Экстракт ламинарии слоевища сушеного (Laminaria thalli) как средство стимулирования прорастания и переваримости овса и гречихи

Зерновые культуры, несмотря на свои полезные свойства, содержат ряд антипитательных веществ, одним из методов снижения содержания которых является проращивание. Научный и прикладной интерес представляет проверка гипотезы о возможности стимулирования прорастания зерновых культур (на примере овса и гречихи) и повышения их переваримости путем использования при проращивании сушеного слоевища ламинарии (Laminaria thalli) в форме экстракта. Объектами проведенного исследования являлись овес голозерный (Avena nudisativa) для проращивания и обрушенное зерно гречихи посевной (Fagopyrum esculentum), а также сушеные Laminaria thalli. Проращивание осуществляли при температуре (20±2) °С в течение 120 часов, используя воду питьевую (контроль) и воду питьевую с добавлением 1% от массы навески зерна сушеных слоевищ ламинарии. Стимулирование прорастания оценивали комплексно: по массе 1000 зерен, длине ростка и количеству проросших зерен. Во всех образцах определяли массовую долю экстрактивных веществ и переваримость сухого вещества с модификациями. Установлено, что добавление к воде 1% от массы навески культуры сушеного слоевища ламинарии достоверно стимулирует прорастание овса и гречихи, а также их переваримость. Экспериментальные образцы демонстрируют лучшее водопоглощение, увеличение массы 1000 зерен, длину ростка и количество проросших зерен. Использование экстракта сушеных Laminaria thalli при проращивании в пищевых целях овса и гречихи позволяет сократить технологический процесс до двух суток с одновременным увеличением переваримости и минимизацией потерь экстрактивных веществ.

1. Meziani S., Nadaud I., Tasleem-Tahir A., Nurit E., Benguella R., Branlard G. Wheat aleurone layer: a site enriched with nutrients and bioactive molecules with potential nutritional opportunities for breeding // Journal of Cereal Science. 2021. Vol. 100. P. 103225. DOI: 10.1016/j.jcs.2021.103225.

2. Zhou H., Cui J., Ma L. Effects of germination and sweet fermented grains fermentation on nutritional quality, starch digestion in vitro and antioxidant properties of oat // Journal of the Chinese Cereals and Oils Association. 2021. Vol. 36, no. 9. P. 82–86.

3. Samtiya M., Aluko R.E., Dhewa T. Plant food anti-nutritional factors and their reduction strategies: an overview // Food Production, Processing and Nutrition. 2020. Vol. 2. P. 6. DOI: 10.1186/s43014-020-0020-5.

4. Xia Q., Green B.D., Zhu Z., Li Y., Gharibzahedi S.M.T., Roohinejad S., et al. Innovative processing techniques for altering the physicochemical properties of wholegrain brown rice (Oryza sativa L.) – opportunities for enhancing food quality and health attributes // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2019. Vol. 59, no. 20. P. 3349–3370. DOI: 10.1080/10408398.2018.1491829.

5. Sadhu S., Thirumdas R., Deshmukh R.R., Annapure U.S. Influence of cold plasma on the enzymatic activity in germinating mung beans (Vigna radiate) // LWT. 2017. Vol. 78. P. 97–104. DOI: 10.1016/j.lwt.2016.12.026.

6. Wang S., Wang S., Wang J., Peng W. Label-free quantitative proteomics reveals the mechanism of microwave-induced Tartary buckwheat germination and flavonoids enrichment // Food Research International. 2022. Vol. 160. P. 111758. DOI: 10.1016/j.foodres.2022.111758.

7. Ma H., Xu X., Wang S., Wang J., Wang S. Effects of microwave irradiation of Fagopyrum tataricum seeds on the physicochemical and functional attributes of sprouts // LWT. 2022. Vol. 165. P. 113738. DOI: 10.1016/j.lwt.2022.113738.

8. Zhu L., Adedeji A.A., Alavi S. Effect of germination and extrusion on physicochemical properties and nutritional qualities of extrudates and tortilla from wheat // Journal of Food Science. 2017. Vol. 82, no. 8 P. 1867–1875. DOI: 10.1111/1750-3841.13797.

