RU2813517C1 - Способ получения пророщенных зерен зерновых культур - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ получения пророщенных зерен пшеницы яровой и ячменя ярового, согласно которому изначально обработку сухих зерен осуществляют ионизирующим излучением низкими дозами гамма-излучения 5-10 Гр в течение 10-20 мин. Затем зерна промывают водой в течение 0,5-1,0 часа и заливают водой на 5-6 часов до содержания влаги в зерне 42-44%. Затем водно-зерновую смесь перемешивают в течение 10-15 мин каждые 2-3 часа и через 14-18 часов подают сжатый воздух под давлением 1 МПа. Пророщенное зерно сепарируют, высушивают до достижения влажности 14% для пшеницы и 14,5% для ячменя и охлаждают. Изобретение направлено на оптимизацию технологических параметров проращивания зерен зерновых культур. 4 табл., 4 пр.

Description

Изобретение относится к области технологий проращивания зерен пшеницы и ячменя в пищевой промышленности, в частности мукомольно-крупяной, пивоваренной и хлебопекарной, и может быть использовано для последующего применения в качестве сырья в перерабатывающих отраслях пищевой промышленности как готовый пищевой продукт функционального назначения на потребительском рынке, в системе общественного питания, здорового и лечебно-профилактического питания.

Согласно Постановлению Правительства РФ от 25 июля 2006 г. №458 «Об отнесении видов продукции к сельскохозяйственной продукции и к продукции первичной переработки, произведенной из сельскохозяйственного сырья собственного производства» пшеница яровая мягкая (код ОК 034-2014 - 01.11.12.120) и ячмень яровой (код ОК 034-2014 - 01.11.31.200) относятся к зерновым культурам, к зерновым яровым культурам и зерновым колосковым яровым культурам прочим соответственно. По ботанической принадлежности зерновые культуры пшеница и ячмень относятся к группе сельскохозяйственных культурных растений семейства Злаковых (Gramineae). Плод хлебных злаков - зерновка, обычно именуемое зерном, представляет ценность как продукт питания для человека, корм для сельскохозяйственных животных и сырье для перерабатывающей промышленности. Пшеница и ячмень относятся к важным сельскохозяйственным культурам и являются важнейшим сырьевым ресурсом растительного происхождения для разных отраслей пищевой промышленности в соответствии ИТС 44-2017 «Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство продуктов питания»: мукомольного, крупяного и макаронного производства; пивоваренной, спиртовой и хлебобулочной промышленности. Качество готового продукта зависит от качества исходного сырья и применяемых инновационных биотехнологических приемов повышения биологической ценности продукта [1]. В РФ по валовому сбору зерновых пшеница занимает первое место, ячмень - второе место. Пшеница относится к важному стратегического продукту и достигнутый порог самообеспечения отечественным зерном не менее 95% согласно Доктрине продовольственной безопасности Российской Федерации от 21 января 2020 г. определяется концепцией национальной экономической безопасности.

Отобранные зерна пшеницы и ячменя соответствуют требованиям TP ТС 015/2011 «О безопасности зерна», ГОСТ 9353-2016 «Пшеница. Технические условия», ГОСТ 27186-86 «Зерно заготовляемое и поставляемое. Термины и определения», ГОСТ 28672-2019. «Ячмень. Технические условия». При этом в пищу можно использовать как проростки (спраутс) и микрозелень, так и собственно пророщенное зерно в естественном и переработанном виде.

Изобретение относится к способу получения пророщенных зерен зерновых культур (пшеницы и ячменя) путем применения технологии контролируемого проращивания зерен предварительно обработанных разными дозами гамма-излучения для радиостимуляции зерен.

Известен способ получения целебного пищевого продукта, включающего проращивание предварительного увлажненных до 40% зерен пшеницы или овса в тонком слое (до 30 см) в течение 3-х суток при температуре +(10-12)°С и периодической аэрации, сушку до влажности 14,5% и последующую частичную обжарку при температуре +(80-100)°С [2].

Недостатком такого способа является длительность процесса проращивания при низких положительных температурах слоем до 30 см, что может привести к замедлению процесса проращивания и активации развития плесневых грибов на поверхности зерна, последующая обжарка при температуре +(80-100)°С ухудшает питательную ценность пророщенного зерна.

Известен способ получения пророщенного зерна пшеницы с применением замачивания в 3 этапа: первичное замачивание в воде с температурой +(23-25)°С в течение 4-5 часов, оставление на воздухе при температуре +(23-25)°С в течение 19-20 часов с периодической вентиляцией в течение 2-3 часов; вторичное замачивание - в течение 2-3 часов и оставление на воздухе в течение 4-6 часов для предотвращения плесневения; третье замачивание зерна - в воде с температурой +(23-24)°С в течение 12 часов [3].

