Изменение всхожести, содержания протеина и клейковины в зерновках твердой и мягкой пшеницы после действия импульсного давления и длительного хранения

Целью представленного исследования являлось выявление особенностей старения зерновок твердой и мягкой пшеницы без обработки и после обработки их импульсным давлением, создаваемым ударной волной. Зерно обрабатывали импульсным давлением 11 и 29 МПа. Через один месяц и через три года зерновки были отсортированы на стекловидные и мучнистые. Всхожесть контрольных зерновок мягкой пшеницы после хранения снизилась, а после обработки импульсным давлением и хранения она превышала контроль. Всхожесть контрольных зерновок твердой пшеницы с мучнистым эндоспермом после хранения снизилась в большей степени, чем зерновок со стекловидным эндоспермом. Обработка импульсным давлением привела к снижению всхожести зерновок со стекловидным эндоспермом. В зерновках твердой пшеницы в контроле содержание протеина после длительного хранения не изменилось. Импульсное давление способствовало снижению содержания протеина при хранении. У зерновок мягкой пшеницы содержание протеина после хранения снизилось в зерновках с мучнистым эндоспермом. Обработка импульсным давлением способствовала лучшему сохранению протеина в этих зерновках. Таким образом, зерновки твердой пшеницы и зерновки мягкой пшеницы со стекловидным эндоспермом в меньшей степени были подвержены старению по сравнению с зерновками мягкой пшеницы и зерновками с мучнистым эндоспермом соответственно. Импульсное давление повреждало стекловидный эндосперм и ускоряло старение семян. Оно также способствовало длительному хранению зерновок мягкой пшеницы без существенной потери жизнеспособности. Возможно применение обработки зерна мягкой пшеницы для продления срока хранения.

1. Lv Y., Zhang S., Wang J., Hu Y. Quantitative proteomic analysis of wheat seeds during artificial ageing and priming using the isobaric tandem mass tag labeling // PLoS ONE. 2016. Vol. 11, no. 9. P. e0162851. DOI: 10.1371/journal.pone.0162851.

2. Мамедова С.А., Бабаева М.А. Оценка стрессоустойчивости генотипов синтетической пшеницы японского происхождения // Успехи современного естествознания. 2022. N 2. С. 14–19. DOI: 10.17513/use.37772. EDN: GWKLMI.

3. Bernal-Lugo I., Leopold A.C. Changes in soluble carbohydrates during seed storage // Plant Physiology. 1992. Vol. 98, no. 3. P. 1207–1210. DOI: 10.1104/pp.98.3.1207.

4. Nefedieva E.E., Khramova Ya.I., Khramova V.N., Gorlov I.F., Lysak V.I., Slozhenkina M.I. Dependence of germination of wheat grains after the treatment by impulse pressure and long-term storage on the vitreousness of endosperm // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 677. P. 032078. DOI: 10.1088/1755-1315/677/3/032078.

5. Shvachko N.А., Khlestkina E.K. Molecular genetic bases of seed resistance to oxidative stress during storage // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020. Т. 24. N 5. С. 451–458. DOI: 10.18699/VJ20.47-o. EDN: FRHCMO.

6. Митрофанова О.П., Хакимова А.Г. Новые генетические ресурсы в селекции пшеницы на увеличение содержания белка в зерне // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016. Т. 20. N 4. C. 545–554. DOI: 10.18699/VJ16.177. EDN: WMUFYV.

7. Veselovsky V.A. Veselova T.V. Lipid peroxidation, carbohydrate hydrolysis, and Amadori-Maillard reaction at early stages of dry seed aging // Russian Journal of Plant Physiology. 2012. Vol. 59, no. 6. P. 811–817. DOI: 10.1134/S1021443712030181.

8. Ciacka K., Tymiński M., Gniazdowska A., Krasuska U. Carbonylation of proteins – an element of plant ageing // Planta. 2020. Vol. 252. P. 12. DOI: 10.1007/s00425-020-03414-1.

