ФГОУ ВПО «Орловский государственный аграрный Университет», (г. Орел)

Эта статья опубликована сборнике научных трудов "Проблемы и перспективы современной науки" с материалами Четвертой Международной Телеконференции "Фундаментальные науки и практика" - Том 3 - №1. - Томск - 2011.

 
В курсе изучения органической химии предусмотрено проведение лабораторного практикума. Выполнение лабораторных работ направлено на обобщение, систематизацию, закрепление теоретических знаний по конкретным темам, а также формирование умений применять полученные знания на практике, развитие интеллектуальных умений у будущих специалистов, выработку профессионально значимых качеств: самостоятельность, ответственность, точность, творческая инициатива. Целью лабораторных работ является подтверждение теоретических положений, формирование практических умений и навыков обращения с приборами, установками, лабораторным оборудованием, которые могут составлять часть профессиональной практической подготовки, а также формирование исследовательских умений: наблюдать, сравнивать, анализировать, устанавливать зависимость, делать обобщения и выводы, оформлять результаты.
Для активизации познавательной деятельности студентов в учебном процессе часть лабораторных занятий проводим в форме учебно-исследовательских работ. Это позволяет усилить мотивацию обучения будущей профессии. Для студентов специальности «Агрономия» и «Агроэкология» при изучении дисциплины органическая химия проводим учебно-исследовательское занятие «Фенольные соединения в системе почва - медоносные растения - мед».
Исследовательская деятельность подразделяется на теоретическую и экспериментальную. В первом случае студенты работают с научной литературой, следующим этапом проводят эксперимент.

 

Учебно-исследовательская работа студентов проводится по плану:
1.    Выбор темы, цели и объекта исследования.
2.    Теоретическая часть работы (анализ литературных источников).
3.    Исследовательская часть (подбор методики, взятие образцов, проведение анализа).
4.    Подведение итогов (обсуждение результатов, написание отчета).

 

Целью данной работы является выявление зависимости содержания фенольных соединений в продуктах пчеловодства от их количества в почве и медоносных растениях.
Объектом исследования служила серая лесная почва, цветы гречихи, гречишный мед, взятые из одного района Орловской области.
Используя научную литературу студенты готовят теоретическую часть данной работы.
Одними из наиболее распространенных в тканях высших растений вторичных метаболитов являются фенольные соединения. Они участвуют в основных процессах жизнедеятельности растительных клеток: фотосинтезе, дыхании, а также защите от действия стрессовых факторов биотического и абиотического происхождения. Частично они представляют продукты метаболизма живого населения почвы. Фенольные соединения играют важную роль в явлениях выветривания минералов, в почвообразовании, геохимии ряда элементов. Большая часть фенольных соединений в почве присутствует в связанном состоянии, входя в качестве структурных единиц в молекулы гумусовых веществ. Почва – это среда постоянно идущих процессов синтеза и распада органического вещества, круговорота элементов зольной и азотной пищи в системе “почва – растение”. Оба процесса неразрывно связаны. Один – распад – большой геологический круговорот, который выносит питательные элементы, вымывает и обедняет почву, т.е. уменьшает почвенное плодородие. Другой – малый биологический круговорот питательных веществ. Благодаря этому, в почве постоянно концентрируются элементы питания растений и поддерживается плодородие, или производительная способность почвы.   Для нормального развития растений необходимо, чтобы в почвах имели место следующие условия:

1.    обеспеченность элементами питания в усвояемой форме;
2.    обеспеченность водой в доступной для растений форме;
3.    обеспеченность кислородом в количестве, необходимом для жизнедеятельности растений;
4.    благоприятная структура почвенной массы, обеспечивающая оптимальный водно-воздушный режим и хорошую проницаемость корней, что позволяет растениям извлекать в достаточном количестве питательные вещества и влагу;
5.    отсутствие соединений, вредных для растений.
 