Недостатком такого способа является трудоемкость процесса тройного замачивания зерна и вентилирования.

Известен способ получения пророщенного зерна пшеницы с применением 2-х этапного замачивания и обработки ультразвуком: первичное замачивание зерна пшеницы в питьевой воде в соотношении 1:1, последующее ультразвуковое воздействие с частотой колебаний 22±1,25 кГц, мощностью 378 Вт в течение 3 мин, продолжение замачивания в течение 7,6±1,4 часа. На втором этапе осуществляется проращивание на гидропонном материале в течение 14,6±1,8 часа при толщине слоя зерна не более 20 мм до величины ростка 1,0-1,5 мм [4].

Недостатком такого способа является трудоемкость двухэтапного процесса замачивания зерна, отсутствие информации об изменении количества наклюнувшихся и проросших зерен в результате проведенной ультразвуковой обработки.

Известен способ получения пророщенного зерна пшеницы без предварительного замачивания с использованием пароконвекционного аппарата с толщиной слоя зерна не более 1 см при температуре +30°С, влажности 100% и конвекции воздуха мощностью 0,09 кВт в течение 15 часов [5].

Недостатком такого способа проращивания зерна пшеницы является применение высоких температур для проращивания, не уточнен вид влажности - относительная или абсолютная, отсутствие информации о механизме осуществления постоянной промывки зерна, находящегося в гастроемкостях.

Известен способ получения пророщенного зерна разных видов зерновых культур (пшеницы, овса, ржи, ячменя), включающего проращивание предварительного увлажненных зерен с одновременной их ферментацией путем контакта с влажным воздухом при температуре +(21-40)°С в течение 12-40 часов до появления признаков прорастания и последующего охлаждения для снижения скорости биохимических процессов [6].

Известный способ не учитывает такую особенность, как необходимость поддержания на постоянном уровне определенную температуру при замачивании и последующем проращивании для недопущения сдвига равновесий биохимических реакций в зерне. При низких температурах возможно изменение химического состава с увеличением содержания Сахаров и активации развития плесневых грибов на поверхности зерен, при высоких температурах - к замедлению процесса проращивания зерна. Недостатком такого способа является необходимость предварительного замачивания для пшеницы - 4 часа при температуре +40°С, для овса - 0,5 часа при температуре +24°С, для ржи - 1,5-3 часа при температуре +21°С, для ячменя - 9 часов при температуре +26°С и последующего процесса проращивания в течение 20 часов, 40 часов, 12-20 часов и 16-22 часов соответственно при определенных температурах слоем до 30 см. Последующая обжарка при температуре +(80-100)°С ухудшает питательную ценность пророщенного зерна.

Наиболее близким техническим решением для проращивания зерен пшеницы, ржи, ячменя и овса можно считать проращивание зерен, предварительно обработанных холодным плазменным излучением, при температуре +22°С в условиях естественного освещения в течение 10 часов, ультрафиолетового освещения в течение 2 часов [7].

Известный способ не учитывает такую особенность, как влияние нерегулируемой температуры ионизированного газа (до +50°С), возникающего в результате интенсивного электрохимического воздействия разряда при обработке холодным плазменным излучением, на биохимические процессы в зерне, что может замедлять процесс проращивания, и влияние температуры сушки на ферментативную активность высушенного до 17% влажности пророщенного зерна, отсутствует информация по соответствию нормативной документации.

Активизация обменных процессов в пророщенном зерне во многом определяется подбором температурно-влажностного режима, освещенности и продолжительности выращивания, выбором состава субстрата. Наряду с этим одним из способов повышения биологического потенциала семян зерновых культур и снижения микробиологической обсемененности является применение методов физического воздействия, в частности ионизирующего излучения. Радиостимуляция семян разными дозами гамма-излучения влияет на изменение посевных качеств, продуктивность и качество зерна. Технология отличается практической значимостью и легкой встраиваемостью в технологические процессы переработки зерна [8-10].

Задачей изобретения является разработка способа получения пророщенных зерен зерновых культур для активизации жизнеобеспечивающих процессов в зернах пшеницы и ячменя за счет ионизирующего воздействия гамма-излучения разными низкими дозами, промывки и замачивания, способствующих ускорению темпов их прорастания в условиях отсутствия света на начальном этапе проращивания и формирование термина «пророщенное зерно».

Предлагаемое изобретение направлено на оптимизацию технологических параметров проращивания (активирования) зерен зерновых культур, отличающийся для каждого вида культур, за счет применения низких доз ионизирующего гамма-излучения для обработки сухих зерен пшеницы и ячменя, уменьшения продолжительности проращивания в 1,6-2,0 раза в сравнении с аналогами и прототипом за счет активизации жизненных процессов в облученном зерне и ускорения темпов их прорастания, исключая этап обработки УФ лампой, не несущий практической значимости в связи с тем, после проращивания осуществляет сушка с температурой +(41-42)°С.

