Justyna Tomiło

Justyna Tomiło
Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie
Wydział Inżynierii Produkcji
Zakład Techniki Cieplnej
Zmiany właściwości nasion podczas kiełkowania
Streszczenie: Celem niniejszej pracy było omówienie istoty kiełkowania oraz przeanalizowanie zmian
biochemicznych jakie zachodzą w nasionach podczas tego skomplikowanego procesu fizjologicznego. W ziarnie
zbóż, podczas kiełkowania następuje szereg przemian biochemicznych korzystnych z żywieniowego punktu
widzenia. Kiełki są bogatym źródłem różnorodnych składników odżywczych oraz związków fitochemicznych o
działaniu prewencyjnym. Na podstawie badań epidemiologicznych udowodniono, że dieta w nie bogata
zmniejsza ryzyko zachorowań na wiele chorób.
Słowa kluczowe: kiełki, kiełkowanie, zmiany biochemiczne
Wstęp
Kiełki są młodymi roślinami, które zawierają wiele cennych witamin, mikro- i
makroelementów i szereg innych związków korzystnych dla ludzkiego organizmu. Te młode
rośliny od dawna są spożywane na Dalekim Wschodzie, a dopiero od ok. 20 lat w Europie.
Do najpopularniejszych a zarazem najczęściej spożywanych kiełków zaliczamy kiełki
pszenicy, rzodkiewki, czarnego słonecznika, lucerny, cebuli (szczypiorek), soczewicy i
zielonego groszku, a na dalekim wschodzie również kiełki fasoli mung i azuki [GałązkaCzarnecka, Krala 2009].
Kiełki to rośliny na etapie największego rozwoju, dlatego też mają nie tylko wysokie
walory żywieniowe lecz również cenne walory sensoryczne [Gałązka-Czarnecka, Krala
2009]. Okres trwałości kiełków jest bardzo krótki z uwagi na podwyższone ryzyko szybkiego
rozwoju
drobnoustrojów,
a
także
wysoki
początkowy
poziom
zanieczyszczeń
mikrobiologicznych. Jednak coraz więcej ludzi przekonuje się do spożywania kiełków nasion
wzbogacając w nie swoje posiłki. Kiełki są bogatym źródłem wielu witamin (C, B1, B2, B6),
mają najwyższą koncentrację białek, minerałów związków mineralnych, enzymów,
flawonoidów, saponin (wspomagających pracę limfocytów T) i innych bardzo ważnych
substancji, których jest mniej w dojrzałych warzywach niż w kiełkach [Meyerowitz 2011,
Zieliński i inni 2002, 2005].
Celem
niniejszej
pracy
było
omówienie
istoty
procesu
kiełkowania
oraz
przeanalizowanie zmian biochemicznych jakie zachodzą w nasionach podczas tego
skomplikowanego procesu fizjologicznego.
1
Istota procesu kiełkowania roślin
Kiełkowanie to złożony proces fizjologiczny polegający na wzroście zarodka i
przekształcenie jego w kiełek, a potem w siewkę.
Proces ten składa się z trzech faz. Pierwsza faza to faza fizyczna, w której następuje
hydratacja ziarniaków czyli wnikanie wody przez warstwy okrywy w okolicy zarodka.
Wnikanie wody do wnętrza ziarniaków jest wywołane ich wysokim potencjałem matrycowym
przy równocześnie niskim potencjałem wodnym [Dreczka 2011]. W drugim etapie wnikania
wody do ziarniaka następuje proces imbibicji [Grzesiuk, Kulka 1988, Lewak 1998], w którym
dochodzi do pęcznienia koloidów, polegającego na przyłączaniu do cząsteczek płaszcza
wodnego coraz większej ilości cząsteczek wody wiązaniami wodorowymi. W wyniku takiego
przyłączania cząstek zwiększa się odległość między kolejnymi micellami koloidowymi.
Na skutek pęcznienia nasion zwiększa się ich objętość i masa w wyniku malejącego w
nasionach potencjału matrycowego a narastającego potencjału osmotycznego. W tej fazie
następuje hydroliza związków zapasowych i stopniowa aktywacja substancji biologicznie
czynnych w ziarniakach [Grzesiuk, Kulka 1988]. Kolejna tzw. faza kataboliczna – to faza
biochemiczna, w której następuje aktywizacja metabolizmu polegająca na przemieszczaniu
się metabolitów z tkanek zapasowych a także wzmożenie przemian bioenergetycznych
podczas formowania kiełka [Lewak 1998]. Ostatnia to faza anaboliczna, nazywana fazą
fizjologiczną, podczas której następuje wydłużanie (elongacja komórek) a także kształtują się
korzenie zarodkowe. Dodatkowo wykształca się strefa wzrostowa w korzeniach i łodydze jak
również pojawiają się pierwsze liście a także tworzy się samożywna siewka [Dreczka 2011].
