КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ЛЬНА С ПОЛУЧЕНИЕМ ИННОВАЦИОННОЙ ПРОДУКЦИИ (ОБЗОР)

УДК 633.521-027.31

 

Захарчук Дарья Дмитриевна – аспирант кафедры химической переработки древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail:bekzarichya@gmail.com

Болтовский Валерий Станиславович – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры химической переработки древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: v-boltovsky@rambler.ru

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2024-283-10.

 

Ключевые слова: лен-долгунец, масличный лен, волокно льна, целлюлоза, α-целлюлоза, семена льна, льняное масло, растительный белок, камедь.

Для цитирования: Захарчук Д. Д., Болтовский В. С. Комплексная переработка льна с получением инновационной продукции (обзор) // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2024. № 2 (283). С. 77‒91. DOI: 10.52065/2520-2669-2024-283-10.

Аннотация

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.

Скачать

Список литературы

  1. Тавгень Е., Вразалица А. Мировой рынок льняной продукции: обзор // Наука и инновации. 2021. № 8 (222). С. 61‒67.
  2. Flax: Ancient to modern food / H. Qamar [et al.] // Pure and Applied Biology. 2019. Vol. 8, no. 4. Р. 2269‒2276. DOI: 10.19045/bspab.2019.80173.
  3. Diederichsen A., Fu Y. B. Phenotypic and molecular (RAPD) differentiation of four infraspecific groups of cultivated flax (Linum usitatissimum L. subsp. usitatissimum) // Gen. Res. and Crop Evol. 2006. Vol. 53. P. 77‒90. DOI: 10.1007/s10722-004-0579-8.
  4. Diederichsen A. Comparison of genetic diversity of flax (Linum usitatissimum L.) between Canadian cultivars and a world collection // Plant Breeding. 2001. Vol. 120, no. 4. P. 360‒362. DOI: 10.1046/j.1439-0523.2001.00616.x.
  5. Новиков Э. В., Басова Н. В., Безбабченко А. В. Лубяные культуры в России и за рубежом: состояние, проблемы и перспективы их переработки // Технические культуры. Научный сельскохозяйственный журнал. 2021. № 1. С. 30‒40. DOI: 10.54016/SVITOK.2021.1.1.005.
  6. Степанова Н. В., Чирик Д. П. Оценка сырьевого потенциала льна масличного // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2021. № 1. С. 126‒129.
  7. Королева Е. Н., Новиков Э. В., Безбабченко А. В. Возможность получения длинного волокна из тресты масличного льна на различном технологическом оборудовании // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2021. Т. 15, № 2. С. 19‒25. DOI 10.22314/2073-7599-2021-15-2-19-25.
  8. Титок В. В., Леонтьев В. Н., Лугин В. Г. Современные инструментальные методы анализа льнопродукции. Минск: БГТУ, 2011. 278 с.
  9. Comparative analysis of fiber structure and cellulose contents in flax and hemp fibres / G. Zommere [et al.] // Materials Science Textile and Clothing Technology. 2013. Vol. 8. P. 96‒104. DOI: 10.7250/mstct.2013.016.
  10. Шаршунов В. А., Алексеенко А. С., Цайц М. В. Сотояние льноводческой отрасли Республики Беларусь и пути повышения ее эффективности // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2019. № 2. С. 267‒271.
  11. Сайт Национального статистического комитета Республики Беларусь. URL: http://belstat.gov.by/ (дата обращения: 24.02.2024).
  12. Сайт Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь. URL: https://mshp.gov.by/ru/ (дата обращения: 20.03.2024).
  13. Миневич И. Э., Осипова Л. Л., Зубцов В. А. Реологические свойства растворов полисахаридов семян льна // Пищевая промышленность. 2017. № 5. С. 38‒40.
  14. Вокурова Д. А., Никифорова Т. Е. Влияние метода подготовки целлюлозосодержащего сорбента на основе льняного волокна на его функциональные свойства // Вестник МГТУ. 2022. Т. 25, № 3. С. 153–167. DOI: 10.21443/1560-9278-2022-25-3-153-167.
