Burbujas ultrafinas y el efecto en la germinación de semillas, pero también en el malteado de whisky y cerveza

Germinación de la semilla

La germinación de semillas es el proceso desde la semilla hasta el brote en el que la maquinaria metabólica de una planta se activa después de un período de latencia. Un alto porcentaje de germinación de la semilla es importante para la producción de vegetales. La temperatura, la edad de la semilla, el agua y el oxígeno tienen que ser correctos, para obtener altas tasas de germinación de la semilla. El proceso de germinación no solo es importante para que los agricultores cultiven nuevas plantas, sino que también es importante en la industria de alimentos y bebidas, donde también se utiliza el proceso de germinación, pero que se llama malteado. Todo el whisky y la cerveza se producen a través del malteado. La importancia aquí no es la germinación sino el cambio del almidón en la semilla en azúcares.

Burbujas ultrafinas

Nano burbujas son útil para acelerar el metabolismo de los organismos vivos, pero el mecanismo aún no se conoce bien. En un estudio, investigaron la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) por Ultrafine Bubbles y el efecto sobre la germinación de la semilla. Las micro burbujas son burbujas con un diámetro que varía desde varios micrómetros hasta aproximadamente 100 μm. Las burbujas Utrafinas son burbujas con un diámetro de submicrómetro. Las burbujas ultrafinas tienen un efecto sobre los organismos vivos e influyen en la oxidación. El agua que contiene burbujas ultrafinas puede acelerar el crecimiento de las plantas, los mariscos y la levadura. Además, se usan burbujas ultrafinas para mejorar el efecto de oxidación. Se pueden usar burbujas ultrafinas de ozono para eliminar los pesticidas residuales de las verduras. Pueden inactivar microorganismos y reducir el material orgánico en aguas residuales. Además de las capacidades oxidativas de las burbujas ultrafinas, durante la generación de burbujas ultrafinas se hizo evidente la creación de especies exógenas de oxígeno reactivo (ROS) bajo la presencia de ácidos fuertes o luz ultravioleta.

Especies de oxígeno reactivo (ROS)

ROS son moléculas químicamente reactivas que contienen oxígeno, por ejemplo, peróxidos, superóxido, radicales hidroxilo con un solo oxígeno. En la naturaleza, la formación de ROS es un subproducto del metabolismo del oxígeno. Durante el estrés ambiental, el calor o los rayos ultravioleta, los niveles de ROS pueden aumentar significativamente, y esto puede provocar daños en las células. Llamamos a esto estrés oxidativo. Además de la generación natural de ROS por el organismo vivo en sí, ROS también puede ser generado por fuentes externas a la planta. La producción de ROS exógenos puede provenir del tabaco, el humo, las drogas, los xenobióticos o la radiación. Es importante entender que ROS tiene un impacto tanto positivo como negativo en las plantas, humanos y animales.

Germinación con H2O2 versus burbujas ultrafinas

Mejora de la germinación de las plantas de cereales como la cebada, el trigo y el arroz mediante la adición de H2O2 como un tipo de ROS. Cuando se agrega en la cantidad correcta no es dañino para las semillas, ayuda a aflojar la pared celular, que es una función de señal importante para iniciar el proceso de crecimiento de la planta.

En el estudio, las semillas se germinaron en cinco condiciones diferentes, con agua destilada, tres concentraciones diferentes de peróxido de hidrógeno y burbujas ultrafinas. Para evitar la influencia del oxígeno disuelto (OD), los niveles de agua se ajustaron para ser los mismos que los del agua destilada. La conclusión del estudio fue que la adición de H2O2 estimuló la producción de ROS en las semillas de cebada y después de 17 horas de germinación las semillas en agua de burbujas ultrafinas tuvieron una mayor tasa de germinación que todas las sumergidas en las diferentes soluciones de H2O2.

Discusión

Las especies de oxígeno reactivas a menudo se consideran como compuestos dañinos para el desarrollo de cáncer y otras enfermedades. Por otro lado, cuando no hay especies de oxígeno reactivas, una semilla no germinará. Allí se introduce el concepto de "ventana oxidativa de germinación", lo que indica que solo tendrá lugar una germinación exitosa con la cantidad correcta de especies reactivas de oxígeno. Se necesita más investigación para comprender completamente el mecanismo de las burbujas ultrafinas y los efectos promocionales fisiológicos. La razón por la cual las burbujas ultrafinas son más exitosas que el H2O2 podría ser que durante el almacenamiento la concentración de burbujas se reduzca gradualmente; podría ser que la desaparición de las burbujas ultrafinas provoque una producción constante de ROS en el agua.

Fuente de la historia:

La publicación anterior compilada a partir de materiales de ACS Sustainable Chemistry Engineering. Contenido editado por estilo y duración.

Autor de la photo: U.S. Department of Agriculture