Способ стимулирования прорастания зерна
METHOD OF STIMULATING GRAIN SPROUTING

Изобретение относится к пищевой промышленности и сельскому хозяйству, и может быть использовано в хлебопечении, пивоварении и в растениеводстве.
Известен способ обработки семян с целью стимуляции прорастания (Авт. свид. №1394480, A01C 1/00, 1986).
Данный способ недостаточно ускоряет процесс прорастания, т.к. ультрафиолетовое излучение используется в узком пределе плотности потока, и небольшие отклонения от него могут привести к снижению стимулирующего эффекта.
Известен способ проращивания зерна, включающий обработку предварительно замоченного зерна (Патента на изобретение РФ №2155215, C12C 1/02, 2000).
Недостатком данного способа является то, что зерно требует параллельного замачивания, что делает невозможным процесс хранения после его обработки.
Из уровня техники известен способ ультразвуковой обработки семян [8], предложенный в качестве прототипа, включающий обработку зерна ультразвуковым воздействием.
Недостатком данного способа является то, что он включает предварительное замачивание.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в увеличении суммарного количества проросших зерен.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе стимулирования прорастания зерна, включающем обработку зерна ультразвуковым воздействием, согласно изобретению, ультразвуковую обработку производят перед замачиванием путем пропускания через зерно упругих колебаний частотой 22 кГц мощностью180-400 Вт, в течении1-5 мин.
Использование ультразвукового воздействия в пищевой промышленности является предметом современных исследований. Эффективность действия ультразвука показана для многих технологических процессов. Исследователями установлено [4, 5, 6, 7], что ультразвуковое воздействие обеспечивает микрорастрескивание оболочечных частей зерна, способствующее более полному проникновению влаги в центральные части зерна. Это положительно сказывается на интенсивности прорастания зерна, а также на процесс кондиционирования зерна в мукомольном производстве.
Технологическая линия предусматривает следующие операции: помещение зерна в емкость и обработка его на акустическом источнике упругих колебаний ультразвуковом приборе, работающем на частоте 22 кГц и выходной мощности 180-400 Вт, продолжительность воздействия 1-5 мин. Обработанное зерно передают на последующую операцию.
Реализация способа может быть иллюстрирована следующими примерами.
Пример 1. Пшеницу мягкую яровую [1] по 100 шт. для каждого варианта обрабатывают на акустическом источнике упругих колебаний при частоте 22 кГц и мощности 180-400 Вт, продолжительность воздействия 1-5 мин.
После обработки пшеницу замачивали для проращивания в дистиллированной воде*.
Результаты обработки по заявленному способу представлены в таблицах 1 и 2. По истечении сроков проращивания производили подсчет наклюнувшихся и проросших семян [3].
Максимальный положительный эффект наблюдался при использовании напряжения обработки мощностью 360 и 420 Вт (табл. 1), суммарное количество наклюнувшихся и проросших зерен увеличилось на 36 и 33 % соответственно, а энергия прорастания на 33 и 32,1 % соответственно. Использование более высокого напряжения (более 420 Вт) привело к резкому увеличению температуры зерна до 43°С, что повлекло необратимые изменения в белковом, углеводном и липидном комплексах зерна, значительным потерям в массе и качестве. Из табл. 2 следует, что длительность ультразвуковой обработки приводит к повышению количества наклюнувшихся и проросших семян, которое, во всех случаях выше контрольного значения (в качестве контрольного значения были выбраны семена, замоченные в воде и без использования ультразвуковой обработки, например, по ГОСТ 12038-84). Обрабатывать зерно более 5 минут являлось нецелесообразным, т.к. приводило к резкому повышению температуры зерна до 50°С.
Таблица 1 - Зависимость мощности обработки на сокращение сроков проращивания пшеницы
Мощность обработки, Вт
Суммарное количество наклюнувшихся и проросших зерен, %
Энергия прорастания, %
180
64
30,1
240
70
32,6
300
73
35,7
360
89
56,3
420
86
55,4
480
46
22,4
Контроль
53
23,3
Таблица 2 - Влияние длительности обработки на суммарное количество наклюнувшихся и проросших зерен
Длительность обработки зерна
Время проращивания
Суммарное количество наклюнувшихся и проросших зерен, %
1 минута
24 часа
64
3 минуты
24 часа
72
5 минут
24 часа
89
7 минут
24 часа
51
Контроль
24 часа
53
*Аналогичные опыты проведены с использование водопроводной воды, при этом полученный эффект сохранялся во всех случаях
Пример 2. Семена пшеницы мягкой яровой, взятые в пятикратной повторности [2], обрабатывают на акустическом источнике упругих колебаний ультразвуковом приборе, работающем на частоте 22 кГц и выходной мощности 400 Вт, продолжительность воздействия 1-5 мин. Все семена проращивают в дистиллированной воде в течение двух суток, после чего определяют энергию прорастания. Результаты обработки по заявленному способу представлены в таблице 3.При определении энергии прорастания и всхожести семян учитывали также поражение семян плесневыми грибами. Средний процент пораженных семян определяют визуально по четырем пробам и устанавливают степень поражения. Как видно из табл. 3, энергия прорастания во всех вариантах опыта была выше контрольного значения на 6,8-33 %. Также необходимо отметить, что степень поражение семян плесневыми грибами снизилась в среднем на 6% (при обработке длительностью 5 минут).
