В статье выполнен обзор научно-технической литературы и патентных исследований по комплексной переработке волокон льна, отходов их переработки и семян льна с учетом их компонентного состава для получения новых функциональных продуктов. Лен ‒ ценное однолетнее растение, которое благодаря своему уникальному составу и свойствам давно используется человеком. Практическое применение имеет 95–98% массы льна. На долю длинного волокна льна приходится только 20‒30% стебля растения, остальная часть представляет собой отходы, которые используются нерационально, но обладают потенциалом для дальнейшей химической переработки и получения целлюлозы, α-целлюлозы и других продуктов и могут быть применены в различных отраслях промышленности. Это позволит увеличить эффективность использования короткого волокна льна и создать новые возможности для получения продукта с высокой добавленной стоимостью. Семена льна содержат масло, лигнаны, белки и пептиды, витамин Е, клетчатку и полисахариды, которые востребованы при получении функциональных продуктов питания, лекарственных средств, пищевых добавок, кормов для животных и других видов продукции, что позволяет увеличить эффективность использования этой культуры. Лен является ежегодно возобновляемым отечественным и экологически чистым сырьевым ресурсом, что делает его востребованным материалом для различных отраслей промышленности. Благодаря росту спроса на льняное волокно в мире в Республике Беларусь, которая является одним из крупнейших производителей льна, проводятся активные мероприятия по увеличению посевных площадей под лен и расширению производственной базы. Анализ литературных источников показал, что комплексное использование семян и волокон льна для получения инновационных продуктов является актуальным и перспективным направлением
Э. В. Логвинова 1 , В. С. Болтовский 21 ООО «Фермент» 2 Белорусский государственный технологический университет БИОКОНСЕРВАЦИЯ ТРУДНОСИЛОСУЕМОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯВ условиях интенсивного развития животноводства актуальным становится совершенствование традиционных способов получения качественных объемистых кормов.Основным источником энергии и сырого протеина являются злаковые и бобовые травы.Проблема получения качественного высокобелкового силоса связана с высокой буферностью и дефицитом простых сахаров в сочетании с высокой влажностью бобовых культур.Перспективным методом заготовки растительного сырья является внесение комплексного биоконсерванта, который содержит консорциум микроорганизмов Lactobacillus plantarum и Lactobacillus casei и полиферментный препарат на основе целлюлазы, ксиланазы и пектиназы.Компоненты ферментного комплекса воздействуют на трудногидролизуемые полисахариды растительного сырья, расщепляя их до свободных сахаров, тем самым стимулируя молочнокислое брожение с образованием органических кислот, преимущественно молочной, которая препятствует развитию патогенной микрофлоры и повышает сохранность питательных веществ готового растительного корма
Э. В. Логвинова 1 , В. С. Болтовский 21 ООО «Фермент» 2 Белорусский государственный технологический университет ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БИОХИМИЧЕСКОГО КОНСЕРВАНТА ПРИ ЗАГОТОВКЕ КОРМОВ НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯОсновным направлением развития кормовой базы жвачных животных является совершенствование методов заготовки трудносилосуемых трав и расширение кормовой базы.Одним из путей достижения может быть включение в рацион крупного рогатого скота малоценного растительного сырья -соломы зерновых и масличных культур.Перспективным методом повышения силосуемости трав в смеси с соломой является применение комплексного биоконсерванта, содержащего консорциум микроорганизмов Lactobacillus plantarum и Lactobacillus casei и полиферментный препарат на основе целлюлазы, ксиланазы и пектиназы.Для повышения доступности ферментных препаратов к трудногидролизуемым полисахаридным компонентам солому измельчают и пропаривают.Это позволяет частично перевести гемицеллюлозы, целлюлозу и пектиновые вещества в декстрины и моносахара, которые сбраживаются молочнокислыми бактериями главным образом в молочную кислоту.Таким образом, достигается высокий консервирующий эффект, повышается усвояемость сырой клетчатки, улучшаются вкусовые свойства соломы, что повышает ее поедаемость по сравнению с использованием в сухом виде.Заготовка высококачественного корма как самого дешевого источника протеина
