XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Маленькая, да удаленькая: микрозелень!
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
В современном обществе быстро возникают и сменяют друг друга тренды, популярные в различных сферах жизни. Интеграция отраслей промышленности, науки и сельского хозяйства привела к появлению в нашей жизни такого тренда как микрозелень (микрогрин). Микрозелень - культура, которая в раннем возрасте содержит полезных веществ в 10 раз больше, чем
их содержится во взрослом растении [1]. Так в моей любопытной голове возник вопрос: «А выращивать микрозелень максимально удобно и доступно
для каждого человека? Можно ли выращивать микрозелень без земли? И так ли уж она полезна?». И с этими вопросами я направилась в мир знаний, поиска
и эксперимента.
Актуальность темы нашей работы заключается в том, чтобы показать доступный и безопасный способ поддержания и укрепления своего здоровья
на протяжении всего года в условиях не просто города, а своей квартиры.
Цель исследования: изучить микрозелень как инновационный биологический объект (суперфуд).
Задачи исследования:
апробировать технологию выращивания микрозелени на различных субстратах на своем подоконнике;
провести химические эксперименты, демонстрирующие особенности химического состава микрозелени;
определить видовой состав микрозелени овощных культур, рекомендовать сроки посадки и повторного посева для бесперебойного ее выращивания;
изучить имеющуюся литературу по теме исследования;
изучить различные способы использования микрозелени в рационе питания человека.
Объект исследования: микрозелень.
Предмет исследования: возможность культивирования микрозелени без почвы, а также изучение ее роли в решении глобальной проблемы
человечества – минерального недоедания (2022 год был объявлен Международным годом овощей и фруктов).
Гипотеза: предположим, что зная об особенностях строения, химического состава растения, агротехники возделывания данной культуры, ее можно будет активно использовать как новую форму высокоценного в белковом, минеральном и витаминном отношении растения, то есть выращивать микрозелень удобно, доступно и полезно для организма человека.
Методы исследования: анализ литературы, биологический
и химический эксперимент, наблюдение и анализ.
Практическая значимость исследования состоит в том, что микрозелень может культивироваться без почвы и она является ценным пищевым сырьем
и источником минеральных веществ для человека.
ГЛАВА 1. МАЛЕНЬКАЯ, ДА УДАЛЕНЬКАЯ: МИКРОЗЕЛЕНЬ!
1.1. История происхождения микрозелени
Направление по производству микрозелени в Республике Беларусь еще совсем молодое и новое.
Считается, что впервые понятие «микрозелень» появилось в начале 1980-х гг. в Сан-Франциско в меню ресторанов, где шеф-повара дорогих ресторанов стали добавлять ее в свои блюда. Изначально повара использовали ее
в качестве акцента для закусок, бутербродов, салатов, основных блюд и даже десертов, чтобы подчеркнуть их красоту, вкус и свежесть [2].
1.2. Биологические особенности микрозелени
Микрозелень - это фаза молодого растения, растущего
на каком-либо субстрате, имеющего развитый стебель, зачатки первичных листьев или два первых настоящих листочка. Проще говоря, это съедобные маленькие растения, которым всего 1-3 недели. Причем в пищу используется только их надземная часть. Именно на этом этапе растения обладают наивысшей пищевой ценностью.
Различают сочные виды микрозелени (солерос, фенхель, мангольд, подсолнечник), хрустящие (сельдерей) и нормальной консистенции. Вкус может быть нейтральным (шпинат), слегка кисловатым (свекла и солерос), пряным (кресс-салат, редис, двурядник, горчица, индау), горьким
(часто у тыквенных). Запах – как интенсивным (у ароматических трав),
так и тонким, едва уловимым (характерно для многих видов овощей). Цвет – зеленым (брокколи, редис, двурядник, сельдерей, шпинат), желтым (этиолированный горох, этиолированная кукуруза), красным (лебеда, амарант, марь), малиновым (капуста краснокочанная, редис, перилла, базилик фиолетовый) или пестрым (свекла, щавель, горчица) [1]. Обычно микрозелень потребляется в сыром виде: благодаря сохранению всех полезных свойств она относится к категории функциональных продуктов (суперфуд), способствующих укреплению здоровья [1]. Зарубежные исследователи выявили, что она содержит большее количество фитонутриентов (хлорофилл, аскорбиновая кислота, β-каротин), минералов (Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Se). Микрозелень содержит 245% от суточной нормы аскорбиновой кислоты.
Таким образом микрозелень служит источником витаминов, ферментов, эфирных масел, минеральных веществ, хлорофилла, которые заложены
в семенах и реализуются в доступной для человеческого организма форме
в процессе прорастания и первоначального роста растений.
