1.2. Технологии проращивания семян зернобобовых культур.
Прорастающие семена-совершенно особенная, единственная в своем роде биологическая система. По своей энергетической напряженности, по скорости и разнообразию биохимических превращений процесс прорастания не имеет аналогов в живой природе [26].
Пусковым фактором при прорастании является вода, но процесс роста зависит от зародыша. Для полного набухания семени злаковых культур нужно 8-10 часов, но уже через 2 часа после взаимодействия с водой в зародыше усиливается дыхание. Для построения новых тканей семена злаков используют в основном крахмал эндосперма, а также белки и жиры зародыша. Под действием ферментов сложные молекулы этих веществ превращаются в более простые: крахмал - в простые сахара, белки - в аминокислоты, жиры - в жирные кислоты. Поэтому потребляя проростки человек получает в доступной форме питательные вещества [19].
Патентный поиск показал, что существуют запатентованные способы проращивания семян.
1) Способ получения пищевых проростков предполагает предварительную обработку сухих семян дезинфицирующим средством, после чего обработанные семена промываются водой, затем замачивают. После набухания семена инкубируют до их прорастания. Проростки перед хранением в холодильнике обрабатываются дезинфицирующим средством, в качестве дезинфицирующего средства используют 0,0001-0,005%-ный водный раствор перманганата калия [9].
2) Способ получения биомассы пищевых проростков, включает инкубацию семян в сосуде с горловиной под слоем воды. Семена обрабатываются 0,0003 - 0,0025%-ным водным раствором перманганата калия и помещаются в емкость с водой. После того как семена набухнут вода сливается и банка устанавливается вверх дном с наклоном под углом 45ºС, горловина перекрыта сетчатым материалом. В качестве сетчатого материала используют гигроскопичный материал: хлопчатобумажную ткань, марлю, листовой поролон. В поддон, в который устанавливается банка наливается немного воды. При установке банки концы марли должны быть опушены в воду. Марля пропускает в банку воздух, оставалась постоянно влажной, при этом поддерживается 100%-ную влажность воздуха. Для получения набухших семян семена различных культур инкубируют под водой в течение 10 - 13 ч [7].
3) Следующий способ заключается в инкубации семян в условиях повышенной влажности, в замкнутом пространстве, заполненном парами растительных жирных и эфирных масел. При совмещении проростков с парами не только повышается их привлекательность за счет улучшения их органолептических показателей, но улучшают свои профилактические свойства. [11].
Пророщенные зерна или блюда из них лучше употреблять сразу, но можно хранить в холодильнике до 3-4 дней.
Известны несколько способов получения проростков описанных в литературе, которые представлены в виде технологических схем:
Семена
(зерновые, бобовые)
Вода
(t=18-20 °C)
Инспекция
Промывание
Высушивание (t= 20-25°C)
Помещение в посуду (стеклянную или фарфоровую)
Выдерживание в посуде
(t =20-25 °C, накрывая влажной салфеткой,
τ = 24-48 часов)
Орошение каждые 4-6 часов
Пророщенные семена
Рисунок 3. Технологическая схема проращивания семян способ Г.С. Шаталовой [22].
Вода
(t=18-20 °C)
Семена
(зерновые, бобовые)
Инспекция
Промывание
Помещение в сосуд с широким дном
(слоем 1 см)
Заливание на 5-7 см
(на 4-6 часов)
Сливание воды
Вода
Набухшие семена
Промывание
Выдерживание в теплом месте ( τ= 24 часа,
t=30-35°C)
Пророщенные семена (длина ростков 1-2мм)
Хранение (t =6°С, до 7 суток)
Рисунок 4. Технологическая схема проращивания семян способ ФХ "Экомир" [5].
Семена
(зерновые, бобовые)
Вода
(t=18-20 °C)
Инспекция
Промывание
Помещение в стеклянную банку
Закрытие банки марлей (4-6часов)
Заливание водой до половины объема банки
Сливание воды
Вода
Набухшие семена
Установка банки вверх дном под углом
45
С
Промывание семян
(2 раза в день)
Пророщенные семена
Хранение при t 5-8°С,
7-10 суток
Рисунок 5. Технологическая схема проращивания способ Э. Вигмор [25].
Все три выше описанных способа имеют существенный недостаток - периодическое загнивание семян в процессе прорастания и при последующем хранении. В случае, когда проростки загнивают, Э. Вигмор рекомендует перед проращиванием перебрать семена и удалить поврежденные, в жаркую погоду промывать проростки каждые 4-5 часов в течение дня, фильтровать воду, используемую для замачивания семян или применять для этого чистую воду.
К причинам, вызывающим загнивание, Э. Вигмор относит плохое качество семян, недостаточную промывку и использование слишком теплой загрязненной воды.
Причиной загнивания проростков являются гнилостные микроорганизмы (многие бактерии и плесневые грибы), находящиеся на поверхности семян. Известно, что гниению подвержены сочные, богатые питательными веществами части растения. При хранении здоровых сухих семян, влажность которых не превышает 10-12%, в оптимальных условиях температуры (5-10⁰C) и аэрации эта гнилостная микрофлора практически не развивается. Однако необходимые условия для прорастания семян - повышенная температура (20-25⁰C) и высокая влажность, при которых сухие семена впитывают воду, наклевываются и превращаются в проростки, являются идеальными условиями и для быстрого размножения гнилостной микрофлоры, для которой набухшие, наклюнувшиеся семена и проростки - прекрасный субстрат.
