XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Технологичный способ выращивания микрозелени

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Акимова А.С. 1

---

1МАОУ "Татановская СОШ"

Смолихина П.М. 1

---

1МАОУ "Татановская СОШ"

Работа в формате PDF

789.1 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Микрозелень, или так называемый микрогрин – это молодые ростки растений, которые легко и быстро вырастить. Описаны разные способы выращивания микрозелени, которые практикуются людьми разных возрастов. Для кого-то это способ восполнить недостаток витаминов и микроэлементов, для кого-то, помимо продукта, увлечение и декор подоконников.

Для сохранения влаги и стимуляции роста в качестве подложек для выращивания микрозелени возможно использование биоразлагаемых пленок на основе гидроколлоидов.

Целью работы является выращивание микрозелени на подложках на основе гидроколлоидов.

Для достижения цели поставлены задачи:

Изучить технологию выращивания микрозелени.

Изучить как работают гидроколлоиды и подобрать концентрацию.

Сделать посевы на традиционных подложках и на биоразлагаемых пленках.

Проанализировать результат и наметить дальнейшие шаги для работы.

Объектом исследования является технология выращивания микрозелени. Предметом исследования – показатели качества микрозелени. Целевая аудитория: люди, следящие за здоровьем и питанием, любители микрозелени, занятые люди.

Методы исследования: изучение литературы; эксперимент; наблюдение, сравнение; анализ.

Литературный обзор по теме

Способы и условия выращивания микрозелени

Микрозелень – это проросшая зелень съедобных растений в фазе первых двух настоящих листочков. Такая зелень содержит в себе максимальное количество витаминов и микроэлементов, в десятки раз больше, чем выросшая. Микрозелень является натуральной и абсолютно безопасной пищей.

А поскольку диетологи рекомендуют добавлять свежие овощи и зелень почти в каждый приём пищи, так как такое питание стимулирует пищеварение, ускоряет обмен веществ, укрепляет сосуды и защищает от сезонных простудных заболеваний, микрозелень как нельзя лучше подходит для употребления: в ней содержание биологически активных веществ может быть до пяти раз выше, чем у взрослых растений. Это объясняется тем, что в период активного роста и деления клеток юная зелень концентрирует в своём стебле и листочках все питательные вещества из семени (минералы, органические кислоты, витамины) [1-3].

Преимуществом являются простые условия выращивания: обычное освещение, тепло и регулярный полив.

Существует несколько способов выращивания микрозелени.

Микрозелень в промышленных масштабах выращивают в большом объеме на ситифермах гидропонным способом с автоматизацией процесса, на питательных растворах, которые ускоряют процесс выращивания. Можно вырастить микрозелень в гроубоксах с контролем влажности, температуры, освещения. Все эти методы требуют больших вложений, опыта, знаний и подходят для больших ферм [3].

Микрозелень можно выращивать традиционным способом – на почве, как рассаду овощей. Контейнеры заполняют почвой, увлажняют, производят посев семян, укрывают пленкой или стеклом и выставляют контейнеры на светлый подоконник. После появления ростков укрытие можно снять. Уход заключается в опрыскивании зелени 2-3 раза в день. Далее поступают соответственно выращиваемой культуре: дают отрасти только семядольным листкам и срезают, либо ждут появления 1-2 настоящих листиков и употребляют в пищу.

Для выращивания так же можно использовать обычную целлюлозную бумагу или джутовый коврик, помещенные в контейнеры или мини теплицы. При этом необходимо постоянно следить за влажностью, поскольку бумага быстро пересыхает [3].

Высыхание почвы и подложек особенно быстро осенью и зимой, поскольку контейнеры с рассадой обычно устанавливают на подоконники рядом с горячей батареей.

Занятые, работающие люди, не всегда могут уследить за регулярностью полива, что приводит к гибели рассады и приходиться заново наполнять контейнеры и сеять семена. Не всем доступны теплицы и устройства с автоматическим поливом, да и для микрозелени в домашних условиях это ни к чему.

Перспективы использования подложек на основе гидроколлоидов для выращивания микрозелени

Для сохранения влаги и стимуляции роста в качестве подложек для выращивания микрозелени возможно использование биоразлагаемых пленок на основе гидроколлоидов. Такие пленки создавались старшими учениками нашей школы в рамках проектной деятельности «Антиполиэтилен».

К гидроколлоидам в пищевой промышленности относят стабилизаторы, загустители и гелеобразователи. К традиционно применяемым гидроколлоидам относятся агар, альгинаты, гуммиарабик, каррагинан, карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), желатин, пектин, крахмал и др.

Стабилизаторы, загустители и гелеобразователи присутствуют почти во всех живых организмах и влияют на важные свойства, определяющие рост и существование организмов в окружающей среде – влагоудерживающую способность, содержание влаги, структуру и текучесть. Используемые в пищевой промышленности ингредиенты получают экстракцией из различных природных материалов и вносят в пищевые продукты для получения определенной структуры и требуемых стабильности, текучести и потребительских свойств [4].

