сотрудник с 01.01.2024 по настоящее время
Россия
ВАК 4.1.2 Селекция, семеноводство и биотехнология растений
ВАК 4.1.3 Агрохимия, агропочвоведение
ВАК 4.1.4 Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры
ВАК 4.1.5 Мелиорация, водное хозяйство и агрофизика
ВАК 4.2.1 Патология животных, морфология, физиология, фармакология и токсикология
ВАК 4.2.2 Санитария, гигиена, экология, ветеринарно-санитарная экспертиза и биобезопасность
ВАК 4.2.3 Инфекционные болезни и иммунология животных
ВАК 4.2.4 Частная зоотехния, кормление, технологии приготовления кормов и производства продукции животноводства
ВАК 4.2.5 Разведение, селекция, генетика и биотехнология животных
ВАК 4.3.3 Пищевые системы
ВАК 4.3.5 Биотехнология продуктов питания и биологически активных веществ
УДК 581.192 Химический состав растений
УДК 581.6 Прикладная ботаника. Использование растений. Растение и техника. Экономическая ботаника
Цель исследования – комплексный анализ потенциала L. minor как ключевого компонента био-логических систем жизнеобеспечения (БСЖО) с фокусом на ее нутритивную ценность и способ-ность к замкнутому циклу регенерации отходов. Был произведен поиск научных статей отечес-твенных и иностранных авторов в электронных базах Scopus, Web of Science, Elibrary, ScienceDirect, SpringerLink, Wiley online Library, PubMed и других с последующим анализом инфор-мации. БСЖО решают множество проблем, связанных с освоением космоса. Прежде всего, это транспортировка воды, кислорода, еды и утилизация отходов. Благодаря тому, что такие про-цессы, как восстановление CO2 до О2, производство еды, репродукция воды и переработка от-ходов, основаны на тех процессах, которые происходят в природе, биологические системы жиз-необеспечения представляются автономными, надежными и мало потребляющими ресурсы. Эту задачу берут на себя растения. Помимо этого данная технология может использоваться в местах с экстремальным климатом, таких как, например, полярные зоны и районы Крайнего Се-вера. Ряска малая (Lemna minor) – это маленькое, водное растение, растущее в стоячих водое-мах или водоемах с медленным течением в самых разных условиях обитания. В некоторых ис-следованиях она продемонстрировала способность расти в условиях космического полета и способность использовать питательные вещества из отходов, перерабатывая их в пита-тельную биомассу ряски. Также L. minor обладает высокой питательной ценностью, безопасна в употреблении человеком в качестве пищевой добавки и животными как часть основного рациона и имеет высокий уровень усвояемости у различных видов.
Lemna minor, система жизнеобеспечения, химический состав, фиторемедиация, усвояемость, питательная ценность
1. Yuan J., Xu K. Effects of simulated microgravity on the performance of the duckweeds Lemna aequi-noctialis and Wolffia globosa // Aquatic Botany. 2017. Vol. 137. P. 65–71. DOI:https://doi.org/10.1016/j.aqua-bot.2016.11.010. EDN: https://elibrary.ru/XZOJUX.
2. Mapstone L.J., Leite M.N., Purton S. et al. Cyanobacteria and microalgae in supporting human habi-tation on Mars // Biotechnology Advances. 2022. Vol. 59. P. 107946. DOI:https://doi.org/10.1016/j.biote-chadv.2022.107946. EDN: https://elibrary.ru/CXJJMV.
3. Escobar C., Escobar A. Duckweed: A tiny aquatic plant with enormous potential for bioregenerative life support systems. In: 47th international conference on environmental systems; 16–20 Jul 2017; Charleston, South Carolina. ICES: Summer; 2017. P. 281.
4. Дорофеева А.С. Система обращения с отходами в Арктической зоне и районах Крайнего Севе-ра //Новизна. Эксперимент. Традиции. 2022. Т. 8. № 2. С. 21–27. EDN: https://elibrary.ru/JJGZET.
5. Маркин И.В., Щелканова Е.С., Володяшкин Р.А., и др. Перспективы создания автономных ком-плексов жизнеобеспечения с использованием биологических // Медицина катастроф. 2021. № 3. С. 73–80. DOI:https://doi.org/10.33266/2070-1004-2021-3-73-80. EDN: https://elibrary.ru/DALNWY.
