Effect of nitrogen fertilizer on nitrogen assimilation and seed quality of amaranth and quinoa
Effect of nitrogen fertilizer on nitrogen assimilation and seed quality of amaranth and quinoa
by Sa-nguansak Thanapornpoonpong
Date of Examination:2004-11-18
Date of issue:2004-11-23
Advisor:Prof. Dr. Elke Pawelzik
Referee:Prof. Dr. Elke Pawelzik
Referee:Prof. Dr. Norbert Claassen
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1921
Files in this item
Name:thanapornpoonpong.pdf
Size:1.08Mb
Format:PDF
Description:Dissertation
The following license files are associated with this item:
Abstract
English
Amaranth and quinoa are protein-rich pseudocereals and may be used as an alternative source for non-allergenic food products. Seed composition of amaranth (Amaranthus spp.) and quinoa (Chenopodium quinoa Willd) varieties produced under Northern Germany conditions in 2001 and 2002 was investigated. Amaranth and quinoa seeds contained high protein contents. Their amino acid content was accepted as sufficient for the human nutritional requirements. The proteins were especially rich in lysine. The insoluble dietary fiber was the main part of the dietary fiber content in the seed. Amaranth flour had more pasting viscosity than wheat flour. The effects of nitrogen fertilizer on nitrogen assimilation and seed composition of amaranth and quinoa plants were determined. Nitrogen fertilizer application affected the increase of the grain weight, biomass, grain yield and harvest index. Nitrogen use efficiency, nitrogen utilization efficiency, nitrogen harvest index and grain yield per unit of grain nitrogen decreased with increased nitrogen fertilizer rates. Nitrogen fertilizer application affected the increase of seed protein and linoleic acid content but decreased albumin-1 fractions. The concentrations of essential amino acids were not affected by nitrogen fertilizer application. Albumin-1 fractions had high lysine content, while albumin-2 fractions had high leucine content. Globulin fractions contained higher concentrations of essential amino acids than the other fractions, but lower content of lysine. Glutelin fractions were well balanced in their essential amino acids with exception of methionine. The dietary fiber content was not changed, whereas an increase of the pasting temperature of flours obtained from amaranth and quinoa seeds was negatively related to the nitrogen supply. The present results showed the high potential of amaranth and quinoa seeds in human diet utilization. Nitrogen fertilizer application could be an advantage to improve the nutritional values by increasing protein content and maintaining concentrations of essential amino acids.
Keywords: amaranth; quinoa; nitrogen assimilation; protein; dietary fiber
Other Languages
Amarant und Reismelde sind proteinreiche Pseudocerealien und können als alternative Quelle für nicht-allergienherbeiführende Nahrungsmittel verwendet werden. Samenaufbau des Amarants (Amaranth spp.) und die Vielzahl der Reismelde (Chenopodium Quinoa Willd), die unter Norddeutschland Bedingungen 2001 und 2002 produziert wurde, wurde nachgeforscht. Amarant- und Reismeldesamen erwiesen sich als proteinreich, wobei deren Aminosäuregehalt den menschlichen Ernährungsanforderungen entsprach. Die Proteine waren besonders reich an Lysin. Die Balaststoffe im Samen bestanden zum größten Teil aus unlöslichen Fraktionen. Im Vergleich zum Weizenmehl zeigte Amarantmehl höhere Viskosität. Weiterhin die Effekte der Stickstoffdüngung auf Stickstoffassimilation und Samenaufbau der Amarant- und Reismelde wurden untersucht. Stickstoffdüngung positiv beeinflusste die Zunahme des Korngewichts, der Biomasse, des Kornertrag und des Ernteindexes. Stickstoffnutzungseffizienz, Stickstoffaufnahmeeffizienz, Stickstoffernteindex und Kornertrag pro Maßeinheit des Kornstickstoffes verringerten sich mit erhöhter Stickstoffdüngemittelrate. Stickstoffdüngung führte zu einer Zunahme des Samenproteins und des Linolsäuregehalts und gleichzeitig verringerte das Anteil an Albumin-1-Fraktion. Die Konzentrationen der essentieller Aminosäuren wurden nicht durch Stickstoffdüngung beeinflusst. Albumin-1-Fraktionen hatten hohen Lysingehalt, während Albumin-2-Fraktionen charakterisierten sich mit einem hohen Leucingehalt. Globulinfraktionen enthielten höhere Konzentrationen an essentieller Aminosäuren im Vergleich zu anderen Fraktionen, jedoch der Gehalt an Lysins war niedriger. Mit der Ausnahmen von Methionin zeigten sich die Glutelinfraktionen mit gut ausgewogenem Zusammensetzung von essentiellen Aminosäuren. Der Balaststoffegehalt blieb unbeeinflusst, während eine Zunahme an Verkleisterungstemperatur der Mehle sowohl von Amarant- als auch Reismeldesamen negativ durch höhere Stickstoffmengen beeinflusst wurde. Die erzielten Ergebnisse zeigen ein hohes Potential der Amarant- und Reismeldesamen für die menschliche Ernährung. Anwendung von Stickstoffdüngung kann zu einer Verbesserung der Nährqualität führen, indem sie den Proteingehalt erhöhte und die Konzentrationen an essentiellen Aminosäuren beibehielt.
Schlagwörter: Amarant; Reismelde; Stickstoffassimilation; Protein; Balaststoffe