ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ БИОХИМИИ РАСТЕНИЙ из "Основы биохимии растений Курс лекций" Веками мир растений служил для человека основным источником пищи, строительных материалов, а также химических соединений, используемых в качестве биологически активных веществ и пищевых добавок. [c.5] Биосинтетические способности мира растений огромны известно около 2х 10 веществ, полученных из растений. Число вновь открытых веществ возрастает со скоростью около 1600 в год. Растения обладают поразительным разнообразием обмена веществ и способны синтезировать из углекислоты, воды и неорганических солей бесконечное число самых разнообразных соединений. Например, организм человека и животных не способен синтезировать все 20 аминокислот, входящих в состав белков, тогда как в растениях обнаружено свыше 200 аминокислот, активно участвующих в метаболизме. Растения синтезируют огромное число терпеноидов, фенольных соединений, алкалоидов и др. В настоящее время из 5 % всего многообразия растений выделено около 10 ООО различных алкалоидов. Еще одной характерной особенностью обмена веществ у растений является способность к синтезу различных фенольных соединений и их производных, в частности такого специфического для растений соединения, как лигнин. Однако интересно отметить, что различные вещества, синтезируемые растениями, ассоциированы с определенными группами или семействами растений. [c.5] Мир растений во многом определяет благополучие человечества. Растения широко используются в различных областях производства, включая сельское хозяйство, получение продуктов 1штания, строительство, получение различных химических соединений, производство тканей, бумаги и, конечно, энергии. Во многих отраслях промышленности, занимающихся переработкой сырья растительного происхождения, исключительно важная роль принадлежит биохимии. За последние 50 лет возникли новые отрасли пищевой промышленности, базирующиеся на достижениях биологической химии - производство органических пищевых кислот, аминокислот, пищевых добавок, витаминов. Успехи чайной, табачной промышленности, хлебопечения, виноделия достигнуты благодаря глубокому знанию биохимии этих процессов. Биохимия имеет огромное практическое значение для медицины, растениеводства, парфюмерной промышленности и т. д. [c.5] Следовательно, роль биохимии растений в настоящее время очень велика, и она возрастает с каждым годом. Связано это, в первую очередь, с необходимостью глубоких знаний жизнедеятельности растений, установлением взаимосвязи между процессами обмена веществ и физиологическими функциями организма, с выявлением молекулярных механизмов регуляции синтеза вторичных метаболитов. [c.6] Задачи биохимии растений в этой связи разнообразны и многогранны. [c.6] Селекция новых сортов многих растений целиком основана на применении биохимических методов, с помощью которых определяют содержание в данном сорте того или иного вещества белка, сахара, масла, крахмала, витаминов и т. д. В качестве примера можно привести выведение сорта высококаротинной тыквы (120-240 мг % на сухой вес), сортов черной смородины с содержанием аскорбиновой кислоты 1500-2000 мг на 100 г сухого вещества. Весьма важной задачей, стоящей перед биохимиками, является повышение пищевой и кормовой ценности белков зерновых и зернобобовых культур путем выведения сортов, семена которых содержат белки с большим содержанием незаменимых аминокислот, В этом направлении важные результаты достигнуты путем селекции новых форм кукурузы, зерно которых богато лизином. [c.6] В последнее время усиленно развивается новое направление, базирующееся на физиолого-биохимических основах - культура тканей и клеток растений. В этой области достигнуты определенные успехи, позволяющие поставить на промышленную основу массовое размножение плодоовощных и декоративных растений и получение уникальных линий с заданными характеристиками. [c.6] Качество пищевых продуктов, прежде всего их вкус и аромат, также связано с биохимическими превращениями в растениях. В настоящее время идентифицировано 350 химических соединений, представляющих ароматические вещества винограда и продуктов его переработки. Их различными количественными и качественными сочетаниями обусловливается многообразие оттенков в аромате и вкусе винограда и вин. Следовательно, одна из задач биохимии растений -решение вопросов, связанных с повышением вкусовых качеств сельскохозяйственной продукции. [c.6] Важной задачей биохимических исследований в области пищевой промышленности является глубокое изучение биохимических процессов, протекающих в пищевом сырье и готовой продукции во время хранения. Конечная цель исследовательских работ этого направления - сведение до минимума количественных и качественных потерь на основе регуляции биохимических процессов. [c.7] Одно из основных направлений, связанных с вторичным обменом веществ растительных организмов, — синтез различных природных химических соединений. В первую очередь это лекарственные препараты, вкусовые добавки, ароматические вещества и другие биологически активные соединения. Объемы производства и стоимость таких веществ сильно варьирует от душистых веществ, например, стоимостью 6000 американских долл. за 1 кг и объемом рыночного производства в несколько десятков килограммов в год до табака стоимостью 6 долл. за 1 кг и объемом производства свыше 40 ООО т в год. Примеры промышленного использования некоторых вторичных метаболитов растений представлены в табл. 1.1. [c.7] Велика доля веществ растительного происхождения среди лекарственных препаратов. Еще в XIX веке экстракты растений и настойки составляли более половины средств в борьбе против болезней и недугов. Открытие и разработка синтетических лекарственных препаратов привели к снижению до ш лекарственных веществ растительного происхождения. Тем не менее и в настоящее время они составляют около 25 % лекарственных средств. [c.7] Разработка нового синтетического лекарственного препарата обходится в 50-100 млн американских долл. и занимает 10-15 лет, поэтому нетрудно понять возобновившийся интерес к растениям как к фабрикам для их синтеза. [c.7] Помимо регуляторов роста растений, наиболее выдающимся открытием в разделе химических соединений, применяемых в сельском хозяйстве, было обнаружение пиретринов в цветках hrysanthemum inerariaefolium. Этот природный инсектицид, в отличие от синтетических, не вызывает появления устойчивости у насекомых, а также явления кумулятивной токсичности. [c.9] Пищевые добавки, красители пищевых продуктов, вкусовые ароматические соединения - все это природные вещества, объединенные под общим названием тонкие химикаты . К этой группе соединений, широко используемых в пищевой промышленности, относятся розовое масло, жасминовая эссенция, масло какао, хинин, заменители сахара и т. д. [c.9] В настоящее время синтез природных химических соединений в промышленных масштабах все чаше происходит с использованием культуры клеток и тканей растений. В табл, 1.2 перечислены вещества, получаемые в культурах клеток растений. [c.9] Вернуться к основной статье