ТОПИНАМБУР.ПРИМЕНЕНИЕ.КУЛЬТИВИРОВАНИЕ.

Топинамбур – биотехнологический потенциал для пищевых, лечебных, технических, кормовых и экологических целей. Клубни топинамбура богаты пищевыми волокнами, которые представляют собой комплекс полисахаридов (пектинов, клетчатки, целлюлозы, гемицеллюлоз) с лигнином и связанными с ними белковыми веществами. Пищевые волокна раньше относили к балластным веществам. В настоящее время признана их полезность. Главными современными болезнями являются не инфекционные. К ним скорее сегодня относятся ишемическая болезнь сердца, диабет, ожирение, патология толстого отдела кишечника, рак кишечника, легочные болезни (включая опухоли), желчнокаменная болезнь, варикозное расширение вен. Все эти болезни связаны с типом питания, характерным для экономически развитых стран. Люди этих стран перешли на питание с низким содержанием пищевых волокон и с высоким содержанием жиров, сахара и высокорафинированных продуктов. Установлено влияние пищевых волокон на среду обитания бактерий в кишечнике. Переваривание 50 % пищевых волокон, поступающих в кишечник, реализуется микрофлорой толстой кишки, где преобладающими являются бифидобактерии, которые способствуют гидролизу гемицеллюлоз продуктов питания и образованию глюкозы, галактозы, арабинозы, ксилозы, маннозы, фукозы и ряда других моносахаридов . Фруктоолигосахариды хорошо усваиваются бифидобактериями и другой молочнокислой флорой кишечника с одновременным подкислением среды и подавлением роста гнилостных бактерий толстых кишок, что имеет немалое значение для здоровья. Широкое распространение инулиназ у бифидобактерий обеспечивает высокую степень утилизации инулина в кишечнике . Нормальная микрофлора толстого кишечника производит из пищевых волокон целый ряд важных витаминов, аминокислот, ферментов, гормонов, а также подавляет и уничтожает самых различных патогенных и гнилостных микробов. Пищевые волокна удаляют из организма шлаки, связывают токсические вещества, делая их безвредными. Длительный прием антибиотиков подавляет практически все иммунные тела и нарушает бифидофлору желудочно-кишечного тракта больного, что приводит к дисбактериозу – начальной стадии всех основных заболеваний. Употребление детьми и взрослыми сырых клубней топинамбура или продуктов его переработки является отличным лечебным и профилактическим средством дисбактериоза. Листостебельные вегетативные органы и клубни топинамбура содержат уникальный набор минеральных веществ: макроэлементов (калий, натрий, хлор, кальций, фосфор, магний, сера) и микроэлементов (кремний, железо, цинк, селен, медь, марганец, йод, кобальт, хром, молибден, никель, бор, ванадий, титан, германий, серебро, литий, олово, кадмий, алюминий, мышьяк, висмут, бериллий, стронций, ртуть). Многолетними исследованиями ученых в области медицины установлено, что эти 32 элемента являются основными биогенными минеральными веществами и необходимы человеку для обеспечения нормальной жизнедеятельности, здоровья, хорошего самочувствия и долголетия. Белками называют высокомолекулярные азотсодержащие природные биополимеры, структурную основу которых составляют длинные полипептидные цепи, построенные из аминокислот. Животные и растительные белки усваиваются организмом человека неодинаково. Наиболее подходящим является животный белок, коэффициент использования его доходит до 93-96 %, а из хлеба, картофеля, овощей и бобовых составляет лишь 62-70 %. Однако следует иметь в виду, что белок растительного происхождения очень полезен для людей. Среди возделываемых у нас сельхозрастений больше всего белка содержит соя. Сравните: в зерне пшеницы 12-15 % белка, а сои – 36-48 %. Белок сои близок белку животного происхождения: почти тот же состав аминокислот. Но соя одна из наиболее капризных культур. Для увеличения ее производства необходимо решить массу сложнейших проблем. Прежде всего соя приспособлена к очень узким широтным поясам теплового и влажного климата, что и обуславливает ее возделывание в США, Китае, Бразилии. Несмотря на многочисленные попытки, ее не удается возделывать в больших масштабах даже в области Средиземноморья и Франции. Поэтому и у нас, и в западноевропейских странах большое внимание уделяется другим, менее капризным традиционным зернобобовым и масличным культурам: рапсу, подсолнечнику, гороху, фасоли. Беда