Это достигается тем, что способ получения пророщенных зерен зерновых культур, при котором изначально обработку сухих зерен пшеницы яровой сорта Екатерина и ячменя ярового сорта Памяти Чепелева осуществляют ионизирующим излучением низкими дозами гамма-излучения 5-10 Гр в стационарном режиме в камере облучения с временем выдержки 10-20 мин на установке РТУ-3000 с контролем полученной дозы излучения при помощи автоматизированной системы управления, при этом для проращивания зерен пшеницы и ячменя осуществляют загрузку облученных зерен в бункер из нержавеющей стали емкостью до 0,8 м³ установки для проращивания зерен, при этом напряжение переменного тока 380 В, потребляемая мощность до 5 кВт, устанавливают на пульте управления поддерживаемую в автоматическом режиме температуру подающей воды +(31±1)°С, зерна промывают проточной водопроводной водой в течение 0,5-1,0 часа, загрязненная вода самотеком стекает через трубу водостока, заливают проточной водопроводной водой с температурой +(21±1)°С в затемненных условиях из расчета 1:1 на 5-6 ч для насыщения водой зерен до содержания влаги в зерне 42-44%, при котором гидростатическое давление в клетках равно осмотическому давлению, создаваемому клеточным соком, затем включают однофазную виброустановку с дебалансным регулируемым вибрационным механизмом с частотой колебания 3000 мин^-1, водно-зерновую смесь за счет колебаний и вибраций перемешивают в течение 10-15 мин каждые 2-3 часа с насыщением зерен влагой в виде тумана для недопущения слеживаемости зерен, через 14-18 часов отключают подачу воды, свободную воду самотеком удаляют через трубу самостока, включают поршневой компрессор с осушителем повторно-кратковременного режима с питанием от переменного тока 380 В и подают сжатый воздух под давлением 1 МПа в бункер, при этом происходит аэрирование водно-зерновой смеси и влаги на поверхности зерен в течение 1-2 часа, открывают затвор в нижней части бункера для выгрузки пророщенного зерна - зерна с проростками корешков или ростков длиной 1-2 мм, полученного в результате контролируемых условий проращивания, через выгрузной патрубок диаметром 200 мм, пророщенное зерно самотеком поступает на сетчатый сепаратор, пророщенное зерно высушивают в пароконвектомате при предельной температуре нагрева зерна до +(41-42)°С до достижения влажности 14% для пшеницы и 14,5% для ячменя, высушенное пророщенное зерно охлаждают до температуры, не превышающей температуру наружного воздуха более чем на 10°С.

Заявленный технический результат достигается в результате сочетания следующих факторов: обработки сухих зерен пшеницы и ячменя гамма-излучением низкими дозами 5-10 Гр, осуществления промывания зерен при температуре +(31±1)°С и замачивания при температуре +(21±1)°С в затемненных условиях, гидродинамического перемешивания водно-зерновой смеси, аэрирования воды на поверхности зерен и водно-зерновой смеси.

Технический результат заключается в получении пророщенного зерна пшеницы и ячменя, предварительно обработанного низкими дозами гамма-излучения, отличающегося повышенной активацией к прорастанию, высокой энергией прорастания и способности к прорастанию в результате радиостимуляции зерен, согласно требованиям ГОСТ 12038-84 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести».

Таким образом, заявленный способ получения пророщенных зерен зерновых культур соответствует критерию изобретения «новизна».

Предлагаемый способ получения пророщенных зерен зерновых культур, можно применять в пищевой и перерабатывающей промышленности, на предприятиях среднего и малого бизнеса, на потребительском рынке, в системе общественного питания, для здорового и лечебно-профилактического питания.

Предлагаемый способ производства пророщенных зерен зерновых культур реализован следующим образом.

Пример 1.

