Dynamics of macronutrients during short-term germination of flax seeds

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Abstract: Germination is an environmentally friendly and convenient approach to enhancing the biochemical potential of food plant raw materials. The nutritional value of raw materials and the functional properties of protein contained therein can be significantly improved by activatying the inherent enzyme system. Bioactivation not only increases the amount of water-soluble protein fractions, but also promotes accumulation of free amino and fatty acids and easily soluble reducing sugars. We used flax seeds as a source of essential polyunsaturated fatty acids, dietary fibres, complete protein, polypeptides and lignans to support the most important physiological functions of the human body. The aim was to study the dynamics of macronutrients in the process of short-term germination of flax seeds by chemical and spectroscopic methods. Flax seeds were germinated in laboratory conditions in special trays at a temperature of 18–20 ºС for 5 days with periodic moistening. Visual changes occurring in flax seeds at all stages of short-term germination are demonstrated. The periodicity of changes in the main macronutrients of flax seeds is shown. It is concluded that, during the studied period of germination, the principal hydrolytic decomposition of seed storage proteins was incomplete, leading to a permanent decrease, first of all, in the content of proteins and protein nitrogen. Based on the changes in the lipid content and acid number, the intensity of the peaks associated with functional groups in the lipid region, in particular, the band at 1748 cm-1 assigned to stretching vibrations of C=Ogroups of fatty acids, no degradation of storage lipids at an early stage of germination was assumed. The accumulation of soluble substances during the studied germination period is demonstrated, including watersoluble protein compounds, as well as water-soluble polysaccharides and products of their hydrolytic degradation. Sprouted flax seeds are a valuable ingredient for producing healthy foods.

