Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Комплексная технология переработки шрота подсолнечника с получением изолята белка и углеводно-белкового корма

ВАК РФ 03.01.06, Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)

Автореферат диссертации по теме "Комплексная технология переработки шрота подсолнечника с получением изолята белка и углеводно-белкового корма"

На правах рукописи

Баурин Дмитрий Витальевич

Комплексная технология переработки шрота подсолнечника с получением изолята белка и углеводно-белкового корма

03.01.06 - Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2015

005567928

Работа выполнена на кафедре биотехнологии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент,

Шакир Ирина Васильевна Официальные оппоненты: Бирюков Валентин Васильевич,

доктор технических наук, профессор, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный машиностроительный

университет» (МАМИ), кафедра «Экологическая и промышленная биотехнология», заведующий кафедрой

Минзанова Салима Тахиятулловна,

кандидат технических наук, доцент, федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт органической и физической химии им. А. Е. Арбузова» Казанского научного центра РАН, технологическая лаборатория, старший научный сотрудник

Ведущая организация: федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тверской государственный технический университет», г. Тверь

Защита состоится «25» марта 2015 года в 14 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.080.02 при ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет» (420015, г. Казань, ул. К. Маркса, д.68, Зал заседаний Ученого совета - каб. 330).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет» и на сайте www.kstu.ru.

Автореферат диссертации разослан 28 января 2015 г.

Ученый секретарь __Степанова

диссертационного совета Д 212.080.02 Светлана Владимировна

и

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Одним из направлений, определяющих инновационное развитие биотехнологии, является использование возобновляемых растительных ресурсов, развитие внутреннего спроса и импортозамещение биотехнологической продукции. Важнейшим приоритетом является распространение технологий, превращающих малоценные отходы в белковые продукты и компоненты с высокой добавленной стоимостью, в частности, использование растительных белков в пищевой промышленности. Разработка малоотходных эффективных технологий переработки вторичного возобновляемого растительного сырья, отвечающих требованиям экологической безопасности и снижению энергоёмкости, имеет глобальное значение.

Шрот подсолнечника - ценное вторичное растительное сырьё, образующееся в процессе производства масла, является перспективным источником высококачественного белка не только для кормовой промышленности. Значительное число научных исследований и разработок посвящено вопросам выделеши и очистки белка подсолнечника [Степуро, 2006; Широкорядова, 2009 и др.], его использования в пищевой промышленности для повышения белковой ценности продуктов хлебопечения [Щеколдина, 2012]. Существующие технологии выделения масложировой фракции семян подсолнечника позволяют сохранить качество протеиновой фракции. Шрот, образующийся при экстракции масла из семян подсолнечника, на сегодняшний день недооценён как источник пищевого белка. Содержание сырого протеина в шротах достигает 42 %.

Развитие новых способов выделения и модификации белковых продуктов наряду с совершенствованием производства ферментных препаратов даёт возможность предложить новый подход к выделению белка и утилизации образующихся отходов. Микробиологические методы позволяют восстанавливать и улучшать кормовые качества вторичного сырья, дополнительно получать продукты кормового назначения повышенной биологической ценности, что является основой наиболее полной конверсии и увеличения доли переработки сельскохозяйственных отходов биотехнологическими методами.

Целью настоящей работы является разработка рациональной малоотходной технологии комплексной переработки возобновляемого растительного сырья - подсолнечного шрота с получением изолята белка и оценки возможности микробиологической конверсии образующихся твёрдых и жидких отходов в ценные продукты.

Для выполнения цели были сформулированы следующие задачи исследований: - изучить влияние основных параметров на процесс депротешшзации шрота

подсолнечника для обеспечения максимального значения на выход белка;

- разработать способ и режимы депротеинизации, обеспечивающие максимальную степень извлечения белка в мягких условиях;

- обосновать способы фракционирования получаемых изолятов белка шрота для обеспечения необходимого качества продукта пищевого назначения;

исследовать возможные пути биоконверсии низкомолекулярных продуктов фракционирования белкового изолята с целью их переработки в компоненты питательной среды для культивирования микроорганизмов и оценить биологический потенциал получаемых сред;

- разработать режимы получения растительной углеводно-белковой кормовой добавки (РУБК) при культивировании дрожжей на депротеинизированном шроте;

провести экономическую оценку предлагаемых технологических решений;

- разработать лабораторный регламент на производство пищевой добавки - изолята белка пищевого назначения.