Для радиостимуляции зерен пшеницы яровой сорта Екатерина и улучшения всхожести зерен зерновых культур сухие зерна пшеницы обрабатывают ионизирующим излучением дозой гамма-излучения 5 Гр в стационарном режиме в камере облучения с временем выдержки 10 мин соответственно на установке РТУ-3000 (источник ⁶⁰Со, тип ГИК-А6 и М60К60) с контролем при помощи автоматизированной системы управления (АСУ). Обработанные излучением зерна загружают в бункер из нержавеющей стали до 0,8 м³ установки для проращивания зерен (производство РФ), включают установку в сеть с напряжением переменного тока 380 В, потребляемой мощностью до 5 кВт, устанавливают на пульте управления поддерживаемую в автоматическом режиме температуру подающей воды +(31±1)°С, зерна промывают проточной водопроводной водой в течение 0,5 часа для зерен пшеницы, загрязненная вода самотеком стекает через трубу водостока, заливают проточной водопроводной водой с температурой +(21±1)°С в затемненных условиях из расчета 1:1 на 5 часов для замачивания с целью насыщения водой зерен с содержанием влаги в зерне до 42%, при котором гидростатическое давление в клетках равно осмотическому давлению, создаваемому клеточным соком, нажимают кнопку «вибратор» для включения однофазной виброустановки с дебалансным регулируемым вибрационным механизмом с частотой колебания 3000 мин^-1 (производство РФ), водно-зерновую смесь за счет колебаний и вибраций перемешивают в течение 10 мин каждые 2 часа с насыщением зерен влагой в виде тумана, недопущения слеживаемости зерен, отключают подачу воды через 14 часов, свободную воду самотеком удаляют через трубу самостока, нажимают кнопку «компрессор» для включения поршневого компрессора с осушителем (производство Республика Беларусь) повторно-кратковременного режима с питанием от переменного тока 380 В и подачи сжатого воздуха под давлением 1 МПа в бункер, происходит аэрирование водно-зерновой смеси и влаги на поверхности зерен в течение 1 часа, открывают затвор в нижней части бункера для выгрузки пророщенного зерна через выгрузной патрубок диаметром 200 мм, зерно с ростками 1 -2 мм самотеком поступает до сетчатого сепаратора. Пророщенное зерно высушивают в пароконвектомате (производство Италия) при предельной температуре нагрева зерна до +(41-42)°С до достижения регламентируемых показателей 14% для пшеницы с последующим охлаждением зерна до температуры, не превышающей температуру наружного воздуха более чем на 10°С.

В таблице 1 представлены органолептические показатели, сортовые и посевные качества согласно требованиям ГОСТ 9353-2016 «Пшеница. Технические условия», ГОСТ Р 52325-2005 «Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия».

По результатам органолептической оценки, сортовым и посевным качествам установлено, что образцы зерна для проращивания по предлагаемому способу, облученные дозой гамма-излучения 5 Гр, соответствуют требованиям ГОСТ 9353-2016 и ГОСТ Р 52325-2005. В прототипе образцы зерна пшеницы по влажности не соответствуют требованиям ГОСТ 9353-2016. Время проращивания в 2,0 раза меньше в предлагаемом способе по сравнению с прототипом, что может быть обусловлено тем, что в предлагаемом способе использовались оригинальные семена (ОС) и, несмотря на то, что в прототипе использовано отборное зерно, подготовленное к проращиванию согласно требованиям ТУ, процент проросших зерен после обработки дозой излучения 5 Гр выше, чем в зерне, необработанном излучением, на 5% и по сравнению с прототипом на 7%.

Пример 2.

Для радиостимуляции зерен пшеницы яровой сорта Екатерина и улучшения всхожести зерен зерновых культур сухие зерна пшеницы обрабатывают ионизирующим излучением дозой гамма-излучения 10 Гр в стационарном режиме в камере облучения с временем выдержки 20 мин соответственно на установке РТУ-3000 (источник ⁶⁰Со, тип ГИК-А6 и М60К60) с контролем при помощи автоматизированной системы управления (АСУ). Обработанные излучением зерна загружают в бункер из нержавеющей стали до 0,8 м³ установки для проращивания зерен (производство РФ), включают установку в сеть с напряжением переменного тока 380 В, потребляемой мощностью до 5 кВт, устанавливают на пульте управления поддерживаемую в автоматическом режиме температуру подающей воды +(31±1)°С, зерна промывают проточной водопроводной водой в течение 0,5 часа для зерен пшеницы, загрязненная вода самотеком стекает через трубу водостока, заливают проточной водопроводной водой с температурой +(21±1)°С в затемненных условиях из расчета 1:1 на 5 часов для замачивания с целью насыщения водой зерен с содержанием влаги в зерне до 42%, при котором гидростатическое давление в клетках равно осмотическому давлению, создаваемому клеточным соком, нажимают кнопку «вибратор» для включения однофазной виброустановки с дебалансным регулируемым вибрационным механизмом с частотой колебания 3000 мин^-1 (производство РФ), водно-зерновую смесь за счет колебаний и вибраций перемешивают в течение 10 мин каждые 2 часа с насыщением зерен влагой в виде тумана, недопущения слеживаемости зерен, отключают подачу воды через 14 часов, свободную воду самотеком удаляют через трубу самостока, нажимают кнопку «компрессор» для включения поршневого компрессора с осушителем (производство Республика Беларусь) повторно-кратковременного режима с питанием от переменного тока 380 В и подачи сжатого воздуха под давлением 1 МПа в бункер, происходит аэрирование водно-зерновой смеси и влаги на поверхности зерен в течение 1 часа, открывают затвор в нижней части бункера для выгрузки пророщенного зерна через выгрузной патрубок диаметром 200 мм, зерно с ростками 1-2 мм самотеком поступает до сетчатого сепаратора. Пророщенное зерно высушивают в пароконвектомате (производство Италия) при предельной температуре нагрева зерна до +(41-42)°С до достижения регламентируемых показателей 14% для пшеницы с последующим охлаждением зерна до температуры, не превышающей температуру наружного воздуха более чем на 10°С.

