eng
Выпуск #5/2020
В.Н.Зеленков, В.В.Латушкин, В.В.Потапов, М.И.Иванова, Б.И.Сандухадзе, П.А.Верник
Влияние гидротермального нанокремнезема на проращивание семян пшеницы в темновом режиме как один из методических аспектов биотехнологии получения функциональных продуктов на основе микрозелени
Влияние гидротермального нанокремнезема на проращивание семян пшеницы в темновом режиме как один из методических аспектов биотехнологии получения функциональных продуктов на основе микрозелени
Просмотры: 1917
10.22184/1993-8578.2020.13.5.284.297
Исследование посвящено изучению некоторых нанотехнологических аспектов применения гидротермального нанокремнезема для получения нового функционального продукта питания – микрозелени растений (на примере озимой пшеницы). В методическом плане поднимается вопрос об использовании этапа получения пророщенных семян выращивания микрозелени с помощью нанобиотехнологий в темновом варианте без дополнительного искусственного освещения. Обработка семян гидротермальным нанокремнеземом в концентрациях 0,1 и 0,01% способствовала увеличению всхожести семян на 5–6%, средней высоты ростков (микрозелени) на 11,3–11,9%, биомассы растений на 11,0% (0,1%-ный раствор) и 17,6% (0,01%). Более низкие концентрации (0,001 и 0,0001%) мало влияли на изменение посевных свойств семян и рост сеянцев, высокие (1%) оказывали отрицательное воздействие (всхожесть снижалась на 4%, а высота ростков на 14%). Показано, что для повышения всхожести семян на первых этапах при выращивании микрозелени озимой пшеницы в темновом режиме без дополнительного подсвечивания перспективно использование гидротермального нанокремнезема для обработки семян в концентрации 0,01%, а также 0,1%. Обработка нанокремнеземом с разными концентрациями приводит к возрастанию накопления кремния в ростках в 1,5–2 раза по сравнению с контролем. Содержание фосфора, серы, магния, натрия в ростках оставалось относительно стабильным. Содержание кальция возрастало в варианте использования кремнезема 0,01% концентрации, калия – в варианте 0,0001%. Отмечено повышение содержания цинка и меди при обработке семян пшеницы водными золями нанокремнезема в варианте 0,001%.
Исследование посвящено изучению некоторых нанотехнологических аспектов применения гидротермального нанокремнезема для получения нового функционального продукта питания – микрозелени растений (на примере озимой пшеницы). В методическом плане поднимается вопрос об использовании этапа получения пророщенных семян выращивания микрозелени с помощью нанобиотехнологий в темновом варианте без дополнительного искусственного освещения. Обработка семян гидротермальным нанокремнеземом в концентрациях 0,1 и 0,01% способствовала увеличению всхожести семян на 5–6%, средней высоты ростков (микрозелени) на 11,3–11,9%, биомассы растений на 11,0% (0,1%-ный раствор) и 17,6% (0,01%). Более низкие концентрации (0,001 и 0,0001%) мало влияли на изменение посевных свойств семян и рост сеянцев, высокие (1%) оказывали отрицательное воздействие (всхожесть снижалась на 4%, а высота ростков на 14%). Показано, что для повышения всхожести семян на первых этапах при выращивании микрозелени озимой пшеницы в темновом режиме без дополнительного подсвечивания перспективно использование гидротермального нанокремнезема для обработки семян в концентрации 0,01%, а также 0,1%. Обработка нанокремнеземом с разными концентрациями приводит к возрастанию накопления кремния в ростках в 1,5–2 раза по сравнению с контролем. Содержание фосфора, серы, магния, натрия в ростках оставалось относительно стабильным. Содержание кальция возрастало в варианте использования кремнезема 0,01% концентрации, калия – в варианте 0,0001%. Отмечено повышение содержания цинка и меди при обработке семян пшеницы водными золями нанокремнезема в варианте 0,001%.
ВЛИЯНИЕ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО НАНОКРЕМНЕЗЕМА НА ПРОРАЩИВАНИЕ СЕМЯН ПШЕНИЦЫ В ТЕМНОВОМ РЕЖИМЕ КАК ОДИН ИЗ МЕТОДИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ БИОТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ МИКРОЗЕЛЕНИ
INFLUENCE OF HYDROTHERMAL NANOSILICA ON GERMINATION OF WHEAT SEEDS IN THE DARK MODE AS ONE OF THE METHODOLOGICAL ASPECTS OF BIOTECHNOLOGY FOR OBTAINING FUNCTIONAL PRODUCTS BASED ON MICROGREENS
В.Н.Зеленков1, 2, 3, д.с.-х.н., проф., гл. науч. сотр., (ORCID: 0000-0001-5481-2723), В.В.Латушкин1, к.с.-х.н., вед. науч. сотр., (ORCID: 0000-0003-1406-8965), В.В.Потапов4, д.т.н., проф., гл. науч. сотр., (ORCID: 0000-0001-6959-3324), М.И.Иванова3, д.с.-х.н., проф. РАН, гл. науч. сотр., (ORCID: 0000-0001-7326-2157), Б.И.Сандухадзе5, д.с.-х.н., акад. РАН, проф., гл. науч. сотр., (ORCID: 0000-0003-1406-8965), П.А.Верник1, директор института (ORCID: 0000-0001-5850-7654) / zelenkov-raen@mail.ru
V.N.Zelenkov1, 2, 3, Doct. of Sc. (Agriculture),Prof., Senior Researcher, B.I.Sanduhadze4, Doct. of Sc. (Agriculture), Academician of RAS, Senior Researcher, V.V.Latushkin1, Cand. of Sc. (Agriculture), Leading Researcher, V.V.Potapov4, Doct. of Sc.(Technical), Prof., Chief Researcher, M.I.Ivanova3, Doct. of Sc. (Agriculture), Prof., Senior Researcher, B.I.Sanduhadze5, Doct. of Sc. (Agriculture), Academician of RAS, Prof., Senior Researcher, P.A.Vernik1, Institute Director
10.22184/1993-8578.2020.13.5.284.297
Получено: 6.08.2020 г.
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы расширяются виды продукции для использования в пищу человека. Потребители ищут новые продукты здорового питания в сочетании с изысканным вкусом [1–2]. Микрозелень и пророщенные семена – новый класс функциональных продуктов, современный суперпродукт, представляет собой молодые ростки овощей и трав, молодую и нежную листовую зелень [3, 4]. Одним из самых простых и быстрых способов производить биологически ценные продукты для использования в пище является проращивание семян [5]. Пророщенные семена обладают колоссальной питательной ценностью и содержат высокую концентрацию витаминов, минералов, белков, ферментов и антиоксидантов [6–8].
Также проростки содержат сульфорафан, изотиоцианаты, глюкозинолаты, ферменты, антиоксиданты, витамины, которые эффективны в профилактике рака, или в терапии против рака [9–11]. Состав семян существенно изменяется во время прорастания [12].