В данной статье выполнен анализ литературных источников по применению метода автогидролиза-взрыва при химической, механохимической и биотехнологической переработке постоянно возобновляемой лигноцеллюлозной растительной биомассы для ее делигнификации и активирования с целью получения древесноволокнистой массы, целлюлозы и микрокристаллической целлюлозы, древесноволокнистых и древесностружечных плит, повышения эффективности процессов ферментативного гидролиза и биоконверсии с получением различных продуктов и оценки перспектив его промышленной реализации. Рассмотрены теоретические и прикладные аспекты метода взрывного автогидролиза растительной биомассы. Взрывной автогидролиз-взрыв обеспечивает кратковременную высокотемпературную обработку исходного влажного лигноцеллюлозного материала при повышенном давлении с последующим мгновенным сбросом давления до атмосферного (эффект парового взрыва). При этом осуществляется гидролиз гемицеллюлоз без внесения катализаторов (автогидролиз), а также происходит деструкция лигнина и уменьшение его молекулярной массы. В результате быстрой декомпрессии автогидролизованного материала обеспечивается его фракционирование на продукты гидролиза гемицеллюлоз и низкомолекулярной фракции лигнина, а также твердый остаток, состоящий из целлюлозы и лигнина. В настоящее время разработаны конструкции лабораторных, пилотных и опытно-промышленных установок для осуществления процесса автогидролиза-взрыва и разделения образующихся при этом компонентов. Метод автогидролиза-взрыва является экологически безопасным и эффективным процессом высокотемпературной обработки лигноцеллюлозной растительной биомассы для получения различных видов востребованной продукции и представляет безусловный интерес для реализации в промышленности
В статье приведен обзор литературы по способам получения наиболее широко используемого порошкового целлюлозного материала – микрокристаллической целлюлозы – из различных видов целлюлозы (хлопковой, древесной и др.), лигноцеллюлозных материалов (однолетних растений, древесных полуфабрикатов и древесины, отходов производств по переработке растительного сырья). Микрокристаллическая целлюлоза вследствие своих свойств – предельной степени полимеризации, высокой степени кристалличности и др. – в настоящее время находит широкое применение в фармацевтической, медицинской, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Наиболее распространенным способом получения микрокристаллической целлюлозы является гидролиз целлюлозы и лигноцеллюлозных материалов с использованием в качестве катализаторов водных растворов различных преимущественно минеральных кислот (серной, соляной, азотной и их смесей). В настоящее время опубликованы наряду с традиционными методами различные новые способы получения микрокристаллической целлюлозы, в частности с использованием парового взрыва (автогидролиза-взрыва) и ультразвуковой обработки, обеспечивающие повышение эффективности процессов ее получения. В данной статье выполнен обзор наиболее распространенных и новых способов получения микрокристаллической целлюлозы на основе анализа публикаций в научной литературе и патентных источников.
В данной статье выполнен анализ традиционной технологии производства кормовых дрожжей из гидролизатов растительного сырья и даны рекомендации по направлениям совершенствования процессов жидкофазного кислотного гидролиза растительной биомассы, подготовки гидролизата к биохимической переработке и получения кормовых дрожжей с учетом современных достижений науки, технологии и техники, обеспечивающих возможность снижения энергозатрат, повышения выхода целевой продукции и снижения экологической нагрузки. Совершенствование способов гидролиза растительного сырья и получения кормовых дрожжей последующей переработкой гидролизатов возможно изменением кинетических параметров процесса, методов подвода энергии, технологических режимов и конструкции применяемого оборудования. Наиболее перспективными направлениями совершенствования процессов осуществления основных технологических операций гидролиза растительного сырья, подготовки гидролизата к биохимической переработке, ферментации, концентрирования дрожжевой суспензии и сушки дрожжей могут быть следующие: высокотемпературный гидролиз лигноцеллюлозного сырья в аппаратах непрерывного действия, применение современных конструкций флотаторов, сепараторов, ферментаторов и другого оборудования. Кардинальным решением проблемы уменьшения энергозатрат и повышения экологической безопасности производства белоксодержащих кормовых добавок является сочетание кислотного гидролиза гемицеллюлоз и ферментативного гидролиза целлолигнина или его прямая биоконверсия микроорганизмами, что позволит исключить из технологического процесса наиболее энергоемкие операции и образование крупнотоннажного отхода – гидролизного лигнина.
В статье приведены результаты исследования эффективности применения ферментных препаратов «Вискоферм», «Ликвафло» и «Сахзайм плюс 2Х» для осахаривания полисахаридов зерна и соломы тритикале, а также их смеси в различном соотношении. Установлен оптимальный состав полиферментной композиции с их использованием, а также определены оптимальные параметры процесса ферментативного осахаривания сырья. Предложена принципиальная схема реализации процесса непрерывного осахаривания сырьевой смеси с раздельной предварительной обработкой крахмал- и целлюлозосодержащих компонентов.
