Inventory number IRN Number of state registration
0323РК01113 AP19677542-KC-23 0123РК00760
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 21985036 AP19677542
Name of work
Получение "умной" съедобной нанокомпозитной упаковки из отходов агропромышленного комплекса РК для хранения и транспортировки сельскохозяйственной продукции
Type of work Source of funding Report authors
Applied Ибраева Жанар Ершатовна
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) Нет
Full name of the service recipient
Научный центр композитных материалов
Abbreviated name of the service recipient
Abstract

Объект исследования или разработки наноцеллюлоза и пектин, полученные из отходов агропромышленного комплекса (АПК) РК, а также экстракт цветков гибискуса тройчатого Hibiscustrionum L., произрастающего на юго-востоке Казахстана для получения «умной» съедобной пленки с антимикробнымии рН-чувствительными свойствами.

Зерттеу немесе әзірлеу нысаны ҚР агроөнеркәсіптік кешенінің (АӨК) қалдықтарынан алынған наноцеллюлоза мен пектин, сондай-ақ микробқа қарсы және рН-сезімтал қасиеттері бар "ақылды" жеуге жарамды пленка алу үшін Қазақстанның оңтүстік-шығысында өсетін Hibiscustrionum L. Үшқатар бөрітарақ гүлінің сығындысы.

Цель работы: разработка "умных" съедобных нанокомпозитных упаковочных пленок на основе наноцеллюлозы, МКЦ, кукурузного крахмала, пектина, полученных из отходов агропромышленного комплекса (АПК) РК, с добавлением экстракта цветков гибискуса тройчатого Hibiscus trionum L., произрастающего на юго-востоке Казахстана, для придания полученным нанопленкам антимикробных и рН-чувствительных свойств.

Жұмыстың мақсаты: алынған нанопленкаларға микробқа қарсы және рН-сезімтал қасиеттер беру үшін Қазақстанның оңтүстік-шығысында өсетін Hibiscus trionum L. Үшқатар бөрітарақ гүлінің сығындысын қоса отырып, ҚР агроөнеркәсіптік кешенінің (АӨК) қалдықтарынан алынған наноцеллюлоза, МКЦ, жүгері крахмалы, пектин негізінде "Ақылды" жеуге жарамды нанокомпозиттік қаптама пленкаларын әзірлеу.

Метод или методология проведения работы. Разработка более «мягкого» способа получения МКЦ из соломы и шелухи риса, а также подсолнечной лузги осуществлена на основе органосольвентного метода окисления. Путем варьирования соотношения сырья и делигнифицирующего агента для получения микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) установлен оптимальный гидромодуль процесса, а также изучены качественные характеристики образцов МКЦ гостированной методикой. Опытные образцы пектина были получены методом гидролиза из выжимок зимних сортов яблок Старкримсон и Голден Делишес с участием растворов лимонной и янтарной кислот. Органолептические свойства яблочного пектина были исследованы в соответствие с ГОСТ 29186-91. Структурно-морфологические, структурно-фазовые характеристики, термические характеристики МКЦ и пектина были определены с помощью методов ИК-спектроскпии, СЭМ, ТГА и рентгеновской дифрактометрии.

Жұмысты жүргізу әдісі немесе әдістемесі. Күріш сабаны мен қауызынан, сондай-ақ күнбағыс қауызынан МКЦ алудың неғұрлым "жұмсақ" әдісін әзірлеу органосольвентті тотығу әдісі негізінде жүзеге асырылады. Микрокристалды целлюлозаны (МКЦ) алу үшін шикізат пен делигнификациялаушы агенттің арақатынасын өзгерту арқылы процестің оңтайлы гидромодулі орнатылды, сондай-ақ Мемлекеттік стандарт негізінде МКК үлгілерінің сапалық сипаттамалары зерттелді. Пектиннің үлгілері лимон және янтарь қышқылдарының ерітінділерінің қатысуымен Старкримсон және Голден Делишес қысқы алма сорттарының қабықтарынан гидролиз әдісімен алынды. Алма пектинінің органолептикалық қасиеттері МемСТ 29186-91 көмегімен анықталынды. МКЦ және пектиннің құрылымдық-морфологиялық, құрылымдық-фазалық сипаттамалары, термиялық сипаттамалары ИҚ спектроскпиясы, СЭМ, ТГА және рентгендік дифрактометрия әдістері арқылы анықталды.

