Wpływ genotypu i kontrastujących warunków klimatycznych na cechy fizykochemiczne nasion soi (Glycine max L. Merrill)


Abstrakt

Globalne ocieplenie klimatu spowodowało wzrost zainteresowania uprawą soi w Polsce. Zmienne warunki pogodowe w okresie wegetacji sprawiają jednak, że jej uprawa jest nadal potencjalnie ryzykowna. W niniejszych badaniach chciano ocenić, jak kontrastujące warunki klimatyczne wpływają na plon nasion, masę tysiąca nasion i inne ważne cechy fizyczne, a także na zawartość składników pokarmowych, składników błonnika pokarmowego, inhibitora trypsyny i związków fenolowych w dziewięciu genotypach soi o różnej wczesności. Doświadczenia polowe przeprowadzono w dwóch kolejnych sezonach wegetacyjnych w Radzikowie, położonym w centralnej Polsce. Kompleksowa charakterystyka nasion pod względem cech fizycznych i chemicznych pozwoliła na wytypowanie najlepszych odmian do różnych zastosowań końcowych, spożywczych lub paszowych. Stwierdzono istotny wpływ odmiany i roku uprawy dla wszystkich ocenianych cech. Z wyjątkiem długości okresu wegetacji, plonu nasion, okrywy nasiennej i zawartości rozpuszczalnych polisacharydów nieskrobiowych, dla pozostałych cech stwierdzono istotne interakcje między odmianą a rokiem uprawy. Warunki pogodowe, takie jak bardzo niskie opady przy średniej temperaturze powyżej średniej wieloletniej w miesiącu lipcu, kiedy strąki i nasiona są w pełni wykształcone, miały negatywny wpływ na wszystkie oceniane cechy nasion, niezależnie od wczesności odmiany.


Słowa kluczowe

soja; plon nasion; właściwości kulinarne; składniki odżywcze; włókno pokarmowe

AACC Report (American Association of Cereal Chemists). (2001). The definition of dietary fiber. Cereal Food World, 46 (3), 112−126.

AOAC (Association of Official Analytical Chemists). Official Methods of Analysis, AOAC International, 18th ed. Gaithersburg, MD, USA. (2010). Methods: 934.01 (dry matter); 955.04 (protein); 923.03 (ash) and 996.11 (starch available); 994.13 (dietary fibre).

Assefa, Y., Purcell, L.C., Salmeron, M., Neave, S.., Casteel, S.N., Kovac, P., Archontoulis, S., Licht, M., Below, F., Kancel, H., Lindsey, L.E., Gaska, J., Conley, S., Shapiro, C., Orlowski, J.M., Golden, B.R., Kaur, G., Singh, M., Thelen, K., Laurenz, R., Davidson, D., Ciampatti, I.A. (2019). Assessing variation in US soybean seed composition (protein and oil). Front. Plant Sci.. 10, 1−13, doi: 10.3389/fpls.2019.00298,

Banaszkiewicz, T. (2011). Nutritional value of soybean meal. In: El-Shemy H.A. (Ed.), Soybean and Nutrition, InTech.

Barber, T. M., Kabisch, S., Pfeiffer, A., & Weickert, M. O. (2020). The health benefits of dietary fibre. Nutrients, 12 (10), 3209, doi.org/10.3390/nu12103209.

Bellaloui, N., Bruns, H.A., Abbas, H.K., Mengistu, A., Fisher, D.K., Reddy, K.N. (2015) Effects of row-type, row-spacing, seeding rate, soil-type, and cultivar differences on soybean seed nutrition under US Mississippi delta conditions. PLoS ONE, 10 (6) e0129913, doi.org/10.1371/journal.pone.0129913.

Boros, L., Wawer, A. (2018). Seeds quality characteristics of dry bean local populations (Phaseolus vulgaris L.) from National Center for Plant Genetic Resources in Radzikow”; Legum. Res., 41 (5), 669−674.

