43 инновационная технология производства пектина в россии

биотехнологии
8. Мальтус Т. Опыт о законе народонаселения. М., 1908.
9. Моисеев Н.Н. Быть или не быть…человечеству? М.
1999.
10. План выполнения решений Всемирной встречи
на высшем уровне по устойчивому развитию
(Йоханнесбург, 2–4 сентября 2002 г.). Нью-Йорк:
ООН, 2002.
11. Подолинский С.А. Труд человека и его отношение к
распределению энергии // М.: «Слово», 1880.
12. Программа действий «Повестка дня на ХХI столетие и
другие документы конференции в Рио-де-Жанейро».
Женева: Центр «За наше общее будущее», 1993.
13. Энциклопедия мудрости. Можайск: РОССА, 2008.
14. Meadows D.H. The Limits to Growth University books.
New York, 1972.
Луцюк Виктор Константинович, д.т.н.
Никитин Альберт Николаевич, д.т.н., почетный профессор Томского государственного университета, генеральный директор
АННО «Международного института ноосферных технологий» ,
113114, г. Москва, Дербеневская наб., д. 7, стр. 1
Туренко Федор Петрович, д.х.н., профессор Московского института стали и сплава,
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, д. 4,
Эркенова Светлана Кази-Магометовна, профессор, АННО
«Международного института ноосферных технологий»
113114, г. Москва, Дербеневская наб., д. 7, стр. 1
ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ПЕКТИНА В РОССИИ
С.Н. Бутова, Д.В. Гаврилова, Ю.В. Махова
Московский государственный университет пищевых производств
INNOVATIVE TECHNOLOGY
FOR PRODUCTION OF PECTIN IN RUSSIA
S.N. Butova, D.V. Gavrilova, J.V. Mahova
Дан краткий обзор рынка пектина за последние годы.
Освещен вопрос актуальности производства пектина в России
по инновационной, экономически выгодной ферментативной
технологии, так как спрос на него со стороны российских производителей в пищевой, косметической, медицинской и фармацевтической промышленности непрерывно растет. Весь пектин,
представленный на отечественном рынке, является продуктом
иностранных производителей и получен устаревшим кислотным
методом. Описан современный метод получения пектина при помощи ферментного комплекса, позволяющего получить пектин
высшего качества, увеличить выход продукта и сделать производство более экологически чистым и рентабельным.
The article presents a brief overview of the market of pectin in
recent years. At present, Russia is virtually non-existent production of
pectin, in spite of the fact that demand for it from Russian manufacturers in the food, cosmetic, medical and pharmaceutical industry is
constantly growing. All the pectin is presented in the domestic market;
the product obtained by foreign producers and received outdated
acid method. This paper describes a method for obtaining pectin
by using enzyme complex, which provides a higher quality pectin,
increase yield and make production more environmentally friendly
and cost-effective.
Ключевые слова: пектин, рынок, использование, потребность, производство.
Производство пектина – динамически развивающийся бизнес с ежегодным увеличением производства на 3–4%, его мировой объем составляет
приблизительно 28–30 тыс. т в год. Пектины широко
используются в различных отраслях промышленности (табл. 1). В настоящее время на рынок пищевых
ингредиентов значительное влияние оказывают
следующие факторы:
– отказ потребителей от искусственных пищевых
добавок и генноизмененных продуктов;
– увеличение спроса на готовые продукты и полуфабрикаты, и в тоже время рост требований
к экологии продуктов, их вкусу, малому содержанию жира и сахара;
Keywords: pectin, market, use, demand, production.
–
рост потребления натуральных и функциональных ингредиентов со стороны производителей
пищевых продуктов.
Пектин обладает целым комплексом свойств,
необходимых для лечения и профилактики здоровья
человека, удовлетворяет всем представленным требованиям, в связи с чем является востребованным
ингредиентом и его производство перспективно.
Он не имеет ограничений по применению и признан как ценный пищевой продукт, нейтрален и не
создает энергетического запаса в организме [5]. В
пищевой промышленности Всемирной Организацией Здравоохранения пектин признан абсолютно
безопасным продуктом.
ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК . 2012/3
43
биотехнологии
Отечественный рынок пектина является одним
из наиболее динамично развивающихся в отрасли
пищевых ингредиентов – рост этого рынка находится на уровне 17%. Российский рынок пектина
оценивается в $ 40–45 млн и темпы его роста сохраняются на довольно высоком уровне.
Нынешняя потребность в пектине только со
стороны пищевой промышленности страны достигает 10 тыс. тонн в год, а с учетом норм потребления
для лечебно-профилактических целей – гораздо
больше. Целый ряд регионов России заражен радионуклидами и тяжелыми металлами, выброшенными
в результате Чернобыльской катастрофы, аварий
на химкомбинатах (ПО «Маяк») и предприятиях
газовой промышленности, проведенных ядерных
испытаний на Семипалатинском полигоне (Казахстан) и др.
