حباب های بسیار ریز و تاثیر آن بر جوانه زنی بذر و همچنین مالت سازی آبجو

جوانه زنی بذر

جوانه زنی بذر فرآیندی از بذر تا جوانه است که در آن دستگاه متابولیک گیاه پس از یک دوره خواب فعال می شود. درصد جوانه زنی بالای بذر برای تولید سبزیجات مهم است. دما، سن بذر، آب و اکسیژن همگی باید درست باشند تا سرعت جوانه زنی بذر بالا باشد. فرآیند جوانه زنی نه تنها برای کشاورزان برای پرورش گیاهان جدید مهم است، بلکه در صنایع غذایی و آشامیدنی که از فرآیند جوانه زنی نیز استفاده می شود، مهم است، اما به نام مالتینگ نیز مورد استفاده قرار می گیرد. تمام آبجوها از طریق مالت تولید می شوند. اهمیت در اینجا جوانه زنی نیست، بلکه تغییر نشاسته موجود در دانه به قند است.

حباب های بسیار زیر

حباب های فوق ریز برای تسریع متابولیسم موجودات زنده مفید هستند، اما مکانیسم آن هنوز به خوبی شناخته نشده است. در یک مطالعه، آنها تولید گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) توسط حباب های بسیار ریز یا Ultrafine Bubbles و تأثیر آن بر جوانه‌زنی بذر را بررسی کردند. میکرو حباب ها حباب هایی با قطری از چند میکرومتر تا حدود 100 میکرومتر هستند. حباب های بسیار ریز حباب هایی با قطر زیر میکرومتر هستند.

حباب های بسیار ریز روی موجودات زنده تأثیر می گذارند و اکسیداسیون را تحت تأثیر قرار می دهند. آب حاوی حباب های بسیار ریز می تواند رشد گیاهان، صدف ها و مخمرها را تسریع کند. علاوه بر این، حباب های بسیار ریز برای بهبود اثر اکسیداسیون استفاده می شود. از حباب های بسیار ریز ازن می توان برای حذف آفت کش های باقی مانده از سبزیجات استفاده کرد. آنها می توانند میکروارگانیسم ها را غیرفعال کنند و مواد آلی موجود در فاضلاب را کاهش دهند. جدا از ظرفیت‌های اکسیداتیو حباب‌های بسیار ریز، در طی تولید حباب‌های بسیار ریز، ایجاد گونه‌های اکسیژن فعال اگزوژن در حضور اسیدهای قوی یا نور UV آشکار شد.

گونه های فعال اکسیژن (ROS)

ROS مولکول‌های واکنش‌پذیر شیمیایی حاوی اکسیژن هستند، نمونه‌هایی مانند پراکسید، سوپراکسید، رادیکال‌های هیدروکسیل و یک اکسیژن واحد هستند. در طبیعت، تشکیل ROS محصول جانبی متابولیسم اکسیژن است. در طول گرمای استرس محیطی یا UV، سطح ROS می تواند به طور قابل توجهی افزایش یابد و این می تواند منجر به آسیب سلولی شود. ما به این استرس اکسیداتیو می گوییم. جدای از تولید طبیعی ROS توسط خود موجود زنده، ROS می تواند توسط منابع خارج از گیاه نیز تولید شود. تولید ROS اگزوژن می‌تواند از تنباکو، دود، داروها، بیگانه‌بیوتیک‌ها یا تشعشعات ناشی شود. درک این نکته مهم است که ROS هم تأثیر مثبت و هم منفی روی گیاهان انسان و حیوانات دارد.

جوانه زنی با H202 در مقابل حباب های بسیار ریز

بهبود جوانه زنی گیاهان غلات مانند جو، گندم و برنج با افزودن H2O2 به عنوان نوعی از اکسیژن فعال یا ROS . وقتی به مقدار مناسب اضافه شود برای دانه ها مضر نیست، به شل شدن دیواره سلولی کمک می کند که یک عملکرد سیگنال مهم برای شروع روند رشد گیاه است.

در این مطالعه، بذرها در پنج شرایط مختلف، با آب مقطر، سه غلظت مختلف پراکسید هیدروژن و حباب های بسیار ریز جوانه زدند. برای جلوگیری از تأثیر اکسیژن محلول (DO) سطح آب به اندازه آب مقطر تنظیم شد. نتیجه‌گیری این مطالعه این بود که افزودن H2O2 باعث تحریک تولید ROS> در دانه‌های جو شد و پس از 17 ساعت جوانه‌زنی، بذرها در آب حباب‌دار بسیار ریز سرعت جوانه‌زنی بیشتری نسبت به همه آن‌هایی که در محلول‌های مختلف H2O2 غوطه‌ور بودند داشتند.

مناقشه

گونه های فعال اکسیژن اغلب به عنوان ترکیبات مضر برای توسعه سرطان و سایر بیماری ها دیده می شوند. از سوی دیگر، زمانی که هیچ گونه اکسیژن فعالی وجود نداشته باشد، بذر جوانه نخواهد زد. در آنجا مفهوم "پنجره اکسیداتیو جوانه زنی" معرفی شده است که نشان می دهد فقط جوانه زنی موفق با مقدار صحیح گونه های اکسیژن فعال انجام می شود. تحقیقات بیشتری برای درک کامل مکانیسم حباب های بسیار ریز و اثرات تبلیغاتی فیزیولوژیکی مورد نیاز است. دلیل موفقیت بیشتر حباب های بسیار ریز نسبت به H2O2 می تواند این باشد که در طول ذخیره سازی غلظت حباب به تدریج کاهش می یابد، می تواند این باشد که ناپدید شدن حباب بسیار ریز باعث تولید ثابت ROS در آب می شود.

منبع خبر:

پست بالا از مواد مهندسی شیمی پایدارACS گردآوری شده است. محتوا تا حدودی ویرایش شده است.

<اعتبار عکس: وزارت کشاورزی ایالات متحده