Научная новизна. Впервые изучены процессы экстракции белка шрота подсолнечника в мягких условиях (рН и температурный режим) с использованием различных ферментных препаратов и последующее фракционирование полученных изолятов мембранными методами. Показано, что использование протеолитических ферментных препаратов для интенсификации процесса щелочной экстракции в мягких условиях позволило увеличить степень извлечения белковых соединений шрота подсолнечника до 72,5 % и обуславливает снижение концентрации солей натрия в конечном продукте.

Предложена и апробирована схема проведения факторных экспериментов для оптимизации параметров обработки и биоконверсии обедненного растительного сырья и показана эффективность разработанного алгоритма.

Проведённые исследования явились основой для разработки ресурсосберегающей экономически целесообразной технологии комплексной переработки возобновляемого растительного сырья — подсолнечного шрота - с получением продуктов пищевого и кормового назначения.

Практическая значимость.

Разработана лабораторная технология рациональной малоотходной переработки подсолнечного шрота и выданы исходные данные для создания пилотной установки.

Разработаны режимы применения ферментов в процессе экстракции белка шрота подсолнечника щелочными растворами в мягких условиях, которые позволили увеличить степень экстракции белка (выход) на 25-30 % по сравнению с аналогичными условиями обработки шрота без ферментов.

Предложены условия переработки, включающей стадии концентрирования ферментативного гидролизата белка шрота подсолнечника, очистки, концентрирования и сушки жидкого отхода, а также показана возможность получения белково-углеводного компонента питательной среды на его основе.

Утверждён лабораторный регламент на производство пищевой добавки — толята белка пищевого назначения (№01/26.59-2014, от «15» мая 2014 г.)

Показана биологическая ценность депротеинизированного шрота и низкомолекулярных фракций белкового изолята подсолнечного шрота при использовании в процессе культивирования микроорганизмов.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены на VI и VII Московских международных конгрессах «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2011, 2013); VI, VIII и IX Международных конгрессах молодых учёных по химии и химической технологии (Москва, «МКХТ-2010, 2012, 2013»); Международной научно-практической конференции «Биотехнология и качество жизни» (Москва, 2014); II Всероссийской (XVII) Молодёжной научной конференции «Молодёжь и наука на Севере» (Сыктывкар, 2013); XIV Международной междисциплинарной научной ГЕО-конференции (Альбена, Болгария, «SGEM 2014»),

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 3 публикации в журналах, рекомендованных к изданию ВАК, и 1 публикация в журнале, индексируемом международной системой SCOPUS.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, включающей описание объектов и методов исследования, изложения результатов и их обсуждения, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 211 наименований, в том числе 98 иностранных авторов. Основной текст работы изложен на 160 страницах машинописного текста, включает 26 таблиц, 41 рисунок. Диссертация содержит 1 приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы положения, выносимые на защиту, научная новизна, практическая значимость.

В литературном обзоре рассмотрены современное состояние производства подсолнечника и маслоперерабатывающей промышленности, дана характеристика белка подсолнечника и вторичных продуктов маслоэкстракционных производств. Проведён анализ различных существующих методов очистки и концентрирования белковых продуктов. Рассмотрены технологические приёмы переработки шротов и жмыхов, современные подходы к глубокой переработке обеднённого растительного сырья и отходов и требования, предъявляемые к изолятам растительного белка.