6. Song Y., Hu Z., Liu S., et al. Utilization of Microalgae and Duckweed as Sustainable Protein Sources for Food and Feed: Nutritional Potential and Functional Applications // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2025. Vol. 73, N 8. P. 4466–4482. DOI:https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c11610. EDN: https://elibrary.ru/JIBPOW.
7. Appenroth K.J., Sree K.S., Böhm V., et al. Nutritional value of duckweeds (Lemnaceae) as human food // Food chemistry. 2017. Vol. 217. P. 266–273.
8. Stomp A.M. The duckweeds: a valuable plant for biomanufacturing // Biotechnology annual review. 2005. Vol. 11. P. 69–99. DOI:https://doi.org/10.1016/S1387-2656(05)11002-3. EDN: https://elibrary.ru/XSNVNS.
9. Jaimes Prada O., Lora Díaz O., Tache Rocha K. Lenteja de agua (Lemna minor): potencial alimen-tario y ambiental. Revisión // Revista mexicana de ciencias pecuarias. 2024. Vol. 15, N 2. P. 404–424. DOI:https://doi.org/10.22319/rmcp.v15i2.6107. EDN: https://elibrary.ru/HEMPCM.
10. Sosa D., Alves F.M., Prieto M.A., et al. Lemna minor: Unlocking the value of this duckweed for the food and feed industry // Foods. 2024. Vol. 13, N 10. P. 1435. DOI:https://doi.org/10.3390/foods13101435. EDN: https://elibrary.ru/HNXRYO.
11. Turck D., Bohn T., et al. EFSA Panel on Nutrition, Novel Foods and Food Allergens (NDA). Safety of Lemna minor and Lemna gibba whole plant material as a novel food pursuant to Regulation (EU) 2015/2283 // EFSA Journal. 2022. Vol. 20, N 11. P. e07598.1.
12. Ullah H., Gul B., Khan H., et al. Effect of growth medium nitrogen and phosphorus on nutritional com-position of Lemna minor (an alternative fish and poultry feed) // BMC Plant Biology. 2022. Vol. 22, N 1. P. 214. DOI:https://doi.org/10.1186/s12870-022-03600-1. EDN: https://elibrary.ru/ZJOIDL.
13. Xu J., Shen Y., Zheng Y. et al. Duckweed (Lemnaceae) for potentially nutritious human food: A re-view // Food Reviews International. 2023. Vol. 39, N 7. P. 3620–3634. DOI:https://doi.org/10.1080/87559129. 2021.2012800. EDN: https://elibrary.ru/ZBKPSK.
14. Chakrabarti R., Clark W.D., Sharma J.G., et al. Mass production of Lemna minor and its amino acid and fatty acid profiles // Frontiers in chemistry. 2018. Vol. 6. P. 479.
15. Никифоров Л.А., Кривощеков С.В., Лигачева А.А., и др. Сравнительная химическая характерис¬тика водорастворимых полисахаридов ряски малой (Lemna minor L.), ряски трехдольной (Lemna trisulca L.) и ряски многокоренной (Lemna polyrhiza L.) и их влияние на функциональную активность клеток иммунной системы // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2020. №. 3. С. 63–71. EDN: https://elibrary.ru/SHIJNX.
16. Zhao X., Moates G.K., Wellner N., et al. Chemical characterisation and analysis of the cell wall poly-saccharides of duckweed (Lemna minor) // Carbohydrate polymers. 2014. Vol. 111. P. 410–418. DOI:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.04.079. EDN: https://elibrary.ru/UUMMSH.
17. Sree K.S., Appenroth K.J. Starch accumulation in duckweeds (Lemnaceae) induced by nutrient defi-ciency // Emirates Journal of Food and Agriculture. 2022. Vol. 34, N 3. P. 204–212. DOI: 10.9755/ ejfa.2022.v34.i3.2846. EDN: https://elibrary.ru/ITESLC.
