, сынғыш болып келеді. Жапырақтары ланцет тәрізді. Жапырақ сағағы жоқтың қасы деуге болады. Әр буынында екіден жапырақ болады. Олар бір-біріне қарама-қарсы орналасады. Жапырақтары түкті, жиектері (12-17) тісті, ал ені 1,5-2 см дейін жетеді.
Гүлдері өркендер жүйесінің ерекше түрленген бөлігі-гүлшоғын құрайды. Гүлшоқтары күрделі шатырлы. Гүлдері қос жынысты (андроцей және гинецей), актиноморфты. Гүл серігі қосарланған, паппустан және күлте жапырақшалардан тұрады.
Тостағаншасы 17-19 жіпшелерге айналып, редукцияланған. Күлтесі қоңырау тәрізді, ақ түсті, түтік пішінді. Күлте жапырақшаларының негізі бітіскен, ал жоғарғы бөлігі бес секторға айырылған.
Андроцей жуандығы біркелкі болып келген бес аталықтан тұрады. Аталық жіпшелері түп жағынан күлте түтігіне бітіскен. Тозаң қаптар түтікшеге бітісіп, аналықты қоршай орналасқан. Аталықтардың ұштары күрделі гүлділерге тән, өсінділермен аяқталған. Гинецейі паракарпты, ол бір-біріне бітіскен екі жеміс жапырақшаларынан тұрады. Аналық аузы ұзарған, қос ерінді. Гүлдердің ұзындығы 2-3 мм. Гүл түйіні төмен орналасқан, бір ұялы, тұқым бүрі біреу. Ұрық қабы моноспоралық, дұрыс типті, жіңішке, ұзын. Тамыр жүйесі шашақты, ол топыраққа онша тереңдемей (20-30 см), көбірек тарамдалып, жайылып өседі.
Стевия көпжылдық өсімдіктер қатарына жатады. Гүлдеп ұрықтанғаннан кейін жеміс береді. Стевияның жемісі құрғақ, ұрығы ұрыққаппен жабдықталған. Ұрықтары майда, ұзындығы 4-6 мм дейін жетеді, қара және қоңыр түсті. Түрі өзгерген 17-19 жіпшелерден тұратын тостағаншасы кеуіп, тұқымның желмен таралуына септігін тигізеді. Ұрықтың жоғағы бетінде 4-5 вертикалды сызықтар көрінеді. Тұқымдағы қор заттары негізінен май түйіршіктері мен белоктан (алейрон дәндері түрінде) тұрады. Тұқымдары майда, өте жеңіл болады. Мәселен, 1000 тұқымның салмағы 0,35-0,4 г ғана болады.
Табиғи жағдайда стевия вегетативті жолмен көбейеді. Вегетативті кезеңнің аяғында, сабақтың жоғарғы бөлігінде көптеген жіңішке, ұзын бұташықтар түзіледі. Олардың әрқайсысы гүлшоғымен аяқталады. Вегетативті кезең аяқталысымен стевияның жер үсті бөлігі қурап кетеді. Ал жер асты бөлігі тыныштық күйге көшеді. Көктемде өсімдіктің жер үсті мүшелері тыныштық күйінен оянған қынап бүршіктерінің өсуінен қалыптасады. Бүйір бүршіктер гүлдеу кезеңіне дейін үздіксіз қаулап өседі.
Стевия зонaсының тaрaлуы жaздық ылғaлды кезеңді, жaртылaй ылғaлды субтропикaлық климaтқa жaтaды. Aуaның ортaшa ылғaлдылығы 65-85 % болғaндa ортaшa жылдық жaуын-шaшынның мөлшері 1600-1800 мл ді құрaйды.Үлкен топтaрдaғы стевия сaны тоғaйлы, өзен aлқaбындa және бaлшық жaғaсындa, aщы топырaқтaрды (pH 4-5) және ормaнды терең орнaлaсқaн жер aсты сулaрындa болaды. Сонымен қaтaр теңіз деңгейінен 3000 метрге дейінгі тaулaрдa кездеседі [34].
Стевия қалемшелерінің тамырлануының жыл мезгілінен тәуелділігі (тамырлану көрсеткіші).
Стевия шілде айының аяқ кезінен бастап гүлдейді.Стевияны гүл шоғы бар қалемшелерінің тамыр шығару белсенділігін анықтауды алдымызға қойған мақсат деп, шілде айының аяқ кезінде, стевия гүлдей бастағанда тәжірибе қойдық. Өйткені стевияның кәдімгі апикальды қалемшелеріне қарағанда гүл шоғы қалемшелердің, гүлінің химиялық құрамының әртүрлі болып келетіні белгілі. Стевияның гүл шоғы бар қалемшелерінің тамырлануына осы гүлдің химиялық құрамы да әсер етуі мүмкін, себебі онда флавоноидты гликозидтер және дитерпенді лабдандар (иханол және аустронулин) кездеседі. Тәжірибесінде апикальды қалемше, субапикальды қалемше және гүл шоғы бар қалемшелерді алған. Бұл қалемшелер ИМҚ-ның тамырлануға оптимальды концентрациясымен (1 г күлге 10мг өсугормоны) өңделген. Сонда апикальды қалемшелердің тамырлану көрсеткіші (47,5-+1,3)% субапикальды қалемшелер (67,6+-1,5)%, гүл шоғы бар қалемшелер (39,6+-2,1)% құрады.
Субапикальды қалемшемен салыстырғанда апикальды қалемшеде тамырлану 30 % кеми түссе, ал, гүл шоғы бар қалемшеде бұл көрсеткіш 42%-ға дейін төмендеген. Тәжірибе нәтижелерінің көмегімен стевия мүшелерінің тамырлану белсенділігінің қатарын жасаумызға болады: сабақтың қалемшеден шыққан тамырлардың саны субапикальды және апикальды қалемшелердің тамырларына қарағанда аз, әрі әлсіз, жіңішке тамырлар.
Стевия қалемшелерін вегетативті көбейткенде қалемшелер сабағының жуандығына аса мән беру қажет екен. Өйткені жуан қалемшелердің (4-5мм аралығы) тамырлану қабілеті (47,0+-3,4%) кәдімгі немесе жіңішке қалемшелерге қарағанда ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Биотехнология кафедрасы
Қорғауға жіберілді
_________Биотехнология кафедрасының меңгерушісі Кистаубаева А.С.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Дала жағдайында өскеН стевия (STEVIA REBAUDIANA BERTONI) линияларының биологиялық ерекшеліктері
5В070100 - Биотехнология мамандығы
Opындaған Aбдуллаева Х.А.
Ғылыми жeтeкшiлері
б.ғ.к., доцент Acpaндинa C.Ш.
Нopмa бaқылayшыcы
оқытушы Бектилеуова Н.К.
Aлмaты, 2015
PEФEPAТ
Дипломдық жұмыc 56 бeттeн, 2 кecтeдeн, 19 cypeттeн, 50 әдeбиeт көздерінен тұpaды.
Түйiн cөздep: cтeвия, іn vivo, in vitro, трихома, стевиозид, акклиматизация.
Зерттеу жұмысының мaқcaты: cтeвия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру, бейімдету әдістерін оңтайландыру мен дала жағдайында өскен стевияның биологиялық ерекшеліктерін зерттеу.
Жұмыстың мiндeттepi: cтeвия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру, бейімдету әдістемелерін оңтайландыру және морфологиялық, биохимиялық қасиеттерін, цитологиялық ерекшеліктерін зерттеу.
