Микроволновые и лазерные излучения (МИ и ЛИ) обладают выраженным действием на живые клетки и биологические мембраны, за что получили название мембрано-активных излучений [4,5].
Так, показано, что при определенных, установленных параметрах воздействующего поля мембрано-активные излучения от технических (искусственных) источников оказывают явно выраженное благоприятное действие на полезные микроорганизмы и другие живые системы и объекты.
Нами в Дагестанском государственном техническом университете получены убедительные результаты по эффективному использованию энергии мембрано-активных излучений в сельскохозяйственной технологии и биотехнологии [4,5,6,7,8]. Установлено прямое стимулирующее, активирующее действие ЛИ в красном и инфракрасном диапазонах, а также МИ 18 см диапазона на частотах 1665 МГц и 1667 МГц на дрожжевые микроорганизмы, используемые в виноделии, спиртовом производстве и хлебопечении. Причем показано, что с помощью лазерного излучения и микроволн, близкородственных мазерному излучению природных источников небесной сферы, можно создать новую технологию получения активных штаммов дрожжей, способных проводить процесс брожения при переработке винограда и другого сельскохозяйственного сырья с получением высококачественных продуктов.
В таблице представлены экспериментальные данные по микроволновой активации процесса брожения, осуществляемого дрожжевыми микроорганизмами Saccharomyces cerevisiae. В качестве показателя активности дрожжей служит образование СО2, который является одним из основных продуктов ферментативного биохимического процесса и играет большую роль в хлебопекарном производстве.
Таблица 1
Образование СО2 (мл) в процессе брожения: О – при микроволновом облучении; К – без такого воздействия
| Варианты | Длительность процесса брожения, часы | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| К | 1,8 | 3,8 | 10,2 | 15,7 |
| О | 10,1 | 14,3 | 25,6 | 30,8 |
Эти данные показывают, что под влиянием микроволн с определенными параметрами, генерированных техническими источниками, наблюдается существенная активация дрожжей.
Следует подчеркнуть, что в проведении активного процесса брожения большую роль играют состав питательной среды, температура, рН среды и другие условия. При этом в зависимости от содержания сбраживаемых сахаров и других компонентов качество и состав получаемого продукта значительно варьирует [2,3, 5,6].
В этом плане стоят актуальные задачи повышения жизнеспособности и устойчивости дрожжей к условиям среды и повышения их продуктивности.
В результате экспериментальных исследований из исходных промышленно выпускаемых штаммов дрожжей нами получены концентраты дрожжевой культуры, способные в 1,5 раза более эффективно сбраживать углеводные компоненты питательной среды. На основе этих результатов разрабатываются способы и технологии получения качественного хлеба, русского кваса, виноматериалов и других продуктов с применением более активных штаммов дрожжей.
Следует отметить, что проведение процесса брожения с помощью дрожжевых микроорганизмов при переработке винограда можно осуществить с помощью диких культур дрожжей с улучшенными биохимическими и технологическими свойствами. В этом плане использование МИ и ЛИ с установленными параметрами действующего поля позволит направленно влиять на функциональные и биохимические процессы у дрожжей, оказывающие существенное влияние на качество получаемого продукта.
Взаимодействие мембрано-активных электромагнитных полей и излучений с живым, биологическими мембранами имеет свои особенности. Биомембраны представляют собой весьма упорядоченные, высокоорганизованные надмолекулярные структуры, обладающие выраженными векторными свойствами [4,5,10]. В результате концентрации электрических зарядов на мембране и слоистости ее структуры имеет место избирательное взаимодействие МИ с живыми системами. Это напрямую влияет на жизненно важные функции биологических мембран. Поэтому подбирая соответствующие параметры действующего поля можно вызвать селективный, избирательный отклик живых мембран на действие электромагнитного поля. Такой отклик весьма выражен в микроволновом диапазоне, где характеристические частоты осцилляторов облучаемого объекта близки или совпадают с частотой воздействующего МИ.
