Переработка фитомассы амаранта: инновационный метод

Автор - | 18.09.2018

Фитомасса амаранта характеризуются содержанием большого количества ценных и полезных веществ. Исследователи и ученые продолжают работу над поиском оптимальной технологии переработки зеленой массы, позволяющей получать максимум пользы от этого растения.

Подобные исследования проводились в ФИЦ «КазНЦ РАН» — Федеральном исследовательском центре «Казанский научный центр Российской академии наук». Ученые использовали специальную пилотную установку, которая позволяет перерабатывать зеленую массу амаранта в условиях механоакустического воздействия. Что позволило создать действительно эффективную, экологическую безопасную технологию.

Посредством данной технологии исследователям существенно интенсифицировать процесс, благодаря чему увеличился конечный выход полезных продуктов. Для этого использовались мягкие пищевые кислоты, среди которых янтарная и лимонная.

Эта технология позволяет получать уникальные кормовые добавки, которые характеризуются повышенной питательной ценностью, у них выявлена отличная перевариваемость. Кроме того, такие добавки обогащены биологически активными веществами.

Зачем проводились эти исследования

Ученых всего мира уже давно интересует тема переработки возобновляемых растительных ресурсов. Ведь это позволяет получать различные продукты. Например, не только пищу, лекарства или БАД, но и биогаз, используемый для отопления помещений.исследования свойств амаранта

К тому же, переработка растительных ресурсов – отличная возможность создать безотходное производство, что положительно отразится на экологической обстановке на всей планете в целом.

Кроме того, повышается общая рациональность применения природных ресурсов, что расширяет ассортимент продукции различных сфер промышленности:

  • пищевой;
  • фармакологической;
  • и т.д.

При этом создаются дополнительные источники для получения вторичного сырья. Поэтому исследователи из Федерального исследовательского центра «Казанский научный центр Российской академии наук» приложили максимум усилий, чтобы разработать действительно экологически чистую, эффективную и рациональную технологию комплексной переработки зеленой массы амаранта.

Почему выбрали именно амарант

Исследователи акцентировали внимание на том, что амарант представляет собой действительно перспективное сырье. К нему приковано внимание ученых всего мира, а во многих странах выращиванием амаранта занимаются все больше фермеров.

Обусловлено это тем, что в растении амарант содержатся следующие важные и полезные вещества:

  • незаменимые аминокислоты (их содержание сбалансировано);
  • белки;
  • минералы и витамины;
  • минеральные соли.

К тому же, амарант характеризуется высокой урожайностью, он не слишком требователен к климатическим условиям. Может выращиваться даже при относительно высокой засухе.

Ученые отмечают, что амарант может использоваться для производства и получения определенных биологически активных соединений, которые в последствии будут применяться в медицине. Речь идет о содержании следующих веществ:

  • высококачественном растительном белке;
  • пектине;
  • флавоноидов;
  • каротиноидов.

Отдельные исследователи рассматривают амарант, как путь к решению различных трудностей и существующих проблем, возникающих при производстве высококачественных кормов, пищевых продуктов, лекарств.

Как проводились исследования

Во время исследований ИК-спектры были сняты на приборе UR-20 и IRS-113 фирмы Bruker с разрешением 1 см-1 в диапазоне 400-4000 см-1 в таблетках КВг.

Определение содержания сухих веществ по плотности в экстрактах ареометром проводилось в соответствии с ГОСТ 87562-70, определение влажности — ГОСТ 15 113.3-77.

В соответствии с ГОСТ 29186 проводились исследования следующих показателей:

  • микробиологических;
  • органолептических;
  • физико-химических.

Метод Лоури использовался для определения уровня содержания белка в экстрактах амаранта.

Кроме того, используя различные методы и способы, специализированное оборудование, исследователи из ФИЦ «КазНЦ РАН» определили:

  • элементный состав (С, Н, N и S);
  • состав биогаза и его теплопроводность.

Что было установлено в результате исследований

Исследователями была создана уникальная технология, позволяющая выполнять комплексную переработку фитосырья амаранта. Данная технология простая, универсальная и рациональная.исследования амаранта в сша

Широкий спектр разнообразных соединений, отличающихся своей ценностью, извлекался благодаря последовательной экстракции сырья:

  • 70% раствором этанола;
  • дистиллированной водой;
  • раствором органической кислоты;
  • раствором соды.

Создание данной технологии позволило ученым извлечь из фитомассы амаранта следующие компоненты, которые являются пищевыми и могут использоваться при производстве пищевых продуктов:

  • рутин;
  • пищевой краситель амарантин;
  • растительный белок – высококачественный, сбалансированный по своему составу аминокислот;
  • кислый полисахарид пектин.

В чем преимущества новой технологии

Как отмечают сами исследователи, основные преимущества разработанной ими технологии заключается в экологичности и малых финансовых затратах. При создании новой технологии ученые использовали инновационные подходы к получению функциональных продуктов из фитомассы амаранта.

Такой подход дает возможность механоакустического воздействия интенсифицировать процесс гидролиза-экстракции и добиться экологически безопасных условий, при которых сохраняется высокая биологическая активность целевых продуктов.

Во время этого процесса была обнаружена возможность, позволяющая провести замену минеральных кислот, используемых при традиционных методах получения пектина, на органические кислоты. В частности, речь идет о таких кислотах, как:

  • молочная;
  • янтарная;
  • лимонная.