Зepттey әдicтеpi: cтевия регенеранттарын топыраққа көшіру, акклиматизациялау әдістері микроклондық жолмен көбейтудің соңғы сатысымен жүргізілді. Стевияның өсу белсенділігі мен биохимиялық қасиеттері физиологиялық, биохимиялық және цитологиялық әдicтepмен жүргізілді.
Алынған нәтижелер: Стевия линиялары жапырақтарына цитологиялық құрылымдық анализ жасауда, безді трихомаларына сиптаттама берілді. Жапырақ құрамындағы минералды элементтер мөлшері стевия линиялардың түрлерінен тәуелді болатыны анықталды.
Практикада қолдануы: Бұл жерге қандай салаларда қолдануға болатынын көрсету керек. Мен оны билмеймин ғой. Дұрыс жазбағансыз. Қорытынды керек емес бұл жерге. Ұсыныстар керек.
РЕФЕРАТ
Дипломная работа состоит из 56 страниц, 6 таблиц, 19 рисунков и 48 использованных источников литературы.
Ключевыe слова: стевия, іn vivo, in vitro, трихома, дитерпенные гликозиды, стевиозид, адаптация, акклиматизация.
Цель работы: разработать методику пересадки и адаптирования регенерантов стевии во внешнюю среду и исследовать биологические особенности стевии, выросшей в полевых условиях.
Задачи: разработать методику пересадки и адаптирования регенерантов стевии во внешнюю среду и исследовать некоторые морфологические и биохимические свойства и цитологические особенности.
Методы исследования: методы пересадки в почву и акклиматизации регенерантов стевии были проведены по последней стадии микроклонального размножения. Активность роста и некоторые биохимические свойства были определены на основе физиологических, биохимических, и цитологических методов.
Полученные результаты: Была разработана методика пересадки регенерантов стевии в почву и адаптации во внешнюю среду.Были дана характеристика железистых трихом на основе цитологического структурного анализа литьев линий стевии.Результаты показали, что между видами трихом, их числом и частотой образования, и накопление ДГ синтезирующихся в листьях стевии есть положительная корреляционная связь. Было определено, что уровень некоторых минеральных элементов в составе листьев зависит от видов линий стевии.
Практическое применение: Было показано, что в целях пересадки в почву и адаптации регенерантов стевии, орошение надземной части растения 0,001% глицерином; а корни обрабатывать в течении 30 минут 0,001% ИМК (индолилмасляная кислота) значительно повышает их жизнеспособность. Было показано, что между видами трихом в листьях, их числом и частотой образования, и накопление ДГ (дитерпеновые гликозиды) синтезирующихся в листьях стевии есть положительная корреляционная связь. Было показано, что при сравнении линий между собой, число и частота расположения трихом в плоских листьях высокое, в овальных листьях среднее, а в длинных листьях значительно низкое. Было выявлено, что уровень некоторых минеральных элементов в составе листьев зависит от видов линий стевии.
ABSTRACT
Diploma paper consists of 56 pages , 6 tables , 19 figures and 48 literature sources used .
Keywords: stevia, in vivo, in vitro, trichomes diterpene glycosides, stevioside, adaptation , acclimatization .
Purpose of the work: To develop a method of transplanting and adaptation regenerants of stevia to the external environment and explore the biological characteristics of stevia, which has grown in the field.
Objectives: To develop a method of transplanting the regenerants of Stevia and adaptation them to the external environment and explore some of the morphological and biochemical properties and cytologic features.
Methods: Methods for transplanting of Stevia regenerants into the soil and their acclimatization were conducted on the last stage of microclonal propagation. Growth activity and some biochemical properties were determined on the basis of physiological, biochemical and cytological methods.
Results: Transplantation technique of Stevia regenerants into the soil and adaptation of them to the external environment has been developed. Characteristic of glandular trichomes on the basis of cytological structural analysis of Stevia lines leaves were given. The results showed that between types of trichomes, their number and frequency of the formation and accumulation of DG synthesized in the stevia leaves, there is a positive correlation. It was determined that the level of some mineral elements in the leaves depends on the species of Stevia lines.Practical application: It has been shown that, in order to occur the transplantation of stevia regenerants to soil and adapt them, the irrigation of aboveground plant parts by 0.001% glycerol; and processing the roots within 30 minutes by 0.001% of IBA (indolebutyric acid) significantly increases their vitality. It was shown that among kinds of trichomes in leaves , their quantity and formation rate, and accumulation of DG (diterpene glycosides) synthesized in Stevia leaves , there is a positive correlation. It has been described, that while comparing lines together, the number and location frequency of trichomes in plane leaves were high,in oval leaves were average, and in long leaves were significantly low. It was found that levels of certain mineral elements in the leaves depends on the species of Stevia lines.
МAЗМҰНЫ
КIPICПE ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
7
НЕГІЗГІБӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1
Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.1.
Стевия өсімдігін интродукциялау және оның ғылыми теориялық маңызы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
10
1.2.
Стевияның биологиялық қасиеттері мен ерекшелiктерi ... ... ... ... .
21
1.3
Стевия жапырақтарындағы трихомалардың саны мен дитерпендтті гликозидтердің оң коррелятивтік байланысы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
24
2
Зерттеу материалдары мен әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
28
3
Зерттеу нәтижелері және оларды талқылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.1
Стевия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру және бейімдету, дала жағдайында өсіру ерекшеліктерін зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ..
29
3.2
Стевия жапырақтарындағы трихомалардың қалыптасуы мен ДГ жинақталуының коррелятивті байланысын анықтау ... ... ... ... ... ..
40
3.3
Стевия жапырақтарында кейбір минералды элементтердің жинақталу заңдылығын зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
48
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
50
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ...
53
БЕЛГІЛЕР МЕН ҚЫCҚAPТЫЛҒAН CӨЗДEP
ИМҚ
-
индолил май қышқылы
ИСҚ
-
индолил -3- сірке қышқылы
ДГ
-
дитерпенді гликозидтер
СК
-
субкутикулалық кеңістік
МЕР
-
дитерпенді гликозидтердің альтернативті метилэритритол-
фосфатты жолмен синтезделуі
ЖТСХ
-
Жоғары тиімді сұйық хроматография
КIPICПЕ
Тақырыптың өзeктiлiгi. Бүгінгі таңда өсімдік шаруашылығында өсімдіктерді интродукциялау және акклиматзациялау бағытында зерттеу жұмыстарын жүргізу бірқатар өзекті мәселелердің шешімін табуда қолданылатын маңызды құралдардың бірі болып табылады. Интродукциялау және акклиматзациялау әдістерін жасау мен оңтайландыру табиғи және жасанды флорада қалыптасқан жаңа түрлердің қасиеттерін зерттеуді, құнды қасиеттерге ие өсімдіктерді айқындауды және олардың таралу ареалдарын кеңейтуді, жаңа сорттар мен будандарды алуды көздейді.
Стевия тропикалық өсімдік болғандықтан, оның өсіп-дамуына өзіндік талаптарды (жоғары әрі тұрақты температура мен ылғалдылық, қысқа күндік жарық, бірегей топырақ құрамы) қажет етеді. Біздің еліміздің экологиялық жағдайында стевияны тек бір жылдық цикл бойынша өсіруге болады. Бұл оны өсірудің ерекшелігін айқындайды. Стевияны көбейту мен интродукциялау кезінде тұқымдардың толық пісіп-жетілу дәрежесі төмен әрі өміршеңдігі тұрақсыз болатыны анықталған [2].