Воздействию тяжелых металлов подвергаются
рабочие, добывающие свинцовую руду, на сталелитейных, свинцово- и медеплавильных заводах, в производстве аккумуляторов, при пайке, в типографиях,
при изготовлении хрустального стекла или керамических изделий, этилированного бензина, свинцовых
красок и др. При норме потребления пектина (2–4 г
на человека в сутки) его потребленость для страны,
с населением более 143 млн человек, превышает
210 тыс. тонн в год [4].
Все вышеперечисленное говорит о том, что
потребность в пектине велика и рынок его сбыта
пектина велик. Однако производства пектина в
России практически отсутствует. Весь пектин, представленный на российском рынке, импортный.
Несовершенство технологии, моральный и физический износ оборудования привели к тому, что
в настоящее время в России нет ни одного завода
или предприятия, вырабатывающего пектин, как
для пищевых целей, так и для предприятий многоотраслевого народного хозяйства, фармацевтики и
медицины [3]. Растущий спрос на пектин полностью
обеспечивается иностранными производителями.
Крупнейшими поставщиками по итогам 2010 г.
стали компании Cargill (Франция), CP Kelco (Дания,
Германия) и Herbstreith & Fox (Германия).
Структура рынка пектина по иностранным
производителям в 2009–2010 гг. представлена на
рис. 1.
Характеристика российских поставщиков пектина представлена в табл. 2.
В большинстве случаев иностранные производители для получения пектина используют
классическую технологию. Она базируется на
применении сильных кислот (НСl, НNО3, Н3РО4,
Н2SО4), хлористого алюминия, гидроокиси аммония, смеси спирта с кислотой и спиртов различных
концентраций. Процесс протекает при повышенных
температурных режимах (45–120° С) в кислой среде
при рН 0,5–2,0 с колебаниями времени экстракции и
гидролиза от 3 до 6 часов и общим циклом процесса
до 12 и более часов.
44
Классическая (кислотная) технология имеет ряд
недостатков: использование агрессивных жидкостей
приводит к особым требованиям к материалу оборудования и обострению экологических проблем
производства. Высокотемпературная обработка
сильными кислотами приводит к снижению качественных показателей пектина. Как результат
– огромные затраты на производство, утилизацию
кислых сред и амортизационные отчисления на
восстановление технологического оборудования,
работающего в агрессивных средах, а также содержание зданий и сооружений, включая дорогостоящие
очистные сооружения, что является прямым следствием сложности процесса получения пектина по
данной технологии.
Такая технология приводит к высокой себестоимости готового продукта. Что касается российского
рынка пектина, то он продается по такой высокой
цене, что не каждый отечественный производитель
может себе позволить его приобретение.
Одно из важнейших направлений повышения
эффективности современного производства – более
широкое вовлечение в переработку вторичных сырьевых ресурсов. При переработке плодово-ягодного сырья логическим завершением технологического
процесса является использование отходов для производства пектина, поэтому актуально и перспективно возобновление его производства на территории
России, но по новой, современной технологии.
Такой инновационной технологией является
ферментативный способ извлечения пектина.
Гидролиз растительного сырья проводится с помощью мультиэнзимной композиции комплекса
пектолитических ферментов, что дает возможность
получать пектины с различными молекулярными
массами: высоко- и низкоэтерифицированными,
обладающими разными свойствами с целью их применения в различных отраслях народного хозяйства.
Правильный выбор ферментов позволяет выделить
пектин без расщепления примесей, присутствующих
в сырье, что повышает его качество, облегчает его
очистку, увеличивает выход [2].
Данная технология выгодно отличается от классической. Отличие заключается в замене кислотного
гидролиза сырья ферментативным, т.е. использованием биокатализаторов. Это исключает потребление
кислот, смягчает тепловой режим процесса (вместо
95°С гидролиз протекает при 50–60° С), сохраняет
биологически-активные свойства пектина, снимает особые требования к материалу оборудования,
уменьшает экологические проблемы, обеспечивает
благоприятные условия труда, позволяет использовать стандартизированное оборудование, организовать экологически чистое производство, а также
удешевить организацию производства. Выход продукта повышается. Отходы производства можно использовать как дополнительный товарный продукт,
а именно, как корм для скота, комбикорм, подварки,
в хлебопекарной промышленности и т.д. Получение
ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК . 2012/3
биотехнологии
Таблица 1. Использования пектина в различных отраслях промышленности
Пищевая промышленность
Кондитерское производство
В качестве студнеобразователя при производстве зефира, суфле, мармелада,
карамели, пастилы, начинки для конфет, крема торта
Хлебопекарная промышленность
добавка к лечебным сортам хлебобулочных и макаронных изделий, для выпечки нечерствеющих сортов хлеба
Консервная промышленность
производство джемов, консервированных фруктов, конфитюров
Масложировая промышленность
эмульгатор для изготовления майонеза и жидких маргаринов
Мясная промышленность
производство колбасных изделий
Производство напитков
стабилизатор при изготовлении безалкогольных напитков и различных
купажированных соков с мякотью
Молочная промышленность
в производстве мороженого, йогуртов, сыров для увеличения их водопоглатительной способности) и других продуктов
Косметическая промышленность
Структуро- и гелеобразователь, эмульгатор, стабилизатор рН, антиоксидант,
пленкообразователь, увлажняющий агент.