только в том, что белок этих культур далеко не столь же полноценен, как соевый. Если рацион человека грамотно составить из разнообразных растительных продуктов, то организм получит полноценное белковое питание. Аминокислоты являются основой всех природных белков и представляют собой важнейшую и незаменимую составную часть пищи человека и корма животных. Они занимают центральное место в обмене азотистых веществ, участвуют в биосинтезе жизненно важных компонентов. Недостаток той или иной аминокислоты в организме человека отражается, в первую очередь, на возможности и скорости регенерации белков, гормонов, ферментов, приводит к потере аппетита, нарушению координации движения, роста молодого организма, развитию особо опасных заболеваний, таких как туберкулез, рак, возможно и СПИД. Белки в организме расщепляются до аминокислот, которые из кишечника поступают в кровь. Часть из них (заменимые) являются строительным материалом для создания новых аминокислот, а незаменимые аминокислоты должны поступать в полном объеме с пищей. Обычно организм получает незаменимые (основные) аминокислоты из пищи, богатой белками. Каждый вид растений содержит специфические белки, свойственные только им. О качестве белков судят по содержанию в них аминокислот. Указывают на 1935г., когда было установлено, что в состав белков человека, животного или растения входят 22 аминокислоты: аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, аспарагин, валин, гистидин, глицин, глютаминовая articles.agronationale.ru кислота, глютамин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, оксипролин, пролин, серин, тирозин, треонин, триптофан, фенилаланин, цистеин, цистин. Эти 22-е аминокислоты, среди других природных (около 150), являются важнейшими и наиболее часто встречающимися в белках (протеинах) . Все вышеуказанные 22 аминокислоты, в том числе 11 незаменимых имеются в клубнях топинамбура, на что указано в отечественной и иностранной литературе. Таким образом, учитывая еще и другие аминокислоты, найденные в топинамбуре, клубни содержат всего 28 аминокислот. Каждая аминокислота имеет свое значение для организма. К числу наиболее важных и дефицитных в питании человека относятся лизин, триптофан и метионин . По последним данным ФАО/ВОЗ только следующие аминокислоты лимитируют качество белка в смешанных диетах (белки животного и растительного происхождения), а именно лизин, метионин, цистин, треонин и триптофан ; как отмечено выше, указанные аминокислоты присутствуют в топинамбуре. Уникальный химический состав топинамбура по белку может конкурировать с соей и другими бобовыми растениями . Поскольку в состав клубней топинамбура входят все незаменимые аминокислоты, то он является ценным сырьем для пищевой и фармацевтической промышленности. В сиропе, полученном из листостебельной массы топинамбура, идентифицировано 20 свободных аминокислот . Биологическая ценность продукта характеризуется степенью насыщенности его биологически активными веществами.Целесообразность использования топинамбура человеком в качестве продукта питания обусловлена тремя факторами: совместимость и полезность вообще, биологическая ценность белка и удобовариваемость его углеводов /36/. Полный набор аминокислот, в том числе незаменимых, наличие инулина, пищевых волокон, минеральных веществ, витаминов (В1, В2, В3, В5, В6, В7, С, РР, каротин, холин), органических кислот (лимонная, яблочная, фумаровая, янтарная, хинная, шимиковая) делают топинамбур ценным сырьем для производства продуктов питания лечебно-профилактического назначения и чрезвачайно полезным для детей, вегетарианцев и людей пожилого возраста . Проблема рационального здорового питания является актуальной для большинства стран, включая и Российскую Федерацию. Современный уровень питания человечества неудовлетворен как в количественном, так и в качественном отношении. Количественный недостаток продуктов питания затрагивает до 15 % мирового населения, в основном в развивающихся странах. Качественный аспект продовольственной проблемы связан с дефицитом полноценного белка в потребляемых продуктах около 2/3 населения планеты, преимущественно в странах Азии, Африки и Латинской Америки . В XXI веке обеспечивать человечество белком, особенно во второй половине, целесообразно именно за счет