Материалы и методы исследования

Экстракционный шрот подсолнечника производства компании ЭФКО (г. Белгород, Россия): содержание белка 37,5 %, сырой клетчатки 19 %, жира менее 0,5%. Микробные объекты: Lactobacillus casei В 4172, Bacillus cereus БП-46 и Saccharomyces cerevisiae раса «Я». Ферментные препараты (ФП) Дженикор Даниско (Бельгия). Протеолитическую активность препаратов определяли модифицированным методом Ансона. Содержание сырого протеина (СП) определяли методом Къельдаля (N•6,25), сырой клетчатки (СК) - методом Геннесберга и Штомана, сырой золы - минерализацией при 500-525 °С, аминного азота - методом формольного титрования, углеводов - фенолсерным методом, полифенольных соединений - модифицированным методом Фолина-Чокальтеу, концентрацию редуцирующих веществ и полисахаридов - методом Бертрана-Шорля, и сухих веществ (СВ) — термогравиметрическим методом. Концентрацию белковых веществ в растворах определяли методом Лоури и Къельдаля. Аминокислотный состав определяли согласно ISO 13903, 13904:2005. Электрофорез проводили в 10 %-м полиакриламидном геле, в качестве стандартов использовали наборы пептидов 2-212 кДа (Biolabs, США). Отделение твёрдой фазы из суспензии проводили фильтрованием на хлопчатобумажных тканевых фильтрах, а для удаления взвешенных частиц суспензию центрифургировали (5804R, Eppendorf, Германия). Ферментативный гидролиз проводили при постоянной температуре 37 °С. В процессе ферментативного гидролиза рН среды не поддерживали.

Глубинное культивирование проводили в колбах Эрленмейера ёмкостью 250 мл в объёме среды 100 мл; 180- 200 об/мин. Твёрдофазное культивирование бактерий в колбах объёмом 250 и 500 см3 при 70-75 %-м заполнении в течение 48 ч; 30±1 °С в микро-аэрофильных условиях. Количество жизнеспособных клеток бактерий определяли методом Коха. Концентрирование белковой компоненты осуществляли методом ультрафильтрации на полисульфонамидных мембранах на лабораторной установке и модуле АР-0,1-20ПС (НПК «Биотест», Россия). Осаждение белка из раствора в изоэлекгриче-ской точке проводили растворами соляной и янтарной кислот; сорбцию на активированном угле марки ОУ-А. Сушку проводили на распылительной сушилке В-290 (Bucher, Швейцария), вакуумную сушку - на установке CoolSafe 100-9 (ScanVac, Дания). Представленные в работе данные отражают усреднённые величины с расчётом стандартных отклонений для вероятности Р > 0,95. Обработку экспериментальных данных проводили с использованием пакета программ «MS Excel 2010» и «Matlab».

Схема экспериментальных исследований представлена на рисунке 1.

иссл вдова н и г: коли ч г-с :твен н ы х

закономерностей извлечения белковых ПРОДУКТОВ химической ЖСТРАКЦИЕЙ

исследование количественных закономерностей и

Кислотная экстракция (Н:Х(),. рН~|2:5|) с последующим осаждением щелочью ШаОН)

Щелочная жетракпия (МаОН. рН-|7:11.21) с последу ютим осаждением кис.иной (11(1. р| 1-4.5)

Определение выхода белкового изолята

Оцеика целесообразности

разработка способов утилизации депротенизированного шрота (дпш)

Исследование культивирования В. сети На ДПШ без 11 редварител ьной обработки

напитый трот

дпш после химической _жечракции_

дп1л после ферментативного гидролиза

Сравнение эффект нвноеги культивирования И. сети на

разных типах шрота и Л', сеге\ч$1ае на ДПШ после обработки

Исследование культивирования 5. сегегмае на предварительно обработанном ДПШ

гз:

разработка способа утилизации пермеата

Исследование стадии адсорбции фенольных соединений методами активного эксперимента

Распылительная сушка

Исследование и оптимизация методами активного эксперимента влияния условий предварительного гидролиза дпш на состав гндролизата и выход биомассы

Исследование кинетики роста

на дпш после ферментативного гидролиза в оптимальных условиях

Исследование возможности применения белкового продукта в качестве компонента питательной среды

разработка лабораторного регламента па производство пищевой добавки - изолята белка пищевого паз! 1ачения

Рисунок 1. Схема исследований

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Исследования влияния неорганических экстрагентов (растворов кислот и щелочей) на степень экстракции белковых соединений из шрота подсолнечника показали, что проведение экстракции раствором соляной кислоты не позволило достичь степени извлечения белковых компонентов шрота выше 44 %. Обработка шрота щелочным раствором является наиболее эффективным из изученных методов извлечения белка. Была установлена зависимость степени извлечения белковых

соединений шрота от времени обработки при различных значениях рН раствора экстрагента (рисунок 2). Определено, что щелочная экстракция разбавленными растворами гидроксида натрия при рН более 9,5 позволяет извлекать до 65 % белковых соединений шрота, однако, приводит к образованию продуктов окисления полифенольных соединений и хлорогеновой кислоты, которые наряду с присутствующими пигментами лузги придают дополнительную зелёную окраску изолятам белка. Последующее осаждение белковых соединений из полученных щелочных экстрактов в изоэлектрической точке (ИЭТ) позволило достичь максимального выхода белка в расчёте от исходного его содержания в шроте - 64 %. Показано, что наибольшее влияние на выход белка оказывает значение рН раствора экстрагента. Рассмотрены закономерности

ферментативного гидролиза шрота подсолнечника в щелочных условиях. В таблице 1 приведены данные по

протеолитической активности ферментных препаратов.