  15. Химический состав волокна и костры лубяных культур и продуктов их щелочной делигнификации / А. А. Корчагина [и др.] // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023. Т. 13, № 4. С. 621‒630. DOI: 10.21285/2227-2925-2023-13-4-621-630.
  16. Пестис М. В., Шинтарь И. М., Пестис П. В. Состояние и перспективы производства и переработки льна в условиях Гродненской области: монография. Гродно: ГГАУ, 2011. 168 с.
  17. Рожмина Т. А., Понажев В. П. Состояние и перспективы развития льняного сектора России // Вестник Российской академии естественных наук. 2015. № 1. С. 59‒63.
  18. Целлюлозный продукт с содержанием α-целлюлозы 98,5% и выше и промышленный способ его получения: пат. RU 2703250 С2 / Е. А. Луканин, Д. А. Егоров. Опубл. 15.10.2019.
  19. Способ получения льняной целлюлозы: пат. RU 276635 С1 / И. И. Малов, А. А. Ишпаева, Е. В. Шахмина, Р. Ф. Гатина, М. Р. Фахрутдинов, Ю. М. Михайлов. Опубл. 24.03.2022. 20. Способ получения очищенного льняного волокна: пат. RU 2347862 С1 / В. Н. Галашина, А. П. Морыганов, А. Г. Захаров, А. Р. Данилов, А. М. Гатаулич. Опубл. 27.02.2009.
  20. Высококачественные целлюлозы из различного вида сырья и управление процессом их получения / З. Т. Валишина [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. 2014. № 21. С. 29‒31.
  21. Processing and properties of PCL/cotton linter compounds / E. B. Bezerra [et al.] // Materials Research. 2017. Vol. 20. P. 317‒325. DOI: 10.1590/1980-5373-MR-2016-0084.
  22. Богданова О. Ф., Горач О. А. Особенности получения целлюлозы из льняного волокна моносульфитным способом // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2022. № 1. С. 183‒187.
  23. Малюшевская А. П., Малюшевский П. П., Ющишина А. Н. Получение целлюлозы из льняного волокна с использованием электроразрядной объемной кавитации // Электронная обработка материалов. 2020. Т. 56, № 2. С. 49–54. DOI: 10.5281/zenodo.3747835.
  24. Raghuwanshi V. P., Agrawal R. S., Mane K. A. Flaxseed as a functional food: a review // Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2019. Vol. 8, no. 3. P. 352‒354.
  25. Bernacchia R., Preti R., Vinci G. Chemical composition and health benefits of flaxseed // Austin Journal of Nutrition and Food Sciences. 2014. Vol. 2, no. 8. P. 1‒9.
  26. A review of phytochemicals and uses of flaxseed / M. Yasmeen [et al.] // International Journal of Chemical and Biochemical Sciences. 2018. Vol. 13. P. 70‒75.
  27. Health benefits of flaxseed and its peptides (linusorbs) / Y. Y. Shim [et al.] // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2024. Vol. 64, no. 7. Р. 1845–1864. DOI: 10.1080/10408398.2022.2119363.
  28. Recent advances in utilization of flaxseed as potential source for value addition / P. Kaur [et al.] // Oilseeds & Fats Crops and Lipids. 2018. Vol. 25, no. 3. P. 1‒11. DOI: 10.1051/ocl/2018018.
  29. Федорова Р. А. Биохимические основы продуктов переработки зерна. Мука. СПб.: Университет ИТМО, 2017. 98 с.
  30. Химический состав российских пищевых продуктов: справочник / под ред. И. М. Скурихина, В. А. Тутельяна. М.: ДеЛи принт, 2002. 236 с.
  31. Зубцов В. А., Осипова Л. Л., Лебедева Т. И. Льняное семя, его состав и свойства // Российский химический журнал. 2002. № 2. С. 14‒16.
  32. Морозова И. М., Мазурова Н. Н., Морозов И. М. Биохимический состав семян масличных культур, используемых при производстве кормовой продукции // Вестник ВГУ. 2022. № 1. С. 48‒53.
  33. Общий химический и аминокислотный состав семян наиболее распространенных масличных культур семейства Brassicáceae / Ю. Ю. Поморова [и др.] // Масличные культуры. 2021. № 3. С. 78‒90. DOI: 10.25230/2412-608Х-2021-3-187-78-90.