Получены образцы МКЦ из подсолнечной лузги, рисовой соломы и шелухи методом органосольвентного окисления биомассы. Разработан оптимальный «мягкий» способ органосольвентного окисления отходов агропромышленного комплекса. Установлены выход МКЦ, содержание остаточного лигнина, -целлюлозы, гемицеллюлозы и оксида кремния. Разработан способ получения пектиновых веществ из отходов яблок лимонной и янтарной кислотами. Получены образцы пектиновых веществ из яблочных выжимок (AP) без предварительной подготовки сырья. Установлен выход, структура и характеристика пектиновых веществ. Определены физико-химические свойства, качества и технические характеристики МКЦ и пектина. Научная новизна. Разработан более «мягкий» способ получения МКЦ из подсолнечной лузги, рисовой соломы и шелухи методом органосольвентного окисления за счет снижения концентрации ледяной уксусной кислоты и перекиси водорода в два раза, используемых в получении пероксиуксусной кислоты (делигнифицирующего агента). Проведена работа по выявлению качественных характеристик МКЦ. Разработан метод получения пектиновых веществ из отходов яблок сортов Старкримсон и Голден Делишес, путем сравнительного использования растворов лимонной и янтарной кислот, концентрации 0,05-0,15%. Установлены петиновые вещества и качественные характеристики ИК-спектроскопическим и ГОСТ-рованными методами соответственно. Исследованы физико-химические свойства МКЦ и пектина методами ИК-спектроскпии, СЭМ, ТГА и рентгеновской дифрактометрии.

Жұмыс нәтижелері. Биомассаның органосолвентті тотығу әдісімен күнбағыс қауызынан, күріш сабанынан және қауызынан МКЦ үлгілері алынды. Агроөнеркәсіптік кешен қалдықтарын органосольвентті тотықтырудың оңтайлы "жұмсақ" әдісі жасалды. МКЦ шығымы, қалдық лигнин, күл-целлюлоза, гемицеллюлоза және кремний оксиді анықталды. Алма қалдықтарынан пектиндік заттарды лимон және янтарь қышқылдарымен алу әдісі жасалды. Алдын-ала өңделмеген алма қабығынан алманың пектиндік (AP) заттарының үлгілері алынды. Пектиндік заттардың шығымы, құрылымы және сипаттамасы анықталды. МКЦ және пектиннің физика-химиялық қасиеттері мен техникалық сипаттамалары берілді. Ғылыми жаңалығы. Күнбағыс қауызынан, күріш сабанынан және қауызынан МКЦ алудың "жұмсақ" әдісі мұзды сірке қышқылы мен сутегі асқын тотығының концентрациясын пероксисірке қышқылын (делигнификациялаушы агент) өндіруде екі есе төмендету арқылы органосольвентті тотығу әдісімен жасалды. МКЦ сапалық сипаттамаларын анықтау бойынша жұмыс жүргізілді. Лимон және янтарь қышқылдарының ерітінділерін салыстырмалы түрде қолдану арқылы 0,05-0,15% концентрациясында Старкримсон және Голден Делишес алма қабықтарынан пектиндік заттарды алу әдісі жасалды. Пектиндік заттар мен сапалық сипаттамалары сәйкесінше ИК-спектроскопиялық және МемСТ әдістерімен анықталды. ИК-спектроскопия, СЭМ, ТГА және рентгендік дифрактометрия әдістерімен МКЦ және пектиннің физика-химиялық қасиеттері зерттелді.

Экономическая эффективность или значимость работы. Экономическая эффективность работы заключается в возможности переработки отходов АПК, которые либо сжигаются на полях, либо вообще не находят квалифицированного применения. Съедобные пленки с антимикробными и рН-чувствительными свойствами позволят значительно увеличить срок хранения покрываемых овощей и фруктов, что благоприятно отразится на продовольственной безопасности страны. Данная технология в условиях Казахстана является импортозамещающей.

Жұмыстың экономикалық тиімділігі немесе маңыздылығы. Жұмыстың экономикалық тиімділігі бұл ауылшаруашылығының далалық алқаптарындағы дақылдардың қалдықтарын тиімді түрде қолданылмай және қайта өңдеу мүмкіндігінің болмауы. Микробқа қарсы және рН-сезімтал қасиеттері бар жеуге жарамды пленкалар көкөністер мен жемістердің сақтау мерзімін едәуір ұзартуға мүмкіндік береді, бұл мемлекетіміздің азық-түлік қауіпсіздігіне тиімді әсер етеді. Бұл технология Қазақстан жағдайында импортты алмастырушы болып табылады.