9. Torbica A., Radosavljević M., Belović M., Tamilselvan T., Prabhasankar P. Biotechnological tools for cereal and pseudocereal dietary fibre modification in the bakery products creation – advantages, disadvantages and challenges // Trends in Food Science & Technology. 2022. Vol. 129. P. 194–209. DOI: 10.1016/j.tifs.2022.09.018.

10. Geng J., Li J., Zhu F., Chen X., Du B., Tian H., et al. Plant sprout foods: biological activities, health benefits, and bioavailability // Journal of Food Biochemistry. 2022. Vol. 46, no. 3. P. 13777. DOI: 10.1111/jfbc.13777.

11. Jiménez D., Lobo M., Irigaray B., Grompone M., Sammán N. Oxidative stability of baby dehydrated purees formulated with different oils and germinated grain flours of quinoa and amaranth // LWT. 2020. Vol. 127. P. 109229. DOI: 10.1016/j.lwt.2020.109229.

12. Shah A., Masoodi F.A., Gani A., ul Ashraf Z., Ashwar B.A. Effect of different pretreatments on antioxidant activity of oats grown in the Himalayan region // Journal of Food Science and Technology. 2022. Vol. 59. P. 3464–3473. DOI: 10.1007/s13197-021-05336-6.

13. Bae H.-G., Kim M.-J. Antioxidant and anti-obesity effects of in vitro digesta of germinated buckwheat // Food Science and Biotechnology. 2022. Vol. 31. P. 879–892. DOI: 10.1007/s10068-022-01086-z.

14. Bhinder S., Singh N., Kaur A. Impact of germination on nutraceutical, functional and gluten free muffin making properties of Tartary buckwheat (Fagopyrum tataricum) // Food Hydrocolloids. 2022. Vol. 124. Pt. A. P. 107268. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2021.107268.

15. Aparicio-García N., Martínez-Villaluenga C., Frias J., Peñas E. Sprouted oat as a potential gluten-free ingredient with enhanced nutritional and bioactive properties // Food Chemistry. 2021. Vol. 338. P. 127972. DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.127972.

16. Hung P.V., Trinh L.N.D., Thuy N.T.X., Morita N. Changes in nutritional composition, enzyme activities and bioactive compounds of germinated buckwheat (Fagopyrum esculantum M.) under unchanged air and humidity conditions // International Journal of Food Science and Technology. 2021. Vol. 56, no. 7. P. 3209–3217. DOI: 10.1111/ijfs.14883.

17. Thakur P., Kumar K., Ahmed N., Chauhan D., Ul Eain Hyder Rizvi Q., Jan S., et al. Effect of soaking and germination treatments on nutritional, anti-nutritional, and bioactive properties of amaranth (Amaranthus hypochondriacus L.), quinoa (Chenopodium quinoa L.), and buckwheat (Fagopyrum esculentum L.) // Current Research in Food Science. 2021. Vol. 4. P. 917–925. DOI: 10.1016/j.crfs.2021.11.019.

18. Kaur H., Gill B.S. Comparative evaluation of physicochemical, nutritional and molecular interactions of flours from different cereals as affected by germination duration // Journal of Food Measurement and Characterization. 2020. Vol. 14. P. 1147–1157. DOI: 10.1007/S11694-019-00364-5.

19. Budhwar S., Sethi K., Chakraborty M. Efficacy of germination and probiotic fermentation on underutilized cereal and millet grains // Food Production, Processing and Nutrition. 2020. Vol. 2. P. 12. DOI: 10.1186/S43014-020-00026-w.

20. Li C., Jeong D., Lee J.H., Chung H.-J. Influence of germination on physicochemical properties of flours from brown rice, oat, sorghum, and millet // Food Science and Biotechnology. 2020. Vol. 29. P. 1223–1231. DOI: 10.1007/S10068-020-00770-2.

21. Brijs K., Trogh I., Jones B., Delcour J. А. Proteolytic enzymes in germinating rye grains // Cereal Chemistry. 2002. Vol. 79, no. 3. P. 423–428. DOI: 10.1094/CCHEM.2002.79.3.423.

22. Kaur H., Gill B.S. Changes in physicochemical, nutritional characteristics and ATR–FTIR molecular interactions of cereal grains during germination // Journal of Food Science and Technology. 2021. Vol. 58. P. 2313–2324. DOI: 10.1007/s13197-020-04742-6.