Brachet, M., Arroyo, J., Bannelier C., Cazals, A. (2015). Hydration capacity: A new criterion for feed formulation. Anim. Feed Sci. Technol., 209, 174−185.

COBORU (2020). https://coboru.gov.pl/Publikacje_COBORU/IB/Informator_2020.pdf

COBORU (2021). Wyniki porejestrowych doświadczeń odmianowych. Bobowate grubonasienne i soja 2020. No 163, COBO 42/2021 n.330.

Damen, B., Pollet, A., Dornez, E. Broekaert, W.F., Van Haesendonck, I., Trogh, I., Arnaut, F., Delcour, J.A. (2012). Xylanase-mediated in situ production of arabinoxylan oligosaccharides with prebiotic potential in whole meal breads and breads enriched with arabinoxylan rich materials. Food Chem., 131 (1), 111–118, doi: 10.1016/j.foodchem.2011.08.043

da Silva, J.B., Carráo-Panizzi, M.C., Prudêncio, S.H. (2009). Chemical and physical composition of grain-type and food-type soybean for food processing. Pesq. agropec. bras, Brasilia, 44 (7), 777−784.

Destro, D., Faria, A.., Destro, T.M., Faria, R., Gonçalves, L.S.A., Lima, W.F. (2013). Food type soybean cooking time: a review. Crop Breed. Appl. Biotechnol., 13, 194−199, doi.org/10.1590/S1984-70332013000300007.

ElSayed, A.I., Rafudeen, M.S., Golldack, D. (2014). Physiological aspects of raffinose family oligosaccharides in plants: protection against abiotic stress. Plant Biol., 16, 1–8.

Englyst, H.N., Cummings, J.H. (1984). Simplified method for the measurement of total non-starch polysaccharides by gas-liquid chromatography of constituent sugars as alditol acetates. Analyst., 109, 937−942.

EFSA, European Food Safety Authority (2010). Scientific opinion on dietary reference values for carbohydrates and dietary fibre. EFSA Journal, 8, 1508−1569, doi.org/10.2903/j.efsa.2010.1462.

FAOSTAT (2020). Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome. http://faostat.fao.org.

Goyal, R., Sharma, S., Gill, B.S. (2015). Effects of location and planting time on physicochemical and nutritional characteristics of soybean seed. Legum. Res., 38, 810−815, doi: 10.18805/lr.v38i6.6728.

Huber, S.C., Li K., Nelson, R., Ulanov, A., DeMuro, C.M., Baxter, I. (2016). Canopy positions has profound effect on soybean seed composition. Peer J., 4, e2452, doi: 10.7717/peerj.2452.

Jha, R., Fouhse, J.M., Tiwari, U.P., Li, L., Willing, P.W. (2019). Dietary fiber and intestinal health of monogastric animals. Front. Vet. Sci., 6, 48, doi.org/10.3389/fvets.2019.00048.

Kakade, M.L, Rackis, J.E., McGhee, Puski, G. (1974). Determinantion of trypsin inhibitor activity of soy products: A collaborative analysis of an improved procedure. Cereal Chem., 51, 376−382.

Kumar, V, Rani, A, Goyal, L, Dixit, AK, Manjaya, J, Dev, J, Swamy, M. (2010) Sucrose and raffinose family oligosaccharides (RFOs) in soybean seeds as influenced by genotype and growing location. J. Agric. Food Chem., 58, 5081–5085, doi: 10.1021/jf903141s.

Lahuta, L.B. (2006). Biosynthesis of raffinose family oligosaccharides and galactosyl pinitols in developing and maturing seeds of winter vetch (Vicia villosa Roth.). Acta Soc. Bot. Pol., 75 (3), 219−227.

Li, M., Liu, Y., Wang, C., Yang, X., Li, D., Zhang X., Xu, C., Zhang, Y., Li, W., Zhao, L. (2020). Identification of traits contributing to high and stable yields in different soybean varieties across three Chinese latitudes. Front. Plant Sci., 10, no. 1642. doi.org/10.3389/fpls.2019.01642

Liener, I.E. (1994). Implications of antinutritional components in soya bean feeds. Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 34 (1), 31–67.

