Цветному рису в Таиланде исследователи прописали ферментированный хитин в рисовой шелухе.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей команды исследователей из Университета Чулалонгкорн и Исследовательского центра риса Патхум Тани Министерства сельского хозяйства и кооперативов Таиланда, в которой предложено новое биорешение для повышения урожайности и качества важной продовольственной культуры.
Рис составляет 20% мирового пищевого энергообеспечения. В настоящее время многие потребители обращают внимание не только на количество энергии, которое можно получить из риса, но и на его пользу для здоровья. Максимизация качества и количества урожая является ключевой задачей рисоводческой отрасли, и одна из эффективных стратегий для этого - применение биостимуляторов.
Рис является основной культурой Таиланда. Однако урожайность риса по-прежнему ограничена, особенно в местных сортах, которые полезны для питания. Хотя белый рис более популярен для потребления, чем цветной, цветной рис имеет более высокую пищевую ценность и уровень антиоксидантов из-за содержания фенольных соединений и флавоноидов.
Два сорта красного цветного риса выращивают в Таиланде в основном. Это Тумбтим Чумфае - «Tubtim Chumphae» или «RD69», и Хаум Гулахб Динг - «Hawm Gulahb Deang», «HGD».
«RD69» был разработан путем скрещивания мутантной линии «Khao Dawk Mali 105» («KDML105») (белый рис) с «Sangyod Phatthalung» (цветной рис). Семена «RD69» имеют низкое содержание амилозы (более мягкие).
Очевидное содержание амилозы (англ. apparent amylose content (AAC)) шлифованного риса является наиболее важным фактором, влияющим на качество его приготовления. AAC отражает текстуру приготовленного риса: более высокий AAC указывает на твердую текстуру, тогда как более низкий – на мягкую. Потребители могут ориентироваться на AAC при выборе предпочитаемой текстуры риса.
В семенах RD69 высокое содержание RAG, а также антиоксидантов, фенольных соединений и флавоноидов.
Значение гликемического индекса риса широко варьируется от 40 до 100, и в зависимости от скорости его усвояемости крахмал в рисе можно классифицировать как быстродоступную глюкозу (англ. rapidly available glucose (RAG)), медленнодоступную глюкозу (slowly available glucose (SAG)) и резистентный крахмал (resistant starch – RS)). Каждый тип отражает изменения уровня глюкозы и инсулина в крови после приема пищи. Считается, что употребление сортов риса с низким RAG и высоким RS является одним из способов профилактики диабета II типа.
Между тем, «HGD» был разработан путем скрещивания KDML105R-PRE-5 (цветной рис) и IR64 (белый рис), полученный сорт затем был скрещен с KDML105R-PRE-5. «HGD» характеризуется большим количеством побегов, полезными для здоровья свойствами крахмала, средней AAC и низким показателем RAG.
Эти сорта были выбраны для изучения возможности новой сельскохозяйственной обработки, которая улучшает пользу риса для здоровья.
Хитин, один из самых распространенных биополимеров, представляет собой полисахарид, полученный из N-ацетил-D-глюкозамина, который содержится в экзоскелете членистоногих и клеточной стенке грибов. Большое количество хитина можно получить при переработке морских ракообразных, креветок, крабов и лангустов.
Индустрия морепродуктов генерирует значительные отходы панцирей креветок, которые можно устойчиво преобразовать в ценные продукты с помощью микробной ферментации и ферментативной обработки. Этот процесс биоконверсии, использующий бактерии, превращает хитин в биоактивные производные, такие как хитозан. Поскольку хитин биоразлагаем и нетоксичен для окружающей среды, он является идеальным ресурсом для устойчивого сельского хозяйства.
Хитин можно классифицировать на основе организации полимерных цепей в α- и β-структуры. Панцирь креветок в основном состоит из α-хитина, который может гидролизоваться хитиназой и деацетилироваться, образуя хитозан микробами с ферментами хитиназой и деацетилазой. Хитозан является деацетилированным продуктом хитина; это гетерогенный полисахарид, состоящий из β-1,4-связанных остатков GlcNAc и 2-амидо-2-дезокси-D-глюкопиранозы (GlcN).
Рисовая шелуха, с другой стороны, это отличный источник биокремния, и в разных исследованиях проявляла биостимулирующую активность.
В данном исследовании для ферментации панцирей креветок использовали активированный штамм Bacillus licheniformis SK-1 и дрожжевой экстракт при температуре 40 °C в течение 4 дней, а также раствор коллоидного хитина для активации продукции хитиназы при 37 ° C в течение 24 часов.
После 4-дневного периода ферментации жидкость полностью сливали, а остаточный ферментированный хитин объединяли по свежему весу с ингредиентами из рисовых отрубей в разных концентрациях для получения гранул биостимулятора с целью внесения в почву.
Далее в Центре исследований риса Патхум Тани, Таиланд, был поставлен горшечный эксперимент на двух ранее указанных сортах, в ходе которого установлено, что гранулы с концентрацией ферментированного хитина 0,2% (в весовом отношении) к самому высокому урожаю – у сорта RD69 прибавка была в 73%, у HGD - 30%. При этом показатель быстродоступной глюкозы (RAG) снизился, что говорит о качественном изменении семян в сторону более полезного питания.
«Насколько нам известно, это первый отчет, демонстрирующий, что почвенные биостимуляторы в форме ферментированного хитозана и рисовых отрубей могут снизить процент RAG в рисе. Потребление риса с низким уровнем RAG связано с уменьшением риска диабета, сердечно-сосудистых заболеваний и рака», подчеркнули авторы исследования.
Интересно, что хотя гранулы усилили антиоксидантную активность семян обоих сортов, сорт RD69 оказался более восприимчивым к эффектам обработок и показал значительно более высокие уровни антиоксидантов.
Также ученые отметили роль Bacillus licheniformis, которую использовали для ферментации хитина. Bacillus licheniformis является ризобактерией, способствующей росту растений, которая может растворять фосфат почвы для лучшей доступности растениям. В целом, они порекомендовали этот продукт для биологизированного рисоводства.
По статье группы авторов (Ратчата Чоквиваткул, Супапорн Джунбуатонг, Танин Чантарачот, Рат Пичьянгкура, Супачитра Чадчаван), опубликованной в журнале Agronomy 2024 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.