Результат интеллектуальной деятельности: Способ обогащения семян амаранта селеном

Изобретение относится к пищевой промышленности, конкретно к способам обогащения семян амаранта селеном.

Известен способ проращивания и ферментации семян нута в талой воде до содержания в семенах суммы аспарагиновой и глутаминовой кислот не менее 35% от суммы аминокислот, а селена - 0,022 мг %, причем после инактивирования ферментов в полученную массу добавляют муку из семян расторопши и аминоуксусную кислоту глицин в количествах 10-20% и не менее 0,03% соответственно [1].

Недостаток известного способа заключается в низком содержании селена (0,022 мг % или 0,22 мкг в 100 г зерна) в пророщенных семенах нута. Согласно Методическим рекомендациям 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» суточная потребность в селене взрослого человека в сутки составляет от 30 до 75 мкг. Следовательно, при употреблении пищевого продукта с использованием продуктов переработки 100 г (одна порция продукта) пророщенных семян нута суточная потребность взрослого человека удовлетворяется только на 0,7-2,5%.

Известен способ проращивания семян путем их замачивания в водном растворе гиббереллина или пангамата кальция с концентрацией 50-100 мг/л течение 6 ч и проращивания во влажном песке при 28-32°С и 100%-ной влажности воздуха до появления ростков [2].

Недостатком известного способа является то, что он не предполагает обогащение семян селеном, а только позволяет получить пророщенные семена.

Использование водного раствора из гибберрелина при проращивании семян небезопасно для здоровья человека так как это вещество 5 класса опасности, и не относится к пищевым веществам. Его избыток в пределах допустимого распадается за 18-24 час, а большая передозировка портит пророщенные семена до полной несъедобности или губит их.

Наиболее близким техническим решением выбранным в качестве прототипа является способ обогащения семян биодоступными формами йода и селена [патент №2524540, 3] в котором в качестве обогащающих добавок используют раствор неорганических йод- и селенсодержащих солей с содержанием селенита натрия и йодида калия соответственно 0,1 г и 0,225 г на 1 л бидистиллированной воды, проращивание ведут при температуре 20-25°С в течение трех дней, завершают при достижении длины проростков 4-5 мм.

Недостатком известного способа является то, что благодаря синергическому действию селена и йода на усвоение растительной клеткой этих химических элементов концентрация селена в пророщенных семенах с отростками 3-4 мм составляет 1,3998 мг/кг или 1399,8 мкг/100 г зерна, что превышает рекомендуемую суточную норму потребления для взрослого человека (30 до 75 мкг) и может при употреблении продукта из пророщенных семян может вызвать интоксикацию организма.

Недостатком известного способа является то, что проростки достигают необходимую только 4-5 мм только после 4 суток проращивания.

Изобретение направлено на устранение указанных недостатков, увеличение содержания селена в пророщенных семенах амаранта в 2 раза (43-64 мкг/100 г семян), что обеспечивает суточную потребность человека в селене на 50% и более при употреблении 100 г продуктов переработки пророщенных обогащенных селеном семян амаранта, сокращение времени прорастания семян в 2 раза, увеличение длины проростков через 2 суток прорастания в 2 раза до 3,8-4,2 мм, ускорение технологического процесса.

Это достигается тем, что способ обогащения семян амаранта селеном, включающий намачивание и проращивание семян в водном растворе селенита натрия при температуре 20-22°C, причем, в качестве исходных семян используют амарант, а концентрация селенита натрия в водном растворе составляет 0,04-0,06 г/л, проращивания семян амаранта проводят в течение двух суток с облучением красным светом с длиной волны 640-720 нм и площадью светового потока 35 мкВт/см² в течение 6-8 часов в сутки до достижения длины проростков 3,8-4,2 мм.

Обоснованием использования красного света при проращивании семян обусловлено тем, что метаболизм семян через активизацию фоторецептора фитохрома - хромопротеид, имеющий сине-зеленую окраску. Его хромофор - это незамкнутый тетрапиррол. Белковая часть фитохрома состоит из двух субъединиц. Фитохром существует в растениях в двух формах (Ф₆₆₀ и Ф₇₃₀) которые могут переходить одна в другую, меняя свою физиологическую активность. При облучении красным светом (КС - 660 нм) фитохром Ф₆₆₀ (или Ф_К) переходит в форму Ф₇₃₀ (или Ф_ДК)- Трансформация приводит к обратимым изменениям конфигурации хромофора и поверхности белка. Форма Ф₇₃₀ является физиологически активной, контролирует многие реакции и морфогенетические процессы в растущем растении, темпы метаболизма, активность ферментов, ростовые движения, скорость роста и дифференциации и др. Фитохром участвует в регуляции многих сторон жизнедеятельности растений: прорастании светочувствительных семян, открытии крючка и удлинении гипокотиля проростков, развертывании семядолей, дифференциации эпидермиса и устьиц, дифференциации тканей и органов, ориентации в клетке хлоропластов, синтезе антоциана и хлорофилла. Красный свет способствует удлинению клеток [4].

Про проращивании семян используется биологически активные вещества раствора, в частности, селен, который накапливается проростах и семенах амаранта.