Marchello, J.A., Dryden, F.D., Hale, W.H. (1971). Bovine serum lipids. I. The influence of added animal fat on the ration. J. Anim. Sci., 32, 1008−1015.

Martinez-Villaluenga, C., Zieliński, H., Frias, J., Piskuła, M. K., Kozłowska, H., Vidal-Valverde, C. (2009). Antioxidant capacity and polyphenolic content of high-protein lupin products. Food Chem., 112, 84‒88.

Medic, J., Atkinson, Ch., Hurburgh, Ch.R.Jr. (2014). Current knowledge in soybean composition. J. Am. Oil Chem. Soc., 91, 363−384.

Mourtzinis, S., Kaur, G., Orlowski, J. M., Shapiro, C. A., Lee, C. D., Wortmann, C., Holshousere D., Nafzigerf E.D., Kandelg, H., Niekampf, J., Rossh, W.J., Loftoni, J., Vonkf, J., Roozeboomj, K.L., Thelenk, K.D., Lindseyl, L.E., Statonm, M., Naeven, S.L., Casteelo, S.N., Wieboldp, W.J., Conley, S.P. (2018). Soybean response to nitrogen application across the United States: A synthesis-analysis. Field Crops Res., 215, 74−82, doi.org/10.1016/j.fcr.2017.09.035.

NRC (2012). National Research Council. Nutrient Requirements of swine. 11th rev. ed. Natl. Acad. Press, Washington DC. doi.org/10.17226/13298.

O‘Bryan, C.A., Kushwaha, K., Babu, D., Crandall, P.G., Davis, M., Chen, P., Lee, S-O., Ricke, S.T. (2014). Soybean seed coats: A source of ingredients for potential human health benefits. A review of the literature. J. Food Res., 3 (6), 188−201, doi: 10.5539/jfr.v3n6p188.

Price, M.L., Van Scoyoc, S., Butler, L.G. (1978). A critical evaluation of the vanillin reaction as an assay for tannin in sorghum grain. J. Agric. Food Chem., 26, 1214−1218.

Xu, B.J., Yuan, S.H., Chang, S.K.C. (2007). Comparative analyses of phenolic composition, antioxidant capacity, and color of cool season legumes and other selected food legumes. J. Food Sci., 72 (2), S167- 177.

Saldivar, X., Wang, Y-J., Chen,.P, Hou, A. (2011). Changes in chemical composition during soybean seed development. Food Chem., 124 (4), 1369–1375. doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.07.091.

Scheppach, W., Luehrs, H., Melcher, R., Gostner, J. Schauber, T. Kudlich, F. Weiler, T., Menzel, T. (2004). Antiinflammatory and anticarcinogenic effects of dietary fibre. Clin. Nutr. Suppl., 1 (2), 51−58.

Scott, R.W. (1979). Colorimetric determination of hexouronic acids in plant materials. Analyt. Chem., 51, 936−941.

Sharma, S., Saxena, A.K., Dhillon, S.K. (2004). Physico-chemical and cooking quality characteristics of soybean (Glycine max). J. Food Sci. Technol.-Mysore., 41, 554−556.

Singh, B., Singh, J.P., Kaur, A., Singh, N. (2017). Phenolic composition and antioxidant potential of grain legume seeds: A review. Food Res. J., 101, 1−16, doi.org/10.1016/j.foodres.2017.09.026.

Sridhara, S., Thimmegowda S., Chalapathi M.V. (1997). Nutritional values, physical and physico-chemical characteristics and cooking quality of soybean (Glycine max (L) Merr.) genotypes. Crop Res., 13 (2), 259−266.

Staniak, M., Stępień-Warda, A., Czopek, K., Kocira, A., Baca, E. (2021). Seed quality and quantity of soybean [Glycine max (L.) Merr] cultivars in response to cold stress. Agronomy, 11, 520, doi.org/10.3390/agronomy11030520.

