Биоаккумуляция карбоновых кислот в микрозелени зернового амаранта под влиянием добавок зоогумуса

Исследование посвящено оценке влияния экстракта зоогумуса как нового типа органического удобрения, полученного из экскрементов личинок черной львинки (Hermetia illucens), на изменения в биохимическом профиле микрозелени зернового амаранта на примере двух экологически пластичных сортов – Харьковский и Воронежский. Цель работы – сравнительный анализ изменения качественных и количественных показателей биоаккумуляции органических, амино- и жирных кислот в молодых проростках растений, выращенных на различных удобрительных фонах. Эксперимент проводили в контролируемых условиях гроутента в течение семи суток. Семена проращивали в пластиковых лотках, заполненных кокосовым волокном. Добавку экстракта зоогумуса в концентрациях 0,5; 1,0 и 3,0 % сравнивали с увлажнением субстрата жидким трехкомпонентным минеральным удобрением, традиционно используемым в гидропонике. Удобрения вносили разово, в момент раскладки семян по поверхности субстрата. Контролем выступал вариант с поливом водопроводной кипяченой водой. Биохимический состав полученной зеленой биомассы анализировали методами капиллярного электрофореза и газовой хроматографии с масс-спектрометрией (ГХ-МС). На примере аминокислот оценивали индекс повышения питательной ценности и адаптационного потенциала полученной биомассы при перераспределении данных компонентов из семян в молодые побеги. Максимальный прирост биомассы у обоих сортов на 28 % относительно контроля наблюдался при использовании добавки зоогумуса в концентрации 1,0 %. На минеральном фоне прибавка у сорта Харьковский составила 11 % и 38 % – у сорта Воронежский. Концентрация 3,0 % вызвала ингибирование роста, вероятно, из-за избытка питательных элементов в составе суспензии. Разница по высоте побегов на уровне 11 % наблюдалась только у сорта Воронежский на вариантах с добавлением органики. Сорт Воронежский проявил лучшую отзывчивость на внесение органической добавки: сумма незаменимых аминокислот (НАМ) увеличилась на 15–18 %, а доля ненасыщенных жирных кислот (ННЖК), таких как линолевая и α-линоленовая, достигла 80 % от общего количества ЖК. Биохимический анализ выявил значительное увеличение содержания щавелевой кислоты у обоих сортов при добавлении зоогумуса в концентрации 1 и 3 %. Результаты были сопоставимы с внесением минеральных удобрений. Это очевидно связано с адаптацией растений к окислительному стрессу и детоксикацией кальция. При этом вариант с добавкой 0,5 % зоогумуса демонстрировал близкие к контролю значения, минимизируя риски накопления оксалатов. Анализ индексов согласованности также подтвердил, что внесение зоогумуса в данной концентрации обеспечивает оптимальную когерентность аминокислотного профиля, приближая его к эталонным значениям в семенах. Результаты имеют практическое значение для развития органического земледелия, пищевой промышленности и создания функциональных продуктов питания с повышенной биоэнергетической ценностью. Для экологического выращивания в органической гидропонике и получения функционального продукта питания больше подходит сорт Воронежский.

1. Азизов И.К., Ахмадова Г.А. Аминокислотный состав семян амаранта хвостатого, произрастающего в Узбекистане // Фармация. 2021. № 7. С. 37–40. DOI: 10/29296/25419218-2021-07-06

2. Гиш Р.А. Амарант – культура будущего // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2022. № 181. С. 83–92. DOI: 10.21515/1990-4665-181-008

3. Егорова Е.Ю., Резниченко И.Ю., Бочкарев М.С., Дорн Г.А. Разработка новых кондитерских изделий с использованием нетрадиционного сырья // Техника и технология пищевых производств. 2014. № 3 (34). С. 31–38.

