Введение к работе
Актуальность проблемы. Современный экологический кризис ставит под угрозу возможность устойчивого развития человеческой цивилизации. Дальнейшая деградация природных систем ведет к дестабилизации биосферы, утрате ее целостности и способности поддерживать условия окружающей среды, необходимые для жизни. Преодоление кризиса возможно только на основе формирования нового типа взаимоотношений человека и природы, исключающих возможность разрушения и деградации природной среды.
Устойчивое развитие Красноярского края, высокое качество жизни и здоровья его населения могут быть обеспечены лишь при условии сохранения природных систем и поддержания соответствующего качества окружающей среды. Основной задачей в указанной сфере является рациональное использование возобновляемых природных ресурсов, в связи с чем необходимо внедрение комплексного природопользования, включая экологически обоснованные методы использования лесных ресурсов; а также минимизацию отходов при их добыче и переработке.
Поэтому разработка алгоритмов комплексной переработки растительных ресурсов лесных экосистем Красноярского края позволит как снизить антропогенную нагрузку на окружающую среду, так и получить продукты, в состав которых входят ценные биологически активные соединения, и тем самым решить актуальные вопросы обеспечения населения продуктами специального назначения для коррекции питания и здоровья.
Цель - создание экологически безопасных и малоотходных схем комплексной переработки как растительного сырья, так и отходов, образующихся в результате его добычи, позволяющих в едином технологическом цикле получать продукты пищевого, парфюмерного и технического назначения, обогащенные биологически активными веществами. Основные задачи: повышение коэффициента использования растительного сырья до 95-99%;
проведение сравнительного анализа количественного и качественного биохимического состава исследуемого растительного сырья в зависимости от экологических условий его произрастания;
определение количественного и качественного состава экстрактивных веществ, извлекаемых из исследуемого растительного сырья экстрагента-ми различной полярности;
разработка методов выделения, а также поиск оптимальных условий максимального извлечения и получения отдельных классов биологически активных веществ из исследуемой биомассы.
Научная новизна. Результаты проведенных исследований вносят значительный вклад в решение проблемы рационального использования добытых биологических ресурсов, расположенных на территории Красноярского края, развитие систем использования вторичных ресурсов, в том числе переработки отходов растительного сырья.
Впервые: предложены комплексные экологически безопасные схемы малоотходной переработки растительного сырья на основе установления групп веществ, содержащихся в продуктах экстракции растительной биомассы; установлен качественный и количественный состав основных компонен-
рос НАЦИОНАЛЬНА* БИБЛИОТЕКА
о»
тов эфирных масел, содержащихся в рассматриваемом растительном сырье; разработан метод получения и очистки инулина и стевиозида; исследовано влияние экологических факторов произрастания на количественное содержание и качественный состав биологически активных веществ растительных ресурсов лесных экосистем Красноярского края.
Практическая значимость. Полученные в ходе научной работы данные о возможности экологически безопасной комплексной переработки биомассы использованы при создании технологий, направленных на применение и переработку возобновляемых растительных ресурсов с извлечением натив-ных биологически активных веществ для пищевой, фармацевтической промышленности и других отраслей народного хозяйства. Защищаемые положения: схемы рационального употребления отходов растительных ресурсов лесных экосистем Красноярского края древесного происхождения; возможность комплексного использования биомассы березы повислой недревесного происхождения с получением ряда препаратов медицинского, пищевого и сельскохозяйственного назначения, обогащенных комплексом биологически активных веществ;
основные направления комплексной экологически безопасной малоотходной переработки растительного сырья на основе изучения извлекаемого из него состава органических и минеральных веществ, находящегося в зависимости от влияния экологического состояния окружающей среды;
Достоверность. Для создания схем экологически безопасной комплексной переработки растительных ресурсов проведены анализы исходного сырья с использованием современных химических и физико-химических методов: УФ-спектроскопии, газо-жидкостной хроматографии, хромато-масс-спектроскопии. Значительное внимание уделено усовершенствованию имеющихся и разработке новых методов анализа и выделения экстрактивных веществ, инулина, стевиозида, получению с их помощью количественной информации об исследуемом объекте. Для обработки экспериментальных данных были применены методы математической статистики, все основные расчеты выполнены с использованием вычислительной техники.
Работа выполнена в соответствии с планами научно-исследовательских работ ГОУ ВПО "Красноярский государственный торгово-экономический институт" по теме "Разработка научных основ комплексного использования дикорастущих и интрадуцированных плодово-ягодных и орехоплодных растений Сибири и Дальнего Востока с получением ценных биологически активных веществ и витаминных концентратов для пищевой, парфюмерной и медицинской промышленности".
Апробация работы. Основное содержание диссертации отражено в 85 публикациях в журналах и сборниках трудов международных, всероссийских и региональных конференций, симпозиумов и совещаний. Результаты работы доложены и обсуждены на Всероссийских совещаниях "Лесохимия и органический синтез" (Сыктывкар, 1996 и 1998), International Conference ofNatural Product and Physiologically Active Substances (Новосибирск, 1998), Международных научно-практических конференциях "Химико-лесной комплекс -проблемы и решения" (Красноярск, 1999, 2000 и 2002), Всероссийской кон-
ференции "Химия и технология растительных веществ" (Сыктывкар, 2000), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием и выставке «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, 2000), Всероссийской научной конференции с международным участием «Север - человек: проблемы сохранения здоровья» (Красноярск, 2001), Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы экологии и развития городов" (Красноярск, 2000), 3-й международной научно-практической конференции "Экономика, экология и общество России в 21-м столетии" (Санкт-Петербург, 2001), V Международном симпозиуме «Биологически активные добавки к пище и проблемы здоровья семьи» (Красноярск, 2001), Всероссийской научно-практической конференции «Методы ароматерапии в практическом здравоохранении» (Красноярск, 2002), Всероссийском семинаре "Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья" (Барнаул, 2002), IV Всероссийской конференции с международным участием «Теория и практика коммерческой деятельности» (Красноярск, 2003).
Личный вклад автора. Постановка задачи, проведение, анализ и интерпретация результатов экспериментов, разработка методов выделения индивидуальных веществ принадлежат лично автору, либо проведены с его непосредственным участием.
Структура работы. Диссертационная работа изложена на 330 страницах, включает 88 таблиц и 65 рисунков и состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы из 302 библиографических наименований, из них 96 зарубежных авторов.