Министерство сельского хозяйства
Российской Федерации
Российский государственный
аграрный университет – МСХА
имени К.А. Тимирязева
Кафедра растениеводства и
луговых экосистем
РЕФЕРАТ
по дисциплине «Производство продукции
растениеводства»
на тему: Проблема производства
растительного белка и роль бобовых культур
в ее решении.
Исполнитель: студент 202 группы
2 курса технологического факультета
Направление «Технология производства
и
переработки с.-х. продукции»(бакалавриат)
Замеженин А.С.
«24» апреля 2014 г.
Работу проверил:
____________________________________
Оценка:
Москва – 2014
Оглавление
Введение
Обеспечение населения
продуктами питания с каждым годом становится
всё более глобальной проблемой, и всё
больше возрастают требования к удовлетворению
человечества высокобелковыми продуктами.
В пище человека белок является важнейшим
компонентом. Его недостаток вызывает
функциональные и физиологические расстройства
организма: задержку в росте и развитии,
быструю физическую и умственную утомляемость.
По данным ФАО норма его потребления на
душу населения должна составлять 12% калорийности
суточного рациона человека, или 90-100 г.
Однако, на сегодняшний день, потребность
населения в белке удовлетворяется в среднем
по России только на 60%. При этом в
современных условиях нам более рационально
покрывать эту недостачу в белке за счёт
растительного белка, который обходится
обществу в 50 раз дешевле, чем животный.
Проблема производства
растительного белка
Дефицит белка — проблема международная.
Ведущие эксперты мира еще в 70-е годы на
заседании ФАО среди 10 главных глобальных
задач, которые необходимо решить для
дальнейшего развития земной цивилизации,
проблему дефицита пищевого белка поставили
на второе место после войны
В связи с ростом населения
и увеличением потребности в белке в мировом
земледелии наметилась устойчивая тенденция
к наращиванию производства белковых
источников. Формирование мировых ресурсов
белка, в первую очередь, зависит от запасов
растительного протеина, который служит
первичным и главным источником всех его
категорий, используемых для пищевых и
кормовых целей. Известно, что только растительные
организмы наделены замечательными свойствами
фотосинтеза и биологической фиксации
азота, обеспечивающими синтез белка из
углеводов, воды и неорганических форм
азота. Белки имеют универсальное значение
и составляют основу практически всех
процессов органического мира. Они активно
участвуют во всех происходящих в клетке
и организме превращениях, и в силу этого
назначение генетического аппарата живого
организма сведено, в первую очередь, к
синтезу белков.
Белки — это уникальный класс органических
соединений, молекулы которых обладают
способностью к взаимному превращению
всех видов энергии: световой, химической,
механической, электрической и трансформации
их в тепловую энергию. Из общих мировых
белковых ресурсов конца XX в. в разных
регионах человечество получает на пищевые
цели 68—70 % белка растительного
и только 30—32 % животного происхождения.
В кормовом балансе растительный белок
составляет 95 %, животный
5%.
Роль зернобобовых
в производстве растительного белка
В решении проблемы растительного белка
решающая роль принадлежит зерновым бобовым
культурам, которые относятся к числу наиболее древних на Земле растений. Многие виды зернобобовых
(соя, фасоль, горох, чечевица, кормовые
бобы, вигна, голубиный горох, долихос
и др.) и в настоящее время не утратили
значения продовольственных культур.
Из зерновых бобовых культур человек получает 20% протеина, и в рационе половины населения
многих развивающихся стран белок этих
культур является основным. Зерновые бобовые
культуры характеризуются высоким содержанием
белка не только в семенах, но и в вегетативных
органах. Белки их обладают высокой растворимостью
и поэтому хорошо перевариваются и усваиваются,
они более полноценны по аминокислотному
составу. Содержание наиболее важных незаменимых
аминокислот (лизина, лейцина, изолейцина,
метионина, триптофана, валина) у зернобобовых
в 2-4 раза выше, чем у злаковых
культур.
Семена зернобобовых культур – высокопитательный
и концентрированный корм для сельскохозяйственных животных.
В решении проблемы растительного
белка решающая роль принадлежит бобовым
культурам. Зерновые бобовые культуры
не только обладают высокой кормовой ценностью,
но и улучшают использование животными
кормов других низкобелковых культур.
Из выше сказанного ясно следует,
что проблема растительного белка в нашем
обществе весьма актуальна и требует своего
решения. В её решении ведущая роль принадлежит
бобовым культурам, которые формируют
белок за счёт деятельности клубеньковых
бактерий, а последние для синтеза белка
используют бесплатный азот воздуха. В
питании человека конечно растительный
белок должен обеспечиваться зерном бобовых
культур, которое содержит от 21 до 40% белка, а также до
50% углеводов и до 18% жира.