Приведены результаты исследований по предварительной обработке соломы зерновых культур (пшеницы яровой и тритикале) гидротермическим, термокаталитическим, автокаталитическим методами и под воздействием электромагнитного поля СВЧ. Полученные результаты свидетельствуют о возможности их применения для предварительной подготовки соломы перед дальнейшей биотехнологической переработкой. Для практической реализации в кормопроизводстве и при микробиологической переработке соломы в этанол целесообразно использование предварительной гидротермической обработки пропариванием. При переработке с целью получения этилового спирта гидротермическая предобработка соломы может быть проведена аналогично стадии разваривания зернового сырья перед «осахариванием». Предварительная обработка соломы повышает ее перевариваемость и эффективность применения при силосовании, например, смесей зеленой массы растений и соломы
В данной статье выполнен анализ ресурсов растительного сырья Республики Беларусь, потребности в продукции гидролизного производства на внутреннем и внешнем рынках и дана оценка возможности и целесообразности возобновления их производства в современных условиях. Показано, что запасы возобновляемой растительной биомассы в Республике Беларусь, спрос на продукцию ее гидролитической и микробиологической переработки на мировом рынке обеспечивают в настоящее время перспективы возобновления гидролизного производства. При этом наиболее перспективно производство гидролизного спирта для применения его в качестве автомобильного топлива и белоксодержащих кормовых добавок для возмещения дефицита кормового белка.
В данной работе выполнен сравнительный анализ содержания изокверцитрина и кемпферол- 3-β-D-глюкопиранозида в экстрактах, полученных из разных частей лекарственных растений и различными методами. Объектами исследований являлись воробейник лекарственный (Lithospermum officinale L.) и цмин песчаный (Helichrysum arenarium L.). Установлено, что изокверцитрин содержится преимущественно в листьях воробейника лекарственного (Lithospermum officinale L.), а кемпферол-3-β-D-глюкопиранозид – в соцветиях цмина песчаного (Helichrysum arenarium L.). Проведен сравнительный анализ извлечения флавоноидов из лекарственных растений методами двукратной ремацерации; традиционной экстракции при повышенной температуре; трехкратной дробной экстракции с последовательной сменой концентрации экстрагента; экстракции под действием микроволнового излучения (СВЧ-энергии). Установлено, что максимальный выход изокверцитрина из воробейника лекарственного (Lithospermum officinale L.) и кемпферол-3-β-D-глюкопиранозида из цмина песчаного (Helichrysum arenarium L.) достигается методом трехкратной дробной экстракции с последовательной сменой концентрации экстрагента и составляет 12,12 и 4,30 мг/г соответственно. Применение микроволнового излучения позволяет существенно сократить продолжительность процесса экстрагирования целевых компонентов при достижении сопоставимого с традиционной экстракцией выхода флавоноидов.
Littlewale (Lithospermum officinale L.) is a valuable medicinal plant that has been used in folk medicine since ancient times as a diuretic, laxative, analgesic, anti-cold and anti-inflammatory agent. One of the most common classes of biologically active substances of plant origin are flavonoids. The leaves of the littlewale contain isoquercitrin, a flavonoid that has a regenerating effect. This article presents the results of a study of the influence of extraction parameters (ethanol concentration, temperature, ratio of the mass of plant materials to the volume of extractant, duration, multiplicity) on the output of flavonoids from the leaves of the littlewale. Using the orthogonal central compositional planning, a dependence is obtained that describes the influence of temperature and the duration of the extraction process on the efficiency of extracting flavonoids from the leaves of the littlewale. It was found that the maximum yield of the target components, which is more than 2 %, is achieved with the following parameters of the extraction process: extractant - 50 % ethyl alcohol, the ratio of the mass of raw materials to the volume of extractant is 1:20, temperature - 65-70 ° С , duration - 35-45 minutes. It is enough to conduct a single extraction of plant materials.
В статье выполнен сравнительный анализ основных способов микробиологической конверсии растительного сырья в белок: получением биомассы кормовых дрожжей биохимической переработкой гидролизатов растительного сырья и прямой биоконверсией полисахаридов сырья с целью его обогащения белком. Предложены конструкция аппарата твердофазной ферментации растительного сырья прямым культивированием микроорганизмов и технологическая схема процесса.