Благодаря высокой биологической активности полифенолы находят широкое практическое применение в медицине и фармакологии в качестве веществ, обладающих капилляроукрепляющим, нейрорегуляторным, биостатическим, иммуномодулирующим действием. Одним из культурных растений богатым полифенольными соединениями является гречиха посевная (Fagopyrum esculentum Moench).

Гречиха (Fagopyrum) род однолетних, реже многолетних травянистых растений семейства гречишных. Это однолетнее прямостоячее растение от 15 до 60 см в высоту. На стебле, который вначале бывает зеленым, но вскоре становится красным, располагаются на коротких черешках сердцевидные листья, равные в длину ширине или чуть длиннее. Из пазух листьев торчат клубкообразные соцветия со многими красными (иногда белыми) цветками. Цветки обоеполые, диморфные, гетеростильные (с короткими столбиками, длинными тычинками и с длинными столбиками, короткими тычинками). Околоцветник 5-раздельный; 8 тычинок, чередующихся с нектарниками, пестик с 3 столбиками и 3-гранной завязью.  Плоды с острыми гранями, в созревшем состоянии коричневые. Цветет с июня по сентябрь.
Гречиха содержит 2% клетчатки, 3 % жира, 10% белка, 82 % крахмала, а также соли железа, калия и фосфора. В ее состав входят органические кислоты — лимонная, малеиновая, щавелевая, а также витамины В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), РР (никотиновая кислота) и Р (рутин). Белок гречихи по питательности полноценнее белка зерновых злаковых культур и приближается по своим свойствам к белку бобовых.
Гречиха — медонос.  Кормовая база пчеловодства и производство мёда напрямую зависит от состояния гречихосеяния. В благоприятные годы с 1 гектара посевов получают до 80 кг мёда. Как перекрёстно опыляемое, в основном энтомофильное растение (опыляемое насекомыми), гречиха требует на 1 га не менее 2—3 пчёлосемей, которые к тому же обеспечивают до 70 % производства семян.
Гречишный мёд имеет цвет от тёмно-желтого с красноватым оттенком до тёмно-коричневого, кристаллизуется в кашицеобразную массу. Обладает специфическим приятным вкусом и весьма сильным ароматом. По сравнению с другими сортами содержит большое количество макро- и микроэлементов. Применяется при желчно- и почечно-каменных заболеваниях, при малокровии, авитаминозе, заболеваниях печени, для укрепления сердечной мышцы, помогает при ревматизме, скарлатине и кори, при различных заболеваниях крови, в том числе при анемии, при заболеваниях нервной системы, как общеукрепляющее средство. Он прекрасный антисептик, при местном применении эффективно лечит гнойные раны, фурункулёз и другие кожные заболевания.
Ежедневное употребление мёда (в среднем 100-150 г для взрослого, 30 г для детей в сутки) благотворно влияет на иммунитет, повышает выносливость организма, увеличивает продолжительность жизни. Мёд усваивается на 98%, его употребление не вызывает появление избыточного веса, раздражение пищеварительного тракта, быстро восстанавливает энергетические потери, обладает желчегонным и успокаивающим действием, усиливает кровообращение, предупреждает появление отёков. Однако для достижения желаемого результата очень важно знать, какой мёд употреблять (всего насчитывается более 60 видов), так как свойства этого продукта зависят от сырья, с которого взят нектар.
На третьем этапе работы студенты экспериментальным путем определяют содержание фенольных соединений в почве, растении, меде.
Результаты исследования студенты записываются в виде таблицы:

 

На завершающем этапе студенты делают выводы о зависимости содержания фенолов в системе «почва – растение – мед», составляют отчет.
При выполнении работы укрепляются вертикальные и горизонтальные межпредметные связи с ботаникой, биохимией и физиологией растений.
Исследовательская работа на занятиях активизирует познавательную деятельность студентов, повышает мотивацию  обучения, и является первым шагом в научной работе молодого специалиста.