  34. Андроник Е. Л., Снопов А. Н., Иванова Е. В. Районированые и перспективные белорусские сорта льна масличного // Масличные культуры: научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2018. № 3 (175). С. 161‒164. DOI: 10.25230/2412-608X-2018-3-175-161-164.
  35. Silska G., Walkowiak M. Comparative analysis of fatty acid composition in 84 accessions of flax (Linum usitatissimum L.) // Journal of Pre-Clinical and Clinical Research. 2019. Vol. 13, no. 3. P. 118‒129. DOI: 10.26444/jpccr/111889.
  36. Исследование жирнокислотного и витаминного состава льняного масла холодного отжима / А. Н. Остриков [и др.] // Пищевая промышленность. 2020. № 8. С. 52‒55. DOI: 10.24411/0235-2486-2020-10086.
  37. Kamal-Eldina А., Yanishlievab N. V. N-3 fatty acids for human nutrition: stability considerations // European Journal of Lipid Science and Technology. 2002. Vol. 104. P. 825–836. DOI: 10.1002/1438-9312(200212)104:123.0.CO;2-N.
  38. Гамаюрова В. С., Ржечицкая Л. Э. Мифы и реальность в пищевой промышленности. Сравнение пищевой и биологической ценности растительных масел // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 18. С. 146‒155.
  39. Flaxseed bioactive compounds: chemical composition, functional properties, food applications and health benefits-related gut microbes / A. Mueed [et al.] // Foods. 2022. Vol. 11, no. 20. P. 1‒25. DOI: 10.3390/foods11203307.
  40. Murphy Р. А., Hendrich S. Phytoestrogens in foods // Adv. Food Nutr. 2002. Vol. 44. P. 195‒246. DOI: 10.1016/S1043-4526(02)44005-3.
  41. High-performance liquid chromatographic analysis of secoisolariciresinoldiglucoside and hydroxycinnamic acid glucosides in flaxseed by alkaline extraction / С. Eliasson [et al.] // J. Chromatography A. 2003. Vol. 1012, no. l. P. 151‒159. DOI: 10.1016/S0021-9673(03)01136-1.
  42. Mazur W. Phytoestrogen content in foods // Bailliere’s Clinical Endocrinology and Metabolism. 1998. Vol. 12. P. 729‒742. DOI: 10.1016/S0950-351X(98)80013-X.
  43. Лен масличный как источник лигнанов для получения фитопрепаратов с антиаллергенной и антиоксидантной активностью / В. Н. Леонтьев [и др.] // Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты: сб. науч. тр. 2007. № 15. С. 120‒125.
  44. Isotope dilution gas chromatograpnic-mass spectrometric method for the determination of isoflavonoidscoumestrol and lignans in food samples / W. Mazur [et al.] // Anal. Biochem. 1996. Vol. 233. P. 169‒180. DOI: 10.1006/abio.1996.0025.
  45. Kraushofer T. Determination of matairesinol in flax seed by HPLC with coulometric electrode array detection // Journal of Chromatography B. 2002. Vol. 777. P. 61‒66. DOI: 10.1016/S1570-0232(01)00577-3.
  46. Intake of the plant lignans secoisolariciresinol, matairesinol, lariciresinol, and pinoresinol in Dutch men and women / I. E. Milder [et. al.] // Journal Nutr. 2005. Vol. 135, no. 5. P. 1202‒1207. DOI: 10.1093/jn/135.5.1202.
  47. Mazur W., Adlercreutz H. Natural and anthropogenic environmental oestrogens: the scientific basis for risk assessment, naturally occurring oestrogens in food // Pure and Applied Chemistry. 1998. Vol. 70. P. 1759‒1776. DOI: 10.1351/pac199870091759.
  48. Кудинов П. И., Щеколдина Т. В., Слизька А. С. Современное состояние и структура мировых ресурсов растительного белка // Известия вузов. Пищевая технология. 2012. № 4. С. 124–130.
  49. Получение белковых продуктов из нетрадиционных источников и перспективы их использования / В. И. Манжесов [и др.] // Современные наукоемкие технологии. 2013. № 8, ч. 2. С. 316‒317.