4. Пендюрин Е.А., Здоровцов В.А., Рыбина С.Ю., Святченко А.В. Агрохимические характеристики зоокомпоста личинок насекомого черная львинка // Агрохимический вестник. 2024. № 3. С. 59–62. DOI: 10.24412/1029-2551-2024-3-010

5. Пендюрин Е.А., Рыбина С.Ю., Смоленская Л.М. Использование зоокомпоста черной львинки в качестве органического удобрения // Аграрная наука. 2020. № 7–8. С. 106–110. DOI: 10.32634/0869-8155-2020-340-7-106-110

6. Пухальский Я.В., Лоскутов С.И., Сидорова В.Р., Якубовская А.И., Мещеряков Д.Д., Каменева И.А. Использование гермикомпоста Hermetia illucens в технологии выращивания микрозелени бобовых культур // Аграрная наука. 2024. № 4. С. 101–107. DOI: 10.32634/0869-8155-2024-381-4-101-107

7. Соколова Д.В., Соловьева А.E., Зарецкий А.М., Шеленга Т.В. Потенциал коллекции амаранта ВИР в свете мировых тенденций использования и селекции // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2024. № 28 (7). С. 731–743. DOI: 10.18699/vjgb-24-81

8. Урубков С.А., Хованская С.С., Дремина Н.В., Смирнов С.О. Анализ химического состава и пищевой ценности зернового сырья для производства продуктов детского питания // Пищевая промышленность. 2018. № 8. С. 16–21.

9. Caselato-Sousa V.M., Amaya-Farfán J. State of knowledge on amaranth grain: a comprehensive review // Journal of Food Science. 2012. Vol. 77 (4). P. 93–104. DOI: 10.1111/j.1750-3841.2012.02645.x

10. Chitale M., Palakodety S., Kihara D. Quantification of protein group coherence and pathway assignment using functional association // BMC Bioinformatics. 2011. Vol. 19(12). Р. 373. DOI: 10.1186/1471-2105-12-373

11. Kaur N., Kaur S., Agarwal A., Sabharwal M., Tripathi A.D. Amaranthus crop for food security and sustainable food systems // Planta. 2024. Vol. 260 (3). Article 59. DOI: 10.1007/s00425-024-04490-3

12. Li P., Liu C., Luo Y., Shi H., Li Q., PinChu C., Li X., Yang J., Fan W. Oxalate in Plants: Metabolism, Function, Regulation, and Application // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2022. Vol. 70(51). P. 16037–16049. DOI: 10.1021/acs.jafc.2c04787

13. Procopet O., Oroian M. Amaranth Seed Polyphenol, Fatty Acid and Amino Acid Profile // Applied Sciences. 2022. Vol. 12 (4). Article 2181. DOI: 10.3390/app12042181

14. Romano N., Fischer H., Powell A., Sinha A.K., Islam S., Deb U., Francis S. Applications of Black Solider Fly (Hermetia illucens) Larvae Frass on Sweetpotato Slip Production, Mineral Content and BenefitCost Analysis // Agronomy. 2022b. Vol. 12(4). Article 928. DOI: 10.3390/agronomy12040928

15. Romano N., Powell A., Islam S., Fischer H., Renukdas N., Sinha A.K., Francis S. Supplementing aquaponics with black soldier fly (Hermetia illucens) larvae frass tea: effects on the production and composition of sweet potato slips and sweet banana peppers // Aquaculture. 2022a. Vol. 555. Article 738160. DOI: 10.1016/j.aquaculture.2022.738160

16. Skwaryło-Bednarz B., Stępniak P.M., Jamiołkowska A., Kopacki M., Krzepiłko A., Klikocka H. Amaranth seeds as a source of nutrients and bioactive substances in human diet // Acta Scientiarum Polonorum, Hortorum Cultus. 2020. Vol. 19(6). P. 153–164. DOI: 10.24326/asphc.2020.6.13

17. Toscano S., Cavallaro V., Ferrante A., Romano D., Patané C. Effects of Different Light Spectra on Final Biomass Production and Nutritional Quality of Two Microgreens // Plants. 2021. № 10. Article 1584. DOI: 10.3390/plants10081584

18. Zayed A., Adly G.M., Farag, M.A. Management Strategies for the Anti-nutrient Oxalic Acid in Foods: A Comprehensive Overview of Its Dietary Sources, Roles, Metabolism, and Processing // Food and Bioprocess Technology. 2025. Vol. 18. P. 4280–4300. DOI: 10.1007/s11947-024-03726-0