23. Brinch-Pedersen H., Borg S., Tauris B., Holm P.В. Molecular genetic approaches to increasing mineral availability and vitamin content of cereals // Journal of Cereal Science. 2007. Vol. 46, no. 3. P. 308–326. DOI: 10.1016/j.jcs.2007.02.004.

24. Carvalho G.R., Polachini T.C., Augusto P.E.D., Telis-Romero J., Bon J. Physical properties of barley grains at hydration and drying conditions of malt production // Journal of Food Process Engineering. 2021. Vol. 44, no. 4. P. e13644. DOI: 10.1111/jfpe.13644.

25. Singh A., Bobade H., Sharma S., Singh B., Gupta A. Enhancement of digestibility of nutrients (in vitro), antioxidant potential and functional attributes of wheat flour through grain germination // Plant Foods for Human Nutrition. 2021. Vol. 76. P. 118–124. DOI: 10.1007/s11130-021-00881-z.

26. Sharma S., Singh A., Singh B. Characterization of in vitro antioxidant activity, bioactive components, and nutrient digestibility in pigeon pea (Cajanus cajan) as influenced by germination time and temperature // Journal of Food Biochemistry. 2019. Vol. 43, no. 2. P. e12706. DOI: 10.1111/jfbc.12706.

27. Medrano-Macías J., Leija-Martínez P., González-Morales S., Juárez Maldonado A., Benavides-Mendoza A. Use of Iodine to biofortify and promote growth and stress tolerance in crops // Frontiers in Plant Science. 2016. Vol. 7. Р. 1146. DOI: 10.3389/fpls.2016.01146.

28. Kim S.-K., Bhatnagar I. Physical, chemical, and biological properties of wonder kelp – Luminaria // Advances in Food and Nutrition Research. 2011. Vol. 64. P. 85–96. DOI: 10.1016/B978-0-12-387669-0.00007-7.

29. Bokov D.O., Potanina O.G., Nikulin A.V., Shchukin V.M., Orlova V.A., Bagirova G.B., et al. Modern approaches to the analysis of kelp (Laminaria sp.) as pharmacopoeial herbal drugs and food products // Pharmacognosy Journal. 2020. Vol. 12, no. 4. P. 929–937. DOI: 10.5530/pj.2020.12.132.

30. Rajauria G., Ravindran R., Garcia-Vaquero M., Rai D.K., Sweeney T., O’Doherty J. Molecular characteristics and antioxidant activity of laminarin extracted from the seaweed species Laminaria hyperborea, using hydrothermal-assisted extraction and a multi-step purification procedure // Food Hydrocolloids. 2021. Vol. 112. P. 106332. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2020.106332.

31. Jin Z., Fang Z., Pei Z., Wang H., Zhu J., Lee Y., et al. A low molecular weight brown algae Laminaria japonica glycan modulates gut microbiota and body weight in mice // Food & Function. 2021. Vol. 12. P. 12606–12620. DOI: 10.1039/d1fo03024h.

32. Amoriello T., Mellara F., Amoriello M., Ceccarelli D., Ciccoritti R. Powdered seaweeds as a valuable ingredient for functional breads // European Food Research and Technology. 2021. Vol. 247. P. 2431–2443. DOI: 10.1007/S00217-021-03804-z.

33. Snegireva A.V., Shchetinin M.P., Meleshkina L.E. Chickpea sprouting as a way to increase the garnish nutritional value // AIP Conference Proceedings. 2021. Vol. 2419. Р. 030005. DOI: 10.1063/5.0068798.

34. Веселовский В.А., Веселова Т.В. Нарушение функции аквапоринов клеточных мембран как причина изменения всхожести семян гороха при действии γ-излучения в малых дозах // Радиационная биология. Радиоэкология. 2007. Т. 47. N 1. С. 28–33. EDN: HZLHKT.

35. Обручева Н.В., Синькевич И.А., Литягина С.В., Новикова Г.В. Особенности водного режима при прорастании семян // Физиология растений. 2017. Т. 64. N 4. С. 311–320. DOI: 10.7868/S0015330317030137. EDN: YTMHOX.