Біз өз зерттеуімізде стевия өсімдігіне қатысты ғылыми - теориялық зерттеулердің негізінде бұрыннан қалыптасқан мәліметтерді толықтыру мақсатында стевияның бірқатар физиологиялық және биохимиялық қасиеттерін зерттеуді көздедік. Осының негізінде cтeвия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру және бейімдету әдістемелерін оңтайландырып, өсімдіктің кейбір морфологиялық, биохимиялық қасиеттерін және цитологиялық ерекшеліктерін зерттеу мақсатында ізденіс жұмыстарын жасадық.
Ғылыми жаңалығы. Стевия регенеранттарын топыраққа көшіру және сыртқы ортаға бейімдетудің оңтайлы әдістемесі жасалды. Стевия линияларының жапырақтарына цитологиялық құрылымдық анализ жасау негізінде, безді трихомаларына сиптаттамалар берілді. Трихомалдардың түрлері, саны және қалыптасу жиілігі мен стевия жапырақтарында синтезделетін ДГ жинақталуы арасында оң коррелятивті байланыс болатыны көрсетілді. Жапырақ құрамындағы кейбір минералды элементтер мөлшері стевия линиялардың түрлерінен тәуелді болатыны анықталды.
Практикалық маңыздылығы. Стевия регенеранттарын топыраққа көшіру және бейімдету мақсатында өсімдіктің жерүсті мүшелерін 0,001% глицеринмен бүрку, ал тамырларын 0,001% ИМҚ - мен минут бойы өңдеу, олардың өміршеңдігін анағұрлым жоғарылататыны көрсетілді. Жапырақтағы безді трихомалдардың түрлері, саны және қалыптасу жиілігі мен стевия жапырақтарында синтезделетін ДГ жинақталуы арасында оң коррелятивті байланыс болатыны көрсетілді.
Ғылыми мәселенің қазіргі таңдағы бағалануы. Қазақстанға интродукцияланған стевияның бірқатар физиологиялық және биохимиялық қасиеттерін зерттеу нәтижесінде бұрыннан қалыптасқан ғылыми-теориялық мәліметтер толықтырылған. Ғылыми ізденістердің негізінде, стевияны микроклондық көбейтудің соңғы сатысында, яғни регенеранттарды сыртқы ортаға көшіру және акклиматизациялау кезінде орын алатын қиындықтарды шешудің оңтайлы әдістемелері жасалды.
Зерттеу жұмысының мaқcaты: cтeвия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру және бейімдету әдістемелерін оңтайландыру мен дала жағдайында өскен стевияның биологиялық ерекшеліктерін зерттеу.
Зерттеу жұмысының міндеттері:
1. Стевия регенеранттарын сыртқы ортаға көшіру және бейімдету әдістерін оңтайландыру және дала жағдайында өсу ерекшеліктерін зерттеу;
2. Стевияның үш линияларының жапырақтарындағы трихомалардың қалыптасуы мен ДГ жинақталуының коррелятивті байланысын анықтау;
3. Cтeвияда жапырақтарында минералды элементтердің мөлшерін зерттеу;
Зерттеу объектісі: ҚазҰУ Агробиологиялық станциясында өскен стевия (Stevia rebaudiana Bertoni) өсімдігінің тұқымдарынан in vitro - жағдайында өніп - өскен стевия регенеранттары, дала жағдайында өскен стевия.
Теориялық және әдістемелік негізі. Дaлa жaғдaйындa cтeвияның өciп-дaмy қapқыны физиoлoгиялық әдicтep нeгiзiндe зерттелді. Цитологиялық зерттеулерге тоңaзытқыш микротом (ТОС-2), МБИ-6, МОВ-1-15, CAM V4001.3M видеокамера қолданылды. Жапырақтарын фиксациялау Стрaсбургер-Флемминг әдісі бойынша жүргізілді. Жaпырaқтардың анaтомиялық құрылысын сиптатауға Р.A. Бaрыкинa еңбектері қолдaнылды. Гликoзидтep жиынтығының мөлшepiн анықтауға ЖТСХ қoлдaнылды. Жaпыpaқтapдың құpaмындaғы микpoэлeмeнтepдiң мөлшepi aтoмдық-aдcopбциялық cпeктpoмeтpдe анықталды.
Практикалық базасы. Диплом жұмыс әл - Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, биология және биотехнология факультеті, биотехнология кафедрасы, Өсімдіктер биотехнологиясы зертханасында орындалды. Зерттеу жұмыстары 0634ГФ2 Қазақстан Республикасының өндіріс саласына табиғи қант алмастырғыш көзі - стевия өсімдігін ендіру үшін биотехнологиялық көбейту әдістерін жетілдіру, 2012-2014 жж. (ғылыми жетекшісі б.ғ.к., доцент Асрандина С.Ш.) №0112РК02587 бағдарлама шеңберде жасалды.
НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1 Әдебиетке шолу
1.1 Стевия өсімдігін интродукциялау және оның ғылыми теориялық маңызы
Бүгінгі таңда өсімдік шаруашылығында өсімдіктерді интродукциялау және акклиматзациялау бағытында зерттеу жұмыстарын жүргізу бірқатар өзекті мәселелердің шешімін табуда қолданылатын маңызды құралдардың бірі болып табылады.
Интродукциялау және акклиматзациялау әдістерін жасау мен оңтайландыру табиғи және жасанды флорада қалыптасқан жаңа түрлердің қасиеттерін зерттеуді, құнды қасиеттерге ие өсімдіктерді айқындауды және олардың таралу ареалдарын кеңейтуді, жаңа сорттар мен будандарды алуды көздейді. Сондай-ақ, өсімдік әлеміндегі фитоалуантүрлілікті сақтау мен қорғауға, регионалды деңгейде қалыптасқан экологиялық, экономикалық және өндірістік мәселелердің шешімін табуға септігін тигізеді [1].
Интродукция латын тілінен аударғанда introduction - ендіру, introductus - ендірілген культураға ендірілген деген мағананы білдіреді, яғни өсімдіктерді жаңа арелға көшіру және жерсіндіру, бұрын соңды өспеген аудандарда өсімдіктің сорттары немесе түрлерін өсіріп, игеру арқылы адамзат игілігіне пайдалану, өсімдіктің табиғи өсу ареалынан жаңа климаттық жағдайларға көшіру арқылы жасанды жолмен өсімдіктің өсу ареалдарын кеңейту [2].
Өсімдіктерді интродукциялау әр түрлі мақсатта, мәселен бір өсімдіктерді декоративтік сәндік ерекшеліктеріне қарай, екінші бір өсіміктерді тәтті жемістері мен тұқымдары үшін, ал үшінші топ өсімдіктерін ароматтық және құнды дәрілік, тағамдық ерекшеліктеріне т.б. және қасиеттеріне қарай қолданады.
Сонымен интродукция дегеніміз сұрыпталған пайдалы өсімдік ресурстарын жаңа табиғи өсіру жағдайларына көшіру және жерсіндіру, өсімдіктердің морфо- физиологиялық, биохимиялық қасиеттерін комплексті түрде жан-жақты зерттеп, әр түрлі мақсатта игеру болып табылады [3].
Интродукциялық зерттеулер өсімдіктерді жаңа климаттық жағдайларға көшіру мен акклиматизациялау әдістерін жасау және оларды оңтайланды- рудың, өсімдіктердің сыртқы орта факторлардың өзгерістеріне жауап реакцияларын зерттеудің, жаңа ортада өніп-өсуін, дамуын, өнімділік дәрежесін айқындаудың, тәжірибе нәтижелерін бағалау мен сараптаудың ғылыми бағыты болып табылады.
