IMPROVING THE QUALITY OF FOOD SPROUTS BY STIMULATING THE GROWTH OF AMARANTH WITH AN ELECTROACTIVATED CATHOLYTE SOLUTION

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.129.72
Issue: № 3 (129), 2023
Suggested:
13.02.2023
Accepted:
02.03.2023
Published:
17.03.2023
926
1
XML
PDF

Abstract

The article is dedicated to the application of electroactivated catholyte solution to improve the quality of food amaranth sprouts. Due to the fact that catholyte plays an important role in photosynthesis; formation, movement and deposition of carbohydrates; participates in metabolic processes in the synthesis of amino acids and proteins; regulates nitrogen use by plants and catalyses the activity of many enzymes, its stimulating properties for germination of amaranth seeds according to indicators of germination energy, germination rate and parameters at current strength 10, 15 and 35 A were investigated. The best variant was treatment with 10A catholyte for 40 minutes as it reached maximum germination energy of 92.5% (compared with control 74.3%), germination rate 96.2% (compared with control 82.1%), sprout length 31,8 (compared with control 10.5 mm) and root length 22.5 mm (compared with control 19.3 mm).

1. Введение

Повышение энергии прорастания и всхожести может обеспечить высокую экономическую эффективность за счет включения в технологию проращивания культуры новейших приемов, одним из которых является применение стимуляторов роста растений. Стимуляторы роста комплексно влияют на физиологические и биохимические процессы, которые протекают в растении

,
.

Росторегулирующие вещества применяются обычно в виде водных растворов для опрыскивания вегетирующих растений или замачивания семян. Большинство из них не свойственны растительному организму, т.к. они не являются продуктами обмена. Следовательно, введенные соединения выполняют роль своеобразных раздражителей, изменяющих структурное состояние протоплазмы растительных клеток и приводящих к наиболее полной реализации их функций

,
.

Активатор, который имеет наибольшее практическое значение – это электроактивированный раствор католита, который играет важную роль в фотосинтезе; образовании, перемещении и отложении в запас углеводов; участвует в обменных процессах при синтезе аминокислот и белков; регулирует использование растениями азота и катализирует деятельность многих ферментов. Католит, насыщенный восстановителями, приобретает высокую адсорбционно-химическую активность

.

Цель исследований – повысить качество пищевых проростков путем стимуляции роста амаранта электроактивированным раствором католита.

2. Методы и принципы исследования

С целью стимуляции роста семян применяли обработку католитом в течение 60 минут, который был получен с помощью проточного диафрагменного электролизера без предварительного добавления солей, разработанный в Кубанском ГАУ на кафедре электрических машин и электропривода

.

На кафедре биотехнологии, биохимии и биофизики Кубанского ГАУ анализировали физико-химические показатели полученных проростков: масса 1000 семян по ГОСТ 10842-89 (метод взвешивания), примесь черных семян с помощью отделения семян и взвешивания, массовую долю влаги по ГОСТ 13586.5-2015 (гравиметрический метод), содержание белка по ГОСТ 10846-91 (методом Къельдаля), массовую долю жира по ГОСТ 29033-91 (методом Сокслета), пищевые волокна по ГОСТ Р 54014-2010 (ферментативно-гравиметрический метод), зольность по ГОСТ 10847-2019 (метод озоления), рН по ГОСТ 26180-84 (потенциометрический метод), общую кислотность по ГОСТ 10844-74 (титриметрический метод), массовую долю каротина по ГОСТ 13496.17-2019 (спектрофотометрический метод), массовую долю витамина С по ГОСТ 24556-89 (титриметрический метод), количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (кМАФАнМ) по ГОСТ 10444.15 на питательной среде мясо-пептонный агар (МПА), плесени и дрожжи по ГОСТ 28805-90 на агаризованной питательной среде, бактерии группы кишечной палочки (БГКП) определяли по ГОСТ 31747-2012 (с помощью экспресс-теста «Петритест») на питательной среде Кесслера, всхожесть и энергию прорастания по ГОСТ 12038-84 (метод проращивания) и длину корней и ростков.

3. Основные результаты

Амарант, широко используемый во всем мире как ценная пищевая культура, в России не имеет достаточного распространения по ряду причин. Одна из них физиологические особенности, среди которых низкая всхожесть семян и наличие фазы скрытого роста 2-недельных проростков, когда развивается только корневая система. Такие особенности обусловливают чувствительность культуры к внешним условиям и частую гибель в посевах.

Поэтому для оценки стимулирующих свойств католита была проведена обработка семян амаранта католитом при различной силе тока и продолжительности обработки при температуре 25 оС (табл. 1)

.