Весьма интересно также, что имеют свое проявление механизмы действия ЛИ. При этом наиболее изученным и явно проявляющимся является светокислородный эффект лазерного излучения. Эффекты действия микроволн и лазерного излучения на дрожжевые и другие живые клетки происходит на уровне первичных актов взаимодействия действующего электромагнитного поля с акцепторами излучения. В последующих эффектах активно участвуют также определенные биохимические соединения, молекулярные и надмолекулярные структуры и компоненты клеток.
Нами выявлено, что при четко установленных параметрах действующего поля и условиях воздействия ЛИ и МИ как природных, так и технических источников оказывают благоприятное, стимулирующее действие на микроорганизмы и другие живые, растительные и животные объекты: существенно активизируются их рост и развитие, повышается продуктивность [1,4,5,10]. В результате многолетних исследований установлено, также что МИ и ЛИ можно эффективно использовать не только для стимулирующего воздействия на растения и микроорганизмы, применяемые в виноделии, но и в производстве качественных напитков как осветляющие, стабилизирующие факторы. Показано, что существенную роль в укреплении жизнеспособности и устойчивости микроорганизмов и других биосистем играет состояние и молекулярная организация воды [9].
Список литературы:
- Захаров С.Д., Исмаилов Э.Ш., Аминова Э.М., Стародуб А.Н., Иванов А., Данилов В.П., Рыков С.В. Способ повышения продуктивности микроорганизмов. Патент РФ на изобретение №2208049, М., 2003. − 14с.
- Исмаилов Э.Ш.. Действие микроволн и лазерного излучения на живые системы. Основные научные направления ДагГТУ. Махачкала: 2002. − с.166-170.
- Исмаилов Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений. М.: Энергоатомиздат, 1987. − 144с.
- Исмаилов Э.Ш., Захаров С.Д. Электромагнитные поля и излучения в природе, технике и жизни человека. Махачкала: Дагучпедиз, 1993. − 159с.
- Исмаилов Э.Ш., Захаров С.Д., Исмаилова Г.Э. Действие физических полей. Неионизирующие излучения. Махачкала: Экономика, 2007. − 184с.
- Исмаилов Э.Ш., Захаров С.Д., Исмаилова Г.Э., Наврузова Ш.М. Использование мембрано-активных излучений для стимуляции роста и развития культурных растений. Сб. «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе», Ставрополь, 2005. − с.159-161.
- Исмаилов Э.Ш., Захаров С.Д., Стародуб А.Н. Использование микроволновых мембрано-активных излучений в биотехнологии. Труды 5 российско-японского семинара, том 1, Саратов, 2007. − с.500-509.
- Исмаилов Э.Ш., Исмаилов Г.Э., Буганов Х.А., Гаджиев Я.М-С., Хачиров Д.Г., Гаджимурадова Р.М., Аливердиева А.А Медико-биологическое и экологическое действие радиоизлучений. Сб. «Химия в технологии и медицине». Махачкала, 2002. − с. 108-110.
- Исмаилов Э.Ш., Казимагомедов М.К., Абакаров Г.М. Молекулярная механика воды и ее роль в повышении жизнеспособности биосистем. Вестник ДГТУ, 2013. − с.78-84.
- Исмаилова Г.Э. Действие УВЧ излучения на рост и развитие культурных растений. Канд.дисс., Москва, 1996. − 160с.[schema type=»book» name=»ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ В ВИНОГРАДАРСТВЕ И ВИНОДЕЛИИ» description=»Разработаны способы использования микроволнового и лазерного излучений в производстве пищевой продукции. Применение этих излучений приводит к активизации биологических объектов и дрожжевых микроорганизмов. Микроволновое и лазерное излучения от технических источников при определенных параметрах способны существенно повышать жизнеспособность организмов.» author=»Исмаилов Эльдер Шафиевич, Султанов Юсуф Магомед-Агаевич, Рабаданов Гаджи Аппасович» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2016-12-18″ edition=»euroasia-science_28.04.2016_4(25)» ebook=»yes» ]