18. Appenroth K.J., Ziegler P., Sree K.S. Accumulation of starch in duckweeds (Lemnaceae), potential energy plants // Physiology and Molecular Biology of Plants. 2021. Vol. 27, N 11. P. 2621–2633. DOI:https://doi.org/10.1007/s12298-021-01100-4. EDN: https://elibrary.ru/LXGWGX.
19. de Souza Moretti M.M., Yu W., Zou W., et al. Relationship between the molecular structure of duck-weed starch and its in vitro enzymatic degradation kinetics // International Journal of Biological Mac-romolecules. 2019. Vol. 139. P. 244–251.
20. Pagliuso D., Grandis A., Fortirer J.S., et al. Duckweeds as promising food feedstocks globally // Agronomy. 2022. Vol. 12, N 4. P. 796. DOI:https://doi.org/10.3390/agronomy12040796. EDN: https://elibrary.ru/ZKQIRZ.
21. Климова Е.В. Исследование химического состава ряски малой (Lémna mínor) и перспективы использования в пищевой промышленности // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2015. №. 6. С. 3–7. EDN: https://elibrary.ru/VBIVAD.
22. Wijendran V., Hayes K.C. Dietary n-6 and n-3 fatty acid balance and cardiovascular health // Annu. Rev. Nutr. 2004. Vol. 24, N 1. P. 597–615.
23. Joint F.A.O., Consultation W.H.O.E. Fats and fatty acids in human nutrition // Report of an expert consultation. 2008. Vol. 10, N 14. P. 155–183.
24. Simopoulos A.P. Evolutionary aspects of diet, the omega-6/omega-3 ratio and genetic variation: nutri-tional implications for chronic diseases // Biomedicine & pharmacotherapy. 2006. Vol. 60, N 9. P. 502–507.
25. Muller T., Cournoyer A., Bazinet L. Emerging potentials of duckweed (Lemnaceae): From composition to protein uses in food and nutraceuticals-A review // Food Research International. 2025. Vol. 219. P. 116777. DOI:https://doi.org/10.1016/j.foodres.2025.116777. EDN: https://elibrary.ru/HQRJLB.
26. Yahaya N., Hamdan N.H., Zabidi A.R., et al. Duckweed as a future food: Evidence from metabolite profile, nutritional and microbial analyses // Future Foods. 2022. Vol. 5. P. 100128. DOI:https://doi.org/10.1016/j.fu-fo.2022.100128. EDN: https://elibrary.ru/KSZTJS.
27. Kim Y., Hyun S.H., Park H.E., et al. Metabolic profiling, free-radical scavenging and tyrosinase inhibitory activities of Lemna minor whole plants cultivated in various concentrations of proline and sucrose // Process Biochemistry. 2012. Vol. 47, N 1. P. 62–68. DOI:https://doi.org/10.1016/j.procbio.2011.10.010. EDN: https://elibrary.ru/PMCUMN.
28. Balamurugan R., Duraipandiyan V., Ignacimuthu S. Antidiabetic activity of γ-sitosterol isolated from Lippia nodiflora L. in streptozotocin induced diabetic rats // European journal of pharmacology. 2011. Vol. 667, N 1-3. P. 410–418.
29. Leverton R.M. Hypocholesteremic effect of sitosterol // Nutrition reviews. 1964. Vol. 22. P. 326–328.
30. Khan Z., Nath N., Rauf A., et al. Multifunctional roles and pharmacological potential of β-sitosterol: Emerging evidence toward clinical applications // Chemico-biological interactions. 2022. Vol. 365. P. 110117. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cbi.2022.110117. EDN: https://elibrary.ru/KKBCZO.
31. Kast J., Yu Y., Seubert C.N., et al. Drugs in space: pharmacokinetics and pharmacodynamics in as-tronauts // European Journal of Pharmaceutical Sciences. 2017. Vol. 109. P. S2–S8. DOI: 10.1016/ j.ejps.2017.05.025. EDN: https://elibrary.ru/SVQRHF.
32. López-Pozo M., Adams III W.W., McNamara M., et al. A preharvest finishing procedure for Lemna to produce high levels of zeaxanthin that is retained post-high-light exposure // Future Foods. 2024. Vol. 10. P. 100517. DOI:https://doi.org/10.1016/j.fufo.2024.100517. EDN: https://elibrary.ru/RSFWCD.