Интродукциялық зерттеулер көпқырлы әрі ұзақ мерзімді қамтиды, яғни өсімдіктерді зерттеу әрі сынақ сараптамасынан өткізуге әр түрлі климаттық жағдайлармен, топырақ құнаралығымен т.б. жағдайлармен өзара ерекшелінетін түрлі аудандарда жүргізіледі. Сондай-ақ, әр түрлі региондарда өніп-өскен, бір түрге жататын өсімдіктер зерттеуге алынады. Егер интродукцияланатын өсімдіктің табиғи өсу аймағы тым алыс болатын болса, ондай өсімдіктерді жасанды ортада in vitro - жағдайында өсіру арқылы, олардың қасиетін жан-жақты зерттеу мүмкіндіктерін кеңейтуге болады.
Өсімдіктер интродукциясын интегралды ғылым ретінде қарастырып, қазіргі таңдағы ботаника ілімі мен басқа да биологиялық (іргелі және қолданбалы) ғылым салаларының әдістерін ұштастыра отырып, өсімдіктерді зерттеудің ғылыми теориялық деңгейін және тиімділігін жоғарылатуға болады. Өсімдіктерді акклиматизациялау және жерсіндіру будандастыру және генетиканың замануи әдістері көмегімен шешуге болады [4].
Ғалымдар мен мамандар интродукция мақсатында флораны байытып қана қоймай, онда жоқ өсімдіктерді енгізіп, жаңа сұрыптарды алуға және олардың популяцияларын қалыптастуыруға талпыныс жасайды. Интродукция теориясы Н.И. Вавилов, Н.В.Цицин, П.М.Жуковский, Гродзинский А.М. сияқты ғалымдардың еңбектерінде талқыланған және де қазіргі таңда РФ-ның ботаникалық саябағы мен ғылыми-зерттеу институттарында зерттеу жұмыстары белсенді түрде дамуда.
Әдеби көздерде бірқатар ғалымдардың белгілі бір өсімдіктерді интродукциялау мәселесі төңірегінде жасалған зерттеулерде түрлердің жаңа орта жағдайларына бейімделуі төмен немесе мүлдем бейімделмейтіндігі кездеседі. Бұл негізінен бастапқы өсімдіктің табиғи өсу ареалының жаңа ортадан өте алшақ орналасуынан әрі климаттық жағдайлардың мүлдем сәйкес келметіндігінен туындайтыны белгілі. Ол негізінен өсімдіктің жаңа орта жағдайларынан туындайтын өзгеріс қабілетінің генотиптік норма реакциясымен шетелуіне байланысты болады. Көп жағдайларда өсімдіктердің бейімделуі табиғи өсу ареалы мен жаңа ортаның климаттық жағдайларының сәйкес болғанда орын алады.
Өсімдік интродукциясы саласындағы сәттілік көптеген факторларға тәуелді. Интродукцияның бастапқы сатысы өсімдікті таңдау және оның биологиялық қасиетін зерттеу болып табылады. Табиғи жағдайдан мәдени жағдайға өсімдікті ауыстыру кезінде оның өзгергіштігін зерттеу мен бағалау - интродукция бойынша жүргізілетін тәжірибенің негізгі факторынің бірі болып саналады.
Интродукциялану мүмкіндігінің шегін анықтау үшін өсімдіктің сыртқы морфологиялық белгілері мен ішкі құрылымдық ерекшеліктеріне, ортаның экзогенді жағдайлардың өсімдік арасындағы байланыс заңдылығын мен өнімділіктің өзара корреляциясын зерттеу жүргізу керектігі ұсынылады [5].
Өсімдік организмі биотикалық және абиотикалық факторларға спецификалық және спецификалық емес бейімделушілік реакциясын көрсетеді. Бұл ең алдымен вегетативті органдарға (жапырақтың формасы мен көлеміне, мамықтануының интенсивтілігіне) тән қасиет. Жаңа тіршілік ортасы онтогенездің барлық жақтарына әсер етеді, морфогенездің фазаларының өту мерзімінің өзгеруіне алып т.б. келеді.
Интродукцияланатын өсімдіктердің дамуының маусымдық ырғақтығына талдаулар жүргізу интродукция нәтижесіне болжам жасауға көмектеседі. Органогенездегі өзгерістер өсімдіктің жаңа ортаға бейімделу көрсеткіші ретіде қарастырылуы мүмкін. Олар сонымен қатар өсімдіктің даму кезеңінің генеративті ерекшелігіне де таңба қалдыра алады (генеративті органдардың орналасуына, олардың қалыптасуы динамикасына, тұқымның және дәннің даму дәрежесіне), репродуктивті органдарының өзгеруіне алып келеді. Сондай ақ сыртқы орта жағдайларының өзгеруі өсімдіктің аллопатиялық әсерінің пайда болу дәрежесіне әсер етеді. Қоршаған ортаның қолайсыз жағдайлары кезіндегі бейімделу құбылыстарының көрінуі тұқымдық репродукцияда және ұрпақтарының өзгерген кезінде жүзеге асады, сондықтан интродукциялық зерттеулерде өсімдік онтогенезінің барлық сатыларын, морфогенез және органогенез сатыларын зерттеу маңызды [6].
Өсімдіктің мүшелері мен ұлпаларының морфологиялық-анатомиялық құрылымының өзгеруімен қатар түрлі физиологиялық функциясы мен биохимиялық процестердің өзгерістері де жүзеге асады. Өсімдік организмінің даму заңдылықтарын түсіну арқылы зерттеуші олардың бағытын керекті жолға бұру арқылы өзгерте алады. Өсімдіктің өсуі мен өнуіне жаңа орта жағдайлары қалай әсер ететінін біле тұра адам ондағы процестерге басшылық жасай алады, сөйтіп керекті нәтижеге қол жеткізеді.
Мәдени өсімдіктердің немесе олардың қатарына қосылатын өсімдіктердің өнімділігі өсімдіктің биологиялық ерекшелігіне байланысты, сондай ақ, белгілі орта жағдайларына (жарық, температура, топырақ, минералды қоректену, сыртқы ортаның қолайсыз жағдайлары) байланысты болады.
Бастапқы өсімдікке қарағанда экологиялық тұрақты өсімдіктің жаңа сорттары мен формаларын алу интродукцияның жетістігін көрсетеді. Өсімдіктерді акклиматизациялау интродукцияның бір формасына жатады.
Акклиматизация жетістігі тұқым қуалау табиғатын өзгерту және тіршіліктің жаңа факторлар комплексіне бейімделу дәрежесіне байланысты болады. Акклиматизациямен айналысатын мамандар өсімдіктерге әр түрлі факторлармен әсер ету, сондай ақ, георгафиялық немесе өзара алыс систематикалық формаларды алыстан будандастыру, тіршілік ортасын өзгерту, арқылы жаңа құнды әрі пайдалы қасиетке ие (өсу жылдамдығы мен өнімділігі жоғары, түрлі факторларға: суыққа, ыстыққы, құрғақшылыққа, індетті ауруларға т.б. төзімді) өсімдіктің формаларын алуды көздейді. Осы қасиеттердің өсімдікте қалыптасуын мақсатты түрде біртіндеп өзгертіп, олардың ұрпақтарында тұрақты сақталу әдістемелерін іздестіреді. И.В. Мичуриннің ойынша акклиматизациялауда неғұрлым жас өсімдіктерде пісіп жетілген тұқымдарды пайдалану, сондай ақ, тұқымдарды себу алдында қатаң түрде сұрыптаудан өткізу арқылы оңтайлы болатынын көрсеткен. Өсімдіктің табиғи өсу ареалы мен жаңа ареалдың климаттық жағдайларының сәйкестігі натурализация деп аталады [7].
