Сорта ячменя с waxy-крахмалом как сырье для продуктов здорового питания
DOI:
https://doi.org/10.30835/2413-7510.2019.172657Ключевые слова:
ячмень, селекция, waxy-крахмал, амилоза, амилопектин, антиоксидантная активность, содержание и переваримость белка, жирнокислотный состав маслаАннотация
В статье обоснована целесообразность селекции сортов ячменя с waxу-крахмалом, зерно которых может быть сырьем для производства продуктов функционального питания.
Цель исследования. Целью исследования было создание пищевых сортов ячменя с waxу-крахмалом. Для этого были определены показатели качества образцов ячменя и выделен исходный материал для селекции.
Материалы и методы. Исследования проведены в Институте растениеводства им. В.Я. Юрьева НААН в 2015–2017 гг. Исходным материалом были 24 пленчатых и голозерных образца ярового ячменя различного происхождения.
Обсуждение результатов. В результате исследования проведено сравнение показателей качества зерна образцов с обычным и waxу-крахмалом. Определена зависимость урожайности, содержания белка, крахмала, стекловидности эндосперма, антиоксидантной активности как от условий выращивания, так и от генотипа. Установлены высокие питательные качества зерна таких сортов – существенно более высокое содержание масла в сравнении с образцами с обычным крахмалом, более низкая стекловидность эндосперма пленчатых образцов. Выделены отдельные образцы с очень ценными характеристиками – линия 12-1014 с высокой переваримостью белка (61,75 мг тирозина на 1 г белка по сумме пепсинолиза и трипсинолиза), линия 12-945 с высокой антиоксидантной активностью (2,02 мг/г по эквиваленту хлорогеновой кислоты), линия 12-954 по содержанию масла (3,75 %) и безостая линия 14-1183 по содержанию полиненасыщенной ω-3 линоленовой кислоты (6,09 %). В Государственное сортоиспытание переданы сорта с waxу-крахмалом Шедевр и Амил. Зерно этих сортов характеризуется высоким содержанием крахмала (свыше 60 %), масла (3,45–3,47 %) и клетчатки (3,65–3,70 %). Достаточно высокой является антиоксидантная активность (1,94–2,07 мг/г по эквиваленту хлорогеновой кислоты). По низкой стекловидности (40–43 %) сорта Шедевр и Амил могут быть использованы для производства хлопьев и муки, в тому числе экструдированной.
Выводы. Таким образом, установлена высокая пищевая ценность сортов ячменя с крахмалом измененного состава. Выделенные линии, характеризующиеся высоким содержанием питательных веществ, являются ценными и как исходный материал для селекции пищевых сортов, так и непосредственно для изготовления продуктов функционального питания. В Государственное испытание переданы сорта Шедевр и Амил, Шедевр внесен в Государственный реестр с 2019 г.
Библиографические ссылки
Baik B.K., Ulrich S.E. Barley for food: characteristics, improvement, and renewed interest. J. Cereal Sci. 2008. № 48. Р. 233–242. DOI: 10.1016/j.jcs.2008.02.002.
Рибалка О.І., Моргун Б.В., Поліщук С.С. Ячмінь як продукт функціонального харчування. Київ: Логос, 2016. 620 с.
Zhu F. Barley starch: composition, structure, properties, and modifications. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2017. № 16(4). Р. 558–579. DOI: 10.1111/1541-4337.12265.
Asare E.K., Jaiswal S., Maley J., Båga M., Sammynaiken R., Rossnagel B.G., Chibbar R.N. Barley grain constituents, starch composition, and structure affect starch in vitro enzymatic hydrolysis. J. Agric. Food Chem. 2011. № 59. Р. 4743–4754. DOI: 10.1021/jf200054e.
Ping H., Wang J., Ren G. Prediction of the total starch and amylase content in barley using near-infrared reflectance spectroscopy. Intell. Autom. Soft Co. 2013. № 19. Р. 231–237.
Holtekjølen A.K., Uhlen A.K., Brathen E., Sahlstrøm S., Knutten S.H. Contents of starch and non-starch polysaccharides in barley varieties of different origin. Food Cnem. 2006. № 94. Р. 348–358.