33. Petrova-Tacheva V., Ivanov V., Atanasov A. Lemna minor L. as a source of antioxidants // Trakia Journal of Sciences. 2020. Vol. 18, N 1. P. 157–162. DOI:https://doi.org/10.15547/tjs.2020.s.01.029. EDN: https://elibrary.ru/VWRJJY.
34. Rashmi H.B., Negi P.S. Phenolic acids from vegetables: A review on processing stability and health benefits // Food Research International. 2020. Vol. 136. P. 109298. DOI:https://doi.org/10.1016/j.food-res.2020.109298. EDN: https://elibrary.ru/CTSQLV.
35. Acosta K., Sree K.S., Okamoto N., et al. Source of Vitamin B12 in plants of the Lemnaceae family and its production by duckweed-associated bacteria // Journal of Food Composition and Analysis. 2024. Vol. 135. P. 106603. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jfca.2024.106603. EDN: https://elibrary.ru/CRXLTG.
36. Rodriguez J.H.V., Gavin-Moyano C., Aveiga M.R.V., et al. Chemical study of the macrophyte duck-weed (Lemna minor L.) // Rev. Fac. Agron. (LUZ). 2025. Vol. 42, N 1. P. e254202.
37. Ullah H., Gul B., Khan H., et al. Effect of salt stress on proximate composition of duckweed (Lemna minor L.) // Heliyon. 2021. Vol. 7, N 6. DOI:https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e07399. EDN: https://elibrary.ru/EKGCOZ.
38. Devlamynck R., de Souza M.F., Leenknegt J., et al. Lemna minor cultivation for treating swine ma-nure and providing micronutrients for animal feed // Plants. 2021. Vol. 10, N 6. P. 1124. DOI:https://doi.org/10.3390/plants10061124. EDN: https://elibrary.ru/AFDXYE.
39. Sońta M., Więcek J., Szara E., et al. Quantitative and qualitative traits of duckweed (Lemna minor) produced on growth media with pig slurry // Agronomy. 2023. Vol. 13, N 7. P. 1951. DOI:https://doi.org/10.3390/agronomy13071951. EDN: https://elibrary.ru/ZGDBQH.
40. Petroski W., Minich D.M. Is there such a thing as "anti-nutrients"? A narrative review of perceived problematic plant compounds // Nutrients. 2020. Vol. 12, N 10. P. 2929. DOI:https://doi.org/10.3390/nu12102929. EDN: https://elibrary.ru/ISQLGA.
41. Ujong A., Naibaho J., Ghalamara S., et al. Duckweed: exploring its farm-to-fork potential for food pro-duction and biorefineries // Sustainable Food Technology. 2025. Vol. 3, N 1. P. 54–80.
42. Culley J.D.D., Epps E.A. Use of duckweed for waste treatment and animal feed // Water Pollution Control Federation. 1973. Vol. 45, N 2. P. 337–347.
43. Cheng J.J., Stomp A.M. Growing duckweed to recover nutrients from wastewaters and for production of fuel ethanol and animal feed // Clean-Soil, Air, Water. 2009. Vol. 37, N 1. P. 17–26.
44. Leng R.A., Stambolie J.H., Bell R. Duckweed-a potential high-protein feed resource for domestic ani-mals and fish // Livestock Research for Rural Development. 1995. Vol. 7, N 1. P. 36.
45. Sońta M., Rekiel A., Batorska M. Use of duckweed (Lemna L.) in sustainable livestock production and aquaculture-a review // Annals of Animal Science. 2019. Vol. 19, N 2. P. 257-271. DOI:https://doi.org/10.2478/aoas-2018-0048. EDN: https://elibrary.ru/XWEJEX.
46. Appenroth K.J., Sree K.S., Bog M., et al. Nutritional value of the duckweed species of the genus Wolffia (Lemnaceae) as human food // Frontiers in chemistry. 2018. Vol. 6. P. 483. DOI:https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00483. EDN: https://elibrary.ru/YILUZJ.