Питательные вещества расщепляются на более простые и легкоусваиваемые формы, биологическая ценность белков повышается, активность ингибиторов ферментов снижается, в результате чего повышается усвояемость пищи организмом. В целом содержание фитохимических соединений в проростках выше, чем в растениях в состоянии технической спелости. Содержание белка, витаминов, ферментов, минеральных веществ и микроэлементов увеличивается от 300 до 1200% [13]. Наиболее популярными являются проростки люцерны, брокколи, гречихи, клевера, маша, горчицы, редиса, капусты краснокочанной, сои и др. [14]. В Японии проростки, выращенные на свету, потребляют в сыром виде, в темноте – подвергают термообработке.
Пророщенное зерно (семена) может использоваться не только в пищу для человека, но и в качестве корма для животных. Гидропоника позволяет круглогодично получать в короткие сроки качественную продукцию для обогащения рационов с.х. животных [15–18]. Первые несколько дней прорастания (до наступления фотосинтеза) происходит изменение биохимического состава, прежде всего потеря сухого вещества исходного зерна и биотрансформация белков, жиров и углеводов. Фотосинтез начинается примерно на пятый день, когда активизируются хлоропласты и наступает период накопления сухого вещества в зеленой массе.
Другой вид функциональных продуктов, микрозелень, также приобретает все большую популярность в качестве нового кулинарного ингредиента, который обеспечивает интенсивный вкус, яркие цвета и свежую текстуру при добавлении в салаты и другие пищевые продукты [19–21]. Микрозелень предложена в качестве идеальной пищи для людей на растительной диете, таких как веганы или вегетарианцы, и даже для членов космического экипажа из-за их ограниченного доступа к разнообразной еде [22].
Урожай микрозелени собирают на первой истинной стадии роста листьев в возрасте 7–21 суток при высоте растений 5–10 см в высоту, когда полностью сформированы семядольные листочки с первым настоящим листом [23–25]. Функциональность микрозелени объясняется высоким содержанием витаминов и минералов, а также других биологически активных соединений. Сообщалось, что многие виды микрозелени более насыщены микроэлементами, чем полновозрастные растения. Так, уровень накопления витаминов и минералов может превышать зрелые овощи более чем в 40 раз [23, 25]. Из витаминов или их предшественников в метаболическом цикле в микрозелени содержатся каротиноиды, аскорбиновая кислота, токоферолы и токотриенолы, филлохинон и фолат и др. [26–31].
Другие фитохимические вещества с высоким содержанием в микрозелени включают хлорофилл, фенольные соединения, антоцианы и глюкозинолаты [26, 31, 32]. Другой важный аспект заключается в высокой антиоксидантной активности микрозелени [32]. В овощах содержится целый ряд веществ-антиоксидантов, и достаточно трудно оценить вклад каждого компонента. Поэтому измерение общей антиоксидантной способности (совокупная способность пищевых компонентов поглощать свободные радикалы) является эффективным способом оценки потенциальной пользы различных овощей в профилактике или лечении хронических заболеваний [33].
Основные факторы производства микрозелени, температура и влажность, как правило, легко управляются в контролируемых средах по сравнению с открытым грунтом [34]. На коммерческие цели микрозелень, как правило, выращивают в системах без почвы, в которых грунт заменяется подложкой, или в которых культивирование происходит в жидкой среде с питательным раствором [35]. Важно подчеркнуть, что для выращивания микрозелени необходимо наличие адекватного уровня светового излучения (при плотности потока фотонов ФАР не менее 100 мкмоль/м2 ∙ с) [36, 37]. В то же время проращивание семян возможно без света [35]. Экспериментальное изучение прорастания семян и роста растений в контролируемых условиях позволяет более точно оценить вклад разных факторов [38]. Одним из перспективных направлений улучшения прорастания семян в контролируемых средах является использование регуляторов роста растений, в частности, наноразмерных форм кремнезема [39]. К сожалению, объем исследований по данному направлению в настоящее время недостаточен.
Целью представленной работы являлась проверка методического подхода по использованию наночастиц гидротермального кремнезема в предпосевной обработке семян растений на примере пшеницы как фактора регулирования развития растений на стадии темнового проращивания семян для последующего использования в технологиях получения микрозелени.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Объект исследования: пшеница озимая Московская 56 селекции ФИЦ "Немчиновка" (Москва).
Проращивание семян проводили в темноте согласно ГОСТ 12038-84 с изменениями: вместо фильтровальной бумаги использовали подложку из минеральной ваты. Энергию прорастания определяли на третьи сутки после посева семян, всхожесть – на седьмые сутки. Использовали в каждом варианте опыта по 100 шт. семян пшеницы, повторность трехкратная. Масса 100 семян пшеницы Московская 56, использованных для посева, составляла 5,2 г. Полив проводили дистиллированной водой по мере подсыхания подложки. Температура 23–24 °С. Предпосевную обработку наночастицами гидротермального кремнезема проводили путем замачивания семян в течение двух часов в дистиллированной воде (контроль) и в водных золях гидротермального нанокремнезема (ГНК) разных концентраций. В работе использовали рабочий водный золь ГНК концентрации 1,0%, который готовили заранее разбавлением дистиллированной водой водного 37,5%-ного концентрата ГНК, полученного методами ультрафильтрации в ООО "Наносилика" (г. Петропавловск-Камчатский) из гидротермального теплоносителя скважины Мутновской ГеоЭС [40]. Перед началом экспериментов из рабочего золя ГНК готовили на дистиллированной воде золи ГНК концентраций 0,1, 0,01, 0,001 и 0,0001%. Определение содержания химических элементов в семенах проводили методом рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) на рентгеновском спектрометре S8 Tiger, Bruker (Германия). Порядок приготовления образцов растений к РФА следующий: измельчение в агатовой ступке; взятие навески – 0,5 г; прессование таблетки-излучателя из навески растения на подложке из борной кислоты.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Использованные в эксперименте для получения микрозелени семена озимой пшеницы обладали высокими посевными свойствами – энергия прорастания и всхожесть в контрольном варианте составили 88%. Тем не менее, обработка гидротермальным нанокремнеземом (ГНК) в концентрациях 0,1 и 0,01% способствовала увеличению всхожести на 5–6% (рис.1). Более низкие концентрации ГНК 0,001 и 0,0001 мало влияли на изменение посевных свойств семян. При высоких концентрациях нанокремнезема (порядка 1%, что выходит за пределы рекомендуемых для обработки сельскохозяйственных культур концентраций) всхожесть снижалась на 4%. Таким образом, для повышения всхожести семян при выращивании микрозелени озимой пшеницы перспективно использовать гидротермальный нанокремнезем в концентрациях 0,1 и 0,01%.
Дальнейшее проращивание семян в эксперименте показало, что происходит быстрый рост растений в период от трех до семи суток. На седьмые сутки проращивания средняя высота ростков пшеницы увеличилась на 11,9% по сравнению с контролем при концентрации ГНК 0,01%, и на 11,3%, а при концентрации ГНК 0,1% – на 10,6%, при концентрации ГНК 0,001% различия с контролем статистически достоверны (рис.2). Обработка ГНК в концентрации 0,0001% практически не влияет на высоту ростков (разница с контролем статистически недостоверна). 1,0%-ная концентрация ГНК приводит к ослаблению роста растений на 14%. Таким образом, по параметру увеличения высоты ростков при выращивании микрозелени озимой пшеницы необходимо использовать гидротермальный нанокремнезем в диапазоне концентраций 0,1–0,001%.