Поліщук С., Моргун Б., Рибалка О. Поліморфізм генів Bmy1, Lox-1 та Wax як детермінантів ознак харчової цінності зерна ячменю. Збірник наукових праць СГІ–НЦНС. 2014. Вип. 24. С. 28–40.
Степаненко Е.В., Степаненко А.И., Рыбалка А.И., Моргун Б.В., Кузьминский Е.В. Выявление аллельных вариантов гена Wаx среди отечественных и зарубежных сортов ячменя. Научные вести НТУ УКПИ. 2014. № 3. С. 78–83.
Vasanthan T., Hoover R. Barley starch: production, properties, modification and uses. In: Starch: chemistry and technology. Elsevier Inc., 2009. P. 601–628.
Nilan R. The cytology and genetics of barley 1951–1962. Washington State University, Pullman, WA. 1964.
Fan X., Sun Yu., Zhu J., Ly Ch., Guo B., Xu R. A 191-bp insertion/deletion in GBSS1 region is responsible for the changes in grain amylose content in barley (Hordeum vulgare L.). Molecular Breeding. 2017. № 37. Р. 81–90. DOI: 10.1007/s11032-017-0677-x.
Xue J., Wang R., Newman C., Graham H. Influence of the hulless, waxy starch, and short-awn genes on the composition of barley. J. Cereal Sci. 1997. № 26. Р. 251–257.
Maillard M.N., Boivin P., Soum M.H., Berset C. Antioxidant activity of barley and malt: relationship with phenolic content. Food Science and Technology. 1996. № 29(3). Р. 238–244. DOI: 10.1006/fst.1996.0035.
Simic G., Horvat D., Dvojkovic K., Abicic J., Viljevac Vuletic M., Tucak M., Lalic A. Evaluation of total phenolic content and antioxidant activity of malting and hulless barley grain and malt extracts. Czech. J. Food Sci. 2017. № 35(1). Р. 73–78. DOI: 10.17221/144/2016-CJFS.
Zhigang Han, Jingjie Zhang, Shengguan Cai, Xiaohui Chen, Xiaoyan Quan, Guoping Zhang. Association mapping for total polyphenol content, total flavonoid content and antioxidant activity in barley. BMC Genomics. 2018. № 19. Р. 81–90. DOI: 10.1186/S12864-018-4483-6.
Sanston J., Ellis R., Tiller S. Effects of the waxy and high-amylose genes on the total beta-glucan and extractable starch. Barley Genet. Newsletter. 1997. № 27. Р. 72–74.
Ульрих С.Е. Ячмень в производстве продуктов питания. Перевод Н. Ульяницкой. Зерно. 2010. № 12. www.zerno-ua/com.
Vasanthan T., Hoover R. Barley starch: production, properties, modification and uses. In: Starch: chemistry and technology. Elsevier Inc., 2009. P. 601–628.
Bhatty R., Rossnagel B. Zero amylase lines of hulless barley. Cereal Chem. 1997. № 74. Р. 190–191.
Ajithkumar A., Anderson R., Christerson T., Aman P. Amylose β-glucan content of new waxy barleys. Starch/Stärke. 2005. № 57. Р. 235–239.
Yanagisawa T., Nagamine T., Takahashi A., Takayama T., Doi Y., Matsunaka H., Fujita M. Breeding of Kirari-mochi: Anew two-rowed waxy hull-less barley cultivar with superior quality characteristics. Breeding Science. 2011. № 61. Р. 307–310. DOI: 10.1270/jsbbs.61.307.
Balounová M., Vaculová K., Hložková L., Mikuliková R., Ehrenbergerová J. The effect of the changed amylose and amylopectin ratio on the selected qualitative parameters in spring barley (Hordeum vulgare L.) grain. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelinae Brunensis. 2013. Т. LXI(3). Р. 577–585. DOI: 10.11118/actaun201361030577.
Yu W., Tan X., Zou W., Hu Zh., Fox GP., Gidley MJ., Gilbert R.G. Relationships between protein content, starch molecular structure and grain size in barley. Carbohydrate Polymers. 2017. № 155. Р. 271–279.