9. Patil K.G., Karjule A., Patel D.A., Sasidharan N. Effect of accelerated ageing on viability and longevity of wheat (Triticum aestivum) seed // Indian Journal of Agricultural Sciences. 2019. Vol. 89, no. 6. P. 920–928. DOI: 10.56093/ijas.v89i6.90760.

10. Нецветаев В.П., Бондаренко Л.С., Рыжкова Т.А. Новый подход к оценке пшеницы качества зерна мягкой // Достижения науки и техники АПК. 2012. N 9. С. 24–27. EDN: PCYGOX.

11. Гурьева К.Б., Хаба Н.А., Корнева О.С., Тарасова Е.А., Белецкий С.Л. Мониторинг белкового комплекса пшеницы при долгосрочном хранении // Инновационные технологии производства и хранения материальных ценностей для государственных нужд: международный научный сборник: открытое приложение к информационному сборнику «Теория и практика длительного хранения». М., 2020. Вып. 14. С. 91–104. EDN: ZRBRWI.

12. Ramesh R., Vidhya V., Khan F.L.A., Alnasrawi A.M., Alkahtani J., Elshikh M.S., et al. Shockwave treated seed germination and physiological growth of Vigna mungo (L) in red soil environment // Physiological and Molecular Plant Pathology. 2022. Vol. 117. P. 101747. DOI: 10.1016/j.pmpp.2021.101747.

13. Павлова В.А., Лысак В.И., Нефедьева Е.Э., Булгакова Е.В., Шайхиев И.Г. Влияние параметров ударно-волнового нагружения на состояние биополимеров и поглощение воды семенами гречихи // Вестник технологического университета. 2015. Т. 18. N 10. С. 79–84. EDN: UCBPBP.

14. Нефедьева Е.Э., Лысак В.И. Импульсное давление как фактор регуляции роста, развития и продуктивности растений // Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы: материалы Междунар. науч.-практ. конф. (г. Обнинск, 26–28 сентября 2018 г.). Обнинск: Изд-во ВНИИРАЭ, 2018. C. 296–298. EDN: YXVFYT.

15. Пат. № 175463, Российская Федерация, МПК A01 C1/06. Устройство для обработки семян, подлежащих хранению / Е.Э. Нефедьева, А.Б. Голованчиков, В.А. Павлова, В.И. Лысак, С.В. Кузьмин, В.А. Балашов. Заявл. 06.06.2017; опубл. 06.1.2017. Бюл. № 34.

16. Zhao X., Hou C., Tian M., Zhou Yu., Yang R., Wang X., et al. Effect of water-extractable arabinoxylan with different molecular weight on the heat-induced aggregation behavior of gluten // Food Hydrocolloids. 2020. Vol. 99. P. 105318. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2019.105318.

17. Колпакова В.В., Студенникова О.Ю. Гидратационная способность и физико-химические свойства белков пшеничной клейковины // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2009. N 2-3. С. 5–8. EDN: KXBPOV.

18. Середкин Н.Н., Хищенко К.В. Расчет ударных адиабат смесей при высоких давлениях // Лазерные, плазменные исследования и технологии – ЛАПЛАЗ-2021: сб. науч. тр. VII Междунар. конф. (г. Москва, 23–26 марта 2021 г.). М.: Изд-во МИФИ, 2021. С. 454–455. EDN: YSTIQP.

19. Храмова Я.И., Дмитревская И.И., Белопухов С.Л.,Нефедьева Е.Э., Храмова В.Н. Влияние импульсного давления на стекловидность, влажность и всхожесть зерновок пшеницы при хранении // Агрофизика. 2023. N 1. С. 15–23. DOI: 10.25695/AGRPH.2023.01.03. EDN: XZTEEI.

20. Бахарев Д.Н. Прикладные аспекты волновой теории удара в теоретических исследованиях обмолота початков кукурузы // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2020. N 2. С. 9–16. EDN: KYPPZF.