Результаты исследований по извлечению белка в процессе щелочной

-♦-11.2 •010.7

•*9.5 *8.5 •0-7.0

Рисунок 2 - Зависимость степени извлечения белковых соединений шрота подсолнечника от времени обработки при различных значений рН раствора экстрагента

Таблица 1 - Протеолитическая активность

( эерментных препаратов

Ферментный препарат Активность по Ансону Вид препарата рн

Рго1ех 7Ь 374 ед/мл Жидкий 7,0-7,1

РгоГех 51РР 419 ед/г Порошок 8,5-8,6

РкЛех 40Е 1392 ед/г Гранулы 8,5-8,6

Рпйех 61_ 258 ед/мл Жидкий 9,4-9,6

9

экстракции в присутствии ферментных препаратов представлены на рисунке 3.

// Иг" у -о---' — -О— • •□•0,40% тк-0,20% -К-0,10% «00,05% -»-0%

у.--<

-а-0.40%

-М- 0,! 0% ■00,05% *0%

-0-0,40% ♦0,20% -*-0,10% 00,05% *0%

-*-0.80% *0.40% 00.20°,

*0%

Рисунок 3 - Зависимость степени извлечения белка в процессе щелочной экстракции от массовой доли ферментных препаратов: а) РпЯех 7Ь; б) Рго1ех 40Е; в) РпЛех 6Ь; г) РкЛех 51РР В таблице 2 приведены данные по содержанию сырого протеина (СП) и сырой

клетчатки (СК) в депротеинизированном шроте (ДПШ), полученном в процессе его

обработки ферментными препаратами.

Таблица 2 - Содержание сырого протеина и сырой клетчатки в

депротеинизированном шроте, полученном ферментативной обработкой

Ферментный препарат Массовое отношение фермента к субстрату, % 60 мин. 120 мин.

СП, % СК, % СП, % СК, %

Рго1ех 71,. рН 7,0-7,1 0,2 16,3 37,7 12,9 47,6

0,4 15,0 41,4 12,8 51,2

Рго1ех 51 РР, 8,5-8,6 0,4 23,6 31,3 22,7 31,4

0,8 21,4 32,7 19,3 33,5

Рго1ех 40Е, рН 8,5-8,6 0,2 12,9 35,5 12,5 37,7

0,4 12,0 38,5 11,5 39,5

РгсЛех 61,. рН 9,5 0,2 10,8 41,8 9,9 43,2

0,4 9,9 42,3 9,8 43,5

Доказана возможность переработки ДПШ микробиологической конверсией. Показано, что обработка ферментными препаратами РпЯех 40Е и РгФех 61_ обеспечивает сравнительно высокую степень извлечения. Для уменьшения количества вводимой щёлочи, исходя из технологичности и экономичности, выбор ферментного препарата был сделан в пользу РпЛех 40Е.

Рассмотрены вопросы концентрирования полученного ферментативного гидролизата с использованием ультрафильтрационных ацетатцеллюлозных (УАМ) и полисульфонамидных (УПМ) мембран с различным значением молекулярной массы отсекаемых белков. При электрофоретическом разделении белков установлено, что доля низкомолекулярной фракции (< 30 кДа) незначительна по сравнению с высокомолекулярной. Для каскадной тупиковой ультрафильтрации (УФ) определены производительность и интегральная селективность мембран. На основании полученных данных выбрана мембрана УПМ-20, для которой определена концентрация гелеобразования. Производительность по гидролизату составила 8,7 л/(м2ч). Изучен процесс тангенциального ультраконцентрирования на мембранном модуле АР-0,1-20ПС на полых волокнах. Удельная производительность составила 13,6 л/(м~-ч), селективность - 81,6% при семикратном концентрировании. Анализ содержания СВ и СП показал отсутствие значимых различий между

использованием тупиковой и

тангенциальной УФ. Степень осаждения белка при степени концентрирования (п = 7) составила 86,1 %. Определена оптимальная степень концентрирования (п=10), обеспечившая высокую степень осаждения - 96,1%. Дальнейшее концентрирование приводило к незначительному изменению степени осаждения. Определён аминокислотный состав полученного изолята белка подсолнечника и приведён сравнительный анализ с «идеальным» белком (рисунок 4).

