Способ получения микрозелени с использованием препарата Супер микориза Российский патент 2024 года по МПК A01C1/06 A01G7/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и биотехнологии, а именно, к технологии производства микрозелени для ее дальнейшего использования в пищевой промышленности.

В настоящее время разрабатываются дорожные карты по использованию экологически чистых ресурсосберегающих технологий, в ряду которых широкое распространение нашли «Городские фермы», по разработке экологически чистых технологий производства растительной продукции в условиях мегаполисов. Особое внимание уделяется расширению объемов производства и потребления микрозелени. Микрозелень - это новый класс съедобных овощных и зеленных культур, которые убирают в фазе молодого растения, выращенные из пророщенных семян, в период, когда семядоли (семенные листья) полностью разрослись и содержат первые настоящие листья, длина стебля может достигать от 2-3 до 10 см. Продолжительность проращивания семян до появления настоящих листьев обычно составляет 7-14 дней. Для производства микрозелени используют широкий ассортимент растительных культур, обладающих большим разнообразием вкусовых и ароматических дескрипторов. Исследования микрозелени ведутся с 2012 года учеными США, Европы, Индии и Китая. Проведенные сравнительные исследования химического состава культур микрозелени и традиционной вегетации показали, что проростки микрозеленных культур синтезируют в 2-4 раза больше биологически активных веществ, чем традиционные аналоги. В микрозелени содержится (в 100г): витамина А в пределах 70-160 мкг; 0,043-0,075 мг витамина В1; 0,08-0,119 мг В2; 0,42-0,835 мг В5; 0,121-0,199 мг В6; 32-71 мкг В9; 17,1-93,2 мг витамина C; 0,28-1,35 мг витамина Е; 36,87-101,4 мкг витамина К, 0,7-1,8 мг/100г железа, 0,37-0,96 мг/кг йода, 0,16-6,8 мг/кг меди, 0,13-0,57 мг/кг цинка, 0,0019-0,0074 мг/кг селена, а также 1-5,4 мг/100г каротиноидов, 2,5-12,3 мг/г хлорофилла, 0,2-0,65 мг/г фенольных соединений, установлена высокая антиоксидантная активность.

На данный момент из уровня техники известен способ активации проращивания семян рапса, включающий использование светодиодного освещения спектров синего, зеленого и красного света, согласно которому семена обрабатывают водным золем 0,01% гидротермального нанокремнезема в течение 120 минут с последующим проращиванием семян на подложках из минеральной ваты в виде пластин с поливом дистиллированной водой по мере подсыхания подложки в течение 7 суток при непрерывном освещении светодиодами синего света с длиной волны 440 нм или светодиодами зеленого света с длиной волны 525 нм, или светодиодами красного света с длиной волны 660 нм, причем для всех источников характерна низкая интенсивность генерируемых фотонов в диапазоне от 1,68 мкмоль/м²⋅с до 6,90 мкмоль/ м²⋅с (RU 2741085 С1 22.01.2021).

Известен способ оптимизации производства гроздей белого винограда на виноградниках, который проводят путем внекорневого опрыскивания виноградных лоз, имеющих новые побеги, при этом опрыскивание проводят разбавленным водным раствором 1-герматранола после бутонизации, в период роста грозди и сразу после сбора урожая, при этом соединение 1-герматранол распыляют в виде микрокапель с помощью распылителя в концентрации 0,001 мас.% (WO 2011100856 А1, 25.08.2011).