В статье приведен обзор литературы по изучению влияния электромагнитного излучения сверхвысокочастотного диапазона на целлюлозу и лигноцеллюлозную растительную биомассу и использованию СВЧ-энергии для гидролитической и биотехнологической переработки растительного сырья. Применение постоянно возобновляемой в процессе фотосинтеза растительной биомассы (фитомассы) взамен интенсивно сокращающихся запасов ископаемых видов органического сырья в настоящее время и на перспективу является актуальной задачей. Гидролитическая и биотехнологическая переработка растительного сырья обеспечивает получение этилового спирта, кормовых дрожжей, фурфурола, разнообразных фурановых производных на его основе, ксилита и других продуктов. Одним из перспективных способов повышения реакционной способности целлюлозы, эффективности процессов кислотного и ферментативного гидролиза, биоконверсии растительного сырья в биоэтанол и для обогащения его белком, дегидратации пентоз в гомогенных условиях в фурфурол является использование СВЧ-энергии.
Обеспечение сбалансированным по основным питательным веществам кормом и эффективное рациональное использование растительного корма считается актуальной задачей кормопроизводства. Главным способом консервирования зеленой массы является заготовка сена, сенажа и силоса. Одним из перспективных методов считается силосование, при котором важное значение имеет применение химических и биологических консервантов (сочетание бактериальных заквасок и ферментных препаратов). Последние позволяют избирательно воздействовать на антипитательные компоненты растительного сырья, расщепляя трудногидролизуемые полисахариды до свободных сахаров, и смещать биохимические процессы в сторону молочнокислого брожения благодаря ускоренному росту молочнокислых бактерий (продуцентов молочной кислоты), которые эффективно препятствуют развитию эпифитной микрофлоры и улучшают вкусовые характеристики корма. Способность ферментов селективно воздействовать на отдельные виды трудноусвояемых полисахаридов, частично гидролизуя целлюлозу и гемицеллюлозы до декстринов и моносахаров, очень важна при консервировании трудносилосующихся и несилосующихся культур для повышения содержания доступных сахаров и ферментационных кислот, снижающих рН силосуемой массы. Это позволяет повысить степень конверсии корма, а в сочетании с улучшенными органолептическими характеристиками способствует увеличению продуктивности крупного рогатого скота, что актуально как для мясного, так и для молочного направления
Показана целесообразность комплексной переработки растительного сырья, основанной на сочетании его кислотного и ферментативного гидролиза и биоконверсии. Комплексная химическая и микробиологическая конверсия растительной биомассы обеспечивает глубокую переработку полисахаридных компонентов с получением фурфурола, этилового спирта или обогащенного белком кормового продукта, исключает энергоемкие стадии кислотного гидролиза целлолигнина и образования основного крупнотоннажного отхода гидролизного производства – технического лигнина.
Определен компонентный состав соломы различных видов и сортов, районированных в Республике Беларусь: пшеницы озимой сорта «Ода» и яровой сорта «Любава», ячменя озимого сорта «Цендерелла» и ярового сорта «Водар», тритикале озимого сорта «Прометей», а также рапса озимого сорта «Лидер» и ярового сорта «Прамень». Рассмотрены основные направления использова- ния и переработки соломы и приведены рекомендации по наиболее перспективным из них. Показано, что, наряду с традиционными направлениями ее использования в натуральном виде, в качестве удобрения, для изготовления топливных брикетов и пеллет и т. д., одним из перспективных направлений является ее гидролитическая и микробиологическая переработка с получением этилового спирта, белоксодержащих кормовых добавок и других продуктов
Выполнен обзор способов комплексной гидролитической и микробиологической переработки растительной биомассы с получением фурфурола дегидратацией пентозных гидролизатов и белоксодержащей кормовой добавки биоконверсией целлолигнина твердофазной ферментацией.
It comprises the following stages: preparation of enzyme extract, separation of high-molecular compounds of the extract from low-molecular compounds, enzyme concentration using dialysis method by means of PEG 20000, addition of enzyme extract to the substrate, maintaining the system at 40°C for 24 hours; titration of free fatty acids by KOH solution in the presence of the indicator. Received concentrate has also been used for determination of the molecular weight of the lipase by gel-chromatography method. Molecular weight was 65 kDa.