Стевия (Stevia rebaudiana Bertoni) Қазақстанның оңтүстік өңірінде (Алматы облысында) интродукцияланатын тағамдық әрі дәрілік құндылығымен ерекшелінетін перспективті өсімдіктердің бірі болып табылады. Стевия күрделі гүлділер (Asteraceae) туысына жататын, көп жылдық жартылай бұталы шөптесін өсімдік. Ол қос жарнақты, отаны - Оңтүстік Америка (Парагвай, Бразилия, Аргентина). Стевияның жер үсті бөлігінде құрғақ салмаққа шаққанда 6,5-11% дейін төмен каллориялы, тәтті дитерпенді гликозидтер (стевиозид, ребаудиозид, дулькозид) синтезделеді. Сонымен қатар, олардан олигосахаридтер, бос қанттар, витаминдер P, A, E, C; никотин қышқылы, өте сирек кездесетін эфир майлары; 8 алмаспайтын және 9 алмасатын амин қышқылдары; пектиндер; биологиялық активті фенолды қосылыстар, минералды қосылыстар түзіледі.Осы қасиеттеріне байланысты стевияны медицинада, тағам және парфюмерия өндірісінде кеңінен қолданылад [8].
Бүгінгі таңда стевияны кеңінен қолданатын бірден - бір ел - Жапония. 1954 жылы американдықтардың ядролық қаруы Жапон еліне тасталғаннан кейін, соңғылары ұлтын құтқару бағдарламаларының шеңберінде стевия өсімдігін жылыжайларда өсіруді қолға алған. Кейіннен, қанттың әсерінен туындайтын кариес, қант диабеті мен семіздіктен жапон тұтынушыларының денсаулықтарын сақтандыру мақсатында стевияны өсіру кең өріс ала бастады. Нәтижесінде, 1987 жылы 1700 тонна стевия жапырағы жиналып, одан шамамен 190 тонна стевия сығындысы алынды. 1988 жылы стевия сығындысы жапон саудасындағы жоғары потенциалды қант алмастырғыштардың 41% құрады. 1995 жылы 750 тонна стевия сығындысы алынды [ 9].
АҚШ стевия өнімін қолдануды 1995 жылдан бастады. Осының негізінде 1997 жылы Пентагон әскерінің тамақ рационындағы қант алмастырғыштарды толығымен стевиядан алынатын өніммен алмастырған. Парагвай мен Бразилияда стевияны мыңдаған жылдар бойы диабетке шалдыққан адамдарға кеңінен қолданған. Стевияны шәйға және басқа да тағамдарға пайдаланған. Осының арқасында бұл елде инсулинге тәуелді халықтың саны басқа елдермен салыстырғанда анағұрлым төмен екені ғылыми тұрғыдан дәлелденген [10].
Украина мен Қырымда стевияны өсіру 1986 жылы басталды. Стевия көшеттері мен оны өсірудің агротехникалық әдістемелері Өзбекстанға 1987 жылы, ал Ресейге 1991 жылы берілген.
Ресей Федерациясында стевияны техникалық дақыл ретінде Селекциялық жетістіктер мемлекеттік реестріне 1995 жылы енгізілген.Бүгінгі күні стевияның Мазлумов атындағы Қант қызылшасы мен қант Бүкілодақтық ҒЗИ, Вавилов атындағы БҒЗИР, Огарев атындағы Мордова Мемлекеттік университетінде, Ставропольск Мемлекеттік академиялық университетінде т.б. жаңа сорттарын шығару, оларды өсіру мен пайдалану жұмыстары қарқынды жүргізілуде [11].
2006 жылдан бастап Приморск ауылшаруашылық ҒЗИ Приморск аудандарында осы культураны жерсіндіру жұмыстары жүргізілді [12].
Қазақстан үшін стевия жаңа әрі құнды культура. Стевия тропикалық өсімдік болғандықтан, оның өсіп-дамуына өзіндік талаптарды (жоғары әрі тұрақты температура мен ылғалдылық, қысқа күндік жарық, бірегей топырақ құрамы) қажет етеді. Біздің еліміздің экологиялық жағдайында стевияны тек бір жылдық цикл бойынша өсіруге болады. Бұл оны өсірудің ерекшелігін айқындайды. Стевияны көбейту мен интродукциялау кезінде тұқ
ымдардың толық пісіп-жетілу дәрежесі төмен әрі өміршеңдігі тұрақсыз болатыны анықталған [13].
Біздің Республикамызда стевияны алғаш рет Алматы қаласындағы Өсімдіктер физиологиясы, генетикасы және биоинженериясы институты, Тамырмен қоректену лабораториясының ғылыми қызметкерлері, атап айтқанда С.Ш.Асрандина, Ш.К. Кенжебаева, Б.Н. Усенбеков, Е.А.Кіршібаев т.б. биология ғылымдарының докторы, профессор Б.Сарсенбаевтың жетекшілігіменғылыми зерттеу бағдарламаларының шеңберінде "Разработка биотехнологии ускоренного размножения дефицитных лекарственных растений", "Использование методов биотехнологии и генной инженерии в медицине, сельском хозяйстве и промышленности", "Разработка биотехнологии ускоренного размножения стевии - источника природного заменителя сахара для больных диабетом и создания новых антидиабетических продуктов питания" ғылыми зерттеу бағдарламаларының шеңберінде ізденіс жұмыстарын жалғастырды.
Ғалымдардың ізденістері Қазақстанның қысқы төменгі температурасына төзімсіз, әрі дәні нашар жетіліп өнуге бейімсіз келетін стевияны қысқа мерзімде вегетативті жолмен көбейту және олардан алынған өнімдерді өндіріске ендіру мақсатында өрбіді [14].
Ғылыми - зерттеу жұмыстарының нәтижелерінде in vitro және in vivo жағдайларында стевия өсімдігінің бірқатар физиологиялық және морфологиялық ерекшеліктерін айқындап, стевияның көбейту коэффициентін жоғарылататын тиімді әдістердің теориялық негіздерін қалыптастырды. Өсімдік шаруашылығында қолданбалы ғылыми мәселелерді шешуді қамтамасыз ете алатын, тәжірибелермен негізделген зерттеулер жасады. Өндірісте көшет шығару және өнім алу мүмкіндіктерін көрсеткен. Диетикалық тағамдар, алкогольсыз сусындар (алтын жент, алтын боза, антидиабет) және медициналық препараттар (антистресс, балмидент) жасалып, оларға ғылыми-техникалық құжаттар дайындалған [15].
Стевия өсімдігін ең алғаш рет 1887 жылы италияндық ботаник Moises S.Bertoni ғылыми тұрғыдан сипаттаған.
Ол стевияны Asteraceae туысына, Eupatorieae тұқымдасына жатқызды. M.S.Bertoni Парагвайда өсетін өсімдіктерді зерттей келе, олардың кейбір түрлерінің өзіндік тәттілігімен ерекшелінетіндігін байқаған. Солардың ішінде стевия өсімдігіне аса назар аударған.
Стевия өсімдігінде тәтті гликозидтердің жинaқтaлуы. Осылай стевияның химиялық құрамына шешім шығаруға болады, оның құрмындағы байланысқан химиялық және физикалық құрамы және олардың адам денсаулығына әсері жеткілікті және толық зерттелінген. Сонымен қатар стевия жапырақтарынан тәтті дитерпенді гликозидтердің бөліну әдістері туралы, олардың құрамын анықтау туралы көп мәліметтер келтірілген. Сонымен бірге, қазіргі уақытта стевиядан таза экстрактарды алу үшін жаңа технологияларды ойлап табу жалғасуда, Ресейде стевияны кең түрде қолдану толық табиғи емдімдің тәттілендірушілерді алуға мүмкіндік береді [16].