Измерение средней массы 100 ростков в конце периода проращивания (на седьмые сутки) показало (рис.3), что статистически достоверное повышение массы ростков наблюдалось в вариантах 0,1 и 0,01% на 11,0 и 17,6% соответственно. При обработке ГНК в других концентрациях, масса 100 ростков практически не отличалась от контроля. Таким образом, для интенсификации производства микрозелени пшеницы эффективна обработка ГНК в концентрациях 0,1 и 0,01%.
Таким образом, по всем изученным показателям (всхожесть семян, высота растений и биомасса 100 ростков) лучшим является вариант концентрации ГНК 0,01%, несколько уступает ему вариант 0,1%-ной концентрации. Обработка ГНК в концентрации 0,0001% практически не влияет на всхожесть и рост растений. При концентрации 0,001% рост растений озимой пшеницы активизируется, но в меньшей степени, чем при концентрациях 0,1–0,01%.
Обработка ГНК влияет не только на параметры роста озимой пшеницы, но также приводит к изменению химического состава. При оптимальной для прорастания семян концентрации ГНК (0,01%) в надземной массе отмечается также максимальное накопление сухих веществ (рис.4). Отметим, что в варианте 0,1%, также благоприятном для роста растений, повышения содержания сухих веществ по сравнению с контролем отсутствует. В то же время при обработке ГНК 0,0001% ростовые процессы не ускорялись, однако накопление сухих веществ усиливалось. Это еще раз говорит о необходимости учитывать не один, а комплекс параметров при оценке эффективности того или иного препарата, содержащего наночастицы, в частности, ГНК. Даже такая невысокая концентрация, не оказавшая видимого влияния на ростовые процессы, приводила к изменению химического состава.
Для оценки изменения элементного состава семян и ростков при обработке гидротермальным нанокремнеземом в разных концентрациях проведен комплекс исследований методом рентгенофлуоресцентного анализа. Обработка семян кремнийсодержащим препаратом (ГНК) проводилась путем 2-часового замачивания в растворе препарата соответствующей концентрации.
Обработка ГНК с разными концентрациями приводит к возрастанию концентрации кремния в ростках в 1,5–2 раза по сравнению с контролем (рис.5). Характерно, что посев семенами, обработанными 1,0% ГНК, не приводит к заметному повышению накопления элемента в проростках пшеницы, хотя в семенах после 2-часового замачивания в растворе ГНК данной концентрации отмечен практически 4-кратный рост содержания кремния. В вариантах 0,01…0,0001% ГНК самое высокое накопление Si в эксперименте. Содержание фосфора, серы, магния, натрия в ростках (надземной части растений) при обработке нанокремнеземом и в контроле оставалось относительно стабильным, не зависящим от обработки семян водными золями ГНК разных концентраций (рис.5). Содержание кальция возрастало в варианте использования 0,01% ГНК, калия – в варианте применения 0,0001% ГНК.
Из микроэлементов в наибольших количествах в ростках накапливаются цинк и марганец. Содержание цинка и меди повышается при обработке семян пшеницы водными золями ГНК в варианте концентрации 0,001% (рис.6).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Актуальность разработки продуктов функционального питания для человека ставит перед наукой вопросы разработки новых технологий их производства. Микрозелень – перспективный вид продукции аграрного сектора экономики, отличающийся не только высокой биологической ценностью, но и снижением технологических затрат на производство. Однако подходы к разработке современных технологий получения микрозелени существенно отличаются от традиционных, так как сбор урожая производится на самых ранних этапах онтогенеза и физиологические основы формирования продукции отличаются от взрослых растений. В этом аспекте перспективно использование нанобиотехнологий, в частности, применение наноразмерных форм кремния природного происхождения. В работе получены новые данные по оценке влияния гидротермального нанокремнезема на посевные свойства, продуктивность и химический состав растений озимой пшеницы на стадии микрозелени при проращивании в темновом режиме, что исключает затраты на искусственное освещение. При таких условиях не происходит активного фотосинтеза и накопления ассимилянтов, микрозелень формируется за счет метаболических изменений запасающих веществ семян. Использование гидротермального кремнезема влияет на уровень и направленность метаболизма растений, что приводит к изменению свойств растений. Можно предполагать, что механизмы воздействия нанокремнезема на растения будут различаться при выращивании на свету или в темновом режиме. Данный методический аспект в настоящее время мало разработан, но представляется существенным для получения функциональных продуктов на основе микрозелени.
Обработка гидротермальным нанокремнеземом (ГНК) в концентрациях 0,1 и 0,01% способствовала увеличению всхожести семян на 5–6%, средней высоты ростков (микрозелени) на 11,3–11,9%, биомассы растений на 11,0% (0,1%-ный раствор ГНК) и 17,6% (0,01% ГНК). Более низкие концентрации ГНК 0,001 и 0,0001% мало влияли на изменение посевных свойств семян и рост сеянцев. Однако при высоких концентрациях нанокремнезема (1%) всхожесть снижалась на 4%, а высота ростков на седьмые сутки – на 14%.
Обработка ГНК влияет не только на параметры роста озимой пшеницы, но также приводит к изменению химического состава. При оптимальной для прорастания семян и роста растений концентрации ГНК (0,01%) в надземной массе отмечается также максимальное накопление сухих веществ. Одним из важных методических аспектов применения нанокремнезема представляется учет комплекса параметров воздействия препарата. Так, при обработке ГНК 0,0001% ростовые процессы не ускорялись, однако накопление сухих веществ усиливалось, то есть концентрация, не оказавшая видимого влияния на ростовые процессы, приводила к изменению химического состава. Обработка ГНК с разными концентрациями приводит к возрастанию содержания кремния в ростках в 1,5–2 раза по сравнению с контролем, что может быть ценным при производстве функциональных продуктов питания.
Содержание фосфора, серы, магния, натрия в ростках (надземной части растений) при обработке нанокремнеземом и в контроле оставалось относительно стабильным, не зависящим от обработки семян водными золями ГНК разных концентраций. Содержание кальция возрастало в варианте использования 0,01% ГНК, калия – в варианте применения 0,0001% ГНК. Из микроэлементов в наибольших количествах в ростках накапливаются цинк и марганец. Содержание цинка и меди повышается при обработке семян пшеницы водными золями ГНК в варианте концентрации 0,001%.
Таким образом, для повышения всхожести семян и ускорения роста растений при выращивании микрозелени озимой пшеницы в темновом режиме перспективно использование гидротермального нанокремнезема в концентрации 0,01%, а также 0,1%.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
Webb G.P. Dietary Supplements and Functional Foods, Blackwell Publishing Ltd., Oxford, (2006) 1–120.
Drewnowski A., Gomez-Carneros C. (2000). Bitter taste, phytonutrients, and the consumer: A review. American Journal of Clinical Nutrition, 72, pp. 1424–1435.
