Способ получения микрозелени с добавленной пищевой ценностью 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.

Одним из продуктов нового поколения является микрозелень. Впервые крупные исследования, ставшие основой для последующих исследований микрозелени в сравнении с традиционными растениями, были проведены в США в 2012 году. Микрозелень – это съедобные побеги разнообразных сельскохозяйственных культур высотой 5-12 см, отличаются от традиционных культур нежной консистенцией, более выраженными вкусо-ароматическими характеристиками и повышенным содержанием биологически активных соединений по сравнению с традиционными аналогами.

Было доказано, что все исследуемые виды микрозелени превосходят свои традиционные аналоги в 2-4 раза по содержанию фенольных соединений, витаминов, эссенциальных микро- и макронутриентов, а также по показателям общей антиоксидантной активности.

В микрозелени содержится (в 100 г): 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.

В результате проведенных экспериментов было установлено, что в одной порции микрозелени содержится до 1% от суточной нормы потребления селена и цинка. Небольшое содержание цинка и селена в микрозелени обуславливает актуальность ее обогащения данными элементами.

На данный момент из уровня техники известен способ предпосевной обработки семян однолетних сельскохозяйственных культур, согласно которому в качестве однолетних семян сельскохозяйственных культур используют семена клевера и амаранта, которые обрабатывают рабочим раствором гидротермального нанокремнезема с концентрацией 0,05-0,005 мас.%, полученным разведением при перемешивании исходного золя гидротермального нанокремнезема концентрации 5,0% в минеральной воде Серноводская, при этом используют золь гидротермального нанокремнезема, полученного из гидротермальных растворов Мутновского вулкана с полидисперсностью составляющих его наночастиц с преобладанием размеров 10-20 нм, и серосодержащую воду Серноводскую, содержащую (мг/л): калий (K) 6,6; натрий (Na) 85,5; магний (Mg) 34,2; кальций (Са) 52,4; фторид (F) 1; хлорид (Cl) 115,8; сульфат (SО₄) 242; гидрокарбонат (НСО₃) 366,1; природный йод (I) 0,6, при этом время экспозиции семян в приготовленном растворе составляет 30-40 минут (RU 2752532 С1 29.07.2021).

Известна композиция для обработки семени, почвы или растения, содержащая кобальта сульфат, кобальта лактат и, по меньшей мере, один дополнительный минерал, который присутствует как в виде соли минерала, так и в виде хелата минерала, при этом в качестве минерала используют цинк, марганца, никеля или меди, также дополнительно содержится один или несколько металлов, при этом один или несколько металлов включают в себя железо, кобальт, магний, кальций, марганец, цинк, медь, скандий, селен, титан, ванадий, хром, алюминий, олово и никель (RU 2658982 С2, 26.06.2018).

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/м²с 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).

Известно средство для предпосевной обработки семян, которое содержит композицию микроэлементов в дозах, меньших, чем обычно рекомендуемые для микроэлементов, мас.%: медь - 1,00±0,20, цинк - 0,90±0,20, магний - 1,50±0,25, кобальт - 0,04±0,005, железо - 0,20±0,03, марганец - 0,20±0,05, молибден - 0,15±0,03, бор - 0,15±0,03, селен- 0,005±0,001, вода - остальное (RU 2478273 С2, 10.04.2013).

Известен способ обработки семян цинком, согласно которому проводят обработку семян бамии азотом при температуре погружения 39–41°C, далее проводят погружение в раствор хлорида цинка в течение 45–55 минут при температуре 61–63°C в течение 9-11 минут, вынимание и естественное охлаждение при комнатной температуре (CN 109005742 A, 18.12.2018).

Наиболее близким техническим решением к представленному является cпособ обогащения семян бобовых культур биодоступными формами йода и селена, включающий замачивание и проращивание семян, при этом в качестве исходных семян используют семена нута, с целью обогащения используют раствор неорганических йод- и селенсодержащих солей с содержанием селенита натрия и йодина калия соответственно 0,1 г и 0,225 г на 1 л бидистиллированной воды, проращивание ведут при температуре 20-25°C в течение трех дней, завершают при достижении длины проростков 4-5 мм (RU 2524540 С2, 27.07.2014).

Основным недостатком известных технических решений является производство микрозелени без формирования ее потребительских свойств на этапе выращивания.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка способа получения микрозелени, имеющей высокие физико-химические и потребительские свойства и являющейся источником цинка, йода и селена в рационе питания человека.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в разработке нетрудоемкого способа получения микрозелени, обладающей высокой пищевой и биологической ценностью за счет обогащения ее эссенциальными микро- и макронутриентами селеном, цинком и йодом.

Для достижения указанного технического результата предложен способ получения микрозелени, согласно которому проводят замачивание семян микрозелени в растворе цинка ZnSO₄⋅H₂O и селена Na₂SeO₃, взятых в равных количествах, в течение 2 часов и высев семян на предварительно смоченную джутовую подложку для прорастания, затем на 7 и 10 дни после посева проводят внекорневую обработку микрозелени раствором цинка ZnSO₄⋅H₂O и раствором селена Na₂SeO₃, на 12 день после посева проводят внекорневую обработку микрозелени раствором цинка ZnSO₄⋅H₂O, раствором селена Na₂SeO₃ и раствором йодистого калия KI.