Өсімдіктер медицина мен халық шаруашылығында кең пайдаланатын алуан түрлі қосымша метаболиттерді синтездейтіні белгілі. In vitro жағдайында өсірілетін өсімдік клеткалары мен ұлпалары да қосымша метаболиттерді түзуге қабілетті болады. Олардың синтездеу қабілеті жыл мерзімінен тәуелсіз болғандықтан, жыл бойы метаболитті заттарды түзетін қайнар көздер бола алады. Сондай-ақ, өсірілген клеткалар биотрансформацияны жүргізе алады, яғни кейбір арзан, қоры мол қосындыларды басқа бағалы заттарға айналдыра алады [17].
Соңғы жылдары бірқатар шетел және ТМД елдерінде ауыл шаруашылық дақыл ретінде дитерпенді гликозидтерге өте бай стевия (Stevia rebaudiana Bertoni) өсімдігіне аса назар аударған. Оны көп мөлшерде өсіріп, жоғары сапалы өнім алу өндірісі дамыған [18].
Бүгінгі тaңдa стeвиoзидтeрді сонымен қатар нaн өнімдeрін дайындауда да қолданады. Тaғaмдық тaлшықтар секілді түрлі қоспаларды стевиозидтер қатарындағы табиғи тәттілеуіштермен үйлесімді қолдану қажетті қaсиeті бaр, кeз кeлгeн тaлaпты қaнaғаттaндырa aлaтын өнімдeрді шығaруғa мүмкіндік бeрeді. Сoндықтaн дa түрлі aс шeбeрлік өнімдeрді жәнe нан өнімдерін стевиозидтерді қолданып дайындағанда тек дәмді өнім шығып қоймай, функциoнaлды көз қaрaспен қaрaғaндa пaйдaлы дa бoлaды. Стeвозидтeрді жәнe тaғамдық тaлшықтaрды қoлдaнып eмдәмдік вафли және oргaнoлeптикалық көрсeткіштері жoғaры бoлaтын ұннaн дaйындaлaтын өнімдeрді шығaру мүмкіндігі бaр, oлaр құнарлығы төмен және бaлaлaрдың және емдәмдік тағамтануында қолданыла алады [19].
Жaпoнияның жәнe Брaзилияның тұтынушылaры стeвия сығындылaрын қaуіпсіз әрі құнaрлығы жoқ үйрeншікті тәттілeуіш рeтіндe қолданады. Әдетте стевия ұсaқтaлғaн шөп ұнтaғы, тұнба, өсімдіктің өзінен дaйындaлған шай немесе басқа шөптерден дайындалған шайларға қосымша ретінде қолданылады. Стевия жапырағының ұнтағын барлық тағамдарға ботқаларға, сорпаларға, шайларға, сүтке, айранға, йогуртқа, асшеберлік тағамдарға және өнімдерге дәстүрлі емес қоспа ретінде қосады. Стевия өнімді әлемдік нарықта тұтыну көрсеткіші үнемі өсіп отыр. Стевиядан өндірілген тәттілеуіштерге сұраныстың өсу себебі олардың жоғары тәттілігінде (стевиозид қанттан 250-300 есе тәтті), құнарлығы жоқ, тіс жиегінің дамуын болдыртпайды, қыздыруға, сілтілерге, қышқылдарға төзімді, ашымайды, ең бастысы - тұтыну барысында адам үшін қауіпсіз, себебі табиғи тәттілеуіштер қатарына жатады [20].
Өнімдерінің қазіргі заманғы нарығындағы өзекті мәселесі болып тағам өнеркәсібі кәсіпорындарындағы әр түрлі синтетикалық қоспалардың баламасы болып саналатын табиғи ингредиенттерге және биологиялық белсенді қоспаларға сұраныстар көбеюде. Әр түрлі синтетикалық қоспалардың баламасы ретінде табиғи ингредиенттерді қолдану, тағамтану мәдениетінің артуына және тағам өнімдерінің тұтынушылары табиғи өнімдерді жиі жоғары бағалауына байланысты. Тағам қоспалары (хош иістендіргіштер, бояғыштар, тәттілендіргіштер және биологиялық белсенді қоспалар т.с.с.) туралы сөз қозғағанда табиғи негізде шығарылған немесе табиғи түріне жақын қоспалар бірінші орынға қойылады. Биологиялық белсенді қоспалардың келешектегі көздеріне стевия (Stevia rebaudiana Веrtопi) сияқты өсімдіктерден алынған дәстүрлі емес қоспалар жатады [21].
Тәтті гликозидтерді бөліп алу және қосалқы қосылыстардан тазалап анықтау. Гликозидттерді, оның ішіндегі ең негізгі өкілі стевиозидті бөліп алу мен жоғары тиімді сұйықтық хроматография әдісі арқылы анықтаудың бірнеше әдістері бар. Бұл әдістерге Hashimoto және Ahmed әдістері жатады.
Cтевия жапырағынан бөлініп алынған ұнтақтардағы стевиозид мөлшеріне жасалынған талдаулар нәтижелеріне келер болсақ гликозидтер жиынтығынан стевиозидті 1 мәрте метанолмен тазалағаннан кейінгі стевиозид мөлшері 60,8%-ға жетті. Демек, алға қойған мақсатқа қарай гликозидтермен стевиозидті арылтудың қажеті жоқ, өйткені тағам өнеркәсібінде таза стевиозидті қолдану оның бағасын бір жағынан арттыра түсее,екінші жағынан соңғы жылдары өркениетті елдерде таза стевиозидтен көрі гликозидтер жиынтығына аса көп мән берілуде.
Себебі стевиозидтің асқан таза түрі асқан таза түрі, оны пайдаланған организмдерге қосалқы әсер етуі мүмкін деген мағлұматты ғылыми әдебеттерден кездестіруге болады. Стевиозидті бөліп алу,яғни экстракциялау тәсілі де әлі өз кемеліне жетпеген мәселе. Мысалы, жоғарыда келтірілген тәсіл бойынша бөліп алғанда, жапырақ сығындысында әлі де 3,1%-ға дейін тәтті стевиозид қалып қояды.Бұл гликозидтерді экстракциялау тәсілін жетілдіру керек деген сөз.
Стевия жапырағында қаншалықты мөлшерде стевиозид түзілетіндігі, ғалымдар мен кәсіпкерлер қатты қызықтырады. Соңғы жылдары Ресей ғалымдары стевия жапырағынан стевиозидті экстракциялау арқылы бөліп алу барысында оның шығынын 20%-дан 3-5 % -ға дейін төмендеткені ғылыми әдебиеттерден белгілі. Сондықтан қазіргі кезде ғалымдар алдында тұрған күрделі мәселелердің бірі стевиозидті аз шығынмен және органикалық еріткіштерді (этилацетат, бензол,этонол. т.б.) мүмкіндігінше қолданбай немесе аз мөлшерде қолдана отырып бөліп алу. Бұл өз кезегінде стевиозидтің өзіндік құнын азайтары сөзсіз. Стевиозидті басқа заттардан тазартудың бірнеше тәсілі бар [22].
Стевиозидтің негізгі қасиеттері мыналар: бөгде дәмінің болмауы; калориясының аздығы; жоғары температураға (198ᵒС), қышқылды, сілтілі ортаға төзімділігі және ұзақ сақтауға тұрақтылығы; ұзақ уақыт қолданғанда зиянсыздығы; суда жақсы еритіндігі және аз мөлшерде қолдануға болатындығы. Адамның асқорыту жүйесінде стевиозидті стевиол және глюкозаға ыдырататын ферменттердің болмауына байланысты стевиозид зат алмасуға қатыспайды және адам ағзасынан үш тәуліктің ішінде шығып кетеді. Стевиозид қант диабетіне, семіруге ,кариес, жүрек қан тамырлары т.б. ауруларға шипа бола тұра оның жанама әсерінің болмауы осы өсімдікт ің құндылығын арттырады.
