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.

  • амарант
    Амарант: еще одна древняя дивная еда, но кто ее съест?

    Продолжаем публиковать обзоры об амаранте, опубликованные в иностранных средствах массовой информации. Сегодня материал из авторитетнейшего англоязычного ресурса National Geographic. В статье БРАЙАН ХОВАРД, специализирующийся на вопросах окружающей среды, науки, технологий и прочих тем, рассуждает об амаранте, возможности и необходимости его  выращивания в Мексике. Древняя, питательная культура могла бы вернуться в Оахака Амарант – широколистное, съедобное растение, …

    Читать далее

  • сбор амаранта
    15-ть украинских предприятий освоили переработку амаранта

    Амарантовое масло – востребованный продукт на мировом рынке, объем которого достиг показателя в 500 миллионов долларов в год. Ежегодный прирост объема рынка составляет 12%. А вот доля Украины в нем пока еще не такая уж и высокая – всего лишь 1%. Данной информацией поделился во время своего выступления глава Ассоциации производителей амаранта и амарантовой продукции …

    Читать далее

  • исследования амаранта в США
    Ацтеки однажды уже преклонялись перед ним. Ты тоже влюбишься в амарант?

    Амарант, ценимый ацтеками и завоевывающий все больше поклонников сегодня, являет собой уникальное растение. Оно привлекает своим уникальным составом, набором минеральных веществ и витаминов, микроэлементом. Благодаря которым амарант помогает в профилактике и лечении ряда заболеваний. В том числе, таких серьезных и опасных, как сахарный диабет, варикозное расширение вен и некоторых других. Установлено, что амарантовое масло способствует …

    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

  • пищевая и энергетическая ценность амаранта
    Амарант: от общего к отдельным сортам

    Амарант известен своими целебными свойствами и возможностью использования в разных отраслях. Такая универсальность обусловлена богатым химическим составом растения, наличием в нём почти идеального белка, большого процента соединения сквален, балансом аминокислот. Вещества, содержащиеся в амаранте, обуславливают его пищевую и энергетическую ценность. Однако при исследовании было установлено, что процент того или иного полезного вещества в растении или …

    Читать далее

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.


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