Известен способ получения микрозелени редиса в агробиотехносистеме, включающий использование кремний органического регулятора роста, светодиодного освещения, при этом в закрытой агробиотехносистеме после проращивания в темноте семян редиса на 7-й день применяют однократно некорневую обработку ростков редиса 0,005%-ным водным раствором 1-этоксисилатрана и подкормку минеральным питательным раствором состава, мг/л: N-NO₃ - 14,0; N-NH₄ - 0,5; Р - 4,1; K - 27,5; Са - 10,0; Mg - 2,4; S - 3,0; Fe - 0,094; Mn - 0,014; В - 0,016; Cu - 0,003; Zn - 0,013; Mo - 0,003, с последующим доращиванием ростков с использованием светодиодного освещения при интенсивности генерируемых фотонов в 140 мкмоль/м²⋅с и количественной характеристикой светового потока по составляющим его длинам волн: ультрафиолет 380 нм - 1,5%, синий 440 нм - 23,8%, зеленый 520-530 нм - 6%, красный 640 нм - 61,5%, дальний красный 740 нм - 7,2%, причем освещение реализуют в импульсном режиме в соотношении периодов свет/темнота, равном 1 секунда/3 секунды с 7-го по 14-й день круглосуточного освещения проростков до получения микрозелени (RU 2736336 С1 16.11.2020).

Известен способ регулирования развития культурных растений, включающий обработку семян или вегетирующих растений водным раствором биологически активного вещества, при этом в качестве биологически активного вещества используют герматранол гидрата формулы N(CH₂CH₂O)₃GeOH в концентрации 50 - 300 мг/л (RU 2073439 С1, 20.02.1997).

Известен способ активации семян пшеницы при проращивании и получении микрозелени, включающий обработку семян водным раствором герматранола, при этом замачивание семян проводят в течение 2 часов с использованием рабочих растворов герматранола в диапазоне концентраций от 0,001 до 0,0000000001% с последующим посевом семян на смоченную до полного насыщения водой подложку из минеральной ваты с поливом по мере подсыхания и проращивание осуществляют при температуре 23-24°С в течение 7 суток (RU 2787036 С1, 28.12.2022).

Наиболее близким техническим решением к представленному является способ активации проращивания семян салатной культуры при светодиодном монохроматическом освещении, включающий освещение светодиодами зеленого света, при этом семена проращивают 6 суток в стандартных условиях при комнатной температуре и увлажнении семян при постоянном монохроматическом излучении светодиодами зеленого света с длиной волны 525 нм при низкой интенсивности пучка фотонов в 1,44 мкмоль/(м²⋅с) на уровне подложки с семенами с получением микрозелени (RU 2750265 С1, 25.06.2021).

Основным недостатком известных технических решений является нацеленность производителя на получение продукта без формирования условий, способствующих максимальному накоплению микро- и макроэлементов, которые синтезируются в микрозелени в процессе вегетации за счет улучшенных условий среды выращивания.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка способа получения микрозелени, с наиболее высоким физико-химическим потенциалом и потребительскими свойствами.

Технический результат достигаемый за счет предложенной совокупности признаков заключается в разработке нетрудоемкого способа получения микрозелени, обладающей высокой пищевой и биологической ценностью, за счет применения органических препаратов, температурных и световых режимов для максимизации накопления фотосинтетических пигментов, фенольных соединений, витаминов и антиоксидантной активности в получаемом продукте.

Для достижения указанного технического результата предложен способ получения микрозелени, согласно которому проводят замачивание семян микрозелени в проточной воде в течение 2 часов, добавляют препарат «Супер микориза», перемешивают и высаживают семена на предварительно смоченную джутовую подложку для прорастания и последующее облучение пророщенных семян непрерывным совместным облучением ультрафиолетом, дальним красным и фотосинтетически активной радиацией при интенсивности облучения 148,0 мкмоль/м²⋅с, при этом фотосинтетическая часть спектра которого составляет 134,1 мкмоль/м²⋅с, при этом температура в период облучения в дневной период составляет 24-26°С, а в ночной 18-20°С, при длине светового дня 16 часов, а влажность воздуха 70-75%.