К таким добавкам относятся и традиционные материалы, например, крахмал (загуститель, получаемый из многих наземных растений) и желатин (продукт животного происхождения, из которого производят гели, тающие во рту). Необходимо упомянуть также наиболее распространенный структурный полимер наземных растений — целлюлозу, а также камеди и продукты из морских водорослей [4].

Многие гидроколлоиды представляют собой углеводы, однако, по меньшей мере один (желатин) — это белок. Большая часть гидроколлоидов имеют растительное происхождение, некоторые получают с использованием биотехнологий, а желатин относится к продуктам животного происхождения

Одним из важнейших свойств гидроколлоидов, влияющих на текстуру, является их способность к образованию гелей при определенных условиях, от мягких и вязкоупругих до твердых и хрупких [4].

К основным свойствам агара относятся: возможность его использования в очень малых концентрациях благодаря высокой гелеобразующей способности (минимальная концентрация, необходимая для гелеобразования, составляет 0,2%, а в пищевых продуктах агар используют в концентрациях 0,5-2,0%).

Пектин используется в качестве гелеобразователя, загустителя и стабилизатора консистенции. В основном в пищевых продуктах его применяют для регулирования содержания влаги и активности воды, а также для формирования требуемой текстуры. Однако в отличие от агара, пектин требует определенных условий для образования геля (степень метаксилирования, рН) [4].

Поскольку гидроколлоиды, как указывалось выше, хорошо связывают воду и способны ее удерживать, то гели на их основе могут служить подложкой для проращивания семян, обеспечивая их постоянной влагой. В таком случае не требуется следить за поливом.

Экспериментальная часть

Планирование и постановка эксперимента

Для выращивания были выбраны следующие виды микрозелени: кресс салат и редис.

В качестве подложек для сравнения использовали почву, целлюлозные салфетки и пленки, сделанные с использованием агара и пектина. При этом в одни из образцов использовали гумат.

В подготовленные емкости укладывали подложки и высевали семена микрозелени. Лотки помещали на подоконники. Все образцы содержались в одинаковых условиях. Наблюдали в течение 5 дней, отмечая появление всходов и наблюдая за ростом растений.

Ход работы показан на рисунке 1. На рисунке 2 всходы на 2 и 4 сутки.

Рисунок 1. Подготовка субстратов и посев семян микрозелени

на бумагу и почву

Рисунок 2. Результат на подложках грунт и бумага

2.2 Использование биоразлагаемых пленок в качестве основы для выращивания

Пленки для использования в качестве подложек готовили с использованием гидроколлоидов, структурообразователей агара и пектина.

Агар обладает очень сильной влагосвязывающей способностью и студни на его основе очень прочные на изломе стекловидные. Для более мягкой структуры добавляли крахмал, который придавал эластичность.

Использовали следующие пропорции (таблица 1).

Таблица 1. Варианты подложек на основе структурообразователей.

Готовили растворы полисахаридов: нужное количество структурообразователя заливали водой, доводили до кипеня и кипятили 2 минуты (для активации свойств структурообразователя и стерилизация среды). Затем растворы охлаждали до температуры около 30 °С и заливали в лотки. Сверху, еще на жидкие подложки распределяли семена, чтобы они были слегка утоплены в раствор. В течение 10 мин (для агара) и 40 мин (для пектина) образовывались твердые пленки, на поверхности и в верхних= слоях которых распределены семена микрозелени (рисунок 3).

Указанные концентрации гидроколлоидов в нашем случае подобраны экспериментально, исходя из того, что прочность студней-подложек не должна быть чрезмерно прочной.

Выводы и рекомендации

В результате проекта вырастили микрозелень.

Выращивание микрозелени на подложках на основе гидроколлоидов происходит быстрее и не требует полива.

Образование агарового геля является полностью обратимым: при нагревании гель плавится, а при охлаждении вновь образуется. Этот цикл можно многократно повторять без существенного изменения механических свойств геля. Поэтому подложка может быть многоразового использования, при нагревании расплавленную массу лишь стоит отфильтровать от корешков и остатков растений.

Проектная работа продолжается, планируется выращивание различных видов микрозелени, доработка рецептуры подложек и эксперименты по выживаемости растений в длительном отсутствии полива. Кроме того, планируется адаптация предложенного решения в другие агротехнологии.

Список использованной литературы

1. Амбросьева Е.Д. Физиология питания : учебник / Е.Д. Амбросьева. — Москва: КНОРУС, 2018. — 306 с.

2. Правильное питание школьника: нормы ВОЗ и советы родителям Режим доступа: https://externat.foxford.ru/polezno-znat/pravilnoe-pitanie-shkolnika 3.Микрозелень Режим доступа: https://ifarmproject.ru/blog/2020/11/mikrozelen-po-tehnologiyam-ifarm

4. Аймесон А. (ред.-сост.) All Пищевые загустители, стабилизаторы, гелеобразователи / А. Аймесон (ред.- сост.). — Перев. с англ, д-ра хим. наук С. В . Макарова. — СПб.: ИД «Профессия», 2012. — 408 с.