В сельскохозяйственной практике предназначенные для посева семена, обычно предварительно протравливают, гнилостная микрофлора при этом уничтожается и опасность загнивания прорастающих семян устраняется. Однако, при получении проростков с целью их употребления в пищу, эту процедуру использовать нельзя, попадание в организм ядовитых веществ недопустимо. В то же время предложенные Э. Вигмор способы борьбы с гнилостной микрофлорой (предварительное удаление поврежденных семян и многократное промывание профильтрованной водой) не могут полностью предохранить продукцию от загнивания, т.к. источник заражения при этом не уничтожается.
Проблему борьбы с загниванием при выращивании проростков люцерны пытаются решить американские исследователи В. Стюарт и Ч. Болдвин. Разработанный ими способ промышленного получения проростков люцерны, который включает в себя операцию по дезинфекции семян, дает возможность получать большое количество продукции самого высокого качества.
Способ В. Стюарта и Ч. Болдвина: [1]
Последовательность операций при промышленном получении проростков люцерны следующая.
1) Семена люцерны дезинфицируют, помещая на 3-5 минут в 0,5% раствор дезинфицирующей жидкости, содержащей хлор.
2) После дезинфекции семена люцерны трижды промывают водой.
3) Замачивают семена в воде в течение 8 часов.
4) Сливают воду и оставляют наклюнувшиеся семена для проращивания в течение 4-8 часов.
5) Замачивают проростки в холодной воде (около 9⁰C) в течение 15 минут, что задерживает возможный рост микроорганизмов.
6) Процедуры, описанные в пп. 4 и 5, циклически повторяют в течение приблизительно 48 часов от начала процесса.
7) Затем промывают в холодной воде горазд более энергичнее для того, чтобы их отделить от оболочки семян всплывающих на поверхность. Эти процедуры проводят в течение следующих 24 часов.
8) Увеличившиеся в объеме проростки делят на 2 части и продолжают чередовать процедуры проращивания и энергичного промывания с отделением кожуры с той разницей, что после каждого промывания проростки извлекают из контейнера и контейнер очищают. Эти процедуры проводят в течение следующих 24 часов.
9) Проростки делят на 4 части и в течение следующих 48 часов обрабатывают так же, как описано в п. 8.
10) После последней промывки готовые проростки извлекают из контейнеров, осушают и расфасовывают. Весь процесс получения проростков из семян продолжается 6 суток.
Рассматривая предложенную схему обработки растительного материала при получении проростков люцерны следует иметь в виду особенности этой культуры. Оболочки семян люцерны при набухании и прорастании легко отделяются, а при промывании проростков в воде всплывают, и их без труда можно удалить с поверхности. Эта кожура имеет горький вкус и к тому же засоряет растительную массу, поэтому предложенная авторами многократная процедура по ее удалению при каждом промывании дает возможность получать продукцию, имеющую безупречный вкус и привлекательный вид.
Существенной новизной описанного способа является и то, что предварительная дезинфекция семян 0,5% раствором дезинфицирующей жидкости, содержащей хлор, уничтожает гнилостную микрофлору на поверхности семян в процессе выращивания проростков. Проведение дезинфекция семян, предназначенных для получения проростков, препаратом, содержащим хлор, могла бы вызвать возражения, т.к. дезинфицирующая жидкость может проникнуть в ткань семени, а затем попасть в пищу. Однако специфическая способность прорастающих семян люцерны сбрасывать оболочку помогает и здесь - при дезинфекции жидкость, содержащая хлор, может проникнуть лишь в ткань оболочки семян, а последующее удаление этой кожуры снимает опасность попадания хлора в пищевой продукт.
Таким образом, В. Стюартом и Ч. Болдвином предложен способ проращивания семян люцерны, который препятствует загниванию проростков люцерны при их выращивании путем введения дополнительной операции предварительной дезинфекции, причем свойство оболочек семян люцерны отделяться от проростков дает возможность получать продукцию, свободную от хлора и очищенную от кожуры, имеющей горький вкус.
Метод предварительной дезинфекции семян люцерны (0,5% раствором дезинфицирующей жидкости, содержащей хлор), предложенный В. Стюартом и Ч. Болдвином [1], разработан исключительно для этой культуры. Этот метод может быть рекомендован поэтому только для таких культур, у которых оболочки семян отделяются в процессе прорастания и затем могут быть удалены, иначе есть опасность того, что частично адсорбированный на поверхности семян раствор, содержащий хлор, может попасть вместе с проростками в пищу. У пшеницы, ржи, кунжута, гречихи, тыквы (использовались ядрышки) оболочка не отделяется, у подсолнечника (использовались ядрышки) она очень тонкая и не может служить препятствием для проникновения дезинфицирующей жидкости, у чечевицы и миндаля отделяется с трудом и не полностью, у фасоли маш - лишь через несколько суток проращивания при комнатной температуре.