Do czynników warunkujących kiełkowanie zaliczamy [Lewak, Koncewicz 2009,
Politycka 2007]:
- temperaturę kiełkowania – zazwyczaj jest niższa niż optymalna temperatura wzrostu rośliny,
różna u roślin z poszczególnych stref klimatycznych; przykładowo w przypadku roślin
klimatu chłodnego (nasiona grochu czy wyki) optymalna temperatura kiełkowania wynosi
1-5oC (dla tytoniu i ryżu – około 10oC), zaś dla roślin klimatu ciepłego (np. melona)
temperatura ta wynosi 16-19oC;
- światło (warunki naświetlenia) – rośliny, których kiełkowanie zależy od światła nazywamy
fotoplastycznymi,
gdzie
wyróżniamy
fotoblastię
dodatnią
(naświetlenie
stymuluje
kiełkowanie) i fotoblastię ujemną (światło hamuje ten proces). Rośliny ujemnie
fotoblastyczne to cebula, czosnek, inne rośliny liliowate, facelia i szarłat, zaś dodatnio
fotoblastyczne to trawy, sałaty, rzeżucha, wiesiołka i miechunki. Do roślin kiełkujących
zarówno w świetle jak i w ciemności zaliczamy nasiona zbóż i roślin motylkowych;
2
- stężenie tlenu w środowisku – do kiełkowania wszystkich nasion potrzebna jest obecność
tlenu i jego stężenie nie powinno być niższe niż 21%, gdyż w kiełkujących nasiona zachodzi
intensywne oddychanie. W wyniku procesu oddychania następuje hydroliza nagromadzonych
w nasionach sacharydów i tłuszczów, co powoduje powstawanie energii a także metabolitów
pośrednich;
- stężenie CO2 – stężenie tego gazu powyżej 15% zazwyczaj powoduje hamowanie procesu
kiełkowania nasion [Lewak, Koncewicz 2009, Politycka 2007].
Wyróżnia się kiełkowanie nadziemne tzw. epigeiczne i podziemne – hypogeiczne.
Kiełkowanie jest odpowiedzialne za sposób wzrostu zarodka, który może rozpocząć się od
wzrostu korzenia zarodkowego lub hypokotyla bądź też obu organów [Dreczka 2011]. W
przypadku kiełkowania nadziemnego wraz ze wzrostem korzenia wydłuża się również
podliścieniowa łodyga zarodkowa (hipokotyl), która przyczynia się do wynoszenia liścieni
nad powierzchnię gleby. Liścienie [Grzesiuk, Kulka 1981] szybko zielenieją się i spełniają
rolę organów fotosyntetyzujących jak w przypadku rzodkiewki, sałaty czy bawełny bądź
mogą nadal spełniać funkcję organów magazynujących i fotosyntetyzujących (dyniowate).
Natomiast przy kiełkowaniu hypogenicznym za korzeniem wydłuża się nadliścieniowa
część łodygi (epikotyl) a liścienie zostają w glebie [Grzesiuk, Kulka 1981].
Mitochondria w suchych nasionach są funkcjonalne a także strukturalnie upośledzone,
natomiast podczas pęcznienia następuje odbudowa istniejących mitochondriów a także
formowanie nowych. U nasion roślin dwuliściennych główna masa metabolitów jest
gromadzona w podliścieniowej części łodygi zarodkowej, z której przemieszcza się do
epikotylu (część nadliścieniowa) i pąka szczytowego oraz do korzenia [Dreczka 2011].
W badaniach przeprowadzonych przez Rydzaka i Bożka [2007] zaobserwowano, że
moczenie w różnych warunkach ciśnieniowych ma ogromny wpływ na kiełkowanie ziaren
jęczmienia browarniczego. Badacze stwierdzili znaczące różnice w budowie morfologicznej
kiełkujących ziarniaków jęczmienia po wstępnym moczeniu w ciśnieniu atmosferycznym i w
podciśnieniu 5 kPa. Odnotowali, że po 72 h wzrostu ziarna jęczmienia moczonego w wodzie
o temperaturze 50oC nie ma widocznych różnic między kiełkującym ziarnem nawilżanym w
ciśnieniu 5 kPa i ciśnieniu atmosferycznym. Jednak po 120 h wykiełkowało mniej ziaren
nawilżanych w ciśnieniu 5 kPa.