Медицина и фармацевтика
в профилактических целях при работе с отравляющими веществами
при лечении отравлений тяжелыми металлами
при лечении лучевой болезни;
в профилактических целях при работе в горнодобывающей отрасли
при заболевании органов пищеварения
при лечении диарейных инфекций
при лечении гемофилии, при заживлении ран и ожогов
при полиартритах
при лечении сахарного диабета
при лечении язв желудка, простатита и профилактике рака толстой кишки
в качестве составной структурирующей части лекарственных препаратов в
фармацевтике
Использование для технических целей
производство D-галактуроновой кислоты
в геологии используется в качестве пектинового клея при бурении
в текстильной промышленности при отделке тканей
в литейном производстве в качестве добавки в формовочные смеси, лагодаря
чему достигается более высокая точность отливок
в металлообрабатывающей промышленности при закалке деталей
в полиграфии при закреплении печатных материалов
пектина по ферментативной технологии дает возможность извлечения дополнительной прибыли.
С целью снятия зависимости России в производстве пектина от других стран, предлагаем наладить его производство в России, так как имеются
значительные объемы сырьевых ресурсов: яблочные
выжимки, сердцевины корзинок подсолнечника,
свекловичный жом – отходы консервной, сахарной
и масложировой промышленностей. По подсчетам
специалистов, только в рамках крупных и средних
предприятий консервной отрасли в последние годы
образовывались отходы в количествах, эквивалентных производству пектина до 30 тыс. тонн в год. Так,
в Краснодарском крае выход отходов побочных продуктов переработки растительного сырья ежегодно
составляет более 40 млн тонн [1].
Рис. 1. Структура рынка пектина по иностранным производителям в 2009–2010 гг. в натуральном выражении, %.
ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК . 2012/3
45
биотехнологии
Таблица 2. Характеристика Российских поставщиков пектина
Поставщики
Производители
Статус
ОOO «Союзоптторг» (Санкт-Петербург)
Yantai Andre Pectin (Китай)
Эксклюзивный дистрибьютор в России и СН
Pektowin (Польша)
Эксклюзивный дистрибьютор в России
и Казахстане
ГК «Союзснаб» (Московская область)
Cargill (Германия, Франция)
Дистрибьютор
ЗАО «Балтийская группа» (Санкт-Петербург),
Herbstreith & Fox (Германия)
Эксклюзивный представитель
ЗАО «Даниско» (Московская область)
Danisco (Чехия)
Эксклюзивный дистрибьютор в России
ООО «Балтийская пищевая компания»
(Санкт-Петербург),
CP Kelco (Дания)
Дистрибьютор
ООО «КПФ Милорада» (Москва)
CP Kelco (Дания, Германия)
Дистрибьютор
ООО «Группа Компаний ПТИ»
(Санкт-Петербург)
Ceamsa (Испания)
Дистрибьютор
Такое производство пектина будет обладать
серьезными преимуществами на внутреннем рынке
нашей страны в сравнении с зарубежными поставщиками в силу следующих причин:
– отсутствие таможенных платежей (25% от
контрактной цены товара при его импорте);
– гибкость ценообразования на продукт, так как
себестоимость пектина, произведенного по предлагаемой технологии, значительно ниже этого показателя для пектинов, произведенных за рубежом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бутова С.Н. Биотехнологическая деградация отходов
растительного сырья. М.: Россельхозакадемия, 2002.
320 с.
2. Грачева И.М., Бутова С.Н., Типисева И.А., ЭльРегистан Г.А. Теоретические основы биотехнологии.
М.: Элевар, 2003. 553с.
46
3. Донченко Л.В., Фирсов Г.Г. Пектин: основные
свойства, производство и применение. М.: ДеЛи
принт, 2007. 276 с.
4. Донченко Л.В. Технология пектина и
пектинопродуктов. М.: ДеЛи принт, 2000. 225 с.
5. Турахожаева М.Г., Ходжаева М.А., Бурханова Н.Д. О
структуре и свойствах яблочного пектина // Химия
природных соединений. 1997. № 6. С. 792–796.
Бутова Светлана Николаевна, д.б.н., профессор, заведующая Кафедрой технологии продуктов биоорганического синтеза Московского государственного университета пищевых производств
125080, г. Москва, Волоколамское ш., д. 11, стр. 1
тел.: +7 (499) 750-01-11 доб. 70-41
ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК . 2012/3