1.3. Микрозелень – суперфуд. Виды микрозелени и их состав
На сегодняшний день, благодаря разнообразию микрозелени,
мы можем получить весь спектр витаминов и минералов, введя ее в свой рацион. А разнообразие это с каждым днем возрастает (редис, дайкон, кресс-салат, свекла, шпинат, капуста, горчица, и даже мелисса, и многое другое).
Изначально выращивали лишь несколько видов растений — рукколу, свеклу, базилик, капусту, кориандр. В 2020 году к перечисленному ассортименту добавили десятки культур, но не все обрели популярность. Наиболее востребована микрозелень из гороха, мицуны, горчицы, сои,
кресс-салата, дайкона, подсолнечника, чечевицы, гречихи, люцерны и маша (Приложение 1).
Совсем не выращивают микрозелень из пасленовых (томатов, баклажанов, перцев) и картофеля, поскольку в ботве этих культур содержатся алкалоиды — природные яды. То же касается семян кабачков, тыквы и фасоли — в их ростках есть ингибиторы, которые мешают усвоению питательных веществ, поэтому если и стоит употреблять их в пищу, то только после температурной обработки.
ГЛАВА 2. МИССИЯ ВЫПОЛНИМА!
ПРАКТИКА ВОЗДЕЛЫВАНИЯ МИКРОЗЕЛЕНИ
2.1. Технология возделывания микрозелени
Опыт по выращиванию микрозелени овощных культур
в беспочвенных условиях был заложен в ноябре 2022 года. Установлено,
что микрозелень вырастает за короткий промежуток времени (3-10 дней)
в зависимости от вида культуры и субстрата.
В рамках работы было исследовано пять! видов беспочвенных условий выращивания микрозелени: на «джутовых» ковриках и сельскохозяйственной минеральной вате, в воде, на гидрогеле, бумаге, вате медицинской (Приложение 2). Данные условия и субстраты позволяют решить одну
из главных задач национальной стратегии устойчивого развития экономики
и сельского хозяйства Республики Беларусь, а именно - «укрепить способность адаптироваться к изменению климата, экстремальным погодным явлениям, засухам, наводнениям и другим бедствиям». Выращивание микрозелени подразумевает комнатные условия, поэтому не зависит от погодных условий. Главное условие при выращивании микрозелени – влагоемкость субстрата.
В рамках исследования мы использовали следующие виды овощных культур: дайкон, редис, кресс-салат, горчица, руккола, горох Мадрас (Приложение 3). Даже таким разнообразием мы можем обеспечить свой организм необходимыми витаминами и минералами.
Самыми быстро прорастающими являются семена редиса, дайкона, кресс-салата и рукколы, они начинают прорастать уже на следующие сутки после
их погружения в субстрат. Полное прорастание семян редиса и дайкона наступает на третьи сутки. При достаточной влагообеспеченности микрозелень данных культур готова к употреблению уже через 7-8 дней. Кресс-салат – можно срезать уже через 6 суток, а горох Мадрас через 9-10 дней.
При использовании «джутовых» ковриков, ваты внешний вид микрозелени гораздо лучше, за счет опоры ее корней к субстрату, культура микрозелени растет «дружно» вверх, в отличие от субстратов
из воды, бумаги и гидрогеля, где она «рассыпается» из-за отсутствия опоры для корней. Однако вид субстрата не влияет на скорость прорастания микрозелени (Приложение 4).
Для бесперебойного выращивания необходимо учитывать сроки прорастания микрозелени определенных видов овощных культур.
С помощью повторных посевов с интервалом в несколько дней (например,
2-3 раза в неделю), цикл «производства» можно организовать таким образом, чтобы готовая микрозелень подходила к уборке «конвейерно»
- через каждые 2-3 дня. Кроме того, если не срезать микрозелень
с коврика, она может храниться в холодильнике до двух недель.
2.2. Химический состав микрозелени (выявление хлорофилла)
Хлорофилл в микрозелени — это хороший антиоксидант
с противоопухолевым действием. Регулярный прием микрозелени в пищу улучшает работу сердечно-сосудистой системы человека, а также пищеварительной, нервной и эндокринной систем.
В ходе данного химического эксперимента мы убедились в том,
что в микрозелени есть хлорофилл и каротин.
1. К измельченной микрозелени добавляем 5–10 мл этилового спирта,
на кончике ножа порошок СаСО3 (мел), для нейтрализации кислот клеточного сока, растираем в фарфоровой ступке до однородной зеленой массы. Приливаем еще этилового спирта и осторожно продолжаем растирание, пока спирт не окрасится в интенсивно зеленый цвет. Полученную спиртовую вытяжку отфильтровываем в чистую сухую пробирку. Рассматриваем полученный раствор хлорофилла в проходящем свете (он имеет зеленый цвет). Вытяжка имеет зеленый цвет, но на самом деле в ней, помимо хлорофиллов, содержатся и желтые пигменты группы каротиноидов – каротин и ксантофилл. Убедиться в этом можно несколькими способами.