Wpływ procesu kiełkowania na wartość odżywczą kiełków
Kiełki nasion to idealne źródło cennych składników odżywczych tj. mikroelementów,
soli mineralnych, białek i węglowodanów. Ponadto są również o wiele mniej kaloryczne od
3
samych nasion i produktów z nich wytwarzanych [Zieliński i in. 2002]. Świeże kiełki
[Zieliński i in. 2002] obfitują w cenne kwasy tłuszczowe omega-3 oraz są bogate w błonnik.
Systematyczne ich spożywanie przeciwdziała wielu poważnym schorzeniom, uzupełnia
niedobory witamin i składników mineralnych, wzmacnia system odpornościowy, co więcej
mają działanie przeciwnowotworowe [Meyerowitz 2011].
Kiełki są doskonałym źródłem wielu składników mineralnych. Jednak skład mineralny
kiełków jest uzależniony od gatunku rośliny. Kiełki pszenicy są bogatym źródłem cynku i
miedzi. Dodatkowo przeważająca większość kiełków zbożowych zawiera dużo żelaza, potasu
i magnezu, a także fosforu i wapnia. Składniki mineralne obecne w kiełkach są dobrze
przyswajalne dzięki enzymowi fitazie, uaktywniającej się podczas kiełkowania [Czerwińska
2012].
Kiełki zbóż są również bogate w cenne witaminy, których jest znacznie więcej w
kiełkach niż suchych ziarniakach. Spowodowane jest to syntezą witamin, zachodzącą podczas
kiełkowania. Proces kiełkowania ziarniaków powoduje zwiększenie zawartości witaminy C,
zaś udział alfatokoferolu, karotenoidów i ksantofili wzrasta liniowo w czasie kiełkowania
nasion. Dodatkowo we wszystkich kiełkach roślin znajdują się duże ilości witaminy B1, B2,
B6, PP oraz biotyny [Czerwińska 2012].
Składniki bioaktywne w kiełkach
W wyniku kiełkowania ziaren zbóż zwiększają się ich cenne właściwości
przeciwutleniające porównywalne do właściwości butylohydroksanizolu (BHA) i alfatokoferolu [Czerwińska 2012, Lewicki 2010].
Na skutek dynamicznych procesów metabolicznych zachodzących w kiełkach powstają
wartościowe związki chemiczne, do których zaliczamy między innymi związki fenolowe,
oddziaływujące korzystnie na ludzki organizm. Cennymi związkami fenolowymi są
polifenole, które charakteryzują się możliwością wygaszania rodników (taka zdolność
kiełków pszenicy jest porównywalna z aktywnością kwasu kawowego) i właściwościami
przeciwutleniającymi. Natomiast kiełki gryki charakteryzują się aktywnością porównywalną z
aktywnością rutyny lub kwercetyny [Czerwińska 2012].
W związku z tak cennymi właściwościami kiełki z powodzeniem mogą być pomocne w
profilaktyce i leczeniu chorób układu nerwowego, otyłości, miażdżycy i innych chorób
układu krążenia, zaburzeń pracy przewodu pokarmowego, zmniejszonej odporności
immunologicznej a nawet niedokrwistości [Czerwińska 2012].
4
Stwierdzono [Meyerowitz 2011], że kiełki brokułu zawierają sulforafany stosowane w
profilaktyce nowotworów, które likwidują wolne rodniki. Zawartość tej cennej substancji w
kiełkujących nasionach jest nawet 20-30 razy większa niż w dojrzałej roślinie.
Ludzie zmagający się z anemią powinni regularnie spożywać zielone kiełki soczewicy
bowiem zawierają one kwas foliowy o działaniu krwiotwórczym. Ponadto kiełki te są również
polecane kobietom w ciąży, ponieważ kwas foliowy jest niezbędny w procesach
kształtowania systemu nerwowego dziecka [Meyerowitz 2011]. Cenne witaminy zawarte w
kiełkach soczewicy, wspomagające prawidłowe funkcjonowanie naszego organizmu, zostały
przedstawione w tabeli 1.
Tabela. 1. Witaminy zawarte w kiełkach soczewicy [Meyerowitz 2011]
Witaminy
Jednostka
Kiełki soczewicy (100g)
A
IU
45
C
mg
16,5
Tiamina (B1)
mg
0,228
Ryboflawina (B2)
mg
0,128
Niacyna (B3)
mg
1,128
Kwas pantotenowy (B5)
mg
0,578
B6
mg
0,190
Kwas foliowy (B9)
µg
100,00
Pszenica jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych zbóż na świecie. Jej kiełki są
źródłem witamin A, B1, B2, B3, B5, B6, B9, C, E a także cennych składników mineralnych
(magnez, fosfor, wapń, żelazo, selen, mangan, cynk, krzem, potas, jod, miedź i molibden).