В таблице 2 представлены органолептические показатели, сортовые и посевные качества согласно требованиям ГОСТ 9353-2016 «Пшеница. Технические условия», ГОСТ Р 52325-2005 «Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия».

По результатам органолептической оценки, сортовым и посевным качествам установлено, что образцы зерна для проращивания по предлагаемому способу, облученные дозой гамма-излучения 10 Гр, соответствуют требованиям ГОСТ 9353-2016 и ГОСТ Р 52325-2005. В прототипе образцы зерна пшеницы по влажности не соответствуют требованиям ГОСТ 9353-2016. Время проращивания в 2,0 раза меньше в предлагаемом способе по сравнению с прототипом, что может быть обусловлено тем, что в предлагаемом способе использовались оригинальные семена (ОС) и, несмотря на то, что в прототипе использовано отборное зерно, подготовленное к проращиванию согласно требованиям ТУ, процент проросших зерен после обработки дозой излучения 10 Гр выше, чем в зерне, необработанном излучением, на 6% и по сравнению с прототипом на 8%.

Применение предлагаемого способа отличается промышленной применимостью для районированной на Урале яровой пшеницы сорта Екатерина, позволяет сократить время проращивания и улучшить всхожесть зерна. Влажность проросшего зерна пшеницы соответствует требованиям ГОСТ 9353-2016 «Пшеница. Технические условия» (табл. 1, 2).

Пример 3.

Для радиостимуляции зерен ярового ячменя Памяти Чепелева и улучшения всхожести зерен зерновых культур сухие зерна ячменя обрабатывают ионизирующим излучением дозой гамма-излучения 5 Гр в стационарном режиме в камере облучения с временем выдержки 10 мин соответственно на установке РТУ-3000 (источник ⁶⁰Со, тип ГИК-А6 и М60К60) с контролем при помощи автоматизированной системы управления (АСУ). Обработанные излучением зерна загружают в бункер из нержавеющей стали до 0,8 м³ установки для проращивания зерен (производство РФ), включают установку в сеть с напряжением переменного тока 380 В, потребляемой мощностью до 5 кВт, устанавливают на пульте управления поддерживаемую в автоматическом режиме температуру подающей воды +(31±1)°С, зерна промывают проточной водопроводной водой в течение 1 часа для зерен ячменя, загрязненная вода самотеком стекает через трубу водостока, заливают проточной водопроводной водой с температурой +(21±1)°С в затемненных условиях из расчета 1:1 на 6 часов для замачивания с целью насыщения водой зерен с содержанием влаги в зерне до 44%, при котором гидростатическое давление в клетках равно осмотическому давлению, создаваемому клеточным соком, нажимают кнопку «вибратор» для включения однофазной виброустановки с дебалансным регулируемым вибрационным механизмом с частотой колебания 3000 мин^-1 (производство РФ), водно-зерновую смесь за счет колебаний и вибраций перемешивают в течение 15 мин каждые 3 часа с насыщением зерен влагой в виде тумана, недопущения слеживаемости зерен, отключают подачу воды через 18 часов, свободную воду самотеком удаляют через трубу самостока, нажимают кнопку «компрессор» для включения поршневого компрессора с осушителем (производство Республика Беларусь) повторно-кратковременного режима с питанием от переменного тока 380 В и подачи сжатого воздуха под давлением 1 МПа в бункер, происходит аэрирование водно-зерновой смеси и влаги на поверхности зерен в течение 2 часов, открывают затвор в нижней части бункера для выгрузки пророщенного зерна через выгрузной патрубок диаметром 200 мм, зерно с ростками 1-2 мм самотеком поступает до сетчатого сепаратора. Пророщенное зерно высушивают в пароконвектомате (производство Италия) при предельной температуре нагрева зерна до +(41-42)°С до достижения регламентируемых показателей 14,5% для ячменя с последующим охлаждением зерна до температуры, не превышающей температуру наружного воздуха более чем на 10°С.