Увеличение скорости проращивания семян в 2 раза и необходимого содержания селена от 30 до 75 мкг/100 г семян достигается за счет того, что семена предварительно промывают проточной водой, затем замачивают в течение 6 часов при температуре 20-22°С в емкости из нержавеющей стали в растворе дистиллированной воды с содержанием селенита натрия 0,04-0,06 г/л, переносят на противень, покрытый фильтровальной бумагой, пропитанной раствором селенита натрия в вышеуказанной концентрации. В процессе эксперимента фильтровальную бумагу увлажняют и семена в противне облучают в течение 6-8 часов в сутки красным светом с длиной волны 640-720 нм и площадью светового потока 35 мкВт/см². Семена проращивают до достижении длины проростков 3,8-4,2 мм, затем семена промывают проточной водой.

Заявленный способ позволяет значительно минимизировать временные затраты в 2 раза процесса проращивания семян и обеспечить содержания селена в семенах и проростках в количестве 30-75 мкг/100 г семян.

Вся технология проращивания семян и обогащения их селеном с заявленным техническим результатом детально подобрана и строго выверена заявителем, путем изменения концентрации селенита натрия в водном растворе при проращивании и облучении семян красным светом. Благодаря экспозиции красным светом достигается необходимый технический результат.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявленная способ включает облучение семян амаранта в процессе проращивания в течение 6-8 часов в сутки красным светом с длиной волны 640-720 нм и площадью светового потока 35 мкВт/см².

Совокупность существенных признаков заявляемого технического решения технология и состав не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявленный способ обогащения семян амаранта селеном найдет широкое применение в пищевой промышленности т.е. способ является промышленно применимыми.

Сущность изобретения поясняется примерами.

Пример 1.

Семена амаранта промывают проточной водой, затем замачивают в течение 6 часов при температуре 20-22°С в емкости из нержавеющей стали в растворе дистиллированной воды с содержанием селенита натрия 0,04 г/л, переносят на противень, покрытый фильтровальной бумагой, пропитанной раствором селенита натрия в вышеуказанной концентрации. В процессе эксперимента фильтровальную бумагу увлажняют и облучают противень с семенами красным светом в течение 6 часов с длиной волны 640 нм и площадью светового потока 35 мкВт/см². Семена проращивают до достижения длины проростков 3,8-4,2 мм, затем семена промывали проточной водой.

Пример 2.

Семена амаранта промывают проточной водой, затем замачивают в течение 7 часов при температуре 20-22°С в емкости из нержавеющей стали в растворе дистиллированной воды с содержанием селенита натрия 0,05 г/л, переносят на противень, покрытый фильтровальной бумагой, пропитанной раствором селенита натрия в вышеуказанной концентрации. В процессе эксперимента фильтровальную бумагу увлажняют и облучают противень с семенами красным светом в течение 7 часов с длиной волны 680 нм и площадью светового потока 35 мкВт/см². В остальном процесс проращивания семян осуществляется, как в примере 1.

Пример 3. Семена амаранта промывают проточной водой, затем замачивают в течение 8 часов при температуре 20-22°С в емкости из нержавеющей стали в растворе дистиллированной воды с содержанием селенита натрия 0,06 г/л, переносят на противень, покрытый фильтровальной бумагой, пропитанной раствором селенита натрия в вышеуказанной концентрации. В процессе эксперимента фильтровальную бумагу увлажняют и облучают противень с семенами красным светом в течение 8 часов с длиной волны 720 нм и площадью светового потока 35 мкВт/см². В остальном процесс проращивания семян осуществляется, как в примере 1.

Из данных таблицы следует, что облучение семян амаранта красным светом в процессе проращивания увеличивает концентрацию селена в них в 2-3 раза, сокращает время прорастания семян увеличивает длину отростков в 2 раза, следовательно сокращает время прорастания семян в 2 раза.

Использование способа обогащения семян амаранта селеном имеет следующие преимущества:

1. Позволяет увеличить содержание селена в пророщенных семенах амаранта в 2 раза (43-64 мкг/100 г семян), что обеспечивает суточную потребность человека в селене на 50% и более при употреблении 100 г продуктов переработки пророщенных обогащенных селеном семян амаранта.

2. Сократить время прорастания семян в 2 раза.

3. Увеличить длину проростков через 2 суток прорастания в 2 раза до 3,8-4,:

4. Ускорить технологический процесс.

Источники информации

1. Биологически активная добавка к пище и способ ее получения: патент РФ 2210260 / И.Ф. Горлов, Т.В. Каренгина, Л.Г. Сапожникова // заявитель и патентообладатель: Волгоградский научно-исследовательский технологический институт мясомолочного скотоводства и переработки продукции животноводства РАСХН - Заявка №2002103151/13; заявл. 04.02.2002; опубл. 20.08.2003.

2. Способ проращивания семян труднопрорастающих видов растений: патент РФ 2112344 / В.А. Кошкин, О.А. Иванова, Е.Д. Костина, И.И. Матвиенко, А.К. Прядехина //заявитель и патентообладатель: В.А. Кошкин, О.А. Иванова, Е.Д. Костина, И.И. Матвиенко, А.К. Прядехина заявл. 21.05.1990; опубл. 10.06.1998.

3. Способ обогащение семян биодоступными формами йода и селена: патент РФ 2524540 / Горлов Иван Федорович (RU), Злобина Елена Юрьевна (RU), Стародубова Юлия Владимировна (RU), Воронцова Елена Николаевна (RU), Мосолова Наталья Ивановна (RU), Бараников Владимир Анатольевич (RU), Хорошевская Людмила Викторовна (RU) // заявитель и патентообладатель: Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук; заявл. 28.09.2012; опубл. 27.07.2014 (прототип).

4. https://poisk-ru.ru/s45449tl.html