растений. Энергию для переработки растений на белки и производство растительного «мяса» можно получать благодаря фотосинтезу с применением экологических энергоустановок, где в качестве топлива используется биомасса растений . В настоящее время все большее внимание уделяется производству протеиновых концентратов из сока зеленых растений . Каждая клетка растений отграничена от окружающей среды или других клеток плазматической мембраной, которая состоит из липидов и белков. В процессе отжима прессом сока из зеленых растений нарушается клеточная оболочка. И таким образом высвобождается содержимое клетки - цитоплазма, которая включает различные органоиды. Пространство между ними заполнено цитозолем – вязким водным раствором различных солей и органических веществ, пронизанных системой белковых нитей – цитоскелетом. В состав цитоплазмы входят рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, пластиды и др. Пластиды свойственны только клеткам растений и различаются по форме, структуре и назначению: содержащие хлорофилл – хлоропласты, хромопласты, лейкопласты. Белок и его аминокислоты содержатся практически во всех вышеперечисленных пластидах . В растениях есть все необходимое для питания человека и животных. И это «все» спрятано в клетках. Внутриклеточный белок растений, названный «зеленым протеином» - самый богатый источник полноценного пищевого белка. В ЦНИЛ КП (г.Запорожье) научным коллективом под руководством Ю.Новикова защищена множеством авторских свидетельств и патентов "технология зеленого протеина". Проблемной НИЛ ДГТУ (г. Ростов-на-Дону) разработана энергосберегающая безотходная технология фракционирования листостебельной массы сеяных трав в продукцию многоцелевого назначения (корма, пищевые и кормовые белково-витаминные добавки, биологически активные вещества), позволяющая ликвидировать прогрессирующий дефицит кормового белка и создать сбалансированную кормовую базу для сельскохозяйственных животных. Поисковыми исследованиями также подтверждена возможность фракционирования листостебельной массы топинамбура с получением продукции многофункционального назначения. Предлагаемая технология предусматривает разрушение сокосодержащей структуры листостебельной массы путем ее дезинтеграции и последующего разделения механическим путем на растительный жом и зеленый сок. Таким образом, достигается существенное обезвоживание механическим путем зеленой массы для последующего досушивания и использования в получении травяной муки. Из зеленого сока топинамбура предполагается выделять различные фракции для использования в приготовлении, обогащенных хлорофиллом, белком и микроэлементами, продуктов питания (мясных, хлебобулочных, макаронных и молочных) . Широкий интерес, возникший к производству этилового спирта из топинамбура, объясняется тем, что его клубни являются хорошим, если не сказать отличным источником сбраживающих сахаров. Эффективность превращения сахара в спирт находится на высоком уровне (80-95 %) .

Топинамбур – высокоурожайная кормовая культура. В условиях Коми может достигать урожая зеленой массы 60.0 т/га, клубней – 40.0 т/га и обеспечивать выход 7.5-10.0 т/га кормовых единиц, 6.0-6.8 ц/га переваримого протеина. Топинамбур отличается высокими питательными качествами благодаря наличию в нем ценных компонентов химического состава. Клубни содержат 18-22 % сахаров, до 2.5 % протеина, витамины группы В и С. В минеральном составе зольных элементов содержится до 6 % фосфора, свыше 5 % железа, что делает клубни особенно ценным кормом для молодняка. Зеленая масса содержит до 20-25 % сухого вещества. В него входит углеводный комплекс, значительную долю которого занимает инулин, перерабатывающийся в организме животных в легкоусвояемую фруктозу [5], а также содержатся протеин, представленный всеми незаменимыми аминокислотами, витамины и клетчатка [1]. Зеленую массу топинамбура используют для приготовления высококачественного силоса. В силосе накапливается до 1.5 % молочной кислоты, составляющей не менее 50 % общего количества кислот. В процессе силосования рН снижается до 3.9-4.2. Из-за высокого содержания сухих веществ силос не бывает перекисленным. Содержание каротина в одном килограмме корма достигает 30-50 г. Кроме зеленой массы, используемой в свежем виде или на силос, клубни являются