В таблице 3 представлены органолептические показатели, сортовые и посевные качества согласно требованиям ГОСТ 28672-2019 «Ячмень. Технические условия», ГОСТ Р 52325-2005 «Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия».

По результатам органолептической оценки, сортовым и посевным качествам установлено, что образцы зерна для проращивания по предлагаемому способу, облученные дозой гамма-излучения 5 Гр, соответствуют требованиям ГОСТ 28672-2019 и ГОСТ Р 52325-2005. В прототипе образцы зерна пшеницы по влажности не соответствуют требованиям ГОСТ 28672-2019. Время проращивания в 1,6 раза меньше в предлагаемом способе по сравнению с прототипом, что может быть обусловлено тем, что в предлагаемом способе использовались оригинальные семена (ОС) и, несмотря на то, что в прототипе использовано отборное зерно, подготовленное к проращиванию согласно требованиям ТУ, процент проросших зерен после обработки дозой излучения 5 Гр выше, чем в зерне, необработанном излучением, на 10% и по сравнению с прототипом на 2%.

Пример 4.

Для радиостимуляции зерен ярового ячменя Памяти Чепелева и улучшения всхожести зерен зерновых культур сухие зерна ячменя обрабатывают ионизирующим излучением дозой гамма-излучения 10 Гр в стационарном режиме в камере облучения с временем выдержки 20 мин соответственно на установке РТУ-3000 (источник ⁶⁰Со, тип ГИК-А6 и М60К60) с контролем при помощи автоматизированной системы управления (АСУ). Обработанные излучением зерна загружают в бункер из нержавеющей стали до 0,8 м³ установки для проращивания зерен (производство РФ), включают установку в сеть с напряжением переменного тока 380 В, потребляемой мощностью до 5 кВт, устанавливают на пульте управления поддерживаемую в автоматическом режиме температуру подающей воды +(31±1)°С, зерна промывают проточной водопроводной водой в течение 1 часа для зерен ячменя, загрязненная вода самотеком стекает через трубу водостока, заливают проточной водопроводной водой с температурой +(21±1)°С в затемненных условиях из расчета 1:1 на 6 часов для замачивания с целью насыщения водой зерен с содержанием влаги в зерне до 44%, при котором гидростатическое давление в клетках равно осмотическому давлению, создаваемому клеточным соком, нажимают кнопку «вибратор» для включения однофазной виброустановки с дебалансным регулируемым вибрационным механизмом с частотой колебания 3000 мин^-1 (производство РФ), водно-зерновую смесь за счет колебаний и вибраций перемешивают в течение 15 мин каждые 3 часа с насыщением зерен влагой в виде тумана, недопущения слеживаемости зерен, отключают подачу воды через 18 часов, свободную воду самотеком удаляют через трубу самостока, нажимают кнопку «компрессор» для включения поршневого компрессора с осушителем (производство Республика Беларусь) повторно-кратковременного режима с питанием от переменного тока 380 В и подачи сжатого воздуха под давлением 1 МПа в бункер, происходит аэрирование водно-зерновой смеси и влаги на поверхности зерен в течение 2 часов, открывают затвор в нижней части бункера для выгрузки пророщенного зерна через выгрузной патрубок диаметром 200 мм, зерно с ростками 1-2 мм самотеком поступает до сетчатого сепаратора. Пророщенное зерно высушивают в пароконвектомате (производство Италия) при предельной температуре нагрева зерна до +(41-42)°С до достижения регламентируемых показателей 14,5% для ячменя с последующим охлаждением зерна до температуры, не превышающей температуру наружного воздуха более чем на 10°С.

В таблице 4 представлены органолептические показатели, сортовые и посевные качества согласно требованиям ГОСТ 28672-2019 «Ячмень. Технические условия», ГОСТ Р 52325-2005 «Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия».

По результатам органолептической оценки, сортовым и посевным качествам установлено, что образцы зерна для проращивания по предлагаемому способу, облученные дозой гамма-излучения 10 Гр, соответствуют требованиям ГОСТ 28672-2019 и ГОСТ Р 52325-2005. В прототипе образцы зерна пшеницы по влажности не соответствуют требованиям ГОСТ 28672-2019. Время проращивания в 1,6 раза меньше в предлагаемом способе по сравнению с прототипом, что может быть обусловлено тем, что в предлагаемом способе использовались оригинальные семена (ОС) и, несмотря на то, что в прототипе использовано отборное зерно, подготовленное к проращиванию согласно требованиям ТУ, процент проросших зерен после обработки дозой излучения 10 Гр выше, чем в зерне, необработанном излучением, на 12% и по сравнению с прототипом на 4%.