About the authors

I. E. Minevich

Federal Scientific Center for Fiber Crops

Email: irina_minevich@mail.ru

A. P. Nechiporenko

National Research University of Information Technology, Mechanics and Optic

Email: allanech2512@yandex.ru

A. A. Goncharova

Federal Scientific Center for Fiber Crops

Email: a.goncharova@fnclk.ru

V. E. Sitnikova

Email: kresenka@gmail.com

References

  1. Браудо Е.Е., Даниленко А.Н., Дианова В.Т., Кроха Н.Г. Альтернативные подходы к получению растительных белковых продуктов В сб. ст.: Растительный белок: новые перспективы / под ред. Е.Е. Браудо. М.: Пищепромиздат, 2000. С. 6–23.
  2. Самофалова Л.А., Симоненкова А.П., Сафронова О.В. Исследование структурообразования в экстрактах из прорастающих масличных семян по изменению функциональных свойств липидного комплекса // Вестник Технологического университета. 2017. Т. 20. N 4. С. 120–122.
  3. Чумикина Л.В., Арабова Л.И., Мартынова И.В., Колпакова В.В. Изменение белкового комплекса семян тритикале при прорастании // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2005. N 2-3. С. 51–54.
  4. Казённова Н.К., Шнейдер Д.В., Казённов И.В. Изменение химического состава зерновых продуктов при проращивании // Хлебопродукты. 2013. N 10. С. 55–57.
  5. Vellneuve S., Power K.A., Guévremont E., Mondor M., Tsao R., Wanasundara J.P.D., et al. Effect of a shot-time germination process on the nutrient composition, microbial counts and bread-making potential of whole flaxseed // Journal of Food Processing and Preservation. 2014. Vol. 39. Issue 6. P. 1574–1586. https://doi.org/10.1111/jfpp.12385
  6. Bau H.M., Villaume C., Méjean L. Effects of soybean (Glycine max) germination on biologically active components, nutritional values of seeds, and biological characteristics in rats // Nahrung. 2000. Vol. 44. Issue 1. P. 2–6. https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-3803(20000101)44:13.0.CO;2-9
  7. Pimenta A.V., Verediano T.A., Carneiro J.C.S., Costa N.M.B., Costa A.G.V. Bioaccessibility and bioavailability of calcium in sprouted brown and golden flaxseed // Journal of the Science of Food and Agricculture. 2021. Vol. 101. Issue 7. P. 2788–2798. https://doi.org/10.1002/jsfa.10908
  8. Kajla P., Sharma A., Sood D.R. Effect of germination on proximate principles, minerals and antinutrients of flaxseeds // Asian Journal of Dairy and Food Research. 2017. Vol. 36. Issue 1. 52–57. https://doi.org/10.18805/ajdfr.v36i01.7459
  9. Сафронова О.В., Самофалова Л.А., Бобков С.В. Биологическая модификация семян сои и получение целевых напитков // Вестник ВГУИТ. 2013. N 2. С. 195–199. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2013-2-195-199
  10. Доценко С.М., Бибик И.В., Любимова О.И., Гужель Ю.А. Кинетика биохимического процесса проращивания семян сои // Вестник КрасГАУ. 2016. N 1 (112). С. 66–74.
  11. Сычев И.А., Калинкина О.В., Лаксаева Е.А. Биологическая активность растительных полисахаридов // Российский медико-биологический вестник им. акад. И.П. Павлова. 2009. Т. 17. N 4. С. 143–148.
  12. Liu Y., Han C., Deng X., Liu D., Liu N., Yan Y. Integrated physiology and proteome analysis of embryo and endosperm highlights complex metabolic networks involved in seed germination in wheat (Triticum aestivum L.) // Journal of Plant Physiology. 2018. Vol. 229. P. 63–76. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2018.06.011
  13. Yan D., Duermeyer L., Leoveanu C., Nambara E. The functions of the endosperm during seed germination // Plant and Cell Physiology. 2014. Vol. 55. Issue 9. P. 1521–1533. https://doi.org/10.1093/pcp/pcu089
  14. Goyal A., Sharma V., Upadhyay N., Gill S., Sihag M. Flax and flaxseed oil: an ancient medicine & modern functional food // Journal of Food Science and Technology. 2014. Vol. 51. Issue 9. P. 1633–1653. https://doi.org/10.1007/s13197-013-1247-9
  15. Gutte K.B., Sahoo A.K., Ranveer R.C. Bioactive Components of Flaxseed and its Health Benefits //International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research. 2015. Vol. 31. Issue 1. P. 42–51.
  16. Parikh M., Maddaford T.G., Austria J.A., Aliani M., Natticadan T., Pierce G.N. Dietary flaxseed as a strategy for improving human health // Nutrients. 2019. Vol. 11. Issue 5. P. 1171. https://doi.org/10.3390/nu11051171
  17. Миневич И.Э. Функциональная значимость семян льна и практика их использования в пищевых технологиях // Health, Food & Biotechnology. 2019. Т. 1. N 2. С. 97–120. https://doi.org/10.36107/hfb.2019.i2.s224
  18. Kajla P., Sharma A., Sood D.R. Flaxseed-a potential functional food source // Journal of Food Science and Technology. 2015. Vol. 52. Issue 4. P. 1857–1871. https://doi.org/10.1007/s13197-014-1293-y
  19. Дьяков А.Б. Физиология и экология льна: монография. Краснодар: Изд-во ВНИИМК, 2006. 214 с.
  20. Herchi W., Bahashwan S., Sebei K., Ben Saleh H., Kallel H., Boukhchina S. Effects of germination on chemical composition and antioxidant activity of flaxseed (Linum usitatissimum L.) oil // Grasas y Aceites. 2015. Vol. 66. Issue 1. P. e057. https://doi.org/10.3989/gya.0463141
  21. Wanasundara P.K.J.P.D., Wanasundara U.N., Shahidi F. Changes in flax (Linum usitatissimum L.) seed lipids during germination // Journal of The American Oil Chemists Society. 1999. Vol. 76. P. 41–48.
  22. Bewley J.D. Seed germination and dormancy // The Plant Cell. 1997. Vol. 9. Issue 7. P. 1055–1066. https://doi.org/10.1105/tpc.9.7.1055
  23. Awatif SA, Elozeiri AA. Metabolic processes during seed germination. In: Jimenes-Lopez JC (ed.) Advances in Seed Biology. UK: IntechOpen; 2017. P. 141–166. https://doi.org/10.5772/intechopen.70653

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».