Биотехнологическая переработка отходов производства гречихи и получение ценных продуктов

• Автор: Гнеушева, Ирина Алексеевна
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Гречиха посевная - важная сельскохозяйственная и

экологическая культура

1.2. Практическая применимость отходов производства гречихи

1.3. Перспектива использования гречихи посевной (Fagopyrum

esculentum Mill.) для получения востребованных биологически активных продуктов

1.4. Механизмы биоконверсии целлюлозосодержащей биомассы

1.5. Факторы, влияющие на накопление биомассы кормовых

дрожжей
1.6. Экономико-экологические проблемы комплексной переработки
целлюлозосодержащих отходов производства гречихи в биологически активные продукты
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ БИОФЛАВОНОИДНОГО КОМПЛЕКСА ГРЕЧИХИ ПОСЕВНОЙ
3.1. Качественная и количественная характеристики вегетативной
массы гречихи посевной (Fagopyrum esculentum Mill.) как сырья для получения биологически активных соединений биофлавоноидного комплекса
3.2. Подбор оптимальных технологических параметров экстрагирования биологически активных соединений биофлавоноидного комплекса гречихи посевной
3.3. Получение биологически активных продуктов из вегетативной
массы и соломы гречихи посевной
3.3.1. Технология получения рутина (порошка) из вегетативной массы
гречихи посевной
3.3.2. Технология получения биологически активных соединений биофлавоноидного комплекса соломы гречихи
3.4. Качественное и количественное определение фагопирина в
гречихе посевной
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ПРЕДОБРАБОТКИ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕГО ОТХОДА ОТ ПРОИЗВОДСТВА РУТИНА ИЗ ВЕГЕТАТИВНОЙ МАССЫ ГРЕЧИХИ ПОСЕВНОЙ КАК СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ
4.1. Химический состав целлюлозосодержащих отходов от
производства биологически активных соединений биофлавоноидного комплекса гречихи посевной как сырья для культивирования микроорганизмов
4.2. Оптимальные технологические параметры предобработки
целлголозосодержащего отхода от производства рутина из вегетативной масс сы гречихи посевной
4.2.1. Оптимальные технологические параметры кислотного
гидролиза целлюлозосодержащего отхода от экстракции рутина из вегетативной массы гречихи посевной
4.2.2. Оптимальные технологические параметры ферментативного гидролиза целлюлозосодержащего отхода от экстракции рутина из вегетативной массы гречихи посевной
ГЛАВА 5. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ НА ФЕРМЕНТОЛИЗАТЕ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕГО ОТХОДА ОТ ПРОИЗВОДСТВА РУТИНА ИЗ ВЕГЕТАТИВНОЙ МАССЫ ГРЕЧИХИ ПОСЕВНОЙ
5.1. Изучение влияния исследуемого фермеитолизата на рост
микроорганизмов, используемых для получения кормовой дрожжевой биомассы
5.2. Применение способов интенсификации роста дрожжей Saccharomyces cerevisiae при получении кормовой биомассы на ферментолизате целлюлозосодержащего отхода от получения рутина из вегетативной массы гречихи посевной
5.3. Первичная токсико-биологическая оценка кормовых дрожжей,
полученных на ферментолизате целлюлозосодержащего отхода от производства рутина из вегетативной массы гречихи посевной
ГЛАВА 6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
КОМПЛЕКСНОЙ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ГРЕЧИХИ ПОСЕВНОЙ В БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ
ПРОДУКТЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время актуальными являются научные исследования по разработке технологий максимального использования возобновляемых источников растительной биомассы, позволяющих наиболее полно использовать исходное сырье с получением ценных продуктов.
Гречиха посевная (Fagopyrum Esculentum Mill.) - важная продовольственная, лекарственная и медоносная культура. Благодаря короткому вегетационному периоду (от 64 до 120 суток) может использоваться для пересева погибших озимых и ранних яровых культур, возделываться в занятых парах, в послеукосных и пожнивных посевах. В большинстве сельскохозяйственных предприятий гречиха занимает небольшие площади и не играет заметной роли в экономике зернового хозяйства. Лимитирующим фактором формирования сырьевой базы гречневого зерна является её низкая урожайность (в среднем 7,9 ц/га) [198].
Большой интерес гречиха посевная представляет собой как источник биофлавоноидов, которые являются природными биологически активными соединениями полифункционального действия. Среди них особенно востребованным на рынке является рутин, широко использующийся в медицинской практике, но не имеющий промышленного производства в России и странах Ближнего Зарубежья.
В настоящее время основным источником получения рутина в мире являются бутоны софоры японской (Sophora japonica L.), сырьевая база которой в России отсутствует. Потребность фармакологической отрасли в рутин-субстанции удовлетворяется за счёт импорта (Бразилия, Германия, Китай). Его получение из гречихи посевной перспективно с экономической и экологической точки зрения [5, 62].
Известны различные способы получения рутина из цветков и листьев гречихи посевной, основанные на экстракции сухого сырья водно-спиртовыми растворами или водой с последующей выкристаллизацией рутина-сырца при

Saccharomyces cerevisiae не ассимилируют. В отсутствие гексоз источником углерода могут служить также глицерин, этиловый и другие спирты, органические кислоты (молочная, уксусная, яблочная, лимонная). Любой промежуточный продукт цикла Кребса (пировиноградная, лимонная, янтарная, фумаровая, яблочная кислоты) дрожжи могут использовать в качестве источника углерода для накопления биомассы.
Способность дрожжей использовать различные сахара может изменяться от того, в аэробных или анаэробных условиях размножаются клетки. При переходе дрожжей от анаэробных условий к аэробным ослабляется их способность сбраживать глюкозу и мальтозу. Дрожжи потребляют мальтозу только при отсутствии в среде фруктозы и глюкозы.
Как правило, в первую очередь дрожжи усваивают тот источник углерода, который обеспечивает большую скорость роста. При непрерывном культивировании микроорганизма с увеличением разбавления среды в ней остается больше углеродного компонента, который усваивается последним.
Дрожжи Saccharomyces cerevisiae усваивают две формы азота: аммиачный и органических веществ. Они эффективно используют азот сульфата и фосфата аммония, мочевины. В присутствии сбраживаемых сахаров аммиачные соли являются для дрожжей источником лишь азота, однако при потреблении его освобождаются кислоты, изменяющие pH среды культивирования. Аммиачный азот усваивается дрожжами лучше, чем азот многих аминокислот. Для потребления органического азота (аминокислот, амидов) дрожжам необходимы витамины (биотип, пантотеновая кислота, пиридоксин и др.).
Большое значение для развития дрожжей имеет фосфор, который составляет около 50% всего количества золы биомассы микроорганизма. Недостаток или избыток фосфора в среде, как правило, прекращает рост дрожжевой клетки или снижает выход биомассы.
Для хорошего роста дрожжей необходимы микроэлементы - калий, магний, цинк, железо, медь, кальций, которые являются частью активного центра ферментов, вырабатываемые самими микроорганизмами и являющиеся