Шаскольской Н.Д.; Шаскольским В.В. было установлено, что наиболее эффективной и полностью безопасной является обработка семян мягким антисептическим средством широкого спектра действия, не содержащим хлор, которое применяется в медицине, как для промывания ран, так и для приема внутрь. Их исследования показали, что предварительная дезинфекция семян нетоксичным окислителем полностью предотвращает загнивание проростков на всех этапах их выращивания и хранения, причем в проведенных нами опытах концентрация раствора этого нетоксичного окислителя была во много раз меньше той, которая используется в медицинской практике.
Также Шаскольской Н. Д.; Шаскольским В.В. был решен вопрос о качестве воды, которую следует использовать при выращивании проростков. Известно, что в водопроводной воде могут присутствовать металлы (ионы алюминия, железа, хрома, свинца, меди, кадмия), хлор, органические соединения (бензол, фенол, хлороформ), нефтепродукты, бактерии (кишечная палочка и другие), мышьяк. Фильтры для воды частично очищают ее от вредных примесей, однако ни один фильтр не дает возможность получить воду, очищенную полностью.
Самый эффективный и надежный очиститель - природные глубинные слои почвы, и при получении проростков целесообразно на всех этапах пользоваться лучше родниковой водой, которая не только не содержит хлора, вредных примесей и бактерий, но и обогащает проросшие семена природными макро- и микроэлементами.
Используя в опытах в качестве прототипа отдельные элементы способа В. Стюарта и Ч. Болдвина (дезинфекция семян) и баночного способа Э. Вигмор и применяя только родниковую воду, был разработали простой и надежный универсальный способ быстрого получения большого количества проростков самого высшего качества семян любых культур.
Последовательность операций при получении проростков была следующей.
1) Семена перебирали, удаляя щуплые и поврежденные.
2) Дезинфицировали семена следующим образом: насыпали семена в банку до 1/4 объема, наполняли ее до половины объема раствором особого нетоксичного окислителя определенной концентрации и перетирали семена рукой в этом растворе в течение 15-20 секунд. Затем закрывали горлышко банки марлей, укрепляя ее резинкой, сливали дезинфицирующий раствор и 5 раз промывали семена водой.
3) Заливали семена водой до 2/3 объема банки при комнатной температуре, так, чтобы избежать прямого солнечного освещения.
4) Семена всех культур, независимо от их размера, выдерживали для набухания под водой 12 часов, чтобы они впитали максимальное количество воды.
5) Воду сливали и устанавливали банку вверх дном под углом 45⁰С так, чтобы семена распределялись внутри банки по возможности рыхло, не скапливаясь у ее горлышка.
6) В поддон, куда устанавливали банку, наливали немного воды, чтобы марля, впитывая воду, давала возможность постоянно сохранять внутри банки высокую влажность .
7) При температуре 23-25⁰C (в летние месяцы) семена инкубировали таким образом в течение 12 часов, при температуре 19-21⁰С (осенью и зимой) семена инкубировали 24-36 часов. Промывали их во время инкубации 1-2 раза.
8) Когда семена наклевывались, их осторожно промывали, воду тщательно сливали, марлю снимали, закрывали банку крышкой и помещали в холодильник при 4-6⁰C, где проростки продолжали медленно расти.
9) Проростки хранили в холодильнике, ежедневно промывая их холодной водой, чтобы они не срастались.
Таким образом, предварительная дезинфекция семян раствором особого нетоксичного окислителя определенной концентрации приводила к тому, что проростки не загнивали ни при комнатной температуре, ни при хранении в холодильнике. Поскольку условия проведения опытов не были стерильными, эти данные свидетельствуют о том, что гнилостная микрофлора изначально находилась именно на поверхности сухих семян, а не воде и не в воздухе, и для получения качественной продукции дезинфекция семян была необходима.
Предлагаемый универсальный способ получения проростков имеет преимущества по сравнению со всеми описанными выше способами. Дезинфекция семян раствором особого нетоксичного окислителя определенной концентрации, не содержащего хлор и поэтому не представляющего опасности для потребителя, прототипом которой является жесткая дезинфекция семян люцерны 0,5% раствором, содержащим хлор (способ В. Стюарта и Ч. Болдвина), полностью предотвращает загнивание проростков в процессе их выращивания и последующего хранения и не сказывается отрицательно на качестве проростков. Обработка семян только качественной (родниковой) водой не применяется ни в одном из перечисленных выше способов. Использование чистой (родниковой) воды не только снижает опасность загрязнения семян и проростков различными вредными примесями, содержащимися в водопроводной воде, но и обогащает их природными макро- и микроэлементами, особенно на этапе набухания семян. Дезинфекция семян и помещение банки с набухшими семенами, закрытой марлей, вверх дном под углом 45⁰С в поддон с водой, что сохраняет внутри банки высокую влажность, дает возможность промывать семена при проращивании всего 1-2 раза в сутки. После того как семена наклевываются (через 24-48 часов от начала операции), они готовы к употреблению; при хранении в холодильнике они не загнивают и их можно использовать в течение длительного периода [5].