Треонин

Феннлаланнн

Изалейцин Гистидин

Триптофан

Иэолят белка подсолнечника *Мдеа;н.ш,ш белок ВОЗ

Рисунок 4 - Сравнение аминокислотного состава полученного изолята белка с (идеальным) белком

Рассмотрена возможность дальнейшей переработки образующихся отходов: ДПШ и пермеата. получаемых после ферментативного гидролиза и концентрирования на мембране, соответственно, что обеспечило полную комплексную переработку сырья. Приведены результаты исследования биологической конверсии ДПШ. Штамм Bacillus cereus БП-46, обладающий высокой целлюлолитической активностью, был предложен для твердофазной биоконверсии и позволил снизить содержание сырой клетчатки во всех видах шрота, а в некоторых случая значительно увеличить содержание сырого протеина. Результаты, полученные при культивировании Bacillus cereus БП-46 на нативном и депротеинизированных различными способами шротах, представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Физико-химические параметры продуктов, полученных при твердофазной ферментации Bacillus cereus БП-46 на ДПШ после ферментативного

гидролиза

Вид сырья Сырой протеин, % Сырая клетчатка, %

начальн. конечн. начальн. конечн.

Нативный подсолнечный шрот 37,0 38,9 19,0 13,0

ДПШ (щелочная экстракция) 17,5 23,0 44,1 33,4

ДПШ (ферментативный гидролиз) 11,5 14,3 39,5 33,7

Твердофазное культивирование бактерий Bacillus cereus БП-46 позволяет понизить содержание сырой клетчатки в продуктах биодеградации по сравнению с исходным и предложить данный вариант обработки в качестве стадии производства РУБК. В качестве альтернативного способа переработки ДПШ был рассмотрен предварительный химический гидролиз отхода и последующее глубинное гетерофазное культивирование дрожжей S. cerevisiae для получения растительного углеводно-белкового корма (РУБК).

Исследование влияния условий кислотного гидролиза ДПШ на концентрацию общих углеводов и на выход биомассы проводили в соответствии с полным факторным экспериментом (ПФЭ) 23. В качестве варьируемых факторов были выбраны: температура гидролиза, начальное значение pH и гидромодуль. В качестве откликов рассматривались концентрация общих углеводов и выход биомассы.

Установлено, что на выход общих углеводов значимо влияют все три выбранных фактора, а также два эффекта парного взаимодействия: температура -начальный рН гидролиза и начальный рН гидролиза - гидромодуль. На выход биомассы значимое влияние оказывают температура гидролиза, гидромодуль, а также эффект тройного взаимодействия факторов. Для построения регрессионной модели второго порядка от двух факторов - температура гидролиза и гидромодуль - была сделана выборка из ПФЭ, которая была достроена до центрального композиционного ротатабельного плана (ЦКРП). Значения гидромодуля в звёздных точках составляли 8,7 и 22, а температуры гидролиза 108,9 и 130.1°С. Поверхности отклика для

концентрации общих

углеводов (ОУ) и выхода биомассы (БМ)

представлены на рисунке 5.

Таким образом, в результате исследований была подтверждена

возможность использования твердого отхода

переработки подсолнечного шрота (ДПШ),

образующегося при производстве изолята белка. Депротеинизированный шрот имеет значительный потенциал для микробиологической переработки и получения пробиотических кормовых добавок. Анаэробная твердофазная и аэробная глубинная гетерофазная ферментации позволили повысить содержание СП в продуктах на 4 % и 8 % соответственно и являются целесообразными методами переработки. Получаемый продукт содержит не менее 32,5 % сырого протеина и может использоваться в качестве РУБК, обогащённого микробным белком при производстве кормов и комбикормов.