Theander, O., Åman, P., Westerlund, E., Andersson, R., Pettersson, D. (1995). Total dietary fiber determined as neutral sugar and uronic acid residues, and lignin (The Uppsala method): Collaborative study. J. Assoc. Offic. Anal. Chem., 78, 1030−1044.

The Common Catalogue (2020). https://www.ec.europa.eu/food/sites/food/foles/docs/plant-variety-catalogues_agricultural-plant-species.pdf

Vollmann, J., Fritz, C.N., Wagentrist, H. (2000). Environmental and genetic variation of soybean seed protein content under Central European growing conditions. J. Sci. Food Agric. 80, 1300−1306.

Wang, N., Hatcher, D.W., Warkentin, T.D., Toews, R. (2010). Effect of cultivar and environment on physicochemical and cooking characteristics of field pea (Pisum sativum). Food Chem., 118, 109−115, doi: 10.1016/j.foodchem.2009.04.082.

Wocławek, Potocka, I., Bah, M.M., Korzekwa, A., Piskula, M.K., Wiczkowski, W., Depta, A., Skarżyński, D.J. (2005). Soybean-derived phytoestrogens regulate prostaglandin secretion in endometrium during cattle estrous cycle and early pregnancy. Exp. Biol. Med., 230 (3), 189−199.


Opublikowane : 2021-10-07


Boros, L., Wawer, A., Wiśniewska, M., & Boros, D. (2021). Wpływ genotypu i kontrastujących warunków klimatycznych na cechy fizykochemiczne nasion soi (Glycine max L. Merrill). Biuletyn Instytutu Hodowli I Aklimatyzacji Roślin, (296), 3-16. https://doi.org/10.37317/biul-2021-0009

Lech Boros 
Department of Seed Science and Technology, Institute of Plant Breeding and Acclimatization - National Research Institute,05-870 Radzików. Poland  Polska
https://orcid.org/0000-0002-1691-2499
Anna Wawer 
Department of Seed Science and Technology, Institute of Plant Breeding and Acclimatization - National Research Institute,05-870 Radzików. Poland  Polska
Magdalena Wiśniewska 
Laboratory of Quality Evaluation of Plant Materials, Institute of Plant Breeding and Acclimatization - National Research Institute,05-870 Radzików. Poland  Polska
https://orcid.org/0000-0002-8048-9365
Danuta Boros  d.boros@ihar.edu.pl
Laboratory of Quality Evaluation of Plant Materials, Institute of Plant Breeding and Acclimatization - National Research Institute,05-870 Radzików. Poland  Polska
https://orcid.org/0000-0003-3033-6333




Creative Commons License

Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.

Z chwilą przekazania artykułu, Autor udziela Wydawcy niewyłącznej i nieodpłatnej licencji na korzystanie z artykułu przez czas nieokreślony na terytorium całego świata na następujących polach eksploatacji:

  1. a) wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową;
  2. b) wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu;
  3. c) publiczne wykonanie, wystawienie, wyświetlenie, odtworzenie oraz nadawanie
    i reemitowanie, a także publiczne udostępnianie artykułu w taki sposób, aby każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i w czasie przez siebie wybranym;
  4. d) włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego;
  5. e) wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne
    lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci;
  6. f) rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w Internecie, lub innej sieci,
    w pracy zbiorowej jak również samodzielnie;
  7. g) udostępnianie artykułu w wersji elektronicznej w taki sposób, by każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i czasie przez siebie wybranym, w szczególności
    za pośrednictwem Internetu.

 

Autor/rzy poprzez przesłanie wniosku o publikację:

  1. wyrażają/ją zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
  2. wyrażają/ją zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
  3. zobowiązuje/ją się do przestrzegania kodeksu etycznego wydawnictwa zgodnego z wytycznymi Komitetu do spraw Etyki Publikacyjnej COPE
    (ang. Committee on Publication Ethics),
    (http://ihar.edu.pl/biblioteka_i_wydawnictwa.php),
  4. wyrażają/ją zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
  5. wyraża/ją zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych
    i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.