Применение предлагаемого способа отличается промышленной применимостью для районированного на Урале ярового ячменя Памяти Чепелева, позволяет сократить время проращивания и улучшить всхожесть зерна. Влажность проросшего зерна ячменя соответствует требованиям ГОСТ 28672-2019 «Ячмень. Технические условия» (табл. 3, 4).

Использование способа получения пророщенных зерен зерновых культур по сравнению с существующими аналогами, в том числе с прототипом, имеет следующие преимущества:

1. Позволяет использовать низкие дозы ионизирующего гамма-излучения 5-10 Гр в комплексе с другими методами воздействия (промывание зерен при температуре +(31±1)°С и замачивание при температуре +(21±1)°С в затемненных условиях, гидродинамическое перемешивание водно-зерновой смеси, аэрирование воды на поверхности зерен и водно-зерновой смеси).

2. Установлена возможность использования для проращивания оригинальных семян (ОС), которые обладают высокой жизненной силой и ранее не подвергались дополнительным технологическим процессам (в отличие от прототипа, где используют специально подготовленное для проращивания зерно, что не повлияло на существенное улучшение показателей).

3. Приводит к увеличению показателя - масса 1000 г зерен - для зерна пшеницы на 10,4% и для зерна ячменя на 11,7%, что характеризуя крупность и плотность зерна, влияет на улучшение технологических свойств и большего выхода готовой продукции и на изменение качественных показателей в результате изменения нутриентного состава за счет увеличения содержания эпидерм пса и уменьшения содержания семенных оболочек.

4. Обеспечивает сокращение времени проращивания в 1,6-2,0 раза за счет радиостимулирующего воздействия ионизирующего гамма-излучения низкими дозами 5-10 Гр и последующей активации ферментативной активности, высокой энергии прорастания.

5. Сохраняет высокую пищевую и биологическую ценность зернового продукта за счет отсутствия теплового воздействия при обработке ионизирующим излучением и оптимизации температурного режима при проращивании и последующей сушке (применение более низкой температуры) и в результате обработки гамма-излучением, что приводит к ослаблению регуляторных механизмов ограничения функциональной активности зерен в состоянии метаболического покоя, усилению физико-химических процессов, ускорению процесса биоактивации и увеличению антиоксидантной активности.

6. Обеспечивает безопасность пророщенного зерна за счет бактерицидных свойств гамма-излучения.

7. Расширяет возможность практического применения пророщенного зерна в качестве сырья (как сырьевого компонента) в перерабатывающих отраслях пищевой промышленности и как готовый пищевой продукт функционального назначения на потребительском рынке, в системе общественного питания, для здорового и лечебно-профилактического питания.

8. Предлагаемый способ проращивания зерен зерновых культур можно использовать в пищевой промышленности, в частности мукомольно-крупяной, пивоваренной и хлебопекарной и на предприятиях малого предпринимательства. Технологическая осуществимость предлагаемого способа общедоступна.

8. Разработана формулировка термина: «пророщенное зерно - зерно с проростками корешков или ростков длиной 1-2 мм, полученное в результате контролируемых условий проращивания» для установления количественного параметра длины проростка до 2 мм.

9. Установлена промышленная применимость предложенного способа получения пророщенных зерен разных видов зерновых культур.

Источники информации

1. Timakova R., Efremova S., Zuparova V. Ways to improve the technological properties of commercial grain and ensure its preservation // AIP Conference Proceedings: International conference on food science and biotechnology. (FSAB 2021). - 2021. - Vol. 2419(1):020017. DOI:10.1063/5.0069615

2. Патент № RU 2406379 C1, Российская Федерация. МПК A23L 1/172, Способ получения целебного пищевого продукта / М.З. Фазылов (RU), С.А. Леонова (RU), Г.З. Шаяхметова (RU), // заявители и патентообладатели М.З. Фазылов (RU), Г.З. Шаяхметова (RU), заявка №2009126862/13; заявл. 13.07.2009, опубл. 20.12.2010, бюл. №35.

3. Патент № RU 2428029 С1, Российская Федерация. МПК A21D 13/02, Способ получения пророщенного зерна пшеницы / И.В. Бибик (RU), А.А. Хижняк (RU) // заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» (RU), заявка №2010118417/13; заявл. 06.05.2010, опубл. 10.09.2011, бюл. №25.

4. Патент № RU 2723957 С1, Российская Федерация. МПК A21D 2/36, Способ производства хлеба с использованием пророщенного зерна пшеницы / И.Ю. Потороко (RU), Н.В. Науменко (RU), И.В. Калинина (RU) // заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО «Южно-Уральский государственный университет.(национальный исследовательский университет» (RU; заявка №2019133259; заявл. 17.10.2019, опубл. 18.06.2020, бюл. №17.