Таблица 1 - Обработка семян католитом при силе тока 5, 10 и 35 А

Вид обработки

Масса 100 семян до замачивания, г

Масса 100 семян после замачивания, г

Энергия прорастания, %

Всхожесть, %

Длина корней, мм

Длина ростков, мм

Обработка при силе тока 5 А 20 мин

0,0768±0,0009

0,0796±0,0022

77,6±2,2

75,6±1,9

16,5±3,5

11,3±1,8

Обработка при силе тока 5 А 40 мин

0,0713±0,0011

0,0751±0,0017

79,3±2,7

76,6±2,3

14,3±2,8

8,1±2,1

Обработка при силе тока 5 А 60 мин

0,0772±0,0008

0,0803±0,0024

80,1±1,6

81,2±1,8

20,5±3,0

9,6±1,4

Обработка при силе тока 10 А 20 мин

0,0750±0,0006

0,0793±0,0028

88,2±2,4

85,4±1,5

25,4±3,2

18,7±3,1

​​Обработка при силе тока 10 А 40 мин

0,0744±0,0012

0,0786±0,0023

92,5±1,2

96,2±1,4

31,8±1,9

22,5±2,2

Обработка при силе тока 10 А 60 мин

0,0748±0,0007

0,0791±0,0025

90,1±1,9

94,3±0,8

27,6±1,7

21,0±3,4

Обработка при силе тока 35 А 20 мин

0,0732±0,0014

0,0772±0,0019

86,5±2,4

85,2±1,3

26,8±1,1

21,4±1,0

Обработка при силе тока 35 А 40 мин

0,0762±0,0010

0,0799±0,0026

90,5±1,7

87,3±2,0

29,1±0,7

19,0±1,4

Обработка при силе тока 35 А 60 мин

0,0737±0,0012

0,0775±0,0018

88,4±2,0

91,2±1,1

22,6±1,0

17,9±2,8

Наилучшим вариантом оказалась обработка католитом 10 А в течение 40 минут, так как достигалась максимальная энергия прорастания в сравнении с контролем на уровне 92,5 % (контроль 74,3 %), всхожесть 96,2 % (контроль 82,1 %), длина ростков 31,8 (контроль 10,5 мм) и длина корней 22,5 мм (контроль 19,3 мм).

При силе тока менее 10 А происходит недостаточное восстановление (ощелачивание) католита до необходимой величины и при этом его адсорбционно-химическая активность снижается. При силе тока более 10 А происходит избыточное восстановление (ощелачивание) католита до необходимой величины, за счет которого часть энергозатрат будет расходоваться на нагрев раствора, что увеличит расход тока и уменьшит скорость увеличения pH.

При обработке семян менее 40 минут происходит недостаточный стимулирующий эффект. При увеличении времени обработки семян амаранта до 60 минут стимулирующий эффект католита снижается.

Заявлено оптимальное соотношение семян к католиту, равное 1:2. При большем соотношении семян к католиту насыщение эндосперма семян амаранта влагой будет недостаточным, что замедлит процесс проращивания, а при меньшем – происходит недостаточная активация ферментов и нарушается водный баланс, что также снизит скорость проращивания.

Для снижения микробной обсемененности проводилась предварительная обработка семян амаранта раствором анолита в течение 60 минут, а затем католитом, для стимуляции роста семян
. На основании проведенных исследований была составлена блок-схема процесса предварительной обработки семян амаранта электроактивированными растворами (рис.1)
,
,
,
.
Блок-схема процесса предварительной обработки семян амаранта

Рисунок 1 - Блок-схема процесса предварительной обработки семян амаранта

Было проведено исследование показателей проростков амаранта после 5 суток проращивания (табл. 2).

Таблица 2 - Результаты исследования проростков после 5 суток проращивания

Показатель

Значение

Масса 100 проростков, г

1,09±0,024

Массовая доля влаги, %

68,04±0,25

Содержание белка (в пересчете на сухое вещество), %

4,42±0,11

Массовая доля жира (в пересчете на сухое вещество), %

2,36±0,42

Пищевые волокна, %

1,87±0,17

Зольность (в пересчете на сухое вещество), %

5,41±0,13

рН, ед. рН

6,92±0,06

ОК, °

0,24±0,02

Массовая доля каротина, мг/г

0,011±0,003

Массовая доля витамина С, мг

5,92±0,54

КМАФАнМ, КОЕ/кл/мл

7,1×102

Плесени, КОЕ/кл/мл

37

БГКП, КОЕ/кл/мл

-

В результате проращивания произошло увеличение каротина до 0,011 мг/г (в нативных семенах 0,0025), витамина С в количестве 5,92 мг/г (в нативных семенах 3,87) и зольности до 5,41 % (в нативных семенах 2,59).

4. Заключение

1. Установлены рациональные параметры электроактивированного раствора и режимы стимуляции роста католитом при силе тока 10 А и продолжительности обработки 40 мин.

2. После обработки католитом была получена энергия прорастания в сравнении с контролем на уровне 92,5% (контроль 74,3%) и всхожесть 96,2% (контроль 82,1%).

3. В результате проращивания в течение 5 суток при температуре 25 оС произошло увеличение каротина до 0,011 мг/г (в нативных семенах 0,0025), витамина С в количестве 5,92 мг/г (в нативных семенах 3,87) и зольности до 5,41% (в нативных семенах 2,59).

Article metrics

Views:926
Downloads:1
Views
Total:
Views:926