Стевия құрамындағы құнды гликозидтердің өзіне тән дәмі мен хош иісі болады. Гликозидтерді гликозидаза ферментімен гликолиздегенде қанттар мен агликондарға ажырайды. Агликондар май және аромат қатарларының оксиқосылыстары болып табылады. Агликон мен гликозалар бір-бірімен күрделі эфирлік байланыс түзеді. Гликозидтердің агликондары спирт, альдегид, қышқыл, фенол, антрацен туындылары болып табылады. Агликондардың құрамына: көміртегі, оттегі, сутегі, кейде азот пен күкірт кіреді [23].
Стевия өсімдігіндегі гликозидтердің агликоны табиғаты жағынан дитерпенді немесе стевиол гликозидтер. Дитерпенді гликозидтердің синтезделуі пластидтерде (хлоропластарда), ал олардың жинақталуы вакуольде жүзеге асады. Гликозидтердің синтезделуінің алғашқы сатысында мевалон қышқылынан изопентилпирофосфат түзіледі, ал ол кауренсинтетаза ферментінің әсерінен кауренге айналады. Реакциялардың келесі сатысы эндоплазмалық торда жүреді. Каурен кауренолға айналады. Кауренолдан стевиол және гиберелл қышқылы түзіледі. Стевиол Гольджи аппаратында гликолизденіп стевиозидке айналады. Стевиозид вакуольге жинақталады. Ал гибберелл қышқылы гликолизденіп гликозидтердің түзілуіне де қатысуы мүмкін. Стевия өсімдігіндегі гликозидтердің клетка ішінде түзілу жобасы S.Smith және V.Stadin жасаған зерттеулерде көрсетілген. Стевия өсімдігінің құрамын тереңірек зерттеуге және тәтті дитерпенді гликозидтерді, әсіресе стевиозидті бөліп алу тәсілдерін жасап оларды толықтыру мақсатында бірқатар ғалымдар өз үлестерін қосқан.
H.B.Wood т.б., 1955 ж; K.Matsushita т.б., 1981ж стевиозидтің және басқа да гликозидтердің құрылысын зерттеген [24].
Бірқатар ғалымдар: N.Kaneda, K.Yamasaki, R.Kasai, O.Tanaka, 1976, 1977; H.Mitsuhashi, 1977 ; H.C.Makapugay, N.P.Nanayakkara, A.D.Kinghorn 1984 хромотография әдісімен стевия өсімдігіндегі гликозидтерді бөліп алу жолдарын іздестірген. Осы әдіспен M.S.Ahmed, R.H.Dobberstein, 1982 ребаудиозид A, B, C, D, E және дулькозид-A мен стевиоздті бөліп алып, оларға химиялық талдау жасаған [25].
Стевия жапырақтарындағы және олардан жасалған сығындылар қосылған шәй мен кейбір сусындардың құрамындағы стевиозид мөлшерін анықтаған [26].
F.Dolder, H.Lichti т.б., 1960 ж, O.Tanaca, 1976-1982ж стевиол және изостевиолдың құрылысы мен қасиеттерін зерттеген. S.S.Chang, J.M.Cook, 1983ж құрамына көмірсулар қосылған сусындардағы стевиозид пен ребаудиозид А-ның тұрақтылығын айқындаған. J.E.Brendle, N.Rosa, 1992ж вегетативті жолмен өсірілген стевия өсімдігінің жапырағы мен сабағында түзілетін стевиозидтің мөлшері мен өзара қатынасын айқындаған [27].
Стевия жапырағында түзілетін дитерпенді гликозидтер, флавонолдар, корич қышқылы, кумарин, агликон стевиол және изостевиол туындылары адам организміне зиянсыз екені дәлелденген. Сонымен қатар, стевиолбиозид сахарозадан 20 есе, стевиозид 300 есе, ребаудиозид А 400-500 есе тәтті екендігі айқындалған. J.Brendle стевиол-гликозидтердің химиялық формуласын анықтаған. Дитерпенді гликозидтердің өсімдік мүшелерінде таралу заңдылығын J.E.Brendle айқындаған. Стевиозидтің ең көп мөлшерде стевияның жапырақтарында 3-8 %, ал гүлдерінде 0,9 % және сабағында 0,3% жинақталады [28].
Стевия өсімдігінде түзілетін дитерпенді гликозидтердің ішінде стевиозид ерекше орын алады. Стевиозид хош иісті, ақ кристалл түріндегі гигроскопиялық ұнтақ зат. Химиялық формуласы C38H60O18 (13-(2-0-D-гликопирронозидглико-пир онозил окси каур -16-18-D-гликопироноил). Структуралық құрылысында гидроксил топтағы С атомына сахароза жалғанады, (2-0- D- глюкопирронозил-глюко-пироноза) С4 эфирлі байланысына - D глюкопироноза моносахаридпен байланысады.
Молекулалық салмағы 804,4 гмоль. Стевиозидтің балқу температурасы 1960-1980 С. Ол суда жақсы ериді. Ферментативтік гидролиз нәтижесінде 1 мольден 3 моль D-глюкоза және 1 моль стевиол атты агликон бөлініп алынады. Стевиозид жоғары температураға төзімді, яғни оны 1000 С 24 сағат қыздырғанда және рН 3-9 аралығында ыдырау деңгейі өте төмен. Сонымен қатар, басқа табиғи қосылыстарға қарағанда тотықпайды. Қышқыл ерітіндісінде тұнбайды, қайта оған тәтті дәм беріп, көміртегі бар алкогольсыз сусынға айналдырады [29].
Стевияның дaмуы және өсуіне aуaның темперaтурaсы, күннің ұзaқтығы, ылғaлдылық мөлшерінің жеткілікті сaны aйтaрлықтaй әсерін тигізеді. Стевия 12-130 сaғaттa критикaлық фотогезенге ие болатын, aз күнді өсімдік. Ресейден aлып келінген стевия өсімдіктердіктерінің жaпырaқ құрамындағы детерпинді гликозидтер ең көп болған, құрғaқ мaссaның 2-5% құрaған. Жaпырaғынa қaрaғaндa (0,8 % ) сaбaғындa олaр 12-13 есе кем жинaлған, aл гүлінде 7-8 есе aз (0,6 % ). Гүліне қaрaғaндa дәнінде гликозидтің сaны 2-2,5 есе aз, aл тaмырындa олaрдың құрaмы ең aз-0,1% болған. Стевия жaпырaқшaлaрындaғы дитерпенди гликозидтердің қосынды құрaмын сaрaлaу кезінде жaпырaқтың төменгі қaбaтындa 5,3-1,2% ортaсындa -9,4+- -2,5%, жоғaрғы бөлігінде 12,2 -2,6% зертелетін зaт тaбылған. Сонымен қaтaр стевия жaпырaғындaғы стевиозидті кешенді зaт және жинaлaтын құрғaқ зaт өсірілген өсімдіктің экологиялық геогрaфиялық шегіне тәуелділігі анықталған [30].
Стевияның жапырақтарын шипалы шөп ретінде, әрі шәйға және әр түрлі сусындарға тәтті дәм беретін қоспа ретінде қолданылғанын атап кеткен [31].