Dodatkowo kiełki tej rośliny zawierają różnorodne aminokwasy (tab. 2), w szczególności w
dużych ilościach leucynę, kwas glutaminowy oraz prolinę. Dlatego też kiełki tego zboża
korzystnie wpływają na pracę serca oraz przeciwdziałają starzeniu się organizmu
[Meyerowitz 2011].
Tabela 2. Aminokwasy zawarte w kiełkach pszenicy [Meyerowitz 2011]
Aminokwasy
Jednostka
Kiełki pszenicy (100g)
Tryptofan
g
0,115
Treonina
g
0,254
Izoleucyna
g
0,287
Leucyna
g
0,507
5
Lizyna
g
0,245
Metionina
g
0,116
Cysteina
g
0,134
Fenyloalanina
g
0,350
Tyrozyna
g
0,275
Walina
g
0,361
Arginina
g
0,425
Histydyna
g
0,196
Alanina
g
0,295
Kwas asparaginowy
g
0,453
Kwas glutaminowy
g
1,871
Glicyna
g
0,306
Prolina
g
0,674
Seryna
g
0,341
Przemiany biochemiczne w ziarniakach
Według Grzesiuka i Kulki [1988] przemiany biochemiczne zachodzące podczas
pęcznienia i kiełkowania można umownie podzielić na trzy grupy:
1 grupa – synteza związków wielkocząsteczkowych (np. kwasów nukleinowych i białek,
lipidów, cytomembran, polisacharydów, ścian komórkowych) w rosnących organach zarodka;
2 grupa – procesy oddechowe służące dla rosnącego zarodka jako źródło energii i
drobnocząsteczkowych metabolitów;
3 grupa – mobilizacja substancji zapasowych, przebiegająca początkowo w zarodku w
niewielkim zakresie. Dopiero po przebiciu okrywy przez korzeń zarodkowy rozpoczyna się w
bielmie hydroliza enzymatyczna podstawowych substancji zapasowych.
Istotną rolę w metabolizmie kiełkujących nasion odgrywają kwasy nukleinowe, a to
dlatego, że kwasy te uczestniczą w syntezie białek, jak również przyczyniają się do
powstawania enzymów [Grzesiuk, Kulka, 1988]. W suchych nasionach DNA prawie nie
przejawia aktywności matrycowej, jednak ta aktywność pojawia się w pierwszych godzinach
kiełkowania i wyprzedza jego replikę związaną z podziałami komórek.
Proces biosyntezy (transkrypcji) [Beweley, Black 1994, Dreczka 2011] białek jest
poprzedzony syntezą odpowiednich form RNA i polisomów. Jednak synteza nowych białek
nie zawsze musi być poprzedzona syntezą nowych cząstek mRNA, gdyż w suchych nasionach
znajdują się pewne cząstki mRNA (wytworzone podczas dojrzewania nasion).
Wraz ze stopniem zaawansowania kiełkowania ziaren i nasion zawartość kwasów
nukleinowych, zwłaszcza RNA, obniża się w bielmie i liścieniach a rośnie w kiełkach, czemu
6
towarzyszy wzrastająca aktywność enzymów nukleolitycznych w liścieniach i bielmie
[Grzesiuk, Kulka 1988]. Te organiczne związki chemiczne w dużych ilościach są
zgromadzone w częściach zapasowych nasion. Są cennym źródłem nukleotydów,
wykorzystywanych do syntezy nowych cząstek kwasów nukleinowych w rosnącym zarodku.
Zmianom podczas kiełkowania ulegają ilość i jakość frakcji białkowych, co
spowodowane jest działaniem enzymów proteolitycznych. Zauważalnie zwiększa się
zawartość albumin i nierozpuszczalnych związków azotowych zaś zmniejsza się zawartość
prolamin i glutelin [Gąsiorowski, Kołodziejczyk 1994, Czerwińska 2012].
Kiełkowanie nasion powoduje zwiększanie się zawartość lizyny, tryptofanu, tyrozyny,
kwasu glutaminowego, kwasu asparaginowego, histydyny i alaniny. Białko zawarte w
kiełkach w porównaniu z białkiem w nasionach zbóż ma większą strawność a także wyższą
wartość biologiczną [Czerwińska 2012].