В процессе проведенных исследований было установлено, что наличие красного и синего спектров в освещении положительно влияет на продуктивность и накопление биологически активных веществ в микрозелени в процессе вегетации. Были исследованы различные комбинации света, в которых различались показатели интенсивности светового спектра и его фотосинтетической части. Было установлено, что наивысшие показатели, например, у микрозелени салата по общей антиоксидантной активности наблюдались при комбинации света, при которой PFD по всем спектральным линиям составила 148,0 мкмоль/м²⋅с и фотосинтетической частью спектра PPFD 134,1 мкмоль/м²⋅с, что было на 15,7-101,9% больше, чем у микрозелени салата, выращенной при стандартных световых комбинациях, применяемых при выращивании микрозелени. Также у микрозелени нуга по показателю общей антиоксидантной активности наилучший результат наблюдался при комбинации PFD равной 148,0 мкмоль/м²⋅с, и был выше, чем у микрозелени нуга, выращенной при стандартных комбинациях на 8,4-51,2% соответственно. Помимо этого, именно при комбинации PFD равной 148,0 мкмоль/м²⋅с в исследуемых образцах микрозелени было выявлено наибольшее содержание хлорофилла a, хлорофилла b, общего хлорофилла, каротиноидов и фенольных соединений. Таким образом, было выявлено, что рост интенсивности световых спектров в освещении при выращивании микрозелени в условии закрытых систем фитотронов влияет на улучшение показателей высоты, площади лита, энергии прорастания и массы микрозелени, однако при повышенном показателе фотоситетически активной радиации накопление микро- и макронутриентов в растении снижается. В связи с этим, световой комбинацией, наиболее эффективной для получения микрозелени с повышенными потребительскими свойствами является комбинация с интенсивностью облучения PFD по всем спектральным линиям 148,0 мкмоль/м²⋅с и фотосинтетической частью спектра PPFD 134,1 мкмоль/м²⋅с.

В качестве органических биорегуляторов был изучен экологически чистый биопрепарат «Супер микориза» (VЭСicular arbuscular mycorrhizal fungi), полученный путем микробиологического синтеза. Оптимальная концентрация препарата устанавливалась экспериментально в ходе исследований. Обработка препаратом проводилась на начальном этапе замачивания семян. Контрольный образец семян замачивали дистиллированной воде, а в опытные варианты добавляли индивидуально исследуемый препарат в диапазоне исследуемых концентраций. Было установлено, что предпочтительная концентрация препарата «Супер микориза» составляет 3%.

Предложенное изобретение реализуется следующим способом.

Перед посевом семена микрозелени на два часа замачивают в проточной воде, а перед посевом к замоченным семенам добавляют препарат «Супер микориза» в количестве, например, достаточном для получения раствора концентрацией 3% и перемешивают. Подготовленную микрозелень высевают на предварительно смоченные джутовые подложки размером 10х15см, а затем помещают в предварительно продезинфицированные лотки размером 34х15см. Лотки с подготовленной микрозеленью устанавливают в фитотрон и закрывают семена от света перфорированной крышкой. На третьи сутки после посева микрозелень прорастает, после чего растения выставляются на свет. Интенсивность облучения PFD составляет 148,0 мкмоль/м²⋅с, фотосинтетическая часть спектра составляет 134,1 мкмоль/м²⋅с. Температура на полках составляет 24-26°С в дневной период и 18-20°С в ночной. Длина светового дня составляет 16 часов. Влажность воздуха 70-75%. По истечение 7-14 дней (в зависимости от вида используемых семян) микрозелень готова к использованию в пищевой промышленности.

При этом устанавливают интенсивность облучения PPFD, PFD и по отдельным спектрам (см.табл.1).

Далее представлен подробный пример реализации предложенного изобретения, при этом специалисту очевидно, что данный пример описывает один из частных случаев реализации.