Было установлено, что также возможно применения экстрагена молочной сыворотки – в таком случае допустимо использование промежуточных продуктов переработки фитомассы амаранта, как высокопитательную кормовую добавку. Она будет характеризироваться:

  • повышенной питательной ценностью;амарант исследования
  • великолепной перевариваемостью.

Кроме того, ее применение позволяет снизить вред для экологии, возникающий при производстве пектина традиционными методами. Такой вред проявляется, как появление больших объемов сточных вод, которые необходимо правильно утилизировать.

Произведенные кормовые добавки были исследованы в реальных условиях. Их использовали для кормления молодняка кур на птицефабриках. Были получены следующие результаты:

  • уровень падежа молодняка снизился на 15-50%;
  • повышение массы тела увеличилось на 5-15%.

Жом амаранта для получения биогаза

Также исследователи оценили возможность переработки вторичного сырья для организации безотходного производства. Они использовали оставшийся после переработки фитомассы амарантовый жом для производства биогаза.

Было установлено, что данный продукт представляет собой эффективный косубстрат, хорошо подходящий для метанового брожения и производства биогаза.

Удельный выход при добавлении жома в мезофильном режиме составил 251.9 мл/г сухого вещества (СВ). При сбраживании осадка сточных вод (ОСВ) в термофильном режиме удельный выход биогаза увеличивается с 134.7 до 354.0 мл/г СВ. Содержание CH4 оставалась на уровне 60% в течение всего эксперимента.

Однако после того как был получен биогаз, перед исследователями возникла новая проблема – как именно провести утилизацию сброженных отходов. Над этой проблемой ученые работали совместно со своими коллегами с кафедры биохимии Казанского (Приволжского) федерального университета. Совместная работа позволяла установить, что если не проводить дополнительную аэробную обработку сброженного субстрата, у него остается повышенная фитотоксичность.

Когда была проведена дополнительная аэробная обработка сброженного субстрата, в стерильной почве уровень всхожести семян кукурузы составлял 100%, хотя без использования субстрата всхожесть семян достигала показателя в 54%. Поэтому можно с уверенностью говорить, что субстрат в перспективе может использоваться в качестве удобрения.

Подводя итог: чем ценны исследования

Главная ценность проведенных исследований заключается в том, что учеными была разработана современная, уникальная технология переработки амарантовой фитомассы.

Она дает возможность в одном цикле получать биологически активные продукты, используемые в пищевой, фармакологической и прочих отраслях промышленности, в том числе – технических. Речь идет о таких продуктах, как:

  • рутин;
  • пектин;
  • белковый концентрат;
  • амарантин.

Кроме того, технология дает возможность впоследствии использовать оставшееся переработанное сырье для получения биогаза и удобрений.

Промежуточные продукты подходят для производства высокопитательных кормовых добавок, увеличивающих прирост веса животных, птиц.

  • Amaranthus retroflexus L
    Амарант запрокинутый: общая информация и интересные наблюдения ученых из Великобритании

    Помимо культурных и декоративных видов амаранта (первые используются в пищу людьми, а вторые – яркие цветы, украшение сада) существуют и дикорастущие сорта, способные навредить фермерам. К таковым относиться амарант запрокинутый или Amaranthus retroflexus L. Сегодня мы хотим рассказать подробнее именно о нем. Представив на ваш суд мнение британских ученых. И хотя в последние годы словосочетание …

    Читать далее

  • 03.Переработка амаранта в Мексике
    Перспективы использования амаранта в пищевой индустрии

    Амарант – отличная добавка к каждодневному рациону. Об этом знают все, кто только раз в жизни попробовал амарант. В пищу может использоваться все части растения – семена, зелень, масло, мука. Амарант отличается высокой питательной ценностью, в нем содержится большое количество витаминов, незаменимых аминокислот. Многочисленные исследования доказали, что амарант способен обеспечить человеческому организму необходимый набор элементов, …

    Читать далее

  • Амарант и сердечная недостаточность
    Лечение гипертонии с помощью амаранта: исследования мексиканских ученых

    Амарант уверенно шагает по всему миру. Он завоевывает все больше поклонников. И все больше ученых исследуют воздействие амаранта на человеческий организм, дабы понять, насколько растение будет эффективно при лечении тех или иных заболеваний. Сегодня мы поговорим о достижениях мексиканских ученых в этом направлении. Кстати, весьма символично, что мексиканцы сегодня уделяют внимание этому растению. Ведь амарант …

    Читать далее

  • amarant_lotus
    Лечим прыщи с амарантом

    Сегодня очень многие страдают от проблем с кожей. Причем, несмотря на распространенное мнение, что прыщи – проблема сугубо подростковая, она часто встречается у тех, кто давно перешагнул совершеннолетие. В чем причина, однозначно ответить не выйдет. У одних это гормональное, у других – следствие некачественного ухода, у третьих – наследственный «подарок». Но как бы там ни …

    Читать далее

  • амарантовая мука
    Белковые продукты из семян амаранта: почему это действительно круто

    Наверняка, поклонники амаранта уже не раз слышали о его великолепной пищевой ценности, что выражается в высоком содержании качественного растительного белка. В этой статье мы решили подтвердить ранее опубликованные данные, обратившись к исследованиям ученых. В основе материала – статья исследователей из России. Это – Шмалько Н.А., Комарова Ю.Ю., Чалова И.А. Данная информация будет не просто интересна, …

    Читать далее

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.


© 2017. ООО «Олбест»
Свидетельство №055200 от 01.09.2009