Kim i inni [2005] w swoich badaniach wykazali, że kiełki gryki zawierają kwas
asparaginowy (1698 mg/100 g s.m.) i kwas glutaminowy (2764 mg/100 g s.m.) a zawartość
alaniny, histydyny, tryptofanu i tyrozyny była nawet 1,7 - 1,9 razy większa w kiełkach niż w
nasionach. Dane literaturowe [Lewicki 2010] wykazują, że zawartość białka w amarantusie
wynosi
20,8
%
w
s.m.
Podczas
kiełkowania
nasion
amarantusa
(Amaranthus
hypochondriacus) zawartość białek ogółem i błonnika wzrastała i po 3 dniach kiełkowania
wynosiła 21,9 % w s.m. Zawartość lizyny wynosiła 4,9 g/100 g białka, a strawność białka
była na poziomie 79,2 %. W przypadku kiełkowania orzeszków ziemnych, istotnie wzrosła
zawartość wolnych aminokwasów przy czym jednocześnie występował intensywny rozkład
białek o dużej masie molowej [Lewicki 2010, Wang i in. 2005].
Lipidy zgromadzone w zarodku oraz w mniejszym stopniu w warstwie aleuronowej
bielma są ważnym źródłem energii przy kiełkowaniu ziarna. Ich zawartość szybko ulega
obniżeniu [Gąsiorowski, Kołodziejczyk 1994].
Lipidy ulegają rozkładowi, poprzez enzymy – lipazy – działające na tłuszcze proste i
fosfolipazy działające na tłuszcze złożone [Grzesiuk, Kulka 1988]. W większych ilościach
lipazy występują w powietrznie suchych ziarniakach. Jednak enzymy te nie są w nich
aktywne. Lipazy aktywują się gdy zawartość wody w nasionach przekroczy wartość
krytyczną. Wzrost aktywności tych enzymów jest niepożądany, ponieważ powoduje jełczenie
tłuszczów, co niekorzystnie odbija się na jakości konsumpcyjnej i siewnej nasion [Lewicki
2010]. Gąsiorowski i Kołodziejczyk podają [1994], że ilość lipidów szybko spada w czasie
kiełkowania ziarna, gdzie po trzech dniach ilość wolnych lipidów obniża się nawet
7
pięciokrotnie, a dużo nagromadza się kwasów tłuszczowych. Największy spadek tych
związków zauważa się w samym zarodku.
Przeprowadzone badania przez Randhir’a i in. [2009] wykazały, że w kiełkach gryki
kwasy linolowy i oleinowy stanowiły 45,9% i 18,4% wszystkich tłuszczów. Proces
kiełkowania powodował obniżenie zawartość kwasu oleinowego i stearynowego, a zwiększał
zawartość kwasu linolowego i linolenowego odpowiednio 1,3 i 5,4 razy [Lewicki 2010].
Największą ilość tych kwasów posiadają kiełki pszenicy i gryki [Czerwińska 2012].
Głównymi
węglowodanami
zapasowymi
nasion
są
skrobia
i
hemicelulozy,
zlokalizowane w bielmie bądź liścieniach [Grzesiuk, Kulka 1988]. Ponadto hemicelulozy
mogą występować w okrywie owocowo-nasiennej. W bielmie nasion roślin motylkowych
znajdują się galaktomannany. Następną grupą polisacharydów zapasowych to mannany,
występujące w zarodkach i bielmie roślin jednoliściennych jak np. allium. W czasie
kiełkowania związki te rozkładają się do kilkocukrów oraz cukrów prostych i transportowane
są do różnych części zarodka, gdzie wykorzystywane są w procesie oddychania oraz syntezy
różnych związków np. wielocukrowców tworzących ściany komórkowe wzrastającego kiełka.
Ziarno żyta, pszenicy czy jęczmienia charakteryzuje się wysoką aktywnością β-amylazy
(występującej w warstwie subaleuronowej i w tarczce, a nie występującej w warstwie
aleuronowej i okrywie owocowo-nasiennej) a niewielką aktywnością α-amylazy. W czasie
kiełkowania wzrasta aktywność enzymów amylolitycznych (przede wszystkim α-amylazy) a
także
aktywność
hemicelulaz,
dokonujących
wstępnej
hydrolizy
nieskrobiowych
polisacharydów [Gąsiorowski, Kołodziejczyk 1994].