Кроме того, что бобовые культуры
обеспечивают организм человека и животного
белками, они ещё являются и поставщиками
энергии и источником незаменимых жирных
кислот. Кроме этого в зерне этих растений
содержатся витамины, минеральные вещества,
которые в значительной степени повышают
питательную ценность зернобобовых культур.
Главное их преимущество в том, что белок
зернобобовых культур содержит все незаменимые
аминокислоты. Усвояемость этого белка
выше и он, как показывают простейшие расчеты,
обходится человечеству в 50 раз дешевле животного.
В мировом земледелии посевные
площади зерновых бобовых культур составляют
около 135 млн. га или 14 % посева зерновых
хлебов.
В настоящее время в производстве появились
сорта интенсивного типа сои, фасоли, гороха и др. Эти сорта
имеют низкую форму растений, устойчивы
к полеганию, приспособлены к механизированной
уборке. В последние годы внимание к зерновым
бобовым культурам усилилось в связи с необходимостью ликвидации
белковой недостаточности в питании и
кормлении сельскохозяйственных животных.
Проблема растительного белка превратилась
в жизненно важную, а белок приобретает
значение стратегического сырья.
Роль сои в решение
белковой проблемы
Учитывая важность проблемы
увеличения производства растительного
белка как для использования в пищу, так
и для кормления животных, сейчас над ее
решением сосредоточены усилия крупнейших
мировых научных центров, ведущих ученых,
государственных деятелей и парламентов
разных стран. Проблема дефицита белка
в Российской Федерации становится все
более актуальной и требует принятия экстренных
мер для ее решения. Сокращение производства
и переработки высокобелковых масличных
культур создало большие трудности в снабжении
населения растительным маслом и обеспечении
пищевой промышленности сырьем для выработки
белковых продуктов питания и производства
сбалансированных кормов для животноводства.
Снижение поголовья животных почти вдвое
за последнее десятилетие привело к резкому
уменьшению производства и потребления
животноводческой продукции в рационе
питания. Так, при физиологической норме
потребления белка 20 кг/год (сухого), в
том числе по видам: мяса — 78 кг, молока
— 370 л, рыбы — 20 кг и яиц — 275 шт., фактически,
по экспериментальным оценкам, в России
производится 35—40 % их потребности и столько
же импортируется. На проходившем в 1997
г. в Москве Международном конгрессе «Политика
в области здорового питания России» отмечалось,
что дефицит потребления населением нашей
страны белка в 1996—1997 гг. превысил 25 % от
рекомендуемой нормы и составил приблизительно
1 млн т. В сложившейся ситуации есть несколько
путей решения данной проблемы. Первый
— увеличение импорта растительного масла
и высокобелковых продуктов питания. Второй
— наращивание производства животноводческой
продукции за счет восстановления поголовья
животных и повышения их продуктивности,
что наиболее желательно, но требует длительного
периода времени.
Есть еще один путь, наиболее реальный
и быстрый, — это увеличение производства
такой ценной масличной и высокобелковой
культуры, как соя. Многие страны
полностью решили эту проблему, в основном
за счет резкого увеличения ее производства.
Ценность сои, как самой распространенной
в мире зернобобовой и масличной культуры,
заключается в уникальном химическом
составе ее зерна. Большой практический
интерес к сое вызван тем, что в ее семенах
содержится до 50 % белка и 20—22 % растительного
масла. Наличие этих ценных компонентов
делает сою одной из самых перспективных
культур в решении проблемы дефицита белка
в питании людей, кормопроизводстве и
обеспечении сырьем отраслей промышленности.
Ни одно из растений на Земле не может
за столь короткий период вегетации синтезировать
столько высококачественного белка и
масла. Белок по своему составу близок
к белку животного происхождения. Особенно
богат он незаменимыми аминокислотами:
лизином, метионином, триптофаном (табл.
1). При этом соевый белок почти в 2 раза
дешевле пшеничного, в 7 — ржаного, в 14
— молочного и более чем в 21 раз — мясного.
Наряду с проблемой белка, в
мире существует проблема производства
растительного масла. В общемировом производстве
растительных масел соевому принадлежит
первое место (около 30 %), а подсолнечному,
основному в России, только четвертое
(10—15 %).
Из зерна сои производят более
400 видов изделий, ее белок и масло используют
более чем в 1000 пищевых продуктах. Высокая
оценка лечебным, профилактическим и питательным
свойствам соевого белка дается в заключении
Института питания РАМН № 72-682/12 от 18.05.95.
Известно, что из-за низкого
содержания переваримого протеина в заготовляемых
кормах перерасход их на производство
животноводческой продукции достигает
ежегодно 45 %. Во многих странах проблема
белка в животноводстве успешно решается,
в первую очередь, за счет сои.