Иванова М.И., Кашлева А.И., Михайлов В.В., Разин О.А. Инновационная специфическая продукция: органические ростки (Microgreens) и сеянцы (Baby leafs) // Овощи России. 2016. № 1 (30). С. 29–33.
Иванова М.И., Кашлева А.И., Михайлов В.В., Разин О.А. Инновационная специфическая продукция: органические ростки (microgreens) и сеянцы (baby leaves) // Овощи России. 2016. № 1 (30). С. 29–33.
Marton M., Mandoki Zs., Csapo-Kiss Zs., Csapo J. The role of sprouts in human nutrition. A review // Acta Univ. Sapientiae, Alimentaria, 3 (2010), 81–117.
Schenker S. Facts behind the headlines, Broccoli, British Nutrition Foundation – Nutrition Bulletin, 27 (2002), 159–160.
Finley J.W. Proposed criteria for assessing the efficacy of cancer reduction by plant foods enriched in carotenoids, glucosinolates, polyphenols and selenocompounds, Annals of Botany, 95 (2005), 1075–1096.
Penas E., Gomez R., Frias J., Vidal-Valverde C. Application of high-pressure on alfalfa (Medigo sativa) and mung bean (Vigna radiata) seeds to enhance the microbiological safety of their sprouts, Food Control, 19 (2008), 698–705.
Gill C.I.R., Haldar S., Porter S., Matthews S., Sullivan S., Coulter J. McGlynn H., Rowland I. The effect of cruciferous and leguminous sprouts on genotoxicity, in vitro and in vivo, Cancer Epidemiology Biomarkers and Prevention, 13 (2004) 1199–1205.
Haddad P.S., Azar G.A., Groom S., Boivin M. Natural health products, modulation of immune function and prevention of chronic diseases, Evidence-Based Research in Complementary and Alternative Medicine, 2 (2005), 512–520.
Murillo G., Mehta R.G. Cruciferous vegetables and cancer prevention, Nutrition and Cancer, 41 (2001), 17–28.
Sangronis E., Machado C.J. Influence of germination on the nutritional quality of Phaseolus vulgaris and Cajanus cajan, LWT, 40 (2007), 116–120.
Fernandez-Orozco R., Piskula M.K., Zielinski H., Kozlowska H.,, Frias J., Vidal-Valverde C. Germination as a process R to improve the antioxidant capacity of Lupinus angustifolius L. var. Zapaton, European Food Research and Technology, 223 (2006), 495–502.
Martinez-Villaluenga C., Frias J., Gulewicz P., Gulewisz K., Vidal-Valverde C. Food safety evaluation of broccoli and radish sprouts, Food and chamical Toxicology, 46 (2008), 1635–1644.
Naik P.K., Swain B.K., Singh N.P. Production and utilization of hydroponics fodder // Indian J. Anim. Nutr. 2015. V. 32. No. 1. PP. 1–9.
Bakshi M.P.S., Wadhwa M., Makkar Harinder P.S. Hydroponic fodder production: A critical assessment. Broadening Horizons. 2017. No. 48.
Weldegerima Kide Gebremedhin. Nutritional benefit and economic value of feeding hydroponically grown maize and barley fodder for Konkan Kanyal goats // IOSR Journal of Agriculture and Veterinary Science (IOSR–JAVS). Vol. 8, Issue 7, Ver. II (July 2015), PP. 24–30. https://doi.org /10.9790/2380-08722430.
Rajkumar G., Dipu M.T., Lalu K., Shyama K. and Banakar P.S. Evaluation of hydroponics fodder as a partial feed substitute in the ration of crossbred calves // Indian Journal of Animal Research. 2018. V. 52. No. 12. PP. 1809–1813.
Xiao Z., Lester G.E., Luo Y., Wang Q. Assessment of vitamin and carotenoid concentrations of emerging food products: edible microgreens. J. Agric. Food Chem. 60, 2012, pp. 7644–7651.
Иванова М.И. Салатные культуры для производства сеянцев (Baby leaf) и ростков (Microgreens) – биологически чистого овощного диетического продукта // Экологические проблемы современного овощеводства и качество овощной продукции: сб. науч. тр., вып. 1. – М.: ФГБНУ ВНИИО, 2014. С. 278–284.
Kaiser C., Ernst M. Microgreens. Center for Crop Diversification, University of Kentucky Collefe of Agriculture, Food and Environment. 2018, http://www.uky.edu/ccd/sites/www.uky.edu.ccd/files/microgreens.pdf
Kyriacou M.C., Rouphael Y., Di Gioia F., Kyratzis A., Serio F., Renna M., De Pascale S., Santamaria P. Micro-scale vegetable production and the rise of microgreens. Trends Food Sci. Technol. 2016, 57, 103–115.
Xiao Z. Nutrition, sensory, quality and safety evaluation of a new specialty produce: microgreens. Doctoral dissertation. Faculty of the Graduate School of the University of Maryland2013. http://drum.lib.umd.edu/bitstream/1903/14900/1/
Xiao_umd_0117E_14806.pdf
Renna M., Di Gioia F., Leoni B., Mininni C., Santamaria P. Culinary assessment of shelf-produced microgreens as basic ingredients in sweet and savory dishes. J. Culin. Scien. Technol. 2017, 15, 126–142.
Pinto E., Almeida A.A., Aguiar A.A., Ferreira I. Comparison between the mineral profile and nitrate concentration of microgreens and mature lettuces. J Food Compos Anal (2015) 37:38–43. https://doi.org /10.1016/j.jfca.2014.06.018.
Kyriacou M.C., El-Nakhel C., Graziani G., Pannico A., Soteriou G.A., Giordano M., Ritienei A., De Pascale S., Rouphael Y. Functional quality in novel food sources: Genotypic variation in the nutritive and phytochemical composition of thirteen microgreeens species. Food Chem. 2019, 277, 107–118.
Paradiso V.M., Castellino M., Renna M., Gattullo C.E., Calasso M., Terzano R., Allegreta I., Leoni B., Caponio F., Santamaria P. Nutritional characterization and shelf-life of packaged microgreens. Food Funct. 2018, 9, 5629–5640.
Choe U., Yu L.L., Wang T.T. The science behind microgreens as an exciting new food for the 21st century. J. Agric. Food Chem., 66 (2018), pp. 11519–11530.
Xiao Z., Lester G.E., Luo Y., et al. Assessment of vitamin and carotenoid concentrations of emerging food products: edible microgreens. J. Agric. Food Chem., 60 (2012), pp. 7644–7651.
Weber C.F. Broccoli microgreens: Amineral-rich crop that can diversify food systems. Front. Nutr. 2017, 4, 1–9.
Bulgari R., Baldi A., Ferrante A., et al. Yield and quality of basil, Swiss chard, and rocket microgreens grown in a hydroponic system. N. Z. J. Crop Hortic. Sci., 45 (2017), pp. 119–129.
Tan L., Nuffer H., Feng J., Kwan S.H., Chen H., Tong X., Kon L. Antioxidant properties and sensory evaluation of microgreens from commercial and local farms. 2019, Food Science and Human Wellness. https://doi.org/10.1016/j.fshw.2019.12.002
Pellegrini N., Serafini M., Colombi B., et al. Total antioxidant capacity of plant foods, beverages and oils consumed in Italy assessed by three different in vitro assays. J. Nutr., 133 (2003), pp. 2812–2819.