W czasie rozpoczęcia procesu pęcznienia nasion następuje uwalnianie gazów z
koloidów oraz szybka eksudacja (wyciekanie) roztworów komórkowych. W wyniku
odpowiedniego nasycenia wodą tkanek nasion, przy podwyższonej temperaturze i aeracji
wznawia się metabolizm w nasionach, którego pierwszym objawem jest aktywacja wielu
enzymów [Dreczka 2011]. W ziarnie żyta największą aktywność enzymatyczną mają
endohydralazy i egzopeptydazy (hemoglobinazy). Gwałtowny wzrost aktywności α–amylazy
podczas kiełkowania ziarna żyta wpływa niekorzystnie na przydatność tego ziarna do
wypieku chleba, gdyż enzym ten powoduje hydrolityczny rozpad skrobi do maltozy,
oligosacharydów (dekstryn) oraz maltotriozy [Kołodziejczyk, Michniewicz 2004]. Bartnik i
Szafrańska [1987] w swoich badaniach stwierdzili, że początkowe zatrzymanie przemian
związków fosforowych powoduje po 16 godzinnym kiełkowaniu wzrost aktywności fitazy
żyta, która jest najwyższa w porównaniu z innymi zbożami. Badania wykazały, że zawartość
tego enzymu wzrastała nawet 2,5-krotnie po trzech dniach kiełkowania, natomiast zawartość
8
fitynianów umiarkowanie obniżała się wraz ze stopniem zaawansowania kiełkowania.
Autorzy podają, że optymalna temperatura dla fitazy żytniej wynosi 55oC przy pH 5,1.
Powstające enzymy dokonują stopniową degradacji związków zapasowych i
strukturowych ziarna np. skrobi, lipidów, białka czy polisacharydów nieskrobiowych, co
powoduje niekorzystne zmiany właściwości funkcjonalnych ziaren a w rezultacie negatywnie
wpływa na ich wartość technologiczną [Kołodziejczyk, Michniewicz 2004].
Ponadto enzymy hydrolityczne rozmieszczone w tkankach zarodka aktywizują
witaminy, fitohormony i niektóre nieczynne enzymy. Strefa hydrolizy materiałów
zapasowych stale się powiększa wraz z postępującym procesem kiełkowania [Dreczka 2011].
W badaniach przeprowadzonych przez Bieżanowską-Kopeć i innych [2006]
stwierdzono, że w składzie podstawowym suchych nasion fasoli Phaseolus Vulgaris L (%
s.m.), zawartość białka była równa 24,73%, tłuszczu 1,41%, związków mineralnych (popiołu)
4,21% zaś łączna zawartość monosacharydów, oligosacharydów, polisacharydów oraz
błonnika wynosiła 69,65%. Badacze [Bieżanowska-Kopeć i in. 2006] odnotowali istotne
zmiany zachodzące w materiale badawczym podczas 5-dniowego kiełkowania. Proces
kiełkowania istotnie wpłynął na zawartość białka w odniesieniu do surowych nasion, gdyż w
piątym dniu poziom białka wzrósł do 27,7% s.m. w nasionach skiełkowanych, zaś zawartość
węglowodanów zmalała do 66,2% s.m. Zawartość α-galaktozydów (rafinozy i stachiozy)
[Bieżanowska-Kopeć i in. 2006, Danangelo 1995, Trugo i in. 2000, Vidal-Valverde i in.
2001] w surowych nasionach fasoli wyniosła odpowiednio 5,90 i 60,28 mg/g s.m. Po procesie
kiełkowania (po 5 dniach) znacznie zmalała zawartość rafinozy o 66,4% zaś stachiozy o
90,3%.
Zmiana zawartości związków fenolowych
Badacze [Kim i in. 2005] zauważyli, że proces kiełkowania nasion gryki wpłynął na18krotny wzrost zawartość rutyny w stosunku do nasion. Kiełkowanie fasoli mung (Vigma
radiata L.) spowodował około 2-krotny wzrost zawartości fenoli ogółem i znaczny wzrost
zawartości proantocyjanidyn [Majewska 1994, Sawa i in. 1999]. Michalczyk i Macura [2008]
badając kiełki słonecznika, rzodkiewki i lucerny stwierdzili, że są one dobrym źródłem
polifenoli. Po 7 dniach kiełkowania ich zawartość wynosiła odpowiednio 80, 160 i 30 mg/100
g. Natomiast Samotyja i in. [2007] w swoich badaniach wykazali, że kiełki słonecznika,
rzodkwi, fasoli mung, pszenicy i soczewicy posiadają podwyższoną zawartość związków
fenolowych. Lipiec i in. [2005] w 5-dniowych kiełkach owsa stwierdzili od 336 do 727
mg/100 g s.m związków fenolowych. W czasie kiełkowania nasion rzodkwi, rzodkiewki i
9
rzepaku zawartość związków fenolowych zwiększała się z około 15 μmoli/g s.m. do około 35
μmoli/g s.m. [Lewicki 2010]. W przypadku 4-dniowych kiełków rzepaku zawartość
związków fenolowych wynosiła 8,11 mg/g s.m., w kiełkach rzodkwi 8,9 mg/g s.m. a w
kiełkach soi zawartość polifenoli zawierała się od 494,0 do 537,2 mg/100 g s.m.