Предварительно проводят подготовку семян к посеву для чего в продезинфицированном стеклянном стаканчике объемом 200 мл семена замачивают в 50 мл проточной воды на 2 часа. Через 2 часа к замоченным семенам добавляют 1,5 г порошка «Супер микориза» и тщательно перемешивают. Параллельно джутовые подложки помещают в пластмассовые лотки и смачивают водой до полного намокания подложек. Затем проводят посев семян и их прорастание для чего на предварительно подготовленные подложки высеивают семена по 6-10 штук на 1 см² и тщательно распределяют осадок раствора «Супер микоризы» по всей площади подложки. Закрывают лотки с подложками с семенами перфорированной крышкой. Помещают лотки в фитотрон. Ежедневно джутовые подложки с прорастающими семенами смачивают 100 мл воды на 1 лоток размером 34х15 см. На 3-й день после посева крышки снимаются. В фитотроне устанавливают интенсивность облучения 148,0 мкмоль/м²⋅с, фотосинтетическая часть спектра которого составляет 134,1 мкмоль/м²⋅с. Устанавливают длительность светового дня - 16 часов. Регулируют температуру в фитотроне 24-26°С в дневной период и 18-20°С в ночной. Устанавливают влажность воздуха 70-75%. После этапа прорастания семян на протяжении всего периода выращивания микрозелень поливают водой на расстоянии 1 см от подложки до полного намокания подложек (по 200-350 мл на 1 лоток размером 34х15 см). При этом микрозелень кресс-салата, дайкона, редиса Санго готова к употреблению на 11-13 сутки после посева. Микрозелень салата, нуга абиссинского, кале, рукколы, брокколи, пак-чой, амаранта, горчицы готова к употреблению на 12-14 сутки после посева. Микрозелень базилика готова к употреблению на 16-19 сутки после посева.

Эффективность используемого метода управления процессами метаболической активности на примере 2-х культур - салата листового (Lactuca sativa L.), сорт «Азарт», и нуга абиссинского (Guizotia abyssinica (L.f) Cass), сорт «Липчанин».

Микрозелень нуга и салата, полученная предложенным способом, содержала более высокие концентрации антиоксидантов в микрозелени по сравнению с контрольным образцом на 38,1% (нуг) и 38,62% (салат). При этом содержание витамина С в обеих культурах составило на 13,6% (салат) и 14% (нуг) в сравнении с микрозеленью выращенной без обработки.

Таким образом, наиболее выраженным комплексным эффектом активизации ростовых и фотосинтетических процессов, а также индукции синтеза биологически активных соединений в микрозелени, являющихся эссенциальными функциональными нутриентами, является совместное использование препарата органической основы «Супер микориза» и непрерывным совместным облучением ультрафиолетом, дальним красным и фотосинтетически активной радиацией.

Доказанная эффективность исследуемого препарата совместно с непрерывным облучением ультрафиолетом, дальним красным и фотосинтетически активной радиацией на единичных видах взрослых растений была подтверждена на 14 перспективных видах микрозелени, которые планируется выращивать в фитотроне.

Предложенный способ обеспечивает получение экологически чистой микрозелени, обладающей высокой пищевой и биологической ценностью, за счет применения органических препаратов, температурных и световых режимов для максимизации накопления фотосинтетических пигментов, фенольных соединений, витаминов и антиоксидантной активности в получаемом продукте.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложен способ получения микрозелени, согласно которому проводят замачивание семян микрозелени в проточной воде в течение 2 часов, добавляют препарат «Супер микориза», перемешивают и высаживают семена на предварительно смоченную джутовую подложку для прорастания, проводят последующее облучение пророщенных семян непрерывным совместным облучением ультрафиолетом, дальним красным светом и фотосинтетически активной радиацией при интенсивности облучения 148,0 мкмоль/м²⋅с, при этом фотосинтетическая часть спектра которого составляет 134,1 мкмоль/м²⋅с. Температура в период облучения в дневной период составляет 24-26°С, а в ночной 18-20°С при длине светового дня 16 часов, а влажность воздуха 70-75%. Изобретение обеспечивает получение микрозелени, обладающей высокой пищевой и биологической ценностью. 1 табл.

Способ получения микрозелени, характеризующийся тем, что проводят замачивание семян микрозелени в проточной воде в течение 2 часов, добавляют препарат «Супер микориза», перемешивают и высаживают семена на предварительно смоченную джутовую подложку для прорастания и последующее облучение пророщенных семян непрерывным совместным облучением ультрафиолетом, дальним красным и фотосинтетически активной радиацией при интенсивности облучения 148,0 мкмоль/м²⋅с, при этом фотосинтетическая часть спектра которого составляет 134,1 мкмоль/м²⋅с, при этом температура в период облучения в дневной период составляет 24-26°С, а в ночной 18-20°С при длине светового дня 16 часов, а влажность воздуха 70-75%.