过去两个夏天,车里雅宾斯克地区的气候发生了巨大变化——气温变化和大雨给粮田所有者造成了损失。南乌拉尔国立大学的研究人员与车里雅宾斯克地区农业部合作,正在寻找降低粮食损失风险的方法。这项工作是在国家项目“科学与大学”的框架内开展的。
研究地球气候条件的世界科学界已经开始发出警报——全球变暖正在覆盖越来越大的地区,并向北部地区移动。这意味着这些地区植被的正常条件正在受到破坏:由于高湿度,特征性的附生微生物群落(自然界、土壤、植物中的微生物群落)在数量和质量上发生了变化。因此,存在食物损失的风险,如果微生物群落的次生代谢产物保留在加工产品中,则对人体健康构成危险。
2023年收割季期间的极端气候条件伴随着强降雨,农民们还没有忘记,当时植物的生理学发生了变化:小麦开始在穗中发芽。事实是,当谷物在根部发芽时,由于土壤过度湿润,谷物中形成了有利的营养条件,以激活有毒霉菌;霉菌毒素的数量增加,这些毒素会在消费者体内积聚并对其状况产生负面影响。
如果几乎不可能影响气候,那么就必须找到方法使原材料达到适当的质量——首先,要确保它们的安全。为了在这件事上获得帮助,车里雅宾斯克州农业部向在这方面有经验的 SUSU 研究人员求助。
值得注意的是,在农业部的支持下,该大学食品与生物技术系的科学家获得了俄罗斯科学基金会的资助,名为“基于非热效应的降低粮食损失风险的方法,以确保极端气候变化条件下区域粮食系统的可持续性”,该研究将在三年的研究中帮助找到“拯救”面包未来的新方法。
“我们的团队计划在新兴风险的分子建模层面进行研究,研究结果将于明年公布,”南乌拉尔国立大学高等医学与生物学院院长伊琳娜·波托罗科解释说:“根据资助条款分配的所有资金已根据任务计划在明年分配。由于自然界是不稳定的,我们还必须评估影响植物转变的气候变化动态;这项研究目前由我们系的研究人员进行。为了扩大研究能力,将购买可用于识别谷物作物中霉菌的设备,而其他设备将使我们能够在细胞水平上跟踪每粒谷物内部的变化。”
在一年的时间里,科学家在最佳水分水平下监测了原材料中毒性风险的动态。谷物团内部内容的任何变化,包括其微生物群落,都被考虑在内;第一批观察结果将于12月公布。科学家目前的计划包括研究 2024 年收获的谷物批次样本,并进行比较分析以确定样本中毒物存在的动态,以及测试新的谷物消毒方法。
目前,该大学的开发人员正在测试一种使用非热效应(混合处理:冷等离子体和超声波)在低电离气体和空化场中对发芽谷物进行霉菌毒素消毒的方法,这有助于灭活谷物中的毒物并在固定的时间内激活谷物发芽的生理学时间。
“在第一年的工作中,通过长期试验,我们建立了一种用冷等离子体处理受损谷物的合理模式,”伊琳娜·波托罗科说:“然而,我们意识到有必要缩短这种处理的持续时间,建立可接受的参数,以便在不破坏谷物结构和保留其天然益处的情况下对谷物进行温和消毒。这项工作的复杂性是由于霉菌毒素及其复合物的新形式不断增加,为了阻止每一种毒素,必须选择具有一定强度的单独处理方案。”
车里雅宾斯克的科学家目前正在寻找更简单、更快捷的方法,让工业家安全有效地加工谷物原料。在三年的资助期内,他们打算将基础科学知识与他们未来的“产品”结合起来,这将成为该地区农业工业综合体的一项实用建议。