Podsumowanie
Ziarno zbóż, w którym zostały zainicjowane procesy związane z kiełkowaniem jest
korzystne z żywieniowego punktu widzenia, a produkcja kiełków jest prosta i niedroga. Mąka
uzyskana z takiego surowca jest łatwiej trawiona i zawiera przy tym więcej białka, a mniej
skrobi w porównaniu z surowcem wyjściowym. Kiełkowanie redukuje również zawartość
fitynianów, dzięki czemu zwiększa się przyswajalność substancji mineralnych w mące.
Ziarniaki, w których zachodzą procesy prowadzące do rozwoju nowej rośliny mogą być
uważane za naturalny bioreaktor lub moduł biotechnologiczny. Najnowsze badania
potwierdzają, że kiełki są bogatym źródłem różnorodnych składników odżywczych oraz
związków
fitochemicznych
o
działaniu
prewencyjnym.
Na
podstawie
badań
epidemiologicznych udowodniono, że dieta bogata w kiełki zmniejsza ryzyko zachorowań na
wiele chorób. Mąka ze skiełkowanego ziarna pszenicy samodzielnie nie nadaje się do
wypieku, ale może stanowić bardzo cenny dodatek do wielu produktów zbożowych oraz
produkcji wyrobów specjalistycznych.
Literatura
1.
Bartnik M., Szafrańska I. 1987. Changes in phytase content and phytase activity during the
germination of some cereals. Journal of Cereal Science 5, 23-38.
2.
Beweley J. D., Black M. 1994. Seeds Physiology of Development and Germination. Second Edition
Plenum Press. New York.
3.
Bieżanowska-Kopeć R., Franczyk M., Pisulewski P. M., Polaszczyk Sz. 2006. Wpływ fermentacji
przez Rhizopus Microsporus, Oligosporus SP. T3 oraz kiełkowania na zmiany zawartości składników
nasion fasoli (Phaseolus Vulgaris L). Żywność. Technologia. Jakość 2 (47), 93 – 101.
4.
Czerwińska D. 2012. Wartość odżywcza i walory zdrowotne kiełków zbożowych. Przegląd zbożowoMłynarski 8, 9-10.
5.
Dojczew D., Pietrych A., Haber T., 2003. Wpływ wybranych hydrolaz na wartość wypiekową mąk
pszennych z ziarna porośniętego. Żywność 3 (36), 93-100.
6.
Dojczew D., Sobczyk M., Grodzicki K., Haber T. 2004. Wpływ porostu ziarna na wartość
wypiekową mąki pszennej, pszenżytniej i żytniej. Acta Sci. Pol. Technologia Alimentaria 3 (2), 127136.
10
7.
Donangelo C.M., Trugo L.C., Trugo N.M.F., Eggum B.O. 1995. Effect of germination of legume
seeds on chemical composition and protein and energy utilization in rats. Food Chemistry 53, 23-27.
8.
Dreczka M. 2011. Ziarno kiełkuje tylko raz. Nowoczesna Uprawa, praca zbiorowa pod redakcją
Duczmala K. W. i Tucholskiej H., Nasiennictwo. PWRiL.
9.
Fornal
Ł.,
Filipowicz
A.
Ocena
jakości
jęczmienia
browarnego,
projekt
Eurequa
-
http://www.uwm.edu.pl/eurequa/plVI.4.htm.
10. Gałązka-Czarnecka I., Krala L. 2009. Zmiany jakości kiełków rzodkiewki Raphanus sativus L.
podczas chłodniczego przechowywania w modyfikowanej atmosferze i w powietrzu. Chłodnictwo
XLIV 8, 56-59.
11. Gąsiorowski H., Kołodziejczyk P. 1994. Porastanie ziarna żyta i sposoby ograniczenia jego skutków.
W: Żyto chemia i technologia, red Gąsiorowski H. 185-196.