Далее в работе были рассмотрены вопросы утилизации пермеата, образующегося на стадии ультраконцентрирования ферментативного гидролизата шрота. Полученный пермеат содержал СВ 22-26 г/л, СП 49±3 %, аминного азота

Рисунок 5 - Поверхности отклика выхода ОУ (а) и БМ (б) при гидролизе и последующей биоконверсии ДПШ

0,13±0,02 г/л, РВ - 8,8±2 г/л, фенольных соединений менее 27,1 ±1,1 мг/л. Проведено исследование процесса сорбции фенольных соединений на угле ОУ-А. Эксперимент проводили в соответствии с ЦКРП. В качестве факторов были выбраны масса угля и время сорбции. Получено уравнение линейной регрессии для доли удаленных фенольных соединений. В соответствии с моделью были даны рекомендации по ведению процесса сорбции: концентрация угля - 0,08 г/мл; время обработки - 45 мин.

Очищенный от фенольных соединений при рекомендованных условиях перме-ат высушивали распылением при температуре воздуха на входе в камеру 180 °С, на выходе 88 °С. Сухой порошок содержал 39,5 % РВ и 0,5 % аминного азота. Для оценки биологической ценности полученного пермеата проводили культивирование на питательных средах, содержащих пермеат в качестве единственного источника углерода и азота. Показано, что культура Bacillus cereus БП-46 может потреблять компоненты питательной среды и накапливать значительные количества биомассы, a Lactobacillus casei В 4172 сбраживает компоненты питательной среды с образованием органических ки-

слот и

закисляет среду до значения рН 3,7. На основе проведённых исследований разработана принципиальная технологическая схема получения изолята белка подсолнечника (рисунок 6).

Шрот подсолнечника СП>37%

)Н

Вода подготовленная

Гидрооксид раствор 40%

Ферментный препарат Protex 40Е, 0,2%

> У

Ферментативная обработка Гидромодуль 10; рН 8.5; t = 37,5°С

X

Фильтрование

Сепарация, Fr=100 00

iK

Депрот. шрот

На биоконверсию

Ультрафильтрация, УПМ-20,10х

Пермеат

>

ию >

Концентрат белка, СВ > 200г/л

На переработку

Янтарная кислота 5-6%-ый раствор

Спирт этиловый. 50%-ый раствор

Осаждение, рН =4,5; t<10°C

Промывка спиртом

Спиртовой раствор

>

Паста белка

Т

На регенерацию

Вакуумная сушка, t=50oC±4

Т

Изолят белка подсолнечника Влажность < 5%. СП >92%

Рисунок 6 - Технологическая схема получения изолята белка подсолнечника

ВЫВОДЫ

1. Показано, что использование протеолитических ферментных препаратов для интенсификации процесса щелочной экстракции в мягких условиях позволяет увеличить степень извлечения белковых соединений шрота подсолнечника до 72,5 %.

2. Изучен процесс фракционирования и очистки получаемых изолятов белка подсолнечного шрота на ультрафильтрационных мембранах. Наилучшие результаты получены при тангенциальной фильтрации через мембрану УПМ-20: селективность - 81,4 %; производительность - 13,6 л/(м2-ч).

3. Показано, что осаждение белка из концентрата в изоэлектрической точке с последующей вакуумной сушкой позволяет получить высококачественный белковый изолят с содержанием сырого протеина не менее 90 %.

4. Исследование процесса предобработки депротеинизированного шрота позволило разработать режим получения РУБК на основе дрожжей; содержание сырого протеина в готовом продукте 32,5 %.

5. Исследованные пути биоконверсии белкового изолята показали возможность переработки в компоненты питательной среды для культивирования микроорганизмов.

6. Оценка технико-экономических показателей предлагаемой технологии переработки шрота подсолнечника при мощности по сырью 10000 тонн в год показала, что производство является рентабельным и имеет срок окупаемости менее двух лет, а себестоимость получаемого белкового изолята составляет 95,5 тыс. руб./т, что на 40-60 % ниже цены импортируемых аналогов.

