Les nanobulles et leur effet sur la germination des graines mais aussi sur les malts de whisky et de bière

Germination de graines

La germination des graines est le processus de la graine à la pousse au cours duquel la machinerie métabolique d'une plante s'active après une période de dormance. Un pourcentage élevé de germination des graines est important pour la production de légumes. La température, l'âge des graines, l'eau et l'oxygène doivent tous être corrects pour obtenir des taux élevés de germination des graines. Le processus de germination n'est pas seulement important pour les agriculteurs pour faire pousser de nouvelles plantes, il est également important dans l'industrie alimentaire et des boissons où le processus de germination est également utilisé, mais qu'on appelle le maltage. Tous les whiskies et bières sont produits par maltage. L'importance ici n'est pas la germination mais le changement de l'amidon de la graine en sucres.

Nanobulles

Les nanobulles sont utiles pour accélérer le métabolisme des organismes vivants, mais le mécanisme n'est pas encore bien compris. Dans une étude, la production d'espèces réactives de l'oxygène (ERO) par les nanobulles et l'effet sur la germination des graines ont été étudiés. Les microbulles sont des bulles dont le diamètre varie de quelques micromètres à environ 100 μm. Les nanobulles sont des bulles d'un diamètre inférieur au micromètre. Les nanobulles ont un effet sur les organismes vivants et influencent l'oxydation. L'eau contenant des nanobulles peut accélérer la croissance des plantes, des crustacés et des levures. De plus, des nanobulles sont utilisées pour améliorer l'effet d'oxydation. Les nanobulles d'ozone peuvent être utilisées pour éliminer les résidus de pesticides des légumes. Ils peuvent inactiver les micro-organismes et réduire la matière organique dans les eaux usées. Outre les capacités oxydatives des nanobulles, il est devenu évident lors de la génération des nanobulles que des espèces réactives exogènes de l'oxygène (ERO) étaient créées en présence d'acides forts ou de lumière UV.

Espèces réactives de l'oxygène (ERO)

Les ERO sont des molécules chimiquement réactives contenant de l'oxygène, des exemples sont les peroxydes, les superoxydes, les radicaux hydroxyles et un seul oxygène. Dans la nature, la formation d'ERO est un sous-produit du métabolisme de l'oxygène. Pendant le stress environnemental, la chaleur ou les UV, les niveaux d'ERO peuvent augmenter de manière significative, ce qui peut entraîner des dommages cellulaires. Nous appelons cela le stress oxydatif. Outre la génération naturelle d'ERO par l'organisme vivant lui-même, l'ERO peut également être généré par des sources extérieures à la plante. La production d'ERO exogène peut provenir du tabac, de la fumée, des drogues, des xénobiotiques ou des radiations. Il est important de comprendre que les ERO ont un impact à la fois positif et négatif sur les plantes, les humains et les animaux.

Germination avec H202 vs germination avec nanobulles

L'amélioration de la germination des plantes céréalières comme l'orge, le blé et le riz en ajoutant du peroxyde d'oxygène (H2O2) comme une sorte d'ERO. Lorsqu'il est ajouté en bonne quantité, l'H2O2 n'est pas nocif pour les graines, il aide à desserrer la paroi cellulaire, ce qui est une fonction de signal importante pour démarrer le processus de croissance de la plante.

Dans l'étude, les graines ont germé dans cinq conditions différentes, avec de l'eau distillée, trois concentrations différentes de peroxyde d'hydrogène et des nanobulles. Pour éviter l'influence de l'oxygène dissous (OD), les niveaux d'eau ont été ajustés pour être les mêmes que ceux de l'eau distillée. La conclusion de l'étude était que l'ajout de H2O2 stimulait la production d'ERO dans les graines d'orge et après 17 heures de germination, les graines dans de l'eau à nanobulles avaient un taux de germination plus élevé que toutes celles immergées dans les différentes solutions de H2O2.

Discussion

Les espèces réactives de l'oxygène sont souvent considérées comme des composés nocifs pour le développement du cancer et d'autres maladies. D'autre part, lorsqu'aucune espèce réactive à l'oxygène n'est présente, une graine ne germera pas. Là, le concept de "fenêtre oxydative de germination" est introduit, indiquant que seule une germination réussie aura lieu avec la quantité correcte d'espèces réactives de l'oxygène. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour bien comprendre le mécanisme des nanobulles et les effets promotionnels physiologiques. La raison pour laquelle les nanobulles ont plus de succès que le H2O2 pourrait être que pendant le stockage, la concentration des bulles diminue progressivement. En effet, il se pourrait que la disparition des nanobulles provoque une production constante d'ERO dans l'eau.

Source:

Le message ci-dessus a été compilé à partir de matériaux d'ACS Sustainable Chemistry Engineering. Contenu édité pour le style et la longueur.

Crédit photo: U.S. Department of Agriculture