Murphy C.J., Pill W.G. Cultural practices to speed the growth of microgreen arugula (roquette: Eruca vesicaria subsp. sativa). Journal of Horticultural Science & Biotechnology, 2010, 85, 171–176.
Иванова М.И., Кашлева А.И., Михайлов В.В., Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н., Разин О.А. Новая категория функциональной органической овощной продукции – микрозелень, или система земледелия без почвы // Гавриш. 2016. № 7.
Kopsell D.A., Sams C.E. Increases in Shoot Tissue Pigments, Glucosinolates, and Mineral Elements in Sprouting Broccoli after Exposure to Short-Duration Blue Light from Light Emitting Diodes. Journal of the American Society for Horticultural Science, 2013, 138, 31–37.
Samuolienė G., Brazaitytė A., Sirtautas R., Viršilė A., Sakalauskaitė J., Sakalauskienė S., Duchovskis P. 2013. LED illumination affects bioactive compounds in Romaine baby leaf lettuce. Journal of the Science of Food and Agriculture, 93, 3286–91.
Жизненный цикл и экология растений: регуляция и управление средой обитания в агробиотехносистемах // Сб. научн. трудов. Вып. 1. / Под ред. проф. В.Н. Зеленкова. – М.: ТЕХНОСФЕРА, АНО "Институт стратегий развития", 2018 208 c. ISBN 978-5-94836-543-5.
Зеленков В.Н., Потапов В.В. Гидротермальный нанокремнезем в сельскохозяйственном растениеводстве и биотехнологии // НАНОИНДУСТРИЯ. 2020. Т. 13. № 1 (94). С. 22–33. https://doi.org /10.22184/1993-8578.2020.13.1.22.33.
Потапов В.В., Сердан А.А., Кашпура В.Н., Горев Д.С. Получение и свойства нанокремнезема на основе гидротермального раствора // Химическая технология. 2017. № 2. С. 65–73.
INFLUENCE OF HYDROTHERMAL NANOSILICA ON GERMINATION OF WHEAT SEEDS IN THE DARK MODE AS ONE OF THE METHODOLOGICAL ASPECTS OF BIOTECHNOLOGY FOR OBTAINING FUNCTIONAL PRODUCTS BASED ON MICROGREENS
В.Н.Зеленков1, 2, 3, д.с.-х.н., проф., гл. науч. сотр., (ORCID: 0000-0001-5481-2723), В.В.Латушкин1, к.с.-х.н., вед. науч. сотр., (ORCID: 0000-0003-1406-8965), В.В.Потапов4, д.т.н., проф., гл. науч. сотр., (ORCID: 0000-0001-6959-3324), М.И.Иванова3, д.с.-х.н., проф. РАН, гл. науч. сотр., (ORCID: 0000-0001-7326-2157), Б.И.Сандухадзе5, д.с.-х.н., акад. РАН, проф., гл. науч. сотр., (ORCID: 0000-0003-1406-8965), П.А.Верник1, директор института (ORCID: 0000-0001-5850-7654) / zelenkov-raen@mail.ru
V.N.Zelenkov1, 2, 3, Doct. of Sc. (Agriculture),Prof., Senior Researcher, B.I.Sanduhadze4, Doct. of Sc. (Agriculture), Academician of RAS, Senior Researcher, V.V.Latushkin1, Cand. of Sc. (Agriculture), Leading Researcher, V.V.Potapov4, Doct. of Sc.(Technical), Prof., Chief Researcher, M.I.Ivanova3, Doct. of Sc. (Agriculture), Prof., Senior Researcher, B.I.Sanduhadze5, Doct. of Sc. (Agriculture), Academician of RAS, Prof., Senior Researcher, P.A.Vernik1, Institute Director
10.22184/1993-8578.2020.13.5.284.297
Получено: 6.08.2020 г.
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы расширяются виды продукции для использования в пищу человека. Потребители ищут новые продукты здорового питания в сочетании с изысканным вкусом [1–2]. Микрозелень и пророщенные семена – новый класс функциональных продуктов, современный суперпродукт, представляет собой молодые ростки овощей и трав, молодую и нежную листовую зелень [3, 4]. Одним из самых простых и быстрых способов производить биологически ценные продукты для использования в пище является проращивание семян [5]. Пророщенные семена обладают колоссальной питательной ценностью и содержат высокую концентрацию витаминов, минералов, белков, ферментов и антиоксидантов [6–8].
Также проростки содержат сульфорафан, изотиоцианаты, глюкозинолаты, ферменты, антиоксиданты, витамины, которые эффективны в профилактике рака, или в терапии против рака [9–11]. Состав семян существенно изменяется во время прорастания [12].
Питательные вещества расщепляются на более простые и легкоусваиваемые формы, биологическая ценность белков повышается, активность ингибиторов ферментов снижается, в результате чего повышается усвояемость пищи организмом. В целом содержание фитохимических соединений в проростках выше, чем в растениях в состоянии технической спелости. Содержание белка, витаминов, ферментов, минеральных веществ и микроэлементов увеличивается от 300 до 1200% [13]. Наиболее популярными являются проростки люцерны, брокколи, гречихи, клевера, маша, горчицы, редиса, капусты краснокочанной, сои и др. [14]. В Японии проростки, выращенные на свету, потребляют в сыром виде, в темноте – подвергают термообработке.
Пророщенное зерно (семена) может использоваться не только в пищу для человека, но и в качестве корма для животных. Гидропоника позволяет круглогодично получать в короткие сроки качественную продукцию для обогащения рационов с.х. животных [15–18]. Первые несколько дней прорастания (до наступления фотосинтеза) происходит изменение биохимического состава, прежде всего потеря сухого вещества исходного зерна и биотрансформация белков, жиров и углеводов. Фотосинтез начинается примерно на пятый день, когда активизируются хлоропласты и наступает период накопления сухого вещества в зеленой массе.
Другой вид функциональных продуктов, микрозелень, также приобретает все большую популярность в качестве нового кулинарного ингредиента, который обеспечивает интенсивный вкус, яркие цвета и свежую текстуру при добавлении в салаты и другие пищевые продукты [19–21]. Микрозелень предложена в качестве идеальной пищи для людей на растительной диете, таких как веганы или вегетарианцы, и даже для членов космического экипажа из-за их ограниченного доступа к разнообразной еде [22].
Урожай микрозелени собирают на первой истинной стадии роста листьев в возрасте 7–21 суток при высоте растений 5–10 см в высоту, когда полностью сформированы семядольные листочки с первым настоящим листом [23–25]. Функциональность микрозелени объясняется высоким содержанием витаминов и минералов, а также других биологически активных соединений. Сообщалось, что многие виды микрозелени более насыщены микроэлементами, чем полновозрастные растения. Так, уровень накопления витаминов и минералов может превышать зрелые овощи более чем в 40 раз [23, 25]. Из витаминов или их предшественников в метаболическом цикле в микрозелени содержатся каротиноиды, аскорбиновая кислота, токоферолы и токотриенолы, филлохинон и фолат и др. [26–31].