В процессе эксперимента были установлены оптимальные концентрации и способы обработки микрозелени растворами цинка, селена и йода. Было выявлено, что наиболее эффективным способом обработки является предварительное замачивание семян микрозелени в растворе цинка и селена, а затем последующая обработка раствором селена и цинка на 7, 10 и 12 дни после посева и разовая обработка раствором йода на 12 день после посева. Было установлено, что предпочтительные концентрации используемых растворов составляют 50 мкмоль/л для раствора селена (Na₂SeO₃), 250мг/л для раствора йода (KI) и 1 г/л для раствора цинка (ZnSO₄⋅Н₂О). Также было установлено, что наибольший эффект при обогащении микрозелени селеном и цинком происходит при объединении их растворов, что также сокращает время обработки в два раза, при том что эффективность обработки не уменьшается.

Предложенное изобретение реализуется следующим способом.

Проводят способ получения обогащенной микрозелени, для чего проводят обработку микрозелени растворами селена, цинка и йода. Перед посевом семена микрозелени на два часа замачивают в растворах 50 мкмоль/л Na₂SeO₃ и 1 г/л ZnSO₄⋅Н₂О, смешанных в одной емкости в соотношении 25 мл Na₂SeO₃ и 25мл ZnSO₄⋅Н₂О. Подготовленные семена микрозелени высевают на предварительно смоченные джутовые подложки по 6-10 штук на 1 см², а затем помещают в предварительно продезинфицированные лотки, которые устанавливают в фитотрон, и закрывают семена от света при помощи перфорированных крышек. На третьи сутки после посева микрозелень прорастает, после чего растения выставляются на свет. На 7 и 10 дни после посева проводят внекорневую обработку микрозелени растворами селена (Na₂SeO₃) и цинка (ZnSO₄⋅Н₂О). На 12 день после посева проводят внекорневую обработку растворами селена (Na₂SeO₃), цинка (ZnSO₄⋅Н₂О), йодистого калия (KI). Микрозелень готова к использованию в пищевой промышленности на 13-14 сутки после посева.

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 готовят раствор цинка ZnSO₄⋅Н₂О в концентрации 1 г/л и раствор селена Na₂SeO₃ в концентрации 50 мкмоль/л. В продезинфицированной таре объемом 200 мл смешивают 25 мл готового раствора цинка и 25 мл готового раствора селена. В полученном растворе замачивают семена микрозелени на 2 часа. Далее 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 джутовые подложки высеивают семена по 6-10 штук на 1 см². Закрывают лотки с подложками с посеянными семенами перфорированной крышкой и помещают лотки в фитотрон. Ежедневно джутовые подложки с прорастающими семенами смачивают 100 мл воды на 1 лоток размером 34×15 см. На 3-й день после посева крышки снимаются. Далее подготавливают растворы цинка и селена в концентрации 1 г/л и 50 мкмоль/л соответственно. В продезинфицированной таре объемом 100 мл смешивают 15 мл раствора цинка и 15 мл раствора селена. Полученным раствором селена и цинка внекорневым способом обработки обрабатывают микрозелень на 7, 10 и 12 сутки после посева. Количество используемого раствора составляет 30 мл на 150 см². Также подготавливают водный раствор йодистого калия KI в концентрации 250 мг/л, которым внекорневым способом обрабатывают микрозелень на 12-е сутки после посева. Количество используемого раствора составляет 30 мл на 150 см². В течение всего периода роста микрозелени джутовые подложки смачивают водой по 200-350 мл на 1 лоток до полного их намокания. Обогащенная микрозелень готова к употреблению на 13-14 сутки после посева.

В результате анализа готовой продукции было установлено, что предложенный способ способствует росту листа микрозелени, протеканию процессов метаболизма и накопления микро- и макронутриентов. Также установлено, что использование растворов йода (KI) в концентрации 250 мг/л, селена (Na₂SeO₃) в концентрации 50 мкмоль/л и цинка (ZnSO₄⋅Н₂О) в концентрации 1 г/л, является оптимальным для получения функционального ингредиента микрозелени, обогащенной селеном и цинком, покрывает суточную потребность человека в йоде на 104%, в селене на 103% для мужчин и на 131% для женщин и цинке на 50% (на порцию 40 грамм).

В соответствии с определением терминов, в ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые функциональные», полученная микрозелень может быть отнесена к обогащенному продукту, т.к. содержание селена в полученной микрозелени увеличилось на 86-103% для мужчин и на 109-131% для женщин, содержание йода в полученной микрозелени увеличилось на 75-104%, а содержание цинка выросло на 48-59% что составило более 15% суточной физиологической потребности в данных элементах в одной порции микрозелени.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложен cпособ получения микрозелени, согласно которому проводят замачивание семян микрозелени в растворе цинка ZnSO₄⋅H₂O и селена Na₂SeO₃, взятых в равных количествах, в течение 2 часов и высев семян на предварительно смоченную джутовую подложку для прорастания. Затем на 7 и 10 дни после посева проводят внекорневую обработку микрозелени раствором цинка ZnSO₄⋅H₂O и раствором селена Na₂SeO₃. На 12 день после посева проводят внекорневую обработку микрозелени раствором цинка ZnSO₄⋅H₂O, раствором селена Na₂SeO₃ и раствором йодистого калия KI. Изобретение обеспечивает разработку нетрудоемкого способа получения микрозелени, обладающей высокой пищевой и биологической ценностью.

Способ получения микрозелени, характеризующийся тем, что проводят замачивание семян микрозелени в растворе цинка ZnSO₄⋅H₂O и селена Na₂SeO₃, взятых в равных количествах, в течение 2 часов и высев семян на предварительно смоченную джутовую подложку для прорастания, затем на 7 и 10 дни после посева проводят внекорневую обработку микрозелени раствором цинка ZnSO₄⋅H₂O и раствором селена Na₂SeO₃, на 12 день после посева проводят внекорневую обработку микрозелени раствором цинка ZnSO₄⋅H₂O, раствором селена Na₂SeO₃ и раствором йодистого калия KI.