самым ранним кормом для свиней. Кормление поросят клубнями увеличивает привесы на 20-30 %. При откормке животных топинамбуром улучшается качество сала. Высоко ценится культура для беконного свиноводства [6]. Наряду с использованием на корм, топинамбур находит все более широкое применение в народном хозяйстве – например, в качестве articles.agronationale.ru сырья для получения сиропа, кристаллической фруктозы, спирта, кормовых дрожжей. Клубни употребляются как пищевой диетический продукт в сыром, вареном или жареном виде, их сушат и консервируют. В последнее время к этому многофункциональному растению в республике проявили интерес любители-садоводы, дачники, которые выращивают его на своих участках. Успешно хранят клубни до весны в картофельных ямах и используют в пищу в виде салатов и других блюд. В народной практике топинамбур используется при заболевании сахарным диабетом. В результате длительного исследования данной культуры были выделены перспективные сорта топинамбура, относящиеся к ранним и среднеспелым: Белый ранний, Киевский белый, Украинский 108, отличающиеся успешной перезимовкой клубней и высокой урожайностью зеленой массы, используемой для приготовления силоса [4], выявлена значительная изменчивость морфологических признаков топинамбура в новых условиях произрастания в зависимости от климатических факторов. Высота растений колеблется от 150 до 200 см, количество междоузлиев – от 28 до 57, отмечено наибольшее число боковых побегов – от 22 до 58 на растение при длине их 87-180 см в зависимости от расположения на осевом побеге. Наибольшей длины достигают боковые побеги, идущие из пазух листьев в основании осевого побега, и придающие растению форму куста. Число листьев на растении варьирует в зависимости от сорта от 175 до 514, длина листовой пластинки в среднем ярусе составляет 21.1-24.0 см, ширина – 13.8-14.9 см, а длина черешков – 4.1-6.0 см. В условиях Республики Коми клубни в большинстве случаев мелкие, массой до 10-20, редко до 30 г.

Надземные органы холодостойки. Осенью листья повреждаются при -2…-5о С, а стебли выдерживают -7…-12о С. Клубни обладают морозо- и зимостойкостью, переносят -10о С в течение 30 суток. Их удивительной способностью является то, что они могут неоднократно замерзать, оттаивать и при этом не теряя жизнеспособности. Невыкопанные клубни сохраняют жизненность при снежном покрове 0,2-1,0 м, даже когда температура воздуха опускается до -34…-54о С, а почва промерзает. Листостебельные вегетативные органы и корни ежегодно отмирают, а клубни, перезимовывая в земле, сохраняются articles.agronationale.ru и если их не убрать из почвы, то весной дадут всходы. Возделывание топинамбура возможно в монокультуре. Урожаи зеленой массы и клубней получают при надлежащей агротехнике на внесевооборотных плантациях в течение 15 лет, а в севообороте – 2-4 года. Однако гарантировано высокие урожаи можно достичь при однолетнем возделывании (подзимней или ранневесенней посадке). Практикой подтверждено, что топинамбур дает урожай в любой даже неблагоприятный по климатическим условиям год, чем и заслужил репутацию страхующей культуры.
Топинамбур хорошо реагирует на улучшение условий питания. Удобрения и орошение значительно увеличивают продуктность. Орошаемые территории предохраняют от подъема грунтовых вод и засоления. Требователен к влаге и более устойчив к избыточному увлажнению, чем к его недостатку. Переносит засушливые периоды, так как имеет мощную корневую систему, способную развивать сосущую силу до 24 атмосфер. Растение может использовать промышленные, хозяйственно-бытовые сточные канализационные воды городов и животноводческих ферм. Благодаря корням с высокой усваивающей способностью (черпает articles.agronationale.ru питание, разлагая труднорастворимые силикаты) дает урожай на различных почвах, за исключением сильно кислых и заболоченных. Растет на солонцах и засоленных почвах. Было бы ошибочно полагать, что топинамбур совсем не требователен к почве. Он может давать обильные урожаи на богатых питательными веществами или на хорошо удобренных почвах, чем на бедных. Культура лучше произрастает на рыхлых черноземах, плодородных опесчаненных суглинках, легких суглинках и на хорошо дренированных пойменных и аллювиальных почвах. Его не следует выращивать на явно тяжелых почвах.