Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время развитие лесоперерабатывающей промышленности требует принципиально нового подхода к использованию растительного сырья. Он основан на комплексной переработке лесных ресурсов и предусматривает утилизацию всей биомассы дерева, включая древесные отходы, которые служат сырьем для производства ценных продуктов.
Наличие в древесной зелени биологически активных веществ позволяет получать при ее утилизации широкий спектр препаратов для парфюмерно-косметической и пищевой промышленности, медицины, кормовых добавок для сельскохозяйственных животных.
Существующие технологии переработки древесной зелени хвойных растений не позволяют получать в качестве продукта пектиновые вещества. Однако расширение сырьевой базы для их производства в настоящее время для Российской Федерации актуально, так как позволяет сократить импорт этого продукта.
В этой связи разработка новых направлений комплексной переработки древесной зелени хвойных с получением пектиновых веществ является актуальной задачей.
Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Сибирского государственного технологического университета, финансируемых из средств федерального бюджета по ведомственной научной программе «Развитие научного потенциала высшей школы», подпрограмма 1 «Фундаментальные исследования», раздел 1.1 «Исследование выполняемые в рамках тематических планов».
Цель работы заключалась в разработке комплексной переработки древесной зелени сосны обыкновенной с получением пектиновых веществ.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить ряд задач:
изучить годичную динамику содержания пектиновых веществ в древесной зелени сосны обыкновенной;
исследовать процессы ступенчатой экстракции (гексаном и этанолом) древесной зелени сосны обыкновенной и определить состав полученных продуктов;
установить влияние технологических параметров процесса на выход пектиновых веществ из послеэкстракционного остатка;
определить показатели качества и безопасности пектиновых веществ, оценить их конкурентоспособность;
изучить возможность утилизации твердого остатка древесной зелени сосны обыкновенной после выделения пектиновых веществ методом биоконверсии.
Положения, выносимые на защиту: В рамках специальности 05.21.03. -Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины, пункт 12, экспериментально - теоретически обоснован новый эффективный технологический процесс комплексной переработки биомассы де-
рева, с получением лесохимических продуктов, в том числе пектиновых веществ. В частности:
годичная динамика пектиновых веществ в древесной зелени сосны обыкновенной с целью определения максимальных сроков заготовки сырья;
оптимальные технологические параметры процесса экстракции древесной зелени сосны обыкновенной гексаном и этанолом с получением биологически активных продуктов;
оптимальные технологические параметры процесса извлечения пектиновых веществ, обеспечивающие их высокий выход и показатели качества;
утилизация твердого остатка древесной зелени сосны обыкновенной после выделения пектиновых веществ методом твердофазного культивирования гриба Pleurotus ostreatu с получением кормовой добавки;
принципиальная схема комплексной переработки древесной зелени сосны обыкновенной, с получением пектиновых веществ, позволяющая использовать ее в качестве альтернативного сырья для производства пищевых продуктов.
Научная новизна. Предложен и экспериментально подтвержден новый подход к организации процесса комплексной переработки древесной зелени сосны обыкновенной, который позволяет осуществить извлечение экстрактивных веществ экстрагентами, соответствующими требованиям СанПиН 2.3.2.1293-03 «Гигиенические требования по применению пищевых добавок», пункт 5.3 «Гигиенические регламенты применения экстракционных и технологических растворителей», с получением эфирного масла, хлорофилло-каротиновой пасты, хвойного экстракта, воска и использовать послеэкстракционныи остаток для выделения пектиновых веществ и производства кормовой добавки.
Практическая значимость работы. Показана принципиальная возможность комплексной переработки древесной зелени сосны обыкновенной с получением пектиновых веществ. Результаты экспериментальных исследований положены в основу предложенной технологической схемы, рекомендуемой для предприятий лесохимического профиля.
Определены показатели качества и безопасности пектиновых веществ древесной зелени сосны обыкновенной. Проведена оценка конкурентоспособности пектиновых веществ древесной зелени сосны обыкновенной.
Разработана техническая документация на пектин, полученный из древесной зелени сосны обыкновенной (ТУ 9169-009-15152660-09), рекомендованный к применению в пищевой промышленности.
Предложенный способ переработки древесной зелени сосны обыкновенной подтвержден патентом РФ № 2364409.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на международных научно-практических конференциях: «Фундаментальные аспекты биологии в решении актуальных экологических проблем» (Астрахань, 2008 г.), «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2008 г.), «Природные и интеллектуальные ре-
сурсы Сибири» (Томск, 2009 г.), и всероссийских научно-практических конференциях: «Новые достижения химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул, 2009 г.), «Молодые ученые в решении актуальных проблем науки» (Красноярск, 2008 - 2010 г.г.); «Инновации в науке и образовании: опыт, проблемы, перспективы развития» (Красноярск, 2009, 2010 г.г.), «Лесной и химический комплексы - проблемы и решения» (Красноярск , 2006, 2010 г.г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ (из них автора 0, 62 п. л.), в том числе 4 - в ведущих рецензируемых научных журналах, один патент РФ на изобретение.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы, 15 рисунков. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка, включающего 175 наименований, и 5-ти приложений.