2. На фильтровальную бумагу наносим стеклянной палочкой каплю полученной спиртовой вытяжки пигментов микрозелени. Через 3–5 мин
на бумаге образуются цветные концентрические круги: в центре зеленый (хлорофилл), снаружи – желтый (каротиноиды).
3. В пробирку наливаем 2–3 мл спиртовой вытяжки пигментов микрозелени, добавляем столько же бензина и 1–2 капли воды. Закрываем пробирку пробкой, энергично взбалтываем в течение 2–3 мин и даем отстояться. Жидкость в пробирке разделится на два слоя: более легкий бензин наверху, спирт – внизу. Спирт будет окрашен в желтый цвет пигментом ксантофиллом, который в бензине не растворяется. Бензиновый слой будет зеленым за счет растворенного в нем хлорофилла. На самом деле там же,
в бензиновом слое, содержится и каротин, но его цвет маскируется интенсивно зеленым цветом хлорофилла (Приложение 5).
ГЛАВА 3. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОЗЕЛЕНИ
3.1. Рецепты из микрозелени
Первые блюда, подаваемые в элитных американских ресторанах, содержали микрозелень только в качестве декоративного элемента. Сегодня же продукт активно используется и как часть сложного кулинарного состава салатов, супов, омлетов и бутербродов. Для приготовления пригодны как листья, так и стебли микрозелени.
Среди простых и популярных рецептов с микрозеленью можно выделить мюсли, фитнесс-салаты, суп и овощные смузи.
Рецепты с микрозеленью очень простые и не требуют длительной термической обработки. Это условие важно для сохранения всех полезных веществ растения.
Одним из последних трендовых рецептов является витграсс. Ранее витграссом называли сок из проростков пшеницы, богатый витаминами
и хлорофиллом. В настоящее время витграссом является сок, полученный
из любой микрозелени на ее самом раннем этапе роста (от 6 до 12 дней) (Приложение 6).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, гипотеза подтверждена, а цель исследования достигнута.
Беспочвенное выращивание микрозелени может решить одну
из главных задач развития нашей страны, а именно обеспечить создание устойчивых систем производства продуктов питания и внедрить методы ведения сельского хозяйства, которые позволят повысить продуктивность
и увеличить объемы производства овощных культур. Ну и самое главное, предотвратить глобальную проблему для человечества – проблему минерального недоедания.
Семена Мы посадили,
Микрозелень нарастили,
Витамины получаем,
Организм свой пробуждаем.
Микрозелень Вы растите!
И Себя восстановите!
Подводя итоги нашей исследовательской работы хотелось
бы отметить, что любой объект в окружающем нас мире несет о себе огромное количество информации, и что бы Вы не взяли для исследования, всегда найдется множество областей, где его можно и нужно использовать.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пашкевич, А.М. Микрозелень – новая категория органической овощной продукции / А.М. Пашкевич[и др.]// Научно-инновационные основы развития отрасли овощеводства: тезисы докладов Международной научно-практической конференции, аг. Самохваловичи, Минский район,
14–16августа, 2018г. – с. 28–29.
2. Лобас, Н. Новый взгляд на старые культуры / Н. Лобас // Беларуская думка. – 2012. – №9. – с. 34-42.
3. Организация экспериментальной деятельности школьников. Начальная школа №7, 2009, – с.21.
4. Лаврова, С.А. Занимательная химия/С.А. Лаврова. – Москва: Белый город, 2014 – 59 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Виды микрозелени и их состав
|
Вид микрозелени |
Химический состав |
Время |
|
Редис |
витамины А, С, Е, К, РР, группы В, калий, цинк, сера и кальций, аскорбиновая |
от 5 до 12 дней |
|
Горох Мадрас |
витамины А, С, E, K, В1, В2, РР, биотин, аминокислоты, марганец, калий, фосфор, цинк, железо, протеины |
от 8 до 12 дней |
|
Дайкон |
витамины А, С, Е, В1, В2,В3, В6, В9, РР), минеральные вещества (кальций, калий, магний, фосфор, марганец, медь, селен, железо, цинк), эфирные масла и пищевые волокна |
от 5 до 12 дней |
|
Кресс-салат |
витамина C, Е, А, В6, К, тиамин, рибофлавин, магний, фосфор, марганцем, кальций, калий. Есть в зелени и каротин, правда чуть меньше, чем в моркови |
от 5 до 12 дней |
|
Горчица |
микрозелень горчицы имеет в своем составе довольно редко встречающиеся |
от 6 до 12 дней |
|
Руккола |
витамины: А, бета-каротин, К, Е, РР, С |
от 5 до 12 дней |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Виды беспочвенных субстратов
С/х минеральная вата
«Джутовый» коврик
Гидрогель
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Используемые виды микрозелени
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Агрономический итог
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Выявление хлорофилла
ХЛОРОФИЛЛ
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Рецепты из микрозелени