7. Разработаны способ и стадии получения продукта — изолята белка подсолнечника, включающие ферментативную обработку, ультрафильтрацию, осаждение в изоэлектрической точке, промывку и вакуумную сушку. На основе полученных данных разработан лабораторный регламент на производство пищевой добавки - изолята белка пищевого назначения.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах: Статьи, опубликованные в журналах из перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, определяемого ВАК Минобрнауки РФ: 1. Баурин Д. В. /Использование протеолитических ферментов для увеличения

степени извлечения белковых соединений шрота подсолнечника / Баурин Д. В., Кареткин Б. А., Шакир И. В., Гордиенко М. Г., Панфилов В. И. //Хранение и переработка сельхозсырья. - 2014. - № 10. — С. 16-20.

2. Баурин Д. В., / Факторный эксперимент для оптимизации условий предварительной обработки питательной среды / Кареткин Б. А., Катаева Т. С., Баурин Д. В., Грошева В. Д, Шакир И. В., Панфилов В. И. // Фундаментальные исследования. - 2014. -№ 11. -С. 13-19.

3. Баурин Д.В. / Разработка основ комплексной конверсии шрота подсолнечника / Баурин Д. В., Гордиенко М. Г., Кареткин Б. А., Шакир И. В., Панфилов В. И. // Естественные и технические науки. - 2014. - № 8. - С. 33-35.

Научные статьи в журналах индексируемых международной базой SCOPUS:

4. Baurin D. V. / Integrated processing of sunflower meal / Baurin D. V., Gordienko M. G., Shakir I. V., Panfilov V. I. // 14th SGEM GeoConference on Nano, Bio and Green -Technologies for a Sustainable Future / Albena, Bulgaria, - 2014. - P. 419-426.

Прочие публикации и материалы конференций:

5. Баурин Д. В. / Использование мембранных методов для фракционирования и очистки белковых гидролизатов шрота подсолнечника / Д. В. Баурин, А. Б. Романова, И. В. Шакир, В. И. Панфилов // Материалы конгресса Биотехнология: состояние и перспективы развития. - 2014. - С. 243-244.

6. Баурин Д. В. Получение белковых ферментолизатов шрота подсолнечника / Д. В. Баурин, А. Б. Романова, Е. А. Самарина // Успехи в химии и химической технологии: сб. науч. тр. - 2013. - Том 27, № 9 (149). - С. 11-14.

7. Баурин Д. В. Оптимизация условий кислотного гидролиза депротеинизированного шрота / Д.В. Баурин, Т.С. Катаева // Успехи в химии и химической технологии: сб. науч. тр. - 2013. - Том 27, № 8 (148). - С. 115-120.

8. Баурин Д.В. / Ферментативный гидролизат обезжиренного подсолнечного шрота как субстрат для культивирования Bacillus cereus / Д.В. Баурин, А. Б. Романова, Е. А. Самарина, И. В. Шакир // II Всероссийская (XVII) Молодежная научная конференция «Молодёжь и наука на Севере»: сб. науч. тр. - 2013. - С. 119-120.

9. Баурин Д. В. / Получение белковых гидролизатов растительного сырья / Д. В. Баурин, Е. А. Самарина, А. Б. Романова, И. В. Шакир // Материалы конгресса

Биотехнология: состояние и перспективы развития. - 2013. - Часть 2. - С. 47-48.

10. Баурин Д. В. Исследование процесса биологической конверсии вторичных продуктов переработки семян подсолнечника / Д.В. Баурин // Успехи в химии и химической технологии: сб. науч. тр. - 2012. - Том XXVI, № 1 (130). - С. 59-62.

11. Баурин Д. В. Биологическая конверсия отходов переработки семян подсолнуха / Д. В. Баурин, И. В. Шакир, В. И. Панфилов // Материалы конгресса Биотехнология: состояние и перспективы развития. -2011. -Часть 1. - С. 165-166.

12. Баурин Д. В. Исследование процесса биологической конверсии отходов производства подсолнечного масла / Д. В. Баурин // Успехи в химии и химической технологии: сб. науч. тр. - 2010. - Том XXIV, № 11 (116). - С. 8- 10.

Работа получила финансовую поддержку в соответствии с государственным заданием ВУЗам и научным организациям в сфере научной деятельности Министерства образования и науки РФ в рамках проекта №1294 «Разработка процессов биоконверсии растительного сырья как основа для создания эффективных технологий комплексной переработки возобновляемых ресурсов» в рамках базовой части государственного задания на проведение научных исследований.

Заказ 5

Объем 1,0 п.л.

Тираж 100 экз.

Издательский центр РХТУ им. Д.И. Менделеева