  50. Белковые изоляты из растительного сырья: обзор современного состояния и анализ перспектив развития технологии получения белковых изолятов из растительного сырья / Д. В. Компанцев [и др.] // Современные проблемы науки и образования. 2016. № 1. С. 58‒69.
  51. Щербаков Е. В. Применение биотехнологических методов при переработке растительного масличного сырья: монография. Краснодар: Ризограф, 2006. 288 с.
  52. Щербаков В. Г., Лобанов В. Г., Минаков А. Д. Белки масличных семян: монография. Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2010. 185 с.
  53. Воронова Н. С., Бередина Л. С. Исследование белков семян льна как полноценных и необходимых для здоровья человека // Молодой ученый. 2015. № 14. С. 144‒147.
  54. Цыганова Т. Б., Миневич И. Э., Осипова Л. Л. Полисахариды семян льна: практическое применение // Теоретические аспекты хранения и переработки сельхозпродукции. 2019. № 2. С. 24‒36. DOI: 10.36107/spfp.2019.151.
  55. Сравнительная характеристика камедей и перспективы их применения для загущения соусов / М. А. Муханова [и др.] // Индустрия питания. 2021. Т. 6, № 3. С. 58–68. DOI: 10.29141/2500-1922-2021-6-3-7.
  56. Особенности процесса экстракции полисахаридов слизи из семян льна / И. Э. Миневич [и др.] // Научный журнал НИУ ИТМО. 2018. № 2. С. 3‒11. DOI: 10.17586/2310-1164-2018-11-2-3-11.
  57. Yang J., Choi Y. J., Hahn J. Development of flaxseed gum/konjac glucomannan with agar as gelling agents with enhanced elastic properties // Food Science and Biotechnology. 2023. Vol. 32, no. 2. P. 181‒192. DOI: 10.20944/preprints202104.0189.v1.
  58. Linseed (Linum usitatissimum L.) mucilage as a novel structure forming agent in gluten-free bread / J. Korus [et al.] // Food Science and Technology. 2015. Vol. 62, no. 1. P. 257‒264. DOI: 10.1016/j.lwt.2015.01.040.
  59. Puligundla P., Lim S. A review of extraction techniques and food applications of flaxseed mucilage // Foods. 2022. Vol. 11. P. 1677. DOI: 10.3390/foods11121677.
  60. Manufacture of functional fat-free cream cheese fortified with probiotic bacteria and flaxseed mucilage as a fat replacing agent / E. M. Akl [et al.] // Current Nutrition & Food Science. 2020. Vol. 16, no. 9. Р. 1393–1403. DOI: 10.2174/1573401316666200227112157.
  61. Role of flaxseed gum and whey protein microparticles in formulating low-fat model mayonnaises / K. Yang [et al.] // Foods. 2022. Vol. 11, no. 3. P. 282. DOI: 10.3390/foods11030282.
  62. Preliminary evaluation of potential prebiotic capacity of selected legumes and seed mucilage on the probiotic strain Lactobacillus rhamnosus GG / K. W. Lai [et al.] // Asia-pacific Journal of Molecular Biology and Biotechnology. 2021. Vol. 29, no. 1. P. 60‒72. DOI: 10.35118/apjmbb.2021.029.1.07.
  63. Development of edible film from flaxseed mucilage / Y. B. Tee [et al.] // BioResources. 2016. Vol. 11, no. 4. P. 10 286‒10 295. DOI: 10.15376/biores.11.4.10286-10295.
  64. Chemical, physical, and barrier properties of edible film from flaxseed mucilage / Y. B. Tee [et al.] // BioResources. 2017. Vol. 12, no. 3. P. 6656‒6664. DOI: 10.15376/biores.12.3.6656-6664.
  65. Зеленцов C. В., Мошненко Е. В. Количественная и качественная оценка слизей семян масличных сортов льна Linum usitatissimum L. // Масличные культуры: науч.-техн. бюл. Всеросс. науч.-исслед. ин-та масличных культур. 2012. № 2. С. 95‒102.
  66. Киреева М. С. Функционально-технологические свойства семян льна и разработка технологии мучных кондитерских изделий специализированного назначения на их основе: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.07. СПб., 2014. 113 л.
  67. Cui W., Mazza G. Physico-chemical characteristics of flaxseed gum // Food Research International. 1996. Vol. 29. Р. 397–402. DOI: 10.1016/0963-9969(96)00005-1.

Поступила 25.05.2024