Тонна семян сои может сбалансировать
по белку и содержанию аминокислот 10 тон
комбикорма. При совместных посевах кукурузы
и сои урожай зеленой массы несколько
уступает одновидовому посеву кукурузы,
но содержание переваримого протеина
на одну кормовую единицу возрастает до
90—120 г вместо 60—75 г в зеленой массе чистой
кукурузы.
Мировой опыт ведения животноводства
показывает, что соя является основным
белковым компонентом в комбикормах для
всех видов скота и птицы. За последние
10 лет структура кормов, используемых
в странах с интенсивным животноводством,
существенно изменилась. Редкими стали
рыбная мука и дрожжи, вместо этого с успехом
используются продукты переработки сои
и синтетический метионин. Высокое кормовое
достоинство имеет соевая солома, содержащая
до 4,5 % белка, что в три раза больше, чем
в соломе пшеницы.
Применение зернобобовых
По применению зернобобовые
делят на следующие группы:
1. Пищевые: фасоль и чечевица используются
только в питании людей.
2. Кормовые: чину, нут, кормовые бобы, люпин
белый и жёлтый применяют главным образом
в комбикормовой промышленности, хотя
зерно нута в некоторых странах употребляют
в пищу.
3. Технические и универсальные: соя длительное время использовалась
как техническая культура (для получения
масла). В настоящее время она широко применяется
как пищевая и кормовая культура. Надо
отметить, что по аминокислотному составу
белок сои является наиболее ценным. Горох
также универсален, он широко применяется
как пищевая и кормовая культура.
Семена зерновых бобовых культур
используют для приготовления круп, муки,
кондитерских изделий, консервов, пищевых
и кормовых концентратов. Из недозрелых
семян и плодов многих бобовых изготавливают
овощные консервы. Масло из семян сои имеет
как пищевое, так и техническое значение,
а фермент уреазу (из белка фасоли) применяют
в медицине. Семена сои и чины служат сырьём
для получения казеина, клея, пластмасс.
Преимущество зернобобовых
растений в том, что они не только не истощают
почву азотом, а благодаря деятельности азотфиксирующих бактерий обогащают
её этим элементом питания. Поэтому они
являются хорошими предшественниками
для других культур в севооборотах.
Ботаническое
описание зерновых бобовых культур
Корневая система зерновых бобовых стержневая.
Главный корень проникает на глубину до
1 – 2 м. Многочисленные боковые корешки
второго, третьего и последующих порядков
в основном находятся в пахотном слое
почвы. 70-95 % корней находятся в пахотном
слое почвы. Для нормального развития
корневой системы оптимальная плотность
почвы должна быт в пределах от 1,0 до 1,3
г/см3 .Такие требования зернобобовых к
объёмной массе почвы обусловлены необходимостью
повышенной аэрации, т. к. для биологической
фиксации 1 мл азота воздуха в энергетических
центрах клубеньков расходуется 3 мл кислорода,
поступающего через поверхность клубеньков
и доставляемого в энергетические центры
легемоглобином. На связанных почвах с
повышенной плотностью симбиотическая
система испытывает кислородное голодание
и активность биологической азотофиксации
снижается.
Стебель у зернобобовых культур
имеет различное строение. У гороха, вики,
чечевицы, чины и некоторых форм фасоли
стебли полегающие. На верхушках листьев
у них имеются усики, с помощью которых
растения цепляются друг за друга. До полного
налива стебли поддерживаются в вертикальном
положении, к созреванию или полегают.
У сои, люпина, бобов, нута, кустовых форм
фасоли стебли прочные и сохраняют вертикальное
положение течение всей вегетации.
Листья зернобобовых культур
по своему строению делятся на три группы.
Перистые листья имеют горох, чечевица,
чина, нут, бобы. Тройчатые листья у сои
и фасоли. Люпины имеют пальчатые листья.
Эти группы растений
отличаются по характеру начального роста,
и поэтому имеют особенности агротехники.
Растения с перистыми листьями прорастают
за счет эпикотиля и не выносят семядоли
на поверхность. Заделка семян при их посеве
более глубокая. До и после появления всходов
целесообразно проводить боронование.
Растения с тройчатыми
и пальчатыми листьями вначале растут
благодаря растяжению подсемядольного
колена (гипокотиля). Они выносят семядоли
на поверхность почвы и требуют более
мелкой заделки семян, их нельзя бороновать
до всходов.
Цветки неправильной формы,
околоцветник двойной. Венчик состоит
из лепестков разной величины и формы
(лодочка, парус, и крылья). Цветок имеет
10 тычинок и пестик с одногнёздной завязью
и несколькими семяпочками. Венчик имеет
окраску то белой до ярко-красной и фиолетовой.
У большинства зерновых
бобовых культур цветки собраны в соцветия
на верхушке главного стебля и боковых
побегов.