47. Crucian B., Babiak-Vazquez A., Johnston S., et al. Incidence of clinical symptoms during long-duration orbital spaceflight // International journal of general medicine. 2016. Vol. 9. P. 383–391. DOI:https://doi.org/10.2147/IJGM.S114188. EDN: https://elibrary.ru/XUUCWR.
48. Zeinstra G.G., Somhorst D., Oosterink E., et al. Postprandial amino acid, glucose and insulin res-ponses among healthy adults after a single intake of Lemna minor in comparison with green peas: a randomised trial // Journal of nutritional science. 2019. Vol. 8. P. e28.
49. Mes J.J., Esser D., Somhorst D., et al. Daily intake of Lemna minor or spinach as vegetable does not show significant difference on health parameters and taste preference // Plant Foods for Human Nutrition. 2022. Vol. 77, N 1. P. 121–127. DOI:https://doi.org/10.1007/s11130-022-00952-9. EDN: https://elibrary.ru/BDCYHW.
50. Mes J.J., Esser D., Oosterink E., et al. A controlled human intervention trial to study protein quality by amino acid uptake kinetics with the novel Lemna protein concentrate as case study // International Journal of Food Sciences and Nutrition. 2022. Vol. 73, N 2. P. 251–262. DOI:https://doi.org/10.1080/09637486. 2021.1960958. EDN: https://elibrary.ru/CBQHOS.
51. De Beukelaar M.F.A., Zeinstra G.G., Mes J.J., et al. Duckweed as human food. The influence of meal context and information on duckweed acceptability of Dutch consumers // Food quality and preference. 2019. Vol. 71. P. 76–86.
52. Rezania S., Taib S.M., Din M.F.M., et al. Comprehensive review on phytotechnology: heavy metals removal by diverse aquatic plants species from wastewater // Journal of hazardous materials. 2016. Vol. 318. P. 587–599. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2016.07.053. EDN: https://elibrary.ru/WSCOYT.
53. Sheoran V., Sheoran A.S., Poonia P. Role of hyperaccumulators in phytoextraction of metals from contaminated mining sites: a review // Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 2010. Vol. 41, N 2. P. 168–214.
54. Mohedano R.A., Costa R.H.R., Tavares F.A., et al. High nutrient removal rate from swine wastes and protein biomass production by full-scale duckweed ponds // Bioresource Technology. 2012. Vol. 112. P. 98–104.
55. Manukovsky N., Kovalev V. Application of duckweed for human urine treatment in Bioregenerative Life Support System. In: 40th COSPAR Scientific Assembly. 2–10 Aug 2014. Moscow, 2014.
56. Ekperusi A.O., Sikoki F.D., Nwachukwu E.O. Application of common duckweed (Lemna minor) in phytoremediation of chemicals in the environment: State and future perspective // Chemosphere. 2019. Vol. 223. P. 285–309. DOI:https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.02.025. EDN: https://elibrary.ru/CLYQRW.
57. Okwuosa O.B., Eyo J., Amadi-Ibiam C.O. Growth and Nutritional profile of Duckweed (Lemna minor) cultured with different organic manure // International Advanced Research Journal in Science, Engi-neering and Technology. 2021. Vol. 8, N 12. P. 7–11.
58. Gjata I., Tommasi F., De Leonardis S., et al. Rare earth elements affect the growth and fitness of free-floating plant Lemna minor L // Frontiers in Plant Science. 2025. Vol. 16. P. 1540266. DOI:https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1540266. EDN: https://elibrary.ru/FJMGXP.
59. MacCallum T.K., Anderson G.A., Poynter J.E., et al. The ABS (Autonomous Biological System): Spaceflight results from a bioregenerative closed life support system // SAE Technical Paper. 2000. N 2000-01-2340.
60. Poynter J., MacCallum T.K., Anderson G.A., et al. The development and testing of visualization and passively controlled life support systems for experimental organisms during spaceflight // SAE Tech-nical Paper. 2001. N 2001-01-2288.
61. Eichhorn M., Fritsche C. Effects of Space Shuttle Mission STS-67 on Cell Structure in Lemna trisulca // Space Station Utilisation. 1996. Vol. 385. P. 137.