Рекомендации по внедрению или итоги внедрения результатов НИР. Результаты исследования можно предложить организациям, компаниям, занимающиеся хранением и доставкой овощей и фруктов. Предлагаемые съедобные пленки будут обладать улучшенными механическими свойствами благодаря использованию одновременно нескольких пластификаторов, а также антимикробными и рН-чувствительными свойствами благодаря введению в состав пленки экстракта цветков гибискуса тройчатого Hibiscustrionum L. Полученные съедобные пленки значительно увеличат срок хранения овощей и фруктов, что особенно актуально в свете геополитической ситуации, когда налаженные логистические маршруты по доставке продуктов разрушены, а новые стали значительно длинее. МСХ РК, НИИ пищевой промышленности, АПК Казахстана, Ассоциации упаковщиков Казахстана. Потенциальными заказчиками могут выступить производители упаковочной продукции (ТОО "Глобопак", ТОО «Sunpaper», ТОО «BAS NUR Kazakhstan», ТОО «Интер Мульти Сервис» и др.), а также предприниматели, занимающиеся хранением и доставкой овощей и фруктов.

ҒЗЖ нәтижелерін енгізу бойынша ұсынымдар немесе енгізу қорытындылары. Зерттеу нәтижелерін көкөністер мен жемістерді сақтау және жеткізумен айналысатын ұйымдарға, компанияларға ұсынуға болады. Ұсынылған жеуге жарамды пленкалар бір уақытта бірнеше пластификаторларды қолдану арқылы жақсартылған механикалық қасиеттерге ие болады, сонымен қатар Hibiscustrionum L. Үшқатар бөрітарақ гүлінің сығындысын пленкаға енгізу арқылы микробқа қарсы және рН-сезімтал қасиеттерге ие болады. Алынған жеуге жарамды пленкалар көкөністер мен жемістердің сақтау мерзімін едәуір арттырады, бұл әсіресе геосаяси жағдайға байланысты, азық-түлік жеткізудің логистикалық маршруттары бұзылып, азық-түлікті жеткізудің мерзімі ұзарып, қиындаған кезеңде тиімді. ҚР АШМ, тағам өнеркәсібі ҒЗИ, Қазақстанның АӨК, Қазақстанның орап, қаптау қауымдастығы, орау өнімдерін өндірушілер ("Глобопак" ЖШС, "Sunpaper" ЖШС, "BAS NUR Kazakhstan" ЖШС, "Интер Мульти Сервис" ЖШС және т.б.), сондай-ақ көкөністер мен жемістерді сақтаумен және жеткізумен айналысатын кәсіпкерлер әлеуетті тапсырыс берушілер бола алады.

Экономическая эффективность или значимость работы. Экономическая эффективность работы заключается в возможности переработки отходов АПК, которые либо сжигаются на полях, либо вообще не находят квалифицированного применения. Съедобные пленки с антимикробными и рН-чувствительными свойствами позволят значительно увеличить срок хранения покрываемых овощей и фруктов, что благоприятно отразится на продовольственной безопасности страны. Данная технология в условиях Казахстана является импортозамещающей

Жұмыстың экономикалық тиімділігі немесе маңыздылығы. Жұмыстың экономикалық тиімділігі бұл ауылшаруашылығының далалық алқаптарындағы дақылдардың қалдықтарын тиімді түрде қолданылмай және қайта өңдеу мүмкіндігінің болмауы. Микробқа қарсы және рН-сезімтал қасиеттері бар жеуге жарамды пленкалар көкөністер мен жемістердің сақтау мерзімін едәуір ұзартуға мүмкіндік береді, бұл мемлекетіміздің азық-түлік қауіпсіздігіне тиімді әсер етеді. Бұл технология Қазақстан жағдайында импортты алмастырушы болып табылады.

Область применения результатов. Для покрытия овощей и фруктов и других продуктов питания с целью увеличения срока их хранения и транспортировки.

Нәтижелерді қолдану саласы. Сақтау және тасымалдау мерзімін ұзарту мақсатында көкөністер мен жемістерді және басқа да азық-түліктерді қаптау үшін

UDC indices
УДК 664.8.035.6
International classifier codes
31.25.00;
Key words in Russian
«умная» съедобная упаковка; карбоксиметилцеллюлоза; наноцеллюлоза; нанокомпозиты; пектин;
Key words in Kazakh
«ақылды» жеуге жарамды қаптама; карбоксиметилцеллюлоза; наноцеллюлоза; нанокомпозиттер; пектин;
Head of the organization Кабдрахманова Фаийна Канатовна Кандидат философских наук / нет
Head of work Ибраева Жанар Ершатовна Кандидат химических наук / доцент