فقاعات متناهية الصغر والتأثير على إنبات البذور ولكن أيضًا على الويسكي والبيرة

إنبات البذرة

إنبات البذور هو العملية من البذور إلى البرعم حيث يتم تنشيط آلية التمثيل الغذائي للنبات بعد فترة من السكون. تعتبر نسبة إنبات البذور العالية مهمة لإنتاج الخضروات. يجب أن تكون درجة الحرارة وعمر البذور والماء والأكسجين صحيحة للحصول على معدلات عالية من إنبات البذور. لا تعد عملية الإنبات مهمة فقط للمزارعين لزراعة نباتات جديدة ، بل إنها مهمة أيضًا في صناعة الأغذية والمشروبات حيث يتم استخدام عملية الإنبات أيضًا ولكن من المهم أيضًا تسميتها بالتخمير. يتم إنتاج جميع أنواع الويسكي والبيرة عن طريق الشعير. لا تكمن الأهمية هنا في الإنبات بل في التحول من النشا في البذرة إلى سكريات.

فقاعات فائقة الدقة

تعتبر الفقاعات متناهية الصغر مفيدة في تسريع عملية التمثيل الغذائي للكائنات الحية، لكن الآلية ليست مفهومة جيدًا بعد. في دراسة ، قاموا بالتحقيق في إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) بواسطة الفقاعات فائقة الدقة وتأثيرها على إنبات البذور. الفقاعات الدقيقة عبارة عن فقاعات يتراوح قطرها من عدة ميكرومتر إلى حوالي 100 ميكرومتر. الفقاعات فائقة الدقة هي فقاعات بقطر من ميكرومتر.
الفقاعات متناهية الصغر لها تأثير على الكائنات الحية وتؤثر على الأكسدة. يمكن للمياه التي تحتوي على فقاعات متناهية الصغر تسريع نمو النباتات والمحار والخميرة. علاوة على ذلك ، يتم استخدام فقاعات متناهية الصغر لتحسين تأثير الأكسدة. يمكن استخدام فقاعات الأوزون متناهية الصغر لإزالة بقايا المبيدات من الخضروات. يمكنهم تعطيل الكائنات الحية الدقيقة وتقليل المواد العضوية في مياه الصرف الصحي. بصرف النظر عن القدرات المؤكسدة للفقاعات متناهية الصغر ، أصبح من الواضح ، أثناء توليد الفقاعات متناهية الصغر ، إنشاء أنواع الأكسجين التفاعلي الخارجية (ROS) في ظل وجود أحماض قوية أو ضوء الأشعة فوق البنفسجية.

أنواع الأكسدة النشطة (ROS)

ROS عبارة عن جزيئات تفاعلية كيميائيًا تحتوي على الأكسجين، ومن الأمثلة على ذلك بيروكسيدات وأكسيد فائق وجذور هيدروكسيل وأكسجين واحد. في الطبيعة ، يعتبر تكوين أنواع الأكسجين التفاعلية نتاجًا ثانويًا لعملية التمثيل الغذائي للأكسجين. أثناء حرارة الإجهاد البيئي أو الأشعة فوق البنفسجية ، يمكن أن تزيد مستويات الأكسجين التفاعلية بشكل كبير ، وقد يؤدي ذلك إلى تلف الخلايا. نسمي هذا الإجهاد التأكسدي. بصرف النظر عن التوليد الطبيعي لـ ROS بواسطة الكائن الحي نفسه ، يمكن أيضًا إنشاء أنواع ROS من مصادر خارج النبات. يمكن أن يأتي إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية الخارجية من التبغ أو الدخان أو المخدرات أو الكائنات الحية الغريبة أو الإشعاع. من المهم أن نفهم أن أنواع أنواع الأكسجين التفاعلية لها تأثير إيجابي وسلبي على النباتات البشرية والحيوانية.

الإنبات باستخدام H202 مقابل فقاعات النانو متناهية الصغر

تحسين إنبات نباتات الحبوب مثل الشعير والقمح والأرز بإضافة H2O2 كنوع من أنواع ROS. عند إضافته بالكمية المناسبة ، فإنه لا يضر بالبذور ، فهو يساعد على فك جدار الخلية وهي وظيفة إشارة مهمة لبدء عملية نمو النبات.

في الدراسة ، تم إنبات البذور في خمسة ظروف مختلفة ، مع الماء المقطر ، وثلاثة تركيزات مختلفة من بيروكسيد الهيدروجين والفقاعات متناهية الصغر. لتجنب تأثير الأكسجين المذاب (DO) ، تم تعديل مستويات الماء ليكون نفس مستوى الماء المقطر. كانت نتيجة الدراسة أن إضافة H2O2 حفز إنتاج ROS في بذور الشعير وبعد 17 ساعة من الإنبات ، كان للبذور في ماء الفقاعات متناهية الصغر معدل إنبات أعلى من كل تلك المغمورة في محاليل H2O2 المختلفة.

نقاش

غالبًا ما يُنظر إلى أنواع الأكسجين التفاعلية على أنها مركبات ضارة لتطور السرطان وأمراض أخرى. من ناحية أخرى ، عندما لا توجد أنواع أكسجين تفاعلية ، لن تنبت البذور. تم تقديم مفهوم "النافذة المؤكسدة للإنبات" مشيرًا إلى أن الإنبات الناجح فقط سيحدث بالكمية الصحيحة من أنواع الأكسجين التفاعلية. مطلوب مزيد من البحث لفهم آلية الفقاعات متناهية الصغر والتأثيرات الترويجية الفسيولوجية بشكل كامل. قد يكون السبب وراء نجاح الفقاعات متناهية الصغر أكثر من H2O2 هو أنه أثناء التخزين ينخفض تركيز الفقاعة تدريجيًا ، فقد يكون اختفاء الفقاعة فائقة الدقة يسبب إنتاجًا ثابتًا لـ ROS في الماء.

مصدر القصة:

تم تجميع الوظيفة أعلاه من مواد هندسة الكيمياء المستدامة ACS. تم تحرير المحتوى للأسلوب والطول.

مصدر الصورة: وزارة الزراعة الأمريكية