Другие фитохимические вещества с высоким содержанием в микрозелени включают хлорофилл, фенольные соединения, антоцианы и глюкозинолаты [26, 31, 32]. Другой важный аспект заключается в высокой антиоксидантной активности микрозелени [32]. В овощах содержится целый ряд веществ-антиоксидантов, и достаточно трудно оценить вклад каждого компонента. Поэтому измерение общей антиоксидантной способности (совокупная способность пищевых компонентов поглощать свободные радикалы) является эффективным способом оценки потенциальной пользы различных овощей в профилактике или лечении хронических заболеваний [33].
Основные факторы производства микрозелени, температура и влажность, как правило, легко управляются в контролируемых средах по сравнению с открытым грунтом [34]. На коммерческие цели микрозелень, как правило, выращивают в системах без почвы, в которых грунт заменяется подложкой, или в которых культивирование происходит в жидкой среде с питательным раствором [35]. Важно подчеркнуть, что для выращивания микрозелени необходимо наличие адекватного уровня светового излучения (при плотности потока фотонов ФАР не менее 100 мкмоль/м2 ∙ с) [36, 37]. В то же время проращивание семян возможно без света [35]. Экспериментальное изучение прорастания семян и роста растений в контролируемых условиях позволяет более точно оценить вклад разных факторов [38]. Одним из перспективных направлений улучшения прорастания семян в контролируемых средах является использование регуляторов роста растений, в частности, наноразмерных форм кремнезема [39]. К сожалению, объем исследований по данному направлению в настоящее время недостаточен.
Целью представленной работы являлась проверка методического подхода по использованию наночастиц гидротермального кремнезема в предпосевной обработке семян растений на примере пшеницы как фактора регулирования развития растений на стадии темнового проращивания семян для последующего использования в технологиях получения микрозелени.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Объект исследования: пшеница озимая Московская 56 селекции ФИЦ "Немчиновка" (Москва).
Проращивание семян проводили в темноте согласно ГОСТ 12038-84 с изменениями: вместо фильтровальной бумаги использовали подложку из минеральной ваты. Энергию прорастания определяли на третьи сутки после посева семян, всхожесть – на седьмые сутки. Использовали в каждом варианте опыта по 100 шт. семян пшеницы, повторность трехкратная. Масса 100 семян пшеницы Московская 56, использованных для посева, составляла 5,2 г. Полив проводили дистиллированной водой по мере подсыхания подложки. Температура 23–24 °С. Предпосевную обработку наночастицами гидротермального кремнезема проводили путем замачивания семян в течение двух часов в дистиллированной воде (контроль) и в водных золях гидротермального нанокремнезема (ГНК) разных концентраций. В работе использовали рабочий водный золь ГНК концентрации 1,0%, который готовили заранее разбавлением дистиллированной водой водного 37,5%-ного концентрата ГНК, полученного методами ультрафильтрации в ООО "Наносилика" (г. Петропавловск-Камчатский) из гидротермального теплоносителя скважины Мутновской ГеоЭС [40]. Перед началом экспериментов из рабочего золя ГНК готовили на дистиллированной воде золи ГНК концентраций 0,1, 0,01, 0,001 и 0,0001%. Определение содержания химических элементов в семенах проводили методом рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) на рентгеновском спектрометре S8 Tiger, Bruker (Германия). Порядок приготовления образцов растений к РФА следующий: измельчение в агатовой ступке; взятие навески – 0,5 г; прессование таблетки-излучателя из навески растения на подложке из борной кислоты.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Использованные в эксперименте для получения микрозелени семена озимой пшеницы обладали высокими посевными свойствами – энергия прорастания и всхожесть в контрольном варианте составили 88%. Тем не менее, обработка гидротермальным нанокремнеземом (ГНК) в концентрациях 0,1 и 0,01% способствовала увеличению всхожести на 5–6% (рис.1). Более низкие концентрации ГНК 0,001 и 0,0001 мало влияли на изменение посевных свойств семян. При высоких концентрациях нанокремнезема (порядка 1%, что выходит за пределы рекомендуемых для обработки сельскохозяйственных культур концентраций) всхожесть снижалась на 4%. Таким образом, для повышения всхожести семян при выращивании микрозелени озимой пшеницы перспективно использовать гидротермальный нанокремнезем в концентрациях 0,1 и 0,01%.
Дальнейшее проращивание семян в эксперименте показало, что происходит быстрый рост растений в период от трех до семи суток. На седьмые сутки проращивания средняя высота ростков пшеницы увеличилась на 11,9% по сравнению с контролем при концентрации ГНК 0,01%, и на 11,3%, а при концентрации ГНК 0,1% – на 10,6%, при концентрации ГНК 0,001% различия с контролем статистически достоверны (рис.2). Обработка ГНК в концентрации 0,0001% практически не влияет на высоту ростков (разница с контролем статистически недостоверна). 1,0%-ная концентрация ГНК приводит к ослаблению роста растений на 14%. Таким образом, по параметру увеличения высоты ростков при выращивании микрозелени озимой пшеницы необходимо использовать гидротермальный нанокремнезем в диапазоне концентраций 0,1–0,001%.
Измерение средней массы 100 ростков в конце периода проращивания (на седьмые сутки) показало (рис.3), что статистически достоверное повышение массы ростков наблюдалось в вариантах 0,1 и 0,01% на 11,0 и 17,6% соответственно. При обработке ГНК в других концентрациях, масса 100 ростков практически не отличалась от контроля. Таким образом, для интенсификации производства микрозелени пшеницы эффективна обработка ГНК в концентрациях 0,1 и 0,01%.
Таким образом, по всем изученным показателям (всхожесть семян, высота растений и биомасса 100 ростков) лучшим является вариант концентрации ГНК 0,01%, несколько уступает ему вариант 0,1%-ной концентрации. Обработка ГНК в концентрации 0,0001% практически не влияет на всхожесть и рост растений. При концентрации 0,001% рост растений озимой пшеницы активизируется, но в меньшей степени, чем при концентрациях 0,1–0,01%.
Обработка ГНК влияет не только на параметры роста озимой пшеницы, но также приводит к изменению химического состава. При оптимальной для прорастания семян концентрации ГНК (0,01%) в надземной массе отмечается также максимальное накопление сухих веществ (рис.4). Отметим, что в варианте 0,1%, также благоприятном для роста растений, повышения содержания сухих веществ по сравнению с контролем отсутствует. В то же время при обработке ГНК 0,0001% ростовые процессы не ускорялись, однако накопление сухих веществ усиливалось. Это еще раз говорит о необходимости учитывать не один, а комплекс параметров при оценке эффективности того или иного препарата, содержащего наночастицы, в частности, ГНК. Даже такая невысокая концентрация, не оказавшая видимого влияния на ростовые процессы, приводила к изменению химического состава.
Для оценки изменения элементного состава семян и ростков при обработке гидротермальным нанокремнеземом в разных концентрациях проведен комплекс исследований методом рентгенофлуоресцентного анализа. Обработка семян кремнийсодержащим препаратом (ГНК) проводилась путем 2-часового замачивания в растворе препарата соответствующей концентрации.