Таблица 3 - Влияние длительности ультразвуковой обработки на энергию прорастания и обеззараживание семян пшеницы
Длительность обработки зерна
Энергия прорастания, %
Поражение семян плесневыми грибами
1 минута
30,1
Средняя (7%)
3 минуты
36,7
Средняя (7%)
5 минут
56,3
Слабая (2%)
7 минут
21,3
Слабая (2%)
Контроль
23,3
Средняя (8%)
Пример 3. Зерна ячменя по 500 шт. для каждого варианта обрабатывают на акустическом источнике упругих колебаний ультразвуковом приборе, работающем на частоте 22 кГц и выходной мощности 400 Вт, продолжительность воздействия 1-5 мин. Все семена проращивают в дистиллированной воде.* Для определения энергии прорастания зерна ячменя проращивают 72 ч, для определения способности прорастания - 120 ч. Результаты, полученные спустя 72 и 120 часов, отражены в табл. 4.
Таблица 4 - Влияние длительности ультразвуковой обработки на энергию и способность прорастания и обеззараживание семян ячменя
Длительность обработки зерна
Энергия прорастания, %
Способность прорастания, %
Поражение семян плесневыми грибами
1 минута
40,0
43,3
Средняя (6%)
3 минуты
43,3
56,7
Средняя (6%)
5 минут
56,7
60,0
Слабая (3%)
7 минут
33,1
48,7
Слабая (3%)
Контроль
30,8
45,6
Средняя (7%)
*Аналогичные опыты проведены с использование водопроводной воды, при этом полученный эффект сохранялся во всех случаях
Использование предложенного способа обработки зерна ячменя позволяет увеличить энергию прорастания на 9,2-25,9 %, а способность прорастания на 2,3-14,4%). Также необходимо отметить, что степень поражение семян плесневыми грибами снизилась в среднем на 4% (при обработке длительностью 5 минут).
Изобретение может быть использовано в хлебопечении, пивоварении и в растениеводстве.
Источники информации
1. ГОСТ Р 52554-2006. Пшеница. Технические условия
2. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести
3. ГОСТ 10968-88 Зерно. Методы определения энергии прорастания и способности прорастания
4. Использование акустических колебаний для интенсификации процессов обработки воды в системах водоподготовки // В.Ф. Боев. - в кн. «Ультразвуковые технологические процессы - 98», Тезисы докл. науч.-техн. конференции. - М.: МАДИ (ТУ), 1998. - С. 73-76.
5. Особенности акустических технологий, реализуемых в тонких слоях жидкости // С.И. Пугачев, Н.Г. Семенова. - в кн.: «Ультразвуковые технологические процессы - 98». Тезисы докл. научн.-техн. конференции. - М.: МАДИ (ТУ), 1997. - C. 33-36.
6. Технология и оборудование для обработки пищевых сред с использованием кавитационной дезинтеграции / С.Д. Шестаков, О.Н. Красуля, В.И. Богуш, И.Ю. Потороко. - М.: Изд-во «ГИОРД», 2013. - С. 98-102.
7. Хмелев, В.Н. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве: монография / В.Н. Хмелев, О.В. Попова. - Барнаул: Изд. АлтГТУ, 1997. - С. 112-126.
8. Khmelev, V.N. Ultrasonic drying and pre sowing treatment of seeds / V.N. Khmelev, A.N. Lebedev, M.V. Khmelev // International Workshop and Tutorials on Electron Devices and Materials, EDM - Proceedings 7th Annual International Workshop and Tutorials on Electron Devices and Materials 2006, EDM. Сер. "7th Annual International Workshop and Tutorials on Electron Devices and Materials 2006, EDM - Proceedings" Novosibirsk, 2006. - С. 251-253.