VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

В настоящее время актуальными являются разработки технологий комплексных переработок отходов производства в целевые продукты, которые позволяют безотходно использовать исходное сырье, избегая при этом накопления в окружающей среде. Особое значение придается сырью, малоиспользуемому, но потенциально пригодному для получения ценных продуктов.

Перспективным сырьем для получения разных функциональных продуктов являются отходы сельскохозяйственного производства, которые сконцентрированы на полях и перерабатывающих предприятиях.

В последние годы в России возрос интерес к гречихе. Гречиха посевная (Fagopyrum Mill.) – важная пищевая культура, обладающая сильной экологической адаптивной способностью. Белковый комплекс гречихи содержит 8 незаменимых аминокислот и по питательности полноценнее белка злаковых, а по усвояемости близок к белковому комплексу коровьего молока и яичного порошка. Полисахаридный комплекс представлен целлюлозой, резистентным крахмалом, а также сахарозой и декстринами. Гречиха содержит 9 жирных кислот, устойчивых к окислению, поэтому отходы ее производства могут длительно храниться, не теряя своих вкусовых качеств. Зерно и вегетативная масса содержит большое количество органических кислот (лимонной, яблочной, щавелевой). Гречиха богата минералами и витаминами, их содержание выше, чем у других зерновых культур. В вегетативных и генеративных органах гречихи синтезируются биологически активные соединения – флавоноиды (рутин, кверцетин, кэмпферол и др.) [1-4].

В процессе производства гречневой крупы каждый год образуются многотонные отходы в виде соломы, лузги (цветочные и плодовые оболочки), мелкого щуплого зерна, мучки (отрубей). Часть соломы в общей надземной массе растения зависит от сорта и составляет 42-62%. В результате очистки зерна образуется около 67% крупы ядрицы, 7% продела, 6% отруби (мучка) и 20% лузги [2].

В настоящее время основными потребляемыми продуктами из гречихи являются гречневая крупа, мука, чай. Отруби, щуплое зерно гречихи используется в качестве концентрированного корма для сельскохозяйственных животных и птиц в составе кормосмесей.

Крайне нерационально используется солома, причем количество растительных отходов несколько раз превосходит долю целевой выращенной продукции. Непосредственное же внесение в землю, в качестве органического удобрения приводит к тому, что азот в почве используется не для питания корневых систем, а для процессов разложения органических остатков.

Особенностью химического состава соломы гречихи является то, что ее органическое вещество на 80% состоит из клетчатки и БЭВ, соединенных в прочный лигноцеллюлозный комплекс, который мало поддается воздействию микроорганизмов и ферментов ЖКТ животных, вследствие чего перевариваемость ее низкая. В золе соломы содержится Са – 6,8%, К – 11,66%, Р – 2,1%. Золу соломы и лузги используют для получения поташа [4].

Самое широкое применение лузги гречихи нашло в качестве топлива в котельных крупозаводов с целью производства пара, а также в качестве наполнителя для подушек, упаковки фруктов и хрупких товаров, получения пищевых волокон. Использование тонко измельченной гречневой лузги в качестве кормовой добавки невозможно из-за высокого содержания в ней клетчатки и жесткости, что приводит к травмированию пищевого тракта животных [2]. В золе лузги гречихи содержатся Р – 0,03%, Na – 0,015%, К – 0,06% [4].

Более сложные способы переработки целлюлозосодержащих отходов отсутствуют. Отходы производства гречихи по своему составу представляет перспективное сырье для химической, фармацевтической, пищевой промышленности, кормопроизводства. Из гречихи и отходов ее производства можно получать рутин, гречишный крахмал, гречишный уксус, пищевые волокна, пищевой краситель, ингибиторы коррозии и т.д [2,4].

Во всех странах мира в последние годы отмечается большой дефицит кормового белка и экологически чистого топлива.

Дефицит кормового белка частично покрывается увеличением производства растительного протеина, содержащегося в сельскохозяйственных кормовых культурах: зерне, люцерне, сое, а также выпуском рыбной и мясной муки. Кормовые белковые добавки, получаемые из малоиспользуемых сельскохозяйственных отходов путем микробного синтеза и обогащенные белком, являются высокоэффективными компонентами кормов и кормовых смесей для сельскохозяйственных животных, птиц, рыб, обеспечивая их сбалансированность по протеину (до 42-50%), незаменимым аминокислотам, а также микроэлементам и витаминам (В, А, D, Е, РР).

В ближайшие годы прогнозируется глобальный рост потребления биоэтанола в мире. Высокие цены на нефть, а также их ограниченные ресурсы, предполагают поиск новых источников получения топлива.

Биоэтанол – экологически чистое топливо, представляет собой этиловый спирт, получаемый в процессе ферментативного брожения растительного сырья. В качестве субстрата может быть использована любая сельскохозяйственная культура с высоким содержанием крахмала или сахаров (кукуруза, картофель, сахарная свекла, зерно) или целлюлозные материалы (древесина, солома).