5. Патент № RU 2634114 С1, Российская Федерация. МПК A21D 13/02, Способ проращивания зерна пшеницы / Т.Н. Сафронова (RU), В.В. Казина (RU) // заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» (RU), заявка №2016148091; заявл. 07.12.2016, опубл. 24.10.2017, бюл. №30.

6. Патент № RU 2121801 С1, Российская Федерация. МПК A23L 1/185, A23L 1/164, А61K 35/78. Способ обработки зерновых культур (варианты) / В.И. Наконечный (RU) // заявитель и патентообладатель В.И. Наконечный (RU) RU), заявка №97102791/13; заявл. 26.02.1997, опубл. 20.11.1998.

7. Арисов А.В., Тиунов В.М., Вяткин А.В. Разработка полуфабриката из цельносмолотой муки из пророщенного зерна // Индустрия питания|Food Industry. 2021. Т. 6, №2. С. 59-66. DOI: 10.29141/2500-1922-2021-6-2-7 (прототип)

8. Левин В.И. Изменение эффекта радиостимуляции в зависимости от доз гамма-излучения и сроков хранения облученных семян ячменя: автореф. дис. … канд. биолог. ВНИИ сельскохозяйствненной радиологии. Обнинск, 1986 - 24 с.

9. Казакова Е.А., Макаренко Е.С., Подлуцкий М.С., Донцова А.А., Битаришвили С.В., Лыченкова М.А., Горбатова И.В., Филиппов Е.Г., Донцов Д.П., Чиж Т.В., Снегирев А.С. Волкова П.Ю. Радиочувствительность сортов озимого и ярового ячменя по выраженности морфологического эффекта низкодозового гамма-облучения оригинальных семян. // Зерновое хозяйство России. 2020. №2(68). С. 23-28 DOI: 10.31367/2079-8725-2020-68-2-23-28

10. Санжарова Н.И., Лой Н.Н. Эффективность и перспективы применения ионизирующего излучения для фитосанитарной обработки зерна и зернопродуктов // Пищевая промышленность. 2022. №5. С. 10-13 DOI: 10.52653/PPL2022.5.5.002

Claims (1)

1. Способ получения пророщенных зерен зерновых культур, характеризующийся тем, что изначально обработку сухих зерен пшеницы яровой сорта Екатерина и ячменя ярового сорта Памяти Чепелева осуществляют ионизирующим излучением низкими дозами гамма-излучения 5-10 Гр в стационарном режиме в камере облучения с временем выдержки 10-20 мин на установке РТУ-3000 с контролем полученной дозы излучения при помощи автоматизированной системы управления, при этом для проращивания зерен пшеницы и ячменя осуществляют загрузку облученных зерен в бункер из нержавеющей стали емкостью до 0,8 м³ установки для проращивания зерен, при этом напряжение переменного тока 380 В, потребляемая мощность до 5 кВт, устанавливают на пульте управления поддерживаемую в автоматическом режиме температуру подающей воды +(31±1)°С, зерна промывают проточной водопроводной водой в течение 0,5-1,0 часа, загрязненная вода самотеком стекает через трубу водостока, заливают проточной водопроводной водой с температурой +(21±1)°С в затемненных условиях из расчета 1:1 на 5-6 ч для насыщения водой зерен до содержания влаги в зерне 42-44%, при котором гидростатическое давление в клетках равно осмотическому давлению, создаваемому клеточным соком, затем включают однофазную виброустановку с дебалансным регулируемым вибрационным механизмом с частотой колебания 3000 мин^-1, водно-зерновую смесь за счет колебаний и вибраций перемешивают в течение 10-15 мин каждые 2-3 часа с насыщением зерен влагой в виде тумана для недопущения слеживаемости зерен, через 14-18 часов отключают подачу воды, свободную воду самотеком удаляют через трубу самостока, включают поршневой компрессор с осушителем повторно-кратковременного режима с питанием от переменного тока 380 В и подают сжатый воздух под давлением 1 МПа в бункер, при этом происходит аэрирование водно-зерновой смеси и влаги на поверхности зерен в течение 1-2 часа, открывают затвор в нижней части бункера для выгрузки пророщенного зерна - зерна с проростками корешков или ростков длиной 1-2 мм, полученного в результате контролируемых условий проращивания, через выгрузной патрубок диаметром 200 мм, пророщенное зерно самотеком поступает на сетчатый сепаратор, пророщенное зерно высушивают в пароконвектомате при предельной температуре нагрева зерна до +(41-42)°С до достижения влажности 14% для пшеницы и 14,5% для ячменя, высушенное пророщенное зерно охлаждают до температуры, не превышающей температуру наружного воздуха более чем на 10°С.