Оптимизация параметров замачивания кукурузы и сои для повышения эффективности проращивания

   Введение. Актуальность исследований обусловлена необходимостью оптимизации технологических процессов замачивания зерна злаковых и бобовых культур как ключевого этапа в производстве функциональных продуктов питания. Существующие методы требуют совершенствования с целью повышения эффективности и энергоэффективности процесса.

   Цель исследования. Цель исследования заключалась в определении оптимальных условий замачивания зернаку курузы и бобов сои, обеспечивающих достижение уровня влажности, достаточного для начала прорастания, при минимальных затратах времени и энергии.

   Объекты и методы. Экспериментальные исследования включали замачивание зерна кукурузы сорта TZBR (composite) и бобов сои сорта 449/6/16 при температуре от 20 °С до 30 °С и гидромодулях 1:2-1:3 в течение 2-6 ч. Влажность образцов определяли гравиметрическим методом. Для математического моделирования использовали регрессионный анализ и бикубические сплайны в программных средах Statistica и MathCad.

   Результаты и обсуждение. Установлено, что для прорастания бобов сои требуется влажность 30 %, достигаемая при температуре 18 °С и продолжительности замачивания 1,16 ч, а для зерен кукурузы – 20 % при температуре 28,4 °С и продолжительности замачивания 3,72 ч. Построенные регрессионные модели показали высокую степень адекватности (R² = 0,95-0,99). Определено, что повышение температуры ускоряет процесс влагонакопления, однако при температуре выше 40 °С снижается жизнеспособность зародыша.

   Заключение. Оптимизация параметров замачивания позволяет существенно сократить продолжительность подготовки зернового сырья к проращиванию и повысить качество готового продукта. Полученные данные могут быть использованы при разработке энергосберегающих технологий в агропромышленном комплексе и в производстве продуктов питания на основе пророщенного зерна.

1. Kinetic study on soybean hydration during soaking and resulting softening kinetic during cooking / Wang D. [et al.] // Journal of Food Science. 2021. Vol. 87, No. 1. P. 266-279. DOI: 10.1111/1750-3841.15984 EDN: QRRHEY.

2. Improving soaking efficiency of soybeans through ultrasonic assisted soaking / Zhang L. [et al.] // Food & Bioproducts Processing. 2021. Vol. 130. P. 244-252. doi: 10.1016/j.fbp.2021.08.011.

3. Statistical modelling of the soaking kinetics of corn and soybean cultivars. / Miranda L.B. [et al.] // Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 2019. Vol. 23, No. 5. P. 355-362. DOI: 10.1590/1807-1929/agriambi.v23n5p355-362.

4. Жигайлова А.П. Совершенствование дозирования семян вакуумным аппаратом точного высева на примере кукурузы // Вестник аграрной науки Дона. 2023. № 4 (64). DOI: 10.55618/20756704_2023_16_4_22-31. EDN: YECFFS.

5. Витман В.Е., Баланов П.Е., Смотраева И.В. Исследование возможности применения российских сортов кукурузы для производства солода // Journal of Agriculture and Environment. 2024. № 5(45). DOI: 10.60797/JAE.2024.45.5. EDN: FYNXUM.

6. Mukherjee R., Chakraborty R., Dutta A. Soaking of soybean meal: evaluation of physicochemical properties and kinetic studies // Journal of Food Measurement and Characterization. 2019. Vol. 13. P. 390-403. DOI: 10.1007/s1169401899546 EDN: YWZWCM.

7. Innovations in legume processing: ultrasound-based strategies for enhanced legume hydration and processing / Kumar G. [et al.] // Trends in Food Science & Technology. 2023. Vol. 145. P. 123-136. DOI: 10.1016/j.tifs.2023.03.025. EDN: KFZGBY.

8. Ростовская М.Ф., Боярова М.Д., Клыков А.Г. Влияние условий замачивания ячменя на содержание белковых веществ в солоде // Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50, № 2. С. 319-328. DOI: 10.21603/2074-9414-2020-2-319-328. EDN: EFTOSJ.

9. Хамдамова Ч.Х., Ахмедов А.Н., Суннатова С.Ф. Анализ и значения гидротермической переработки зерна перед дроблением и исследования // Universum: технические науки. 2022. № 3-4 (96). С. 52-55. DOI: 10.32743/UniTech.2022.96.3.13220. EDN: VQQAIM.

10. Wang N., Xu B., Chang S.K.C. Effects of cooking methods on nutritional composition and antinutritional factors in legumes // Food Chemistry. 2019. Vol. 274. P. 467-474.

11. Осадченко И.М., Горлов И.Ф., Николаев Д.В. Технология получения зеленых кормов путем стимуляции замачивания и проращивания семян пшеницы с использованием электроактивированных растворов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2014. № 1(111). С. 080-083. EDN: RUVNEJ.

12. Равшанов С., Мирзаев Ж., Мусаев Х. Влияние гидротермической обработки в повышении прочности оболочки зерна пшеницы при подготовке к сортовому помолу // Химия и химическая технология. 2020. № 2(68). С. 71-75. DOI: 10.51348/UWBU2815. EDN: NWYJMX.

13. Optimization of soaking stage in technological process of wheat germination by hydroponic method when objective function is defined implicitly / M.S. Koneva [et al.] // Journal of Physics: Conference Series (Tomsk, 17-20 янв. 2018 г.). Tomsk, 2018. P. 032018. DOI: 10.1088/1742-6596/1015/3/032018. EDN: XYCSLR.

14. Гринюк Д.А., Карпук П.О. Модернизация системы автоматизации процесса увлажнения зерна перед помолом // Инжиниринг и экономика: современное состояние и перспективы развития : сборник материалов студенческой научно-технической конференции в рамках XXI Международной научно-технической конференции БНТУ «Наука – образованию, производству, экономике» и LXXIX студенческой научно-технической конференции БНТУ (18-19 мая 2023 г.). Минск: БНТУ, 2023. С. 66-72.

15. Зенькова М.Л., Мельникова Л.А. Микробиологическая оценка процесса проращивания зерна пшеницы и гречихи // Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51, № 4. С. 795-804. DOI: 10.21603/2074-9414-2021-4-795-804. EDN: AQPJDW.