Обработка ГНК с разными концентрациями приводит к возрастанию концентрации кремния в ростках в 1,5–2 раза по сравнению с контролем (рис.5). Характерно, что посев семенами, обработанными 1,0% ГНК, не приводит к заметному повышению накопления элемента в проростках пшеницы, хотя в семенах после 2-часового замачивания в растворе ГНК данной концентрации отмечен практически 4-кратный рост содержания кремния. В вариантах 0,01…0,0001% ГНК самое высокое накопление Si в эксперименте. Содержание фосфора, серы, магния, натрия в ростках (надземной части растений) при обработке нанокремнеземом и в контроле оставалось относительно стабильным, не зависящим от обработки семян водными золями ГНК разных концентраций (рис.5). Содержание кальция возрастало в варианте использования 0,01% ГНК, калия – в варианте применения 0,0001% ГНК.
Из микроэлементов в наибольших количествах в ростках накапливаются цинк и марганец. Содержание цинка и меди повышается при обработке семян пшеницы водными золями ГНК в варианте концентрации 0,001% (рис.6).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Актуальность разработки продуктов функционального питания для человека ставит перед наукой вопросы разработки новых технологий их производства. Микрозелень – перспективный вид продукции аграрного сектора экономики, отличающийся не только высокой биологической ценностью, но и снижением технологических затрат на производство. Однако подходы к разработке современных технологий получения микрозелени существенно отличаются от традиционных, так как сбор урожая производится на самых ранних этапах онтогенеза и физиологические основы формирования продукции отличаются от взрослых растений. В этом аспекте перспективно использование нанобиотехнологий, в частности, применение наноразмерных форм кремния природного происхождения. В работе получены новые данные по оценке влияния гидротермального нанокремнезема на посевные свойства, продуктивность и химический состав растений озимой пшеницы на стадии микрозелени при проращивании в темновом режиме, что исключает затраты на искусственное освещение. При таких условиях не происходит активного фотосинтеза и накопления ассимилянтов, микрозелень формируется за счет метаболических изменений запасающих веществ семян. Использование гидротермального кремнезема влияет на уровень и направленность метаболизма растений, что приводит к изменению свойств растений. Можно предполагать, что механизмы воздействия нанокремнезема на растения будут различаться при выращивании на свету или в темновом режиме. Данный методический аспект в настоящее время мало разработан, но представляется существенным для получения функциональных продуктов на основе микрозелени.
Обработка гидротермальным нанокремнеземом (ГНК) в концентрациях 0,1 и 0,01% способствовала увеличению всхожести семян на 5–6%, средней высоты ростков (микрозелени) на 11,3–11,9%, биомассы растений на 11,0% (0,1%-ный раствор ГНК) и 17,6% (0,01% ГНК). Более низкие концентрации ГНК 0,001 и 0,0001% мало влияли на изменение посевных свойств семян и рост сеянцев. Однако при высоких концентрациях нанокремнезема (1%) всхожесть снижалась на 4%, а высота ростков на седьмые сутки – на 14%.
Обработка ГНК влияет не только на параметры роста озимой пшеницы, но также приводит к изменению химического состава. При оптимальной для прорастания семян и роста растений концентрации ГНК (0,01%) в надземной массе отмечается также максимальное накопление сухих веществ. Одним из важных методических аспектов применения нанокремнезема представляется учет комплекса параметров воздействия препарата. Так, при обработке ГНК 0,0001% ростовые процессы не ускорялись, однако накопление сухих веществ усиливалось, то есть концентрация, не оказавшая видимого влияния на ростовые процессы, приводила к изменению химического состава. Обработка ГНК с разными концентрациями приводит к возрастанию содержания кремния в ростках в 1,5–2 раза по сравнению с контролем, что может быть ценным при производстве функциональных продуктов питания.
Содержание фосфора, серы, магния, натрия в ростках (надземной части растений) при обработке нанокремнеземом и в контроле оставалось относительно стабильным, не зависящим от обработки семян водными золями ГНК разных концентраций. Содержание кальция возрастало в варианте использования 0,01% ГНК, калия – в варианте применения 0,0001% ГНК. Из микроэлементов в наибольших количествах в ростках накапливаются цинк и марганец. Содержание цинка и меди повышается при обработке семян пшеницы водными золями ГНК в варианте концентрации 0,001%.
Таким образом, для повышения всхожести семян и ускорения роста растений при выращивании микрозелени озимой пшеницы в темновом режиме перспективно использование гидротермального нанокремнезема в концентрации 0,01%, а также 0,1%.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
Webb G.P. Dietary Supplements and Functional Foods, Blackwell Publishing Ltd., Oxford, (2006) 1–120.
Drewnowski A., Gomez-Carneros C. (2000). Bitter taste, phytonutrients, and the consumer: A review. American Journal of Clinical Nutrition, 72, pp. 1424–1435.
Иванова М.И., Кашлева А.И., Михайлов В.В., Разин О.А. Инновационная специфическая продукция: органические ростки (Microgreens) и сеянцы (Baby leafs) // Овощи России. 2016. № 1 (30). С. 29–33.
Иванова М.И., Кашлева А.И., Михайлов В.В., Разин О.А. Инновационная специфическая продукция: органические ростки (microgreens) и сеянцы (baby leaves) // Овощи России. 2016. № 1 (30). С. 29–33.
Marton M., Mandoki Zs., Csapo-Kiss Zs., Csapo J. The role of sprouts in human nutrition. A review // Acta Univ. Sapientiae, Alimentaria, 3 (2010), 81–117.
Schenker S. Facts behind the headlines, Broccoli, British Nutrition Foundation – Nutrition Bulletin, 27 (2002), 159–160.
Finley J.W. Proposed criteria for assessing the efficacy of cancer reduction by plant foods enriched in carotenoids, glucosinolates, polyphenols and selenocompounds, Annals of Botany, 95 (2005), 1075–1096.
Penas E., Gomez R., Frias J., Vidal-Valverde C. Application of high-pressure on alfalfa (Medigo sativa) and mung bean (Vigna radiata) seeds to enhance the microbiological safety of their sprouts, Food Control, 19 (2008), 698–705.
Gill C.I.R., Haldar S., Porter S., Matthews S., Sullivan S., Coulter J. McGlynn H., Rowland I. The effect of cruciferous and leguminous sprouts on genotoxicity, in vitro and in vivo, Cancer Epidemiology Biomarkers and Prevention, 13 (2004) 1199–1205.
Haddad P.S., Azar G.A., Groom S., Boivin M. Natural health products, modulation of immune function and prevention of chronic diseases, Evidence-Based Research in Complementary and Alternative Medicine, 2 (2005), 512–520.
Murillo G., Mehta R.G. Cruciferous vegetables and cancer prevention, Nutrition and Cancer, 41 (2001), 17–28.
Sangronis E., Machado C.J. Influence of germination on the nutritional quality of Phaseolus vulgaris and Cajanus cajan, LWT, 40 (2007), 116–120.