В Лаборатории биотехнологии «Орловского регионального биотехнологического центра сельскохозяйственных растений» ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» на инновационном оборудовании проводятся исследования отходов производства гречихи (лузга, мелкое щуплое зерно и солома), исследования по обоснованию возможности комплексной биотехнологической переработки отходов производства гречихи в востребованные на рынке ценные продукты, исследования сортовых особенностей гречихи посевной по накоплению комплекса флавоноидов и по определению механизмов накопления флавоноидов и др. Результаты исследований представлены в многочисленных публикациях в материалах международных конференций, в научных статьях научно-теоретических и научно-практических журналов, в патентах на изобретения [5-15].

Таким образом, анализ научно-информационного обеспечения показывает, что отходы производства гречихи представляют собой комплекс физиологически и биологически ценных веществ. Создание комплексной технологии переработки отходов производства гречихи является важной и актуальной задачей, поскольку в побочных продуктах производства остается значительное количество полезных и ценных веществ.

Литература

Ванг И., Чен Д., Фенг И. Состояние процесса производства и разработка стратегий в отношении продуктов из гречихи в Китае //Вестник Орел ГАУ, 2010, №4(25), с.9-14.

Каминский В.Д., Карунский А.И., Бабич М.Б. Гречневая лузга как кормовая добавка // «Хранение и переработка зерна», №5, 2000, с. 26-31.

Крафт И., Икеда К., Икеда С., Вомбергар Б. Разработка функционально новых продуктов питания на основе гречихи обыкновенной и татарской //Вестник ОрелГАУ, 2010, №4 (25), с.15-17.

1. Гнеушева И.А., Солохина И.Ю., Полехина Н.Н., Павловская Н.Е. Кормовые биологические активные добавки для промышленного животноводства http://www.foodprom.ru/journals/khranenie-i-pererabotka-selkhozsyrya/126-khranenie-i-pererabotka-selkhozsyrya-3-2012

2. Гнеушева И.А. Кормовые биологически активные добавки для промышленного животноводства /И.Г. Гнеушева// Хранение и переработка с.-х. животных .- 2012 .- №3 .- С.30-32.

3. Павловская Н.Е., Гнеушева И.А., Горькова И.В. Гагарина И.Н. Создание оптимальных условий для экстрагирования биофлавоноидов из соломы гречихи. /Инновационные, фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству. Материалы III Международной Интернет-конференции – Орел: Из-во ОрелГАУ, 2010. – С.20-23.

4. Гнеушева И.А. Биотехнологическая переработка отходов производства гречихи и получение ценных продуктов// Российский союз сельской молодежи. - URL: http://www.rssm.su/modules/smartsection/item.php?itemid=497

5. Павловская Н. Биоконверсия отходов растительного и животного происхождения для получения биогаза и биоэтанола в Орловской области.- URL: http://www.energetische-biomassenutzung.de/fileadmin/user_upload/Steckbriefe/dokumente/Osteuropa/RU_Pavlowskaja_Ninel.pdf

6. Павловская Н.Е., Гнеушева И.А., Полехина Н.Н. Способ получения стимулятора роста дрожжей saccharomyces cerevisiae. Патент на изобретение №: 2483105 Патентообладатель: ФГБОУ ВПО Орел ГАУ Начало действия патента: 13 Июня, 2012. - URL: http://bankpatentov.ru/node/355487

7. Дедков В.Н., Гнеушева И.А., Павловская Н.Е. Получение белково-углеводных кормовых продуктов для животноводства с использованием грибов рода TRICHODERMA//Биология – наука ХХI века: Материалы международной конференции. М.: МаксПресс, 2012. - URL: http://ru.scribd.com/doc/162675050/Biology-XXI-Sbornik-tezisov-pdf

8. Павловская, Н.Е. Биотехнологическая переработка отходов производства гречихи и сахароперерабатывающих предприятий для получения полезных продуктов / Н.Е. Павловская, И.В. Горькова, И.Н.Гагарина [и др.] //Биотехнология: состояние и перспективы развития: матер. Московского международного конгресса: секц. 5. Биотехнол. переработка отходов. Экологические и инженерные проблемы (15-17 марта 2010 г. Москва). – М., 2010.– С.189-190. - URL: http://www.vniizbk.ru/ru/developments/events.html?start=8

9. Павловская, Н.Е. Деструкция отходов производства гречихи с помощью Trichoderma /Н.Е. Павловская, И.А. Гнеушева //Вестник ОрелГАУ. –2010. № 2. - URL: http://ej.orelsau.ru/vestnik/vest nik-2010-06.pdf

10. Павловская, Н.Е. Создание оптимальных условий для экстрагирования биофлаваноидов из соломы гречихи// Н.Е. Павловская, И.А. Гнеушева, И.В., Горькова [и др.] // Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству: матер. 111 междунар. интернет–конфер. к 35- летию ОрёлГАУ ( 5 апреля 2010 г. Орёл).– Орел, 2010. – С.21–23.

11. Pavlovskay, N. Производство вторичных ценных продуктов на основе отходов возделывания и переработки гречихи// Ninel PAVLOVSKAY, Irina GORKO, Irina GAGARINA, Irina Gneusheva //Международный конгресс по гречихе.– Орел. 2010 .

12. Полехина Н.Н., Павловская Н.Е. Динамика накопления биохимических соединений антиоксидантного действия в разных органах гречихи в процессе онтогенеза//Фундаментальные исследования. 2013, № 10. - URL: http://www.rae.ru/fs/pdf/2013/10-2/32283.pdf

Код для цитирования: Скопировать