Кирдогло Е.К., Полищук С.С., Червонис М.В. Методология и результаты селекции ячменя пищевого использования. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. Том 171. Генетические ресурсы овса, ржи, ячменя. Санкт-Петербург: ВИР, 2013. С. 240–253.
Наумов О.Г., Козаченко М.Р., Васько Н.І., Солонечний П.М., Важеніна О.Є. Селекція waxy–ячменю. Селекція і насінництво. 2014. Вип. 105. С. 60–69. DOI: 10.30835/2413-7510.2014.42052.
Козаченко М.Р., Наумов О.Г., Васько Н.І., Солонечний П.М., Солонечна О.В., Важеніна О.Є., Садовой О.О. Селекція нових ліній ячменю waxy. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2016. Т. 18. С. 93–96.
Stanca A.M., Gianetti A., Rizza F., Terzi V. Barley: an overview of aversatile cereal grain with many food and feed uses. In: Wrigley C.W., Corke H., Seetharaman K., Faubion J., editors. Encyclopedia of food grains. 2016. 2nd ed. Oxford: Elsevier. P. 147–152. DOI: 10.1016/B978-0-12-394437-5.00021-8.
Liao Zh., Cai H., Xu Z., Wang J., Qiu Ch., Xie J., Huang W., Sui Zh. Protective role of antioxidant huskless barley extracts of TNF-α-Induced endothelial dysfunction in human vascular endothelial cells. Oxidative medicine and cellular longevity. 2018. (10 pages). DOI: 10.1155/2018/3846029.
Taniguchi K., Komae K., Takahashi A., Yoshioka T., Sone Y. Effect of waxy barley, Kirarimochi, consumption on bowel movements of late-stage residents at Roken nursing home. J. Physiol. Anthropol. 2017. № 36. Р. 17. DOI: 10.1186/s40101-017-0131-0.
Mac Gregor A., Fincher G. Carbohydrate of the barley grain. In: Barley: Chemistry and technology. A.W. Mac Gregor, R.S. Bhatty, eds. American Association of Cereal Chemists, St. Paul, MN, 1993. P. 73–130.
Arabshahi S., Urooj A. Antioxidant properties of various solvent extracts of mulberry Morus indica L. Leaves. Food Chem. 2007. № 102. Р. 1233–1240.
Покровский А.А., Ертанов И.В. Атакуемость белков пищевых продуктов протеолитическими ферментами in vitro. Вопросы питания. 1965. № 1. С. 38–44.
Reinhardt D., Jansen G., Sedding S., Eichler-Löbermann B. Temperature stress during flowering time affects yield and quality parameters of waxy barley. Appl. Agric. Forestry Res. 2013. Т. 1(63). Р. 79–84. DOI: 10.3220/LBF_2013_79-84.
Lobo V., Patil A., Phatak A., Chandra N. Free radicals, antioxidants and functional foods: impact of human health. Pharmacol. Rev. 2010. Т. 4(8). Р. 118–126.
Åman P., Newman C. Chemical composition of some different types of barley grown in Montana, USA. J. Cereal Sci. 1986. № 4. Р. 133–141.
Han M., Froseth I. Composition of pearling fractions of barleys with normal and waxy starch. Proc. West. Sec. Amer. Anim. Sci. 1992. Т. 43. Р. 155–158.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2019 N. I. Vasko, M. R. Kozachenko, О. G. Naumov, P. M. Solonechnyi, O. E. Vazhenina, O. V. Solonechna, V. V. Pozdniakov, T. A. Sheliakina, N. K. Ilchenko, O. G. Suprun, M. L. Serik
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
При размещении текстов статей в электронных ресурсах авторские права сохраняются за автором печатной публикации.
Автор может не соглашаться с правками рецензентов и редакции, мотивируя при этом свою точку зрения.
Автор может требовать от редакции разъяснений или изменений в случае обнаружения существенных ошибок в его статье.
Автор может использовать материалы, опубликованные в журнале «Селекция и семеноводство» в своих работах, обязательно ссылаясь на наш журнал.