Fernandez-Orozco R., Piskula M.K., Zielinski H., Kozlowska H.,, Frias J., Vidal-Valverde C. Germination as a process R to improve the antioxidant capacity of Lupinus angustifolius L. var. Zapaton, European Food Research and Technology, 223 (2006), 495–502.
Martinez-Villaluenga C., Frias J., Gulewicz P., Gulewisz K., Vidal-Valverde C. Food safety evaluation of broccoli and radish sprouts, Food and chamical Toxicology, 46 (2008), 1635–1644.
Naik P.K., Swain B.K., Singh N.P. Production and utilization of hydroponics fodder // Indian J. Anim. Nutr. 2015. V. 32. No. 1. PP. 1–9.
Bakshi M.P.S., Wadhwa M., Makkar Harinder P.S. Hydroponic fodder production: A critical assessment. Broadening Horizons. 2017. No. 48.
Weldegerima Kide Gebremedhin. Nutritional benefit and economic value of feeding hydroponically grown maize and barley fodder for Konkan Kanyal goats // IOSR Journal of Agriculture and Veterinary Science (IOSR–JAVS). Vol. 8, Issue 7, Ver. II (July 2015), PP. 24–30. https://doi.org /10.9790/2380-08722430.
Rajkumar G., Dipu M.T., Lalu K., Shyama K. and Banakar P.S. Evaluation of hydroponics fodder as a partial feed substitute in the ration of crossbred calves // Indian Journal of Animal Research. 2018. V. 52. No. 12. PP. 1809–1813.
Xiao Z., Lester G.E., Luo Y., Wang Q. Assessment of vitamin and carotenoid concentrations of emerging food products: edible microgreens. J. Agric. Food Chem. 60, 2012, pp. 7644–7651.
Иванова М.И. Салатные культуры для производства сеянцев (Baby leaf) и ростков (Microgreens) – биологически чистого овощного диетического продукта // Экологические проблемы современного овощеводства и качество овощной продукции: сб. науч. тр., вып. 1. – М.: ФГБНУ ВНИИО, 2014. С. 278–284.
Kaiser C., Ernst M. Microgreens. Center for Crop Diversification, University of Kentucky Collefe of Agriculture, Food and Environment. 2018, http://www.uky.edu/ccd/sites/www.uky.edu.ccd/files/microgreens.pdf
Kyriacou M.C., Rouphael Y., Di Gioia F., Kyratzis A., Serio F., Renna M., De Pascale S., Santamaria P. Micro-scale vegetable production and the rise of microgreens. Trends Food Sci. Technol. 2016, 57, 103–115.
Xiao Z. Nutrition, sensory, quality and safety evaluation of a new specialty produce: microgreens. Doctoral dissertation. Faculty of the Graduate School of the University of Maryland2013. http://drum.lib.umd.edu/bitstream/1903/14900/1/
Xiao_umd_0117E_14806.pdf
Renna M., Di Gioia F., Leoni B., Mininni C., Santamaria P. Culinary assessment of shelf-produced microgreens as basic ingredients in sweet and savory dishes. J. Culin. Scien. Technol. 2017, 15, 126–142.
Pinto E., Almeida A.A., Aguiar A.A., Ferreira I. Comparison between the mineral profile and nitrate concentration of microgreens and mature lettuces. J Food Compos Anal (2015) 37:38–43. https://doi.org /10.1016/j.jfca.2014.06.018.
Kyriacou M.C., El-Nakhel C., Graziani G., Pannico A., Soteriou G.A., Giordano M., Ritienei A., De Pascale S., Rouphael Y. Functional quality in novel food sources: Genotypic variation in the nutritive and phytochemical composition of thirteen microgreeens species. Food Chem. 2019, 277, 107–118.
Paradiso V.M., Castellino M., Renna M., Gattullo C.E., Calasso M., Terzano R., Allegreta I., Leoni B., Caponio F., Santamaria P. Nutritional characterization and shelf-life of packaged microgreens. Food Funct. 2018, 9, 5629–5640.
Choe U., Yu L.L., Wang T.T. The science behind microgreens as an exciting new food for the 21st century. J. Agric. Food Chem., 66 (2018), pp. 11519–11530.
Xiao Z., Lester G.E., Luo Y., et al. Assessment of vitamin and carotenoid concentrations of emerging food products: edible microgreens. J. Agric. Food Chem., 60 (2012), pp. 7644–7651.
Weber C.F. Broccoli microgreens: Amineral-rich crop that can diversify food systems. Front. Nutr. 2017, 4, 1–9.
Bulgari R., Baldi A., Ferrante A., et al. Yield and quality of basil, Swiss chard, and rocket microgreens grown in a hydroponic system. N. Z. J. Crop Hortic. Sci., 45 (2017), pp. 119–129.
Tan L., Nuffer H., Feng J., Kwan S.H., Chen H., Tong X., Kon L. Antioxidant properties and sensory evaluation of microgreens from commercial and local farms. 2019, Food Science and Human Wellness. https://doi.org/10.1016/j.fshw.2019.12.002
Pellegrini N., Serafini M., Colombi B., et al. Total antioxidant capacity of plant foods, beverages and oils consumed in Italy assessed by three different in vitro assays. J. Nutr., 133 (2003), pp. 2812–2819.
Murphy C.J., Pill W.G. Cultural practices to speed the growth of microgreen arugula (roquette: Eruca vesicaria subsp. sativa). Journal of Horticultural Science & Biotechnology, 2010, 85, 171–176.
Иванова М.И., Кашлева А.И., Михайлов В.В., Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н., Разин О.А. Новая категория функциональной органической овощной продукции – микрозелень, или система земледелия без почвы // Гавриш. 2016. № 7.
Kopsell D.A., Sams C.E. Increases in Shoot Tissue Pigments, Glucosinolates, and Mineral Elements in Sprouting Broccoli after Exposure to Short-Duration Blue Light from Light Emitting Diodes. Journal of the American Society for Horticultural Science, 2013, 138, 31–37.
Samuolienė G., Brazaitytė A., Sirtautas R., Viršilė A., Sakalauskaitė J., Sakalauskienė S., Duchovskis P. 2013. LED illumination affects bioactive compounds in Romaine baby leaf lettuce. Journal of the Science of Food and Agriculture, 93, 3286–91.
Жизненный цикл и экология растений: регуляция и управление средой обитания в агробиотехносистемах // Сб. научн. трудов. Вып. 1. / Под ред. проф. В.Н. Зеленкова. – М.: ТЕХНОСФЕРА, АНО "Институт стратегий развития", 2018 208 c. ISBN 978-5-94836-543-5.
Зеленков В.Н., Потапов В.В. Гидротермальный нанокремнезем в сельскохозяйственном растениеводстве и биотехнологии // НАНОИНДУСТРИЯ. 2020. Т. 13. № 1 (94). С. 22–33. https://doi.org /10.22184/1993-8578.2020.13.1.22.33.
Потапов В.В., Сердан А.А., Кашпура В.Н., Горев Д.С. Получение и свойства нанокремнезема на основе гидротермального раствора // Химическая технология. 2017. № 2. С. 65–73.
Отзывы читателей