12. Grzesiuk S., Kulka K. 1988. Biologia ziarniaków zbóż. PWN, Warszawa. ISBN 83-01-06864-7.
13. Grzesiuk S., Kulka K. 1981. Fizjologia i biochemia nasion. PWRiL, Warszawa. ISBN 83-09-00412-5.
14. Kim Y. S., Kim J.G., Lee Y.S., Kang I.J. 2005. Comparison of the chemical components of
buckwheat seeds and sprouts. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr., 34, 81-86.
15. Kołodziejczyk P., Michniewicz J. 2004. Zmiany aktywności enzymów hydrolitycznych podczas
procesu kiełkowania ziarna żyta. Przegląd Zbożowo-Młynarski 5, 25-27.
16. Lewak S. 1998. Kiełkowanie nasion. W: Jan Kopcewicz, Stanisław Lewak: Podstawy fizjologii roślin.
PWN Warszawa, s. 461. ISBN 83-01125-66-7.
17. Lewak S., Kopcewicz J. 2009. Fizjologia roślin. Wprowadzenie. PWN Warszawa, s. 134-150.
18. Lewicki P. P. 2010. Kiełki nasion jako źródło cennych składników odżywczych. Żywność. Nauka.
Technologia. Jakość, 6 (73), 18 – 33.
19. Lipiec J., Janas P., Barabasz W., Pysz M., Pisulewski P. 2005. Effect of oscillating magnetic field
pulsem on selected oat sprouts used for ford purposes. Acta Agrophysica 5 (2), 357-365.
20. Majewska B. 1994. Kiełki – najdoskonalszy pokarm na ziemi? Zdrowa Żywność, 1 (23), 16-17.
21. Meyerowitz S. 2011. Kiełki cudowny pokarm – Kompletny poradnik kiełkowania, Wyd. Purana,
Wrocław, przełożył Światły K.
22. Michalczyk M., Macura M. 2008. Wpływ warunków przechowywania na jakość wybranych,
dostępnych w obrocie handlowym, mało przetworzonych produktów warzywnych. Żywność. Nauka.
Technologia. Jakość 3 (58), 96-107.
23. Miś A., Grundas S. 2002. Wheat grain hardness modified by the laboratory sprouting test. Agrophysics
16, 283–288.
24. Politycka B. 2007. Kiełkowanie, w: Fizjologia roślin, red. Kozłowska M. PWRiL Poznań, s. 390-397.
25. Randhir R., Kwon Y.I., Shetty K. 2009. Improved health relevant functionality in dark germinated
Mucuna pruriens sprouts by elicitation with peptide and phytochemical elicitors. Bioresource Technol.,
100 (19), 4507-4514.
26. Rydzak L., Bożek W. 2007. Zmiany zdolności i energii kiełkowania ziarna jęczmienia browarnego w
wyniku moczenia w różnych warunkach ciśnieniowych. Inżynieria Rolnicza 5 (93), 375-382.
27. Samotyja U., Zdziebłowski T., Szlachta M., Małecka M. 2007. Przeciwutleniające właściwości
ekstraktów z kiełków roślin. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 5 (54), 122-128.
11
28. Sawa T., Nakao M., Akaike T., Ono K., Maeda H. 1999. Alkylperoxyl radical-scavenging activity of
various flavonoids and other phenolic compounds: implications for the anti-tumor-promoter effect of
vegetables. J. Agric. Food Chem., 47, 397-402.
29. Trugo L.C., Donangelo C.M., Trugo N.M.F., Knudsen K.E.B. 2000. Effect of heat treatment on
nutritional quality of germinated legume seeds. J. Agric. Food Chemistry 48, 2082-2086.
30. Wang K.H., Lai Y.H., Chang J.C., Ko T.F Shyu S.L., Chiou R.Y.Y. 2005. Germination of peanuts
kernels to enhance resveratrol biosynthesis and prepare sprouts as a functional vegetable. J. Agric. Food
Chem., 53, 242-246.
31. Vidal-Valverde C., Frias J., Lambein F., Kuo Y.H. 2001. Increasing the functionality of legumes by
germination. W: Proceedings of the 4th European Conference on Grain Legumes, Cracow, AEP (Ed),
422.
32. Zieliński H., Buciński A., Kozłowska H. 2002. Monitoring of the vitamin C in germinating Cruciferae
sseeds by HPLC. Pol. J. Food Nutr. Sci., vol.11/52, S I 1, 142–146.
33. Zieliński H., Frias H., Piskuła M. K., Kozłowska H. 2005. Vidal-Valverde C., Vitamin B1 and B2,
dietary fiber and minerals content of Cruciferae sprouts. European Food Research and Technology 221,
1–2 , 78–83.
12