1931 жылы француз химиктері M.Bridel және R.Lavielle стевия өсімдігінің құпия түйінін шешуді бастайды. Олар стевия жапырағынан алынған сығындыдан ақ кристалды зат бөліп алады. Оны "стевиозид" деп атайды. Жапырақ құрамында оның мөлшері 6 % болады. Зерттеушілер стевиозидтің тәттілігі қанттан 300 есе артық болып келетінін және жануарлар организміне улы әсер тигізбейтінін тәжірибелік жолмен дәлелденген [32].
Ботaникaлық сипaттaмaсы. Оңтүстік-батыс АҚШ-тан бастап Аргентинаның солтүстігіне дейін созыла Солтүстік және Оңтүстік Америка аудандарында көп кездеседі. Түрлері мен түраралық өкілдері бір-біріне өте ұқсас келеді, тек тозаңдық дәннің формасы мен секреторлы қапшықтың құрылысымен ғана ерекшелінеді. Әдеби мәліметтер бойынша стевияның 154 түрі белгілі. Алайда, тәтті дитерпенді гликозидтердің түзілуі тек Stevia rebaudiana Bertoni-ге ғана тән. Стевия күрделі гүлділер (Asteraceae) туысына жататын, көп жылдық жартылай бұталы шөптесін өсімдік. Ол қос жарнақты. Стевияның отаны Оңтүстік Америка (Парагвай, Бразилия, Аргентина) [33].
Стевия өсімдігінің сабағы вертикалды, ұзындығы 120 см. Жас өркендері нәзік, түкті, ал қартайған сабақтары сүректелген, сынғыш болып келеді. Жапырақтары ланцет тәрізді. Жапырақ сағағы жоқтың қасы деуге болады. Әр буынында екіден жапырақ болады. Олар бір-біріне қарама-қарсы орналасады. Жапырақтары түкті, жиектері (12-17) тісті, ал ені 1,5-2 см дейін жетеді.
Гүлдері өркендер жүйесінің ерекше түрленген бөлігі-гүлшоғын құрайды. Гүлшоқтары күрделі шатырлы. Гүлдері қос жынысты (андроцей және гинецей), актиноморфты. Гүл серігі қосарланған, паппустан және күлте жапырақшалардан тұрады.
Тостағаншасы 17-19 жіпшелерге айналып, редукцияланған. Күлтесі қоңырау тәрізді, ақ түсті, түтік пішінді. Күлте жапырақшаларының негізі бітіскен, ал жоғарғы бөлігі бес секторға айырылған.
Андроцей жуандығы біркелкі болып келген бес аталықтан тұрады. Аталық жіпшелері түп жағынан күлте түтігіне бітіскен. Тозаң қаптар түтікшеге бітісіп, аналықты қоршай орналасқан. Аталықтардың ұштары күрделі гүлділерге тән, өсінділермен аяқталған. Гинецейі паракарпты, ол бір-біріне бітіскен екі жеміс жапырақшаларынан тұрады. Аналық аузы ұзарған, қос ерінді. Гүлдердің ұзындығы 2-3 мм. Гүл түйіні төмен орналасқан, бір ұялы, тұқым бүрі біреу. Ұрық қабы моноспоралық, дұрыс типті, жіңішке, ұзын. Тамыр жүйесі шашақты, ол топыраққа онша тереңдемей (20-30 см), көбірек тарамдалып, жайылып өседі.
Стевия көпжылдық өсімдіктер қатарына жатады. Гүлдеп ұрықтанғаннан кейін жеміс береді. Стевияның жемісі құрғақ, ұрығы ұрыққаппен жабдықталған. Ұрықтары майда, ұзындығы 4-6 мм дейін жетеді, қара және қоңыр түсті. Түрі өзгерген 17-19 жіпшелерден тұратын тостағаншасы кеуіп, тұқымның желмен таралуына септігін тигізеді. Ұрықтың жоғағы бетінде 4-5 вертикалды сызықтар көрінеді. Тұқымдағы қор заттары негізінен май түйіршіктері мен белоктан (алейрон дәндері түрінде) тұрады. Тұқымдары майда, өте жеңіл болады. Мәселен, 1000 тұқымның салмағы 0,35-0,4 г ғана болады.
Табиғи жағдайда стевия вегетативті жолмен көбейеді. Вегетативті кезеңнің аяғында, сабақтың жоғарғы бөлігінде көптеген жіңішке, ұзын бұташықтар түзіледі. Олардың әрқайсысы гүлшоғымен аяқталады. Вегетативті кезең аяқталысымен стевияның жер үсті бөлігі қурап кетеді. Ал жер асты бөлігі тыныштық күйге көшеді. Көктемде өсімдіктің жер үсті мүшелері тыныштық күйінен оянған қынап бүршіктерінің өсуінен қалыптасады. Бүйір бүршіктер гүлдеу кезеңіне дейін үздіксіз қаулап өседі.
Стевия зонaсының тaрaлуы жaздық ылғaлды кезеңді, жaртылaй ылғaлды субтропикaлық климaтқa жaтaды. Aуaның ортaшa ылғaлдылығы 65-85 % болғaндa ортaшa жылдық жaуын-шaшынның мөлшері 1600-1800 мл ді құрaйды.Үлкен топтaрдaғы стевия сaны тоғaйлы, өзен aлқaбындa және бaлшық жaғaсындa, aщы топырaқтaрды (pH 4-5) және ормaнды терең орнaлaсқaн жер aсты сулaрындa болaды. Сонымен қaтaр теңіз деңгейінен 3000 метрге дейінгі тaулaрдa кездеседі [34].
Стевия қалемшелерінің тамырлануының жыл мезгілінен тәуелділігі (тамырлану көрсеткіші).
Стевия шілде айының аяқ кезінен бастап гүлдейді.Стевияны гүл шоғы бар қалемшелерінің тамыр шығару белсенділігін анықтауды алдымызға қойған мақсат деп, шілде айының аяқ кезінде, стевия гүлдей бастағанда тәжірибе қойдық. Өйткені стевияның кәдімгі апикальды қалемшелеріне қарағанда гүл шоғы қалемшелердің, гүлінің химиялық құрамының әртүрлі болып келетіні белгілі. Стевияның гүл шоғы бар қалемшелерінің тамырлануына осы гүлдің химиялық құрамы да әсер етуі мүмкін, себебі онда флавоноидты гликозидтер және дитерпенді лабдандар (иханол және аустронулин) кездеседі. Тәжірибесінде апикальды қалемше, субапикальды қалемше және гүл шоғы бар қалемшелерді алған. Бұл қалемшелер ИМҚ-ның тамырлануға оптимальды концентрациясымен (1 г күлге 10мг өсугормоны) өңделген. Сонда апикальды қалемшелердің тамырлану көрсеткіші (47,5-+1,3)% субапикальды қалемшелер (67,6+-1,5)%, гүл шоғы бар қалемшелер (39,6+-2,1)% құрады.
Субапикальды қалемшемен салыстырғанда апикальды қалемшеде тамырлану 30 % кеми түссе, ал, гүл шоғы бар қалемшеде бұл көрсеткіш 42%-ға дейін төмендеген. Тәжірибе нәтижелерінің көмегімен стевия мүшелерінің тамырлану белсенділігінің қатарын жасаумызға болады: сабақтың қалемшеден шыққан тамырлардың саны субапикальды және апикальды қалемшелердің тамырларына қарағанда аз, әрі әлсіз, жіңішке тамырлар.
Стевия қалемшелерін вегетативті көбейткенде қалемшелер сабағының жуандығына аса мән беру қажет екен. Өйткені жуан қалемшелердің (4-5мм аралығы) тамырлану қабілеті (47,0+-3,4%) кәдімгі немесе жіңішке қалемшелерге қарағанда ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz