CC BY
93
Научная статья УДК 664.2
DOI 10.52653/PPI.2021.11.11.011
Глубокая переработка крахмалсодержащего сырья: современное состояние и перспективы устойчивого развития
Николай Дмитриевич Лукин1, Сергей Николаевич Серегин2, Марина Владимировна Сидак3, Георгий Владимирович Сысоев4
'ВНИИ крахмалопродуктов - филиал ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, Красково, Московская обл., vniik@arrisp.ru
2ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, Москва, s.seregin@fncps.ru
Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, Москва, MarynaSidak@gmail.com
4Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, Москва, sysoev.gv@gmail.com
Аннотация. Современные требования инновационной экономики к перерабатывающему сектору сельскохозяйственного сырья должны ориентироваться на безотходные ресурсосберегающие технологии переработки, экологизации производства и природосбережения, в этом и заключается философия технологии глубокой переработки. Только заложив в основу хозяйственной деятельности эти принципы работы, можно обеспечить полное использование всех имеющихся компонентов сельскохозяйственного сырья при минимальном получении вторичных ресурсов и отходов производства и обеспечить устойчивое развитие промышленности. Глубокая переработка зерна кукурузы и пшеницы в России является наиболее перспективным направлением, для этого создана развитая сырьевая база и построены современные заводы по переработке этих видов сырья с производством значительного ассортимента продукции. Разработка и внедрение в промышленность технологий глубокой переработки на основе диверсификации производства с получением широкой номенклатуры продукции является ключевым приоритетом развития крахмалопаточной промышленности России. Необходимость обеспечения развития глубокой переработки зерна обусловлена рядом факторов - это связано с удовлетворением внутреннего спроса на данную продукцию, снижением импортной зависимости от продуктов переработки зерна с высокой добавленной стоимостью, возможностью для выхода на международные рынки в рамках федерального проекта «Экспорт продукции АПК». Последнее десятилетие для крахмалопаточной промышленности было отмечено ростом производственных мощностей, модернизацией действующих предприятий, концентрацией производства, что расширило диверсификацию экономики промышленности и обеспечило хорошую динамику выработки основных видов продукции, повысило ее конкурентоспособность. Комплексное решение стоящих перед промышленностью задач и вывод ее на новый технологический уровень возможны только при разработке целевой программы развития, которая свяжет использование всех видов ресурсов на основе современных достижений научно-технического прогресса и новых форм организации производства.
Ключевые слова: зерно, технологии глубокой переработки, инновационные модели развития, крахмал и его производные, прогноз развития
Для цитирования: Лукин Н.Д., Серегин С.Н., Сидак М.В., Сысоев Г.В. Глубокая переработка крахмалсодержащего сырья: современное состояние и перспективы устойчивого развития // Пищевая промышленность. 2021. № 11. С. 30-41.
Original article
Deep processing of starch-containing raw materials: current state and prospects for sustainable development
Nikolay D. Lukin1, Sergey N. Seregin2, Marina V. Sidak3, Georgy V. Sysoev4
'The All-Russian Research Institute of Starch Products - Branch of V.M. Gorbatov Federal Science Center of food systems of RAS, Kraskovo, Moscow region, vniik@arrisp.ru 2V.M. Gorbatov Federal Science Center for food systems of RAS, Moscow, s.seregin@fncps.ru 3Plekhanov Russian University of Economics, Moscow 4Federal Scientific Agroengineering Center VIM, Moscow
Abstract. The modern requirements of the innovative economy for the processing sector of agricultural raw materials should focus on waste-free resource-saving technologies for processing, greening production and environmental conservation, this is the philosophy of deep processing technology. Only by laying the foundation for economic activity can these principles of work ensure the full use of all available components of agricultural raw materials with a minimum of secondary resources and production waste and ensure the sustainable development of industry. The deep processing of corn and wheat grains in Russia is the most promising area, for this purpose,, a developed raw material base has been created and modern plants for the processing of these raw materials have been built with the production of a significant range of products. The development and introduction into the industry of deep processing technologies based on diversification of production to obtain a wide range of products is a key priority for the development of the Russian starch industry. The need to ensure the development of deep grain processing is due to a number of factors - this is due to the satisfaction of domestic demand for these products, a decrease in import dependence on high-value-added grain processing products, and the possibility of entering international markets under the federal project «Export of agro-industrial products». The last decade for the starch industry was marked by an increase in production capacities, modernization of existing enterprises, a concentration of production, which expanded the diversification of the economy of industry and ensured good dynamics of production of basic types of products, increased its competitiveness. It is possible to comprehensively solve the problems facing industry and bring it to a new technological structure only when developing a targeted development program that will link the use of all types of resources based on modern achievements in scientific and technological progress and new forms of production organization.
Keywords: grain, deep processing technologies, innovative development models, starch and its derivatives, development forecast
For citation: Lukin N.D., Seregin S.N., Sidak M.V., Sysoev G.V. Deep processing of starch-containing raw materials: current state and prospects for sustainable development // Food processing industry. 2021;(11):30-41 (In Russ.).
Автор, ответственный за переписку: Николай Дмитриевич Лукин, vniik@arrisp.ru Corresponding author: Nikolay D. Lukin, vniik@arrisp.ru
© Лукин Н.Д., Серегин С.Н., Сидак М.В., Сысоев Г.В., 2021
Введение. Низкие темпы экономического развития, сложившиеся за последние годы, предопределяют необходимость поиска новых направлений государственной политики в сфере инновационного развития и выработки мер ее реализации.
К этим мерам в первую очередь следует отнести Указы Президента Российской Федерации от 25 декабря 2020 г. № 812 «О проведении в Российской Федерации Года науки и технологий», от 8 февраля 2021 г. № 76 «О мерах по реализации государственной научно-технической политики в области экологического развития Российской Федерации климатических изменений», от 7 мая 2018 г. № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 г.».
Данные документы являются стратегическими ориентирами для федеральных органов исполнительной власти по выводу страны на новые рубежи экономического развития, ускорения динамики экономического роста, повышения качества жизни населения страны.
Решение стоящих проблем, установленных этими программными документами, в полной мере относятся и к развитию всех сфер агропромышленного комплекса, перед которым стоят задачи эффективного использования всех видов ресурсов, повышения конкурентоспособности вырабатываемой продукции, а также снижения вредного воздействия на окружающую среду от разных видов экономической деятельности сельхозорганизаций, предприятий пищевой и перерабатывающей промышленности.
Современные требования экономики к перерабатывающему сектору сельскохозяйственного сырья должны ориентироваться на инновационные безотходные ресурсосберегающие технологии с использованием физико-химических, биологических и комбинированных методов обработки, по сути, в этом и заключается философия технологии глубокой переработки. Только заложив в основу хозяйственной деятельности эти принципы работы, можно обеспечить полное использование всех имеющихся компонентов сельскохозяйственного сырья при минимальном получении вторичных ресурсов и отходов производства и обеспечить устойчивое развитие промышленности.
Разработка технологий глубокой переработки крахмалсодержащего сырья и крахмала на основе диверсификации производства с получением широкой номенклатуры продукции является ключевым приоритетом развития крахмалопаточной промышленности России.
необходимость обеспечения развития глубокой переработки зерна обусловлена рядом факторов, это связано с удовлетворением внутреннего спроса на данную продукцию, снижением импортной зависимости от продуктов переработки зерна
с высокой добавленной стоимостью, возможностью для выхода на международные рынки в рамках федерального проекта «Экспорт продукции АПК».
Помимо этого, глубокая переработка создаст возможности для роста внутреннего спроса на зерно, расширения направлений его использования в развитии животноводства с целью повышения питательной ценности рациона кормления животных.
До недавнего времени основным источником получения сахаристых веществ в мире являлись содержащие сахарозу сахарная свекла и сахарный тростник, однако современные достижения в области биотехнологии позволили удовлетворить часть потребности в этих продуктах за счет создания производств, использующих технологии биоконверсии крахмала.
следует отметить, что сахаристые крах-малопродукты обладают более широким спектром технологических и потребительских свойств по сравнению с сахаром. Сегодня сахаристые крахмалопродук-ты можно производить с заданными функциональными свойствами, которые отвечают требованиям заказчиков в различных отраслях промышленности. так, путем изменения углеводного состава можно регулировать такие свойства, как гигроскопичность, вязкость, сбраживае-мость, сладость, что расширяет их спектр применения при производстве широкой номенклатуры продукции.
Глубокая переработка зерна кукурузы и пшеницы в России является наиболее перспективным направлением, для этого создана развитая сырьевая база и построены современные заводы по переработке этих видов сырья с производством значительного ассортимента продукции.
К таким продуктам относятся крахмал и его производные: различные модификации, а также продукты биоконверсии (глюкозные, мальтозные, глюкозно-фруктозные сиропы, мальтодекстрины, кристаллическая глюкоза пищевого и медицинского назначения, сорбит). На основе продуктов гидролиза крахмала могут производиться аминокислоты с выработкой лизина и других аминокислот, молочной, лимонной, янтарной и других пищевых кислот, биоразлагаемые материалы, в том числе не производящиеся на территории России.
При производстве крахмала побочными продуктами (до 30%) являются высокопротеиновые корма (кукурузный глютен, кукурузный корм), а также кукурузный зародыш, широко востребованные при производстве комбикормов для сельскохозяйственных животных и птицы. Кроме того, из кукурузного зародыша вырабатывается ценное кукурузное масло.
К примеру, из 100 т кукурузного зерна может быть выработано более 70 т сахаристых продуктов, до 7,0 т сухого кукурузного зародыша, около 5,0 т сухо-
го кукурузного глютена, до 22,5 т сухих кормов.
Важно иметь в виду, что крахмалопро-дукты, получаемые из зернового сырья, по существу являются возобновляемыми пищевыми ресурсами, поскольку они ежегодно восполняются за счет нового урожая крахмалосодержащего сельскохозяйственного сырья.
Глубокая переработка зерна требует полного цикла технологических процессов в работе промышленных предприятий, обеспечивающих максимальное количество стадий его переработки. в связи с тем, что основным компонентом зерна является крахмал (65-75%), глубина переработки зерна зависит, в первую очередь, от степени переработки крахмала.
Крахмал является природным полимером глюкозы, который содержится в различных растениях, он является основным углеводом в питании человека.
Нативный крахмал содержит два вида разных по структуре и свойствам полимера глюкозы: ветвистый - амилопектин (7580 %) и линейный - амилоза (20-25 %). Гранулы крахмала в большинстве растений представляют собой линейные полисахариды, состоящие из а-1,4-связанных D-глюкозных колец. Амилопектин представляет собой молекулу, состоящую из а-1,4 D-глюкозных колец с высокой степенью разветвлений в положении а-1,6. Соотношение амилозы и амилопектина в крахмале зависит от вида крахмалоноса, условий его произрастания, технологии выделения крахмала и в среднем составляет 1:3, однако селекцией выведены сорта зернобобовых культур и картофеля с заданным составом полисахаридов (высокоамилозные и амилопектиновые сорта) [1].
Методами направленной селекции в России созданы новые виды сырья для получения различных видов крахмала. Например, крахмал восковидной кукурузы содержит только амилопектин или высоко-амилозные сорта гороха, с содержанием амилозы до 75 %. Это имеет существенное значение для получения из них разных видов модифицированного крахмала, которые находят применение при производстве многих видов пищевой продукции.
Крахмал является продуктом для многочисленных его модификаций (более 100 видов), биоконверсии (более 30 видов сахаристых продуктов), микробиологического синтеза - полиолы, пищевые кислоты, аминокислоты, биоразлагаемые полимеры.
Промышленная технология сахаристых продуктов на основе биокатализа крахмала хорошо изучена и широко внедрена в мире, включает действие амилолити-ческих ферментов на крахмал в водной среде при определенных условиях (рН, температура, концентрация субстрата, продолжительность процесса) в нативном и клейстеризованном состоянии [10].
Использование передовых биотехнологий гидролиза крахмала в клей-стеризованном состоянии, на основе современных процессов разделения, очистки и сушки обеспечивает получение разнообразных питательных сиропов и порошков, предлагающих широкий спектр функциональных возможностей входящих в их состав углеводов. Получаемые указанным способом гидролиза крахмала мальтодекстрины, крахмальная патока различного углеводного состава, сиропы с высоким содержанием фруктозы и глюкозы, декстрозы и мальтозы, предлагаемые к реализации в чистой кристаллической или частично кристаллической форме, охватывают широкий спектр применения на пищевые, фармацевтические и технические цели [4, 5]. Продукты ферментативного гидролиза крахмала помимо контролируемой сладости обеспечивают разнообразие физических свойств, таких как регулирование углеводного состава, вязкости, осмотического давления, гигроскопичности, консистенции, антикристаллизационных свойств.
Крахмал в пищевой промышленности применяется как загуститель, вязкость которого может существенно изменяться как у нативного, так и у модифицированного крахмала [1, 2].
Перспективным является производство амилопектинового крахмала из специальных сортов восковидной кукурузы. Нужно отметить, что основная часть импортируемых на российский рынок модифицированных крахмалов получена из восковидной кукурузы.
Крупнейшими потребителями крахмала в российской экономике являются целлюлозно-бумажная отрасль и пищевая промышленность (хлебопекарная, кондитерская, пивоваренная и мясная отрасли). Широко используется крахмал также в текстильной, химической и фармацевтической отраслях.
Основной объем продаж приходится на кукурузный крахмал - примерно 70% от общего объема реализации крахмала на внутреннем рынке, вторым по популярности видом крахмала является картофельный - он занимает около 19% продовольственного рынка.
В ассортименте выпускаемой продукции с заданным составом и свойствами большое значение имеют модифицированные крахмалы.
Модифицированные крахмалы с повышенной влагоудерживающей, загущающей, студнеобразующей, эмульгирующей, пленкообразующей способностью получают в результате физического, химического, биологического или комбинированного воздействия на нативный крахмал. Их применение позволяет повысить устойчивость разных пищевых и технических систем при хранении, действии замораживания-оттаивания, изменении кислотности среды и механических воздействий.
В силу этой специфики модифицированные крахмалы широко используются в пищевой и перерабатывающей, целлюлозно-бумажной, текстильной промышленности, стройиндустрии, для приготовления формовочных смесей в литейном производстве, как компонент моющих средств, в качестве флотореаген-тов для стабилизации буровых растворов при нефтебурении, в медицине, радиотехнике, при изготовлении упаковочных биоразлагаемых материалов и посуды разового пользования и в ряде других.
На основе обширных научных исследований в области технологий получения различных видов модифицированного крахмала можно судить о том, как безгранично много востребованных полезных продуктов можно получить из крахмала, созданного самой природой. Разнообразие структуры и физико-химических свойств крахмальных зерен стало предметом исследований и основой для получения новых видов модифицированных крахмалов с заданными составом и свойствами [12, 14].
Многие виды модифицированного крахмала прошли оценку в Комитете экспертов Продовольственной и сельскохозяйственной организации объединенных Наций (ФАО) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по пищевым добавкам «Кодекс Алиментариус» и разрешены к применению при производстве пищевых продуктов.
В качестве примеров применения модифицированных крахмалов в различных отраслях промышленности можно привести следующие:
на пищевые цели:
- окисленного картофельного крахмала для производства мороженого и желейных кондитерских изделий;
- гидролизованного крахмала для производства желейных кондитерских изделий;
- набухающего кукурузного крахмала для производства помадного типа конфет, получаемых формуемым способом экструзии;
- набухающих крахмалопродуктов из муки и зерна - для быстро приготовляемых продуктов (супы, каши, кондитерские изделия);
- набухающих экструзионных крахмалов и крахмалопродуктов для сухих вторых блюд, киселей, каш, пудингов, напитков;
- эфиров крахмала - фосфатных, ацетатных (в том числе монокрахмалфос-фатов, дикрахмалфосфатов сшитых ди-крахмалфосфатных крахмалов, ацетатов и др.).
на технические цели:
- катионного кукурузного крахмала для производства бумаги;
- окисленного и гидролизованного крахмала для производства бумаги;
- набухающих крахмалов для бурения и строительных материалов (требуется
совершенствование состава и технологии крахмальных реагентов для приготовления буровых растворов и для стройматериалов);
По экспертным оценкам, потребность российского рынка в модифицированных крахмалах превышает 100 тыс. т, более 60 % которой до настоящего времени обеспечивается импортными поставками.
Анализ импорта модифицированных крахмалов показывает, что номенклатура импорта постепенно меняется. Если 710 лет назад наибольший объем импорта (более 50 %) составляли крахмалы для целлюлозно-бумажной промышленности, то последние 5 лет первенство принадлежит крахмалам пищевого назначения. Большую часть импорта составили крахмалы, предназначенные для загущения и стабилизации пищевых продуктов.
Мировой и отечественный опыт свидетельствует, что рентабельность производства модифицированных крахмалов, как наиболее наукоемкой и высокотехнологичной продукции в крахмалопаточном производстве, составляет до 30-40 %, что позволяет обеспечить срок окупаемости инвестиционных проектов в данной сфере в течение 4-5 лет.
Как отмечают эксперты, сегмент модифицированных крахмалов в России находится в стадии развития. Многие предприятия, осуществляющие выпуск модифицированных крахмалов, ориентированы в основном на продукцию технического использования, крахмалы пищевого назначения составляют незначительную долю в общем объеме производства.
Ниже представлена краткая характеристика основной продукции, получаемой в процессе биоконверсии крахмала.
Крахмальная патока (низкоосахаренная, карамельная, мальтозная высокоосаха-ренная) является сахаристым продуктом, полученным в результате гидролитического расщепления крахмала. Основную массу сухих веществ крахмальной патоки составляют глюкоза, мальтоза и олиго-сахариды. Крахмальная патока представляет собой густую, вязкую жидкость с содержанием сухих веществ 78 %, имеющую консистенцию меда, обладающую чистым сладким вкусом, бесцветную, сравнительно невысокой энергетической ценности (310 ккал).
Сладость глюкозных сиропов является одним из основных параметров, определяющих обоснованность его использования взамен сахарозы.
Многочисленные исследования отечественных и зарубежных ученых показали значимую роль разных видов крахмальной патоки в питании человека, сделали их одним из привлекательных видов са-харозаменителей для использования в рецептурах различных продуктов. При этом основной акцент практического применения патоки делается на возможности при-
дания готовому продукту дополнительных полезных функциональных свойств. При полной или частичной замене сахарозы крахмальной патокой можно оказывать различное влияние на текстуру и ряд других показателей готового продукта, например его срок хранения.
Благодаря внедрению современных технологий гидролиза крахмала с использованием в качестве катализаторов ферментных препаратов стало возможным регулировать соотношение различных групп углеводов (глюкозы, мальтозы, мальтотриозы, олигосахаридов), а также изменять свойства продукта в необходимом направлении в соответствии с требованиями различных отраслей пищевой промышленности, других отраслей народного хозяйства.
Использование крахмальной патоки в различных отраслях пищевой промышленности зависит от ее свойств. Маль-тозная патока с содержанием мальтозы (солодовый сахар) применяется в пивоварении для частичной замены солода и несоложеных материалов.
Наиболее перспективным видом сахаристого продукта из крахмала, как полноценного заменителя сахарозы, является глюкозно-фруктозный сироп с различным содержанием фруктозы и глюкозы (ГФС-42, ГФС-55). Потенциал рынка глюкозно-фруктозных сиропов связан преимущественно с развитием отраслей по производству безалкогольных напитков, йогуртов, плодово-ягодных консервов.
По экспертным оценкам потребность в глюкозно-фруктозных сиропах в России составляет более 1 млн т, вместе с тем динамика его развития сдерживается, что связано с ростом производства свекловичного сахара - основного конкурента на рынке сахаристых продуктов.
Мальтодекстрины относятся к отдельной группе крахмалопродуктов, получаемых в процессе частичного ферментативного гидролиза крахмала с последующей очисткой, концентрированием и сушкой. Мальтодекстрины состоят из многокомпонентной смеси глюкозы, мальтозы, мальтотриозы, олигосахаридов и полисахаридов в различных пропорциях.
Мальтодекстрины представляют собой мелкодисперсный порошок белого цвета, с нейтральным или сладковатым вкусом, без запаха, хорошо растворимый в холодной и горячей воде.
В зависимости от степени гидролиза крахмала мальтодекстрины подразделяются на группы:
- мальтодекстрины МД-6 - декстроз-ный эквивалент 4-8 %;
- мальтодекстрины МД-10 - декстроз-ный эквивалент 8-12 %;
- мальтодекстрины МД-14 - декстроз-ный эквивалент 12-16 %;
- мальтодекстрины МД-18 - декстроз-ный эквивалент 16-20 %;
- мальтодекстрины МД-22 - декстроз-ный эквивалент 20-25 %
Функциональные свойства определяют применение мальтодекстринов в различных рецептурах пищевых продуктов в качестве углеводной добавки, наполнителя, загустителя, формующего агента, регулятора сладости, гигроскопичности изделий, растворителя, стабилизатора.
Мальтодекстрины применяются в следующих отраслях:
- пищевая промышленность (пище-концентратная, кондитерская, молочная, консервная, хлебопекарная, индустрия напитков и мороженых десертов);
- производство пищевых, биологически активных добавок;
- фармацевтика;
- косметика.
Благодаря низкой гигроскопичности мальтодекстрины используются в качестве нейтральных носителей при сушке продуктов молочного и растительного происхождения (экстрактов), красителей, ароматизаторов.
Мальтодекстрины являются основой вкусоароматических добавок, диетических подсластителей. Используются в пищеконцентратах (супы, специи, приправы, начинки и др.) в качестве загустителя, ароматизатора, регулятора цвета, стабилизатора. В молочной промышленности как подбеливатель для кофе, загуститель. При производстве напитков мальтодекстрины играют роль ароматизатора, загустителя.
В сухих смесях для детского питания мальтодекстрины являются идеальными углеводами, регулирующими пищеварение, предотвращающими аллергические реакции.
Мальтодекстрины широко используются в кондитерской промышленности в качестве регулятора сладости, структуро-образователя.
В фармацевтике мальтодекстрины способствуют связыванию элементов при прессовании и улучшают сцепление компонентов в таблетках.
Несмотря на то, что мальтодекстрины являются в России востребованными продуктами, их отечественное производство до 2015 г. фактически отсутствовало. В 2015 г. производство мальтодекстринов небольшой мощности создано в ООО «Звягинский крахмальный завод» в Орловской области.
Внутренний спрос на мальтодекстрины ежегодно составляет более 40 тыс. т, который в значительной части удовлетворялся за счет импорта. Импорт мальтодекстринов осуществляли зарубежные компании «Рокетт» (Франция), «Амилум Групп» (Бельгия, Нидерланды). Импортные поставки мальтодекстринов в Россию постоянно росли, но с вводом производства мальтодекстринов в ООО «Крахмальный завод «Гулькевичский» импорт был значительно снижен.
Рынок производства детского питания в России достаточно большой и по объемам потребления мальтодекстринов является одним из самых емких, так как они служат необходимым компонентом для получения качественного заменителя грудного молока.
Перспективным для реализации мальто-декстринов является также рынок пищевых концентратов (супы быстрого приготовления, коктейли). В отличие от сегмента детского питания, основные потребители не ограничены специальными микробиологическими и санитарными требованиями.
Наблюдается положительная тенденция увеличения использования мальтодек-стринов при производстве мороженого и мороженых десертов. Стабильным потребителем на сегодняшний день является компания «Нестле».
Таким образом, мальтодекстрины являются универсальным компонентом при производстве различных пищевых продуктов.
Кристаллическая глюкоза представляет собой продукт в виде белого мелкокристаллического порошка, получаемого в результате ферментативного гидролиза крахмала. Содержит более 99,5% чистой глюкозы, характеризуется высокой микробиологической чистотой.
Кристаллическая глюкоза нашла широкое применение в фармацевтической промышленности, пищевой, химической, а также для непосредственного потребления. Глюкоза - продукт высококалорийный, легкоусвояемый организмом, способствует быстрому восстановлению физической силы, укрепляет работу сердца. Является универсальной добавкой, укрепляющей силы во время реабилитации после болезни, при повышенной физической нагрузке. Глюкоза также используется для подслащивания смесей и напитков для детского питания, для производства изделий из теста, пирожных, диетических средств, десертов, мороженого, напитков, соков, фруктовых продуктов переработки.
В химической промышленности глюкоза является основным сырьем для производства сорбита - подсластителя для диабетиков, а также аскорбиновой кислоты (витамина С).
В пищевой промышленности в основном используются ценные качества глюкозы как средства, улучшающего сладость и вкус продуктов. Используется в производстве кондитерских изделий, мороженого, фруктовых десертов, сухих питательных смесей, безалкогольных напитков, фруктово-овощных изделий. Является заменителем сахарозы в производстве жевательных резинок. В производстве кондитерских изделий глюкоза используется как натуральный компонент, продлевающий устойчивость продуктов. Является источником питания для дрожжей и действует как наполняющий и структурообра-
зующий компонент. Добавление глюкозы в производстве вина ускоряет ферментацию, оказывает полезное воздействие на аромат вина и его характеристики. Глюкоза используется также как средство, регулирующее сладость напитков, производимых с использованием концентратов соков, газированных напитков, а также в производстве напитков из порошков.
Ежегодная потребность страны в медицинской и пищевой глюкозе оценивается примерно в 40-50 тыс. т. До недавнего времени в России потребность в кристаллической глюкозе удовлетворялась только за счет импортных поставок.
В 2019 г. в АО «БиоТех-Росва» в Калужской области запущено современное, отвечающее мировому уровню производство гидратной кристаллической глюкозы.
Клейковина (пшеничный глютен) является продуктом глубокой переработки пшеницы на крахмал. Это высокобелковый продукт, с содержанием массовой доли протеина в пересчете на сухое вещество 60-70 %, который используется в качестве белкового компонента в комбикормовом производстве, в производстве проламинового казеина и кормов для домашних животных [5, 7].
Пищевая промышленность является традиционной областью использования пшеничной клейковины. Изучение ее структурно-функциональных свойств позволило расширить область применения клейковины за счет различных ее модификаций, в частности ферментативного гидролиза. По сравнению с нативной клейковиной гидролизаты клейковины обладают лучшей пенообразующей и эмульгирующей способностью, а также более высокой растворимостью в воде.
Использование современных протео-литических ферментов для расщепления глютена до пептидов и аминокислот в настоящее время является перспективным направлением получения легкоусвояемых белковых продуктов. Полученные пептиды обладают большей растворимостью в сравнении с нерасщеплён-ным глютеном. При этом их способность к образованию пены, а также удержанию ее стабильности находит применение не только в производстве продуктов питания, но и при создании упаковочных биораз-лагаемых пеноматериалов. Другим направлением возможного использования пептидов пшеничного глютена является производство лекарственных препаратов. Полное расщепление глютена позволяет получить свободные аминокислоты, которые можно применять в продуктах спортивного и диетического питания.
Кроме использования пшеничной клейковины в качестве компонента различных пищевых продуктов, кормов для животных и аквакультуры, разработаны процессы ее использования в качестве основы для производства биоразлагаемых пластиков в результате смешивания с различными
пластификаторами. Биопластики на основе пшеничной клейковины нетоксичны и полностью биоразлагаемы.
Пшеничная клейковина незаменима в хлебопекарной отрасли в производстве макаронных изделий, в кондитерской промышленности как улучшитель структуры продукта, ее используют в производстве начинок для тортов, печенья и вафель. Также она находит применение в мясной отрасли в производстве колбасных изделий и замороженных мясных полуфабрикатов.
Кукурузный и пшеничный зародыши используются в качестве сырья для производства растительного масла, а также находят применение в производстве функциональных хлебобулочных изделий, в мясной промышленности, в качестве наполнителей премиксов.
Пищевые кислоты также являются важными продуктами глубокой переработки зерна. До настоящего времени основным сырьем в производстве пищевой лимонной кислоты остается свекловичная меласса. Однако меласса имеет непостоянный состав, сравнительно невысокое содержание ферментируемых углеводов. При этом в технологии лимонной кислоты использование токсичных химических реагентов для удаления из мелассы примесей отрицательно влияет на биосинтетическую способность продуцента лимонной кислоты - штамма Aspergillus niger.
В России до недавнего времени работал единственный завод по производству лимонной кислоты - ООО «Цитробел» (г. Белгород) мощностью '2 тыс. т в год, при потребности пищевой промышленности свыше 25 тыс. т. В настоящее время завод по финансово-экономическим причинам выведен из производства.
В России основным производителем молочной кислоты является ООО «Сухой крахмал и молочная кислота» («СКИМК», Рязанская обл.) производительностью до 2 тыс. т 40%-ной молочной кислоты в год, а потребность отечественной промышленности в молочной кислоте составляет более '0 тыс. т в год. Дефицит покрывается за счет импорта из Китая, Голландии и Бельгии.
На российском рынке представлены пять синтетических аминокислот: DL ме-тионин, L-лизин, L-треонин, L-триптофан и L-валин. Согласно данным экспертов, в животноводстве (при производстве комбикормов и премиксов) в основном используются три из них: лизин, метионин и треонин. По данным Росстата, объемы производства аминокислот, включающих кислородосодержащую функциональную группу, относительно стабильны и составляют в среднем 50 тыс. т ежегодно. Более половины объема рынка аминокислот в Российской Федерации приходится на лизин. По экспертным оценкам, объем потребления аминокислот будет увеличиваться ежегодно на 20 % при росте
потребностей животноводства в сбалансированных кормах [48].
Решение проблем импортозамещения, экологизации производства требует поиска наиболее доступных и безопасных источников сырья для микробиологического синтеза при производстве пищевых кислот. В этом отношении научный и практический интерес представляют безотходные технологии глубокой переработки зерна, позволяющие получить при оптимальных затратах на реализацию процессов ферментации крахмала целый ряд востребованных ингредиентов: пищевые кислоты, ферменты, биополимеры, пищевые волокна, индивидуальные и комплексные пищевые и биологически активные добавки, белок и витаминосодержащие кормовые добавки.
Проведенные научные исследования показали возможность использования для биосинтеза пищевых кислот природных полисахаридов, входящих в состав зерна различных злаковых сельскохозяйственных культур, таких как рожь, овес, ячмень, пшеница, рис, кукуруза.
Глубокая переработка зерна на основе ферментативной биотрансформации крахмала позволяет получить широкую гамму отечественных пищевых ингредиентов, закупаемых сегодня по импорту.
Технологическая схема глубокой переработки зерна включает комплекс технологических процессов, обеспечивающих максимальное количество стадий переработки зерна
Принципиальная схема глубокой переработки зерна представлена на рис. 1.
Как видно из рис. 1, сырьем для глубокой переработки могут служить различные виды зерна - пшеница, кукуруза, ячмень, рожь, овес, тритикале, горох.
В мировой практике наиболее востребованными являются те сельскохозяйственные культуры, которые дают наиболее высокий экономический эффект, как при производстве данного вида сырья, так и при его промышленной переработке, в зависимости от природно-климатических условий их выращивания. К таким культурам относятся кукуруза, пшеница, сорго, рис, ячмень, картофель, тапиока, батат.
В России основные объемы зернового крахмала производятся из кукурузы и пшеницы. В то же время сегодня проявляется интерес со стороны бизнеса к созданию производств по переработке гороха, на продукты глубокой переработки которого прослеживается тенденция повышенного спроса.
Производство крахмала и крахмало-продуктов в мире постоянно растет, что связано с увеличением спроса на эту продукцию в смежных отраслях экономики. На сегодняшний день в мире производится около100 млн т крахмала, из которых более половины направляется на производство сахаристых продуктов, четвертая часть используется в нативном
Аминокислоты: лизин, триптофан
. Принципиальная схема глубокой переработки зерна
Таблица 1
Валовой сбор кукурузы, пшеницы и картофеля в Российской Федерации в хозяйствах
всех категорий, млн т
Вид сырья 2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 г. 2020 г.
Кукуруза на зерно 15,281 13,208 11,419 14,282 13,5
Пшеница озимая и яровая 73,3 46 86,002 72,136 74,453 85,9
Картофель 22,463 21,708 22,395 22,075 21,5
виде и примерно столько же направляется на модифицикацию крахмалов.
Высокая динамика роста объемов производства крахмала, особенно в последние десятилетия, связана с увеличением его переработки на модифицированный крахмал и сахаристые продукты.
Сырьевая база. Основными видами сырья для производства крахмалопаточной продукции в России являются кукуруза, пшеница и картофель, объемы валового сбора которых приведены в табл. 1.
Кукуруза и пшеница являются основными, наиболее востребованными с экономической точки зрения видами сырья, при переработке которых издержки производства крахмала и крахмалопродуктов в значительной мере покрываются за счет выработки и реализации ценных побочных продуктов (глютен кукурузный, клейковина пшеничная, кукурузный зародыш или кукурузное масло, кукурузный экстракт, кормовые продукты).
В последние годы по экспертным оценкам сложилась следующая структура производства крахмала: удельный вес выработки крахмала и крахмалопродуктов из кукурузы - 61,0 %, пшеницы - 37,0 %, картофеля - 2 %.
В странах ЕС при сравнительно равных почвенно-климатических условиях с Россией переработка кукурузы, пшеницы и картофеля ведется примерно в равных долях. В России переработка пшеницы в последние годы начинает активно развиваться.
Приведенные данные показывают, что в странах ЕС объемы зернового сырья и
картофеля на переработку находятся примерно в равных соотношениях, а в России основным видом сырья являются зерновые культуры, доля переработки картофеля незначительна.
Доля пшеницы в структуре зерновых в России составляет до 70 %, поэтому в обозримой перспективе она останется основным сырьем для производства крахмала и крахмалопродуктов [4].
Территориальное размещение производственных мощностей в российских регионах представлено на рис. 2.
Перерабатывающие мощности расположены преимущественно в Центральном и Южном федеральных округах (свыше 90 %), а также в Северо-Кавказском федеральном округе (6 %), Приволжском федеральном округе (2 %), что обусловлено возможностью выращивания в этих регионах сырья, а также наличием потребителей продукции.
Сложившаяся ситуация с производством крахма-
ла и крахмалопродуктов в регионах Сибири и Дальнего Востока, где полностью отсутствует производство, а потребность в них удовлетворяется за счет импорта либо поставок данной продукции из
Рис. 2. География размещения перерабатывающих мощностей крахмалопаточной промышленности на территории Российской Федерации
центральных регионов страны, требует внесения корректировок в реализуемые программы развития агропромышленного комплекса Российской Федерации, федерального и регионального уровня. Это задачи большой государственной важности, это не только создание новых рабочих мест с выработкой продукции с большой добавленной стоимостью, но и закрепление населения в этих регионах страны.
Важно отметить, что объемы производства пшеницы, ржи, ячменя, тритикале в данных субъектах Российской Федерации достаточны для обеспечения производственных мощностей по их переработке, которые еще предстоит создать.
Основные предприятия - производители крахмала в России ООО «Каргилл», ООО «Амилко», ООО «Крахмальный завод Гулькевичский», ОАО «Хоботов-ское предприятие «Крахмалопродукт», ООО «Астон Крахмало-Продукты».
В 2018 г. на площадке индустриального парка «Росва» в Калужской области АО «Биотех Росва» введен в эксплуатацию современный завод производственной мощности по переработке пшеницы -250 000 т в год. Комплекс включает производство следующих видов продукции: крахмала пшеничного, клейковины, глюкозно-фруктозных сиропов с содержанием фруктозы 42 и 55 %, моногидрата глюкозы, сорбитола, сухого кормового продукта.
В 2020 г. пущен в эксплуатацию завод ООО «НьюБио» по переработке 450 т кукурузного зерна в сутки на крахмал, глюкозные сиропы, мальтодекстринов в Волгоградской области, оснащенный современной технологией и оборудованием мирового уровня.
Отечественное производство модифицированных крахмалов сосредоточено на 7 предприятиях, в том числе на ООО «Амилко», ООО «Звягинский крахмальный завод», ООО «НД-Техник» (Свет-лоградский крахмалопаточный комбинат), ООО «Чаплыгинский крахмальный завод».
Производственные мощности по выработке картофельного крахмала действуют в Брянской, Нижегородской, Орловской областях, Республике Мордовия и Чувашской Республике. Следует отметить, что большинство картофелекрахмальных предприятий требуют проведения существенной модернизации с целью доведения их до современного технического состояния и повышения их конкурентоспособности.
Российские крахмалопаточные предприятия по глубокой переработке зерна за последние годы значительно нарастили объемы производства патоки, на-тивных и модифицированных крахмалов. За последние 5 лет в России производство нативного крахмала увеличилось до 324 тыс. т ( + 41,7 %), производство разных видов крахмальной патоки до-
стигло 622,65 (+30,2 %), выпуск модифицированных крахмалов составил 58,5 (+ в 6,7 раза), производство глю-козно-фруктозных сиропов увеличилось до 198,9 тыс. т (+21,0 %) - табл. 2.
Как отметил О.И. Радин, президент Ассоциации предприятий глубокой переработки зерна «Союзкрахмал», индустрия глубокой переработки зерна сталкивается с определенными трудностями. Во-первых, с недостаточной информированностью потенциальных инвесторов об особенностях работы отрасли. Во-вторых, с нехваткой квалифицированных кадров для запуска и функционирования производств. В-третьих, будущим предприятиям необходимо продумывать вопросы обеспечения логистики, сбыта. Ассоциация предприятий глубокой переработки зерна ведет работу по всем направлениям с целью повышения информированности и интереса к отрасли, а также взаимодействует с органами власти.
В последние годы к отрасли глубокой переработки зерна проявляется повышенный интерес как со стороны бизнеса, так и со стороны государства. Это связано с высокими урожаями зерновых культур в России. Продукты глубокой переработки являются продукцией с высокой добавленной стоимостью, которой не хватает на отечественном рынке и которую выгодно экспортировать за границу.
О.И. Радин отметил также, что Министерство сельского хозяйства РФ разрабатывает меры по поддержке крахмало-паточной отрасли. В частности, на возмещение части затрат на логистику продукции, льготные краткосрочные кредиты на покупку сырья для последующей глубокой переработки, а также льготные инвестиционные кредиты на строительство либо модернизацию предприятий. отдельного внимания заслуживает механизм возмещения части прямых понесенных затрат на строительство либо модернизацию предприятий, реализующих инвестиционные проекты по глубокой переработке зерна. интерес государства, высокие урожаи и потребность российского бизнеса в продукции глубокой переработки повышают интерес инвесторов к продукции отрасли. Несколько таких проектов уже реализуются, а также обсуждаются возможности будущего строительства. «В связи с этим крахмалопаточную отрасль, как ведущую
отрасль по глубокой переработке зерна, можно считать весьма перспективной», -комментирует президент Ассоциации «союзкрахмал» олег Радин.
Для дальнейшего развития крахмалопаточной промышленности в разных регионах страны реализуются новые инвестиционные проекты, ведутся работы по модернизации и техническому перевооружению действующих предприятий. Как показывают расчеты, для ведения рентабельного производства производственная мощность вновь строящихся предприятий должна быть не менее 300 т переработки зерна в сутки.
Перспективы развития промышленности глубокой переработки зернового сырья зависят от создания современной инфраструктуры транспортировки, хранения сырья и готовой продукции.
Строительство предприятий по глубокой переработке зернового сырья с созданием промышленных кластеров требует проведения разумной государственной протекционистской политики по поддержке этого направления развития, которая направлена на реализацию имеющегося в полной мере потенциала российского агропромышленного комплекса, обеспечение производства конкурентоспособной продукции, создание новых рабочих мест и приостановку оттока населения из регионов Дальнего Востока и сибири в центральные регионы страны.
Комплексное решение проблем глубокой переработки зерна видится в разработке ведомственной целевой программы, где на основе частно-государственного партнерства решались бы вопросы поиска необходимых инвестиционных ресурсов, пространственное размещение новых производств, подготовка современных кадров. сложным остается вопрос и по обеспечению основных видов технологического оборудования, поскольку сегодня его потребности обеспечиваются в основном за счет импорта.
следует отметить, что в России имеются значительные резервы зерна для создания мощностей по его глубокой переработке: крахмал и его производные, органические кислоты, биоэтанол, биоразлагаемые полимеры и другие виды биохимической продукции [5].
Общий объем инвестиций оценивается ориентировочно в объеме 562-
Таблица 2
Производство крахмала и крахмалопродуктов в 2016-2020 гг., тыс. т*
Продукция 2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 г. 2020 г.
Крахмалы, кроме модифицированных 228, 6 228, 9 281,2 290,8 324,0
Крахмалы модифицированные 8 ,7 20, 5 40,4 51,4 58,46
Декстрины 7, 5 9 ,5 9,1 8,1 9,52
Патока крахмальная 478, 1 499, 5 571,2 591,3 622,65
Глюкозно-фруктозные сиропы 164, 4 176,1 153,7 198,92
ИТОГО 722,9 922,8 1078 1095,3 1213,55
*По данным Ассоциации предприятий глубокой переработки зерна «Союзкрахмал »
575 млрд руб., в том числе на создание мощностей глубокой переработки зерна 253 млрд руб., исследования по совершенствованию технологий глубокой переработки зерна 1,8 млрд руб.
Одним из продуктов глубокой переработки зерна на основе гидролизатов крахмала является лизин. Лизин - незаменимая аминокислота, повышающая усвояемость кормов, влияющая на продуктивность, привесы, интенсивность откорма. Введение в рацион лизина повышает использование организмом животных других аминокислот на 20-30 %, лизин используется в животноводстве в качестве кормовой добавки для увеличения привеса животных, роста надоев у коров и яйценоскости у кур. Это, в свою очередь, позволяет обходиться без белков животного происхождения, сохраняя те же показатели роста, и более экономично использовать корма растительного
Лизин
1 293 1 31в
1 153
3015 2016 2017 201 а 2019
Пшеничный глютен
2015 2016 2017 201S 2019
Рис. 4. Динамика мирового импорта продуктов
происхождения. Несмотря на высокую цену, использование лизина оправдывает себя и устойчиво растет последние шесть лет [9, 11].
В производстве лизина сахаристые продукты из крахмала используются в качестве компонента питательной среды.
При переработке пшеницы на лизин в ЗАО «Племзавод Юбилейный» (г. Ишим, Тюменская обл.) для получения продуктов ферментации используются А-крахмал, Б-крахмал и пентозаны.
В ЗАО «Завод Премиксов №1» (Белгородская обл., г. Щебекино) с 2015 г. осуществляется выпуск лизина в объеме 35 тыс. т в год из пшеницы. Технологическая схема переработки зерна пшеницы включает линии помола зерна, переработку пшеничной муки на крахмал, глюкозные сиропы, пшеничную клейковину, пшеничный корм.
Мировые тренды на рынке продукции глубокой переработки зернового сырья
определяют промышленно развитые страны. Лидерами производства продукции глубокой переработки зерна являются США, КНР и страны Европейского союза.
Мировые тренды на рынке продукции глубокой переработки зернового сырья определяют промышленно развитые страны. Лидерами производства продукции глубокой переработки зерна являются США, КНР и страны Европейского союза.
Структура и стоимость мирового экспорта основных продуктов глубокой переработки в 2019 г. представлена на рис. 3.
Мировой экспортный рынок декстринов, модифицированных крахмалов, лизина и мальтодекстрина суммарно составляет более 6 млрд долл. США, из которых доля России всего 0,2 %, или 9,9 млн долл. США.
Структура и стоимость мирового импорта основных продуктов глубокой переработки в 2019 г. представлены на рис. 4.
Динамика экспорта мальтодекстрина из России
»U №
- ГМ II
X»ÎM Z
■ 1 II II L
2017 »1« Ml*
- Объем, т Стоимость, тыс. долл. Экспорт патоки крахмальной из России
»(И
- И"" I'"
»17 101) »1»
Объем, т Стоимость, тыс. долл.
Растущий мировой интерес к здоровому образу жизни будет способствовать дальнейшему росту спроса на декстрины и модифицированные крахмалы, в то время как развитие пищевой промышленности формирует устойчивый спрос на пшеничный глютен.
Прогнозные оценки развития мирового рынка глубокой переработки представлены на рис. 5.
Рост производства крахмала и крахмало-продуктов объясняется возрастающим спросом на продукцию зеленой химии, ожидается, что к концу 2024 г. мировой рынок нативного крахмала в стоимостном виде превысит 7 млрд долл. США, а рынок модифицированного крахмала вырастет на 2,9 млрд долл. США за счет роста применения в бумажной, фармацевтической, текстильной отраслях промышленности, в производстве различных покрытий и биоразлагаемых полимеров.
Объем мирового рынка пшеничного глютена к 2024 г. достигнет 2,7-
Экспорт МДК и декстринов из России
тви
Динамика экспорта лизина из России 1Ю
ins
Iм" I'0" I
■ ■ ,„J I (И*
I I I Ii
1 »1
»17 »II ХИ4
о Объем, т ■ Стоимость, тыс. долл.
Экспорт пшеничного декстрина из России
»»7 WW) >1*1
tOWi Ш «IUI
um
1017 KU 101»
я Объем, т а Стоимость, тыс. долл.
W
1017 Mit »1»
• Объем, т ■ Стоимость, тыс. долл.
Экспорт кукурузного крахмала из России Il W)
uwi
1НИ
ISU
»17 101) 101*
объем, т стоимость, тыс. долл.
Рис. 3. Структура мирового экспорта продуктов глубокой переработки в 2019 г., млн долл. США
Модифицированные крахмалы и декстрины
з аз1 з so7
2015 2016 2017 201 в 2019
Мальтодекстрин
3015 201В 2017 201Я 2019
глубокой переработки зерна, тыс. т
Лизин
Пшеничный глютен
Китай Индонезия Корея США Россия Нидерланды Беларусь Германия Бразилия Таиланд Бельгия ОАЭ Другие
588
| 7
184
152
122 119
87
65
■ 24 23 17 17
35
Бельгия Германия Франция Австралия Китай Россия Литва Нидерланды Польша Беларусь Великобритания И тал и я Другие
100
200
300
400
600
600
202
200
250
Китай Таиланд Франция Малайзия Нидерланды США Бельгия Германия Россия Никарагуа Индонезия Другие
Мальтодекстрины
493
■ ISO 137
123
310
100
200
300
400
500
Рис. 5. Динамика мирового импорта продуктов глубокой переработки зерна, тыс. т
3,0 млрд долл. США. Около 55 % рынка пшеничной клейковины (глютена) используется в хлебобулочной и кондитерской промышленности.
Рост спроса на кондитерские и хлебобулочные изделия поддерживает мировой спрос на глютен. Среднегодовой темп роста рынка глютена в сегменте хлебобулочных и кондитерских изделий может составить около 4,4 -5,1 %. В сегменте применения глютена в качестве кормовой добавки для животных среднегодовой темп роста может достичь порядка 4,65,5 %. Рост спроса на сухую пшеничную клейковину связан также с увеличением производства средств личной гигиены, таких как средства для ухода за волосами, увлажняющие лосьоны для кожи.
Сегмент продуктов из изолята пшеничного белка рынка пшеничного белка превысил долю выручки в размере 590 млн долл. США в 2017 г. Этот сегмент вырос в основном за счет использования клейковины в качестве пищевой добавки с низким содержанием жиров и углеводов для спортсменов и людей, придерживающихся тенденции здорового питания.
Новые технологии, позволяющие модифицировать структуру клейковины и ее функциональность, дают возможность благодаря низкой стоимости конкурировать в пищевой промышленности с соевыми и молочными белками. В настоящее время это привело к развитию производства горохового белка в качестве лидера по замене мяса и молочных продуктов во многих странах мира. Резистентный гороховый крахмал пользуется спросом как популярный пищевой компонент из-за его
полезных физиологических эффектов и термостойкости во время обработки.
В результате производители пищевых продуктов предпочитают гороховый крахмал из-за высокого содержания резистентного крахмала и более медленной скорости переваривания. Кроме того, заводы по производству горохового крахмала сосредоточили свое внимание на разработке новых рецептур продуктов, чтобы увеличить свою долю рынка горохового крахмала, тем самым способствуя развитию рынка этого вида крахмала.
Рынок горохового крахмала оценивался в 2018 г. в стоимостном выражении в 91-92 млн долл. США и в среднесрочной перспективе будет расти темпами 8,39,5 % ежегодно.
В 2020 г. тенденция снижения цен на мировых рынках крахмалопродуктов позволила увеличить экспорт пшеничной
клейковины. В 2018 г. российские экспортеры поставили на внешние рынки пшеничной клейковины более чем на 52 млн долл. США. Экспорт клейковины из России в основном осуществляется подразделениями транснациональных корпораций.
США являются одним из основных импортеров российской пшеничной клейковины. По результатам 2019 г. американские компании закупили в России 35,3 % экспортируемой клейковины, уступив только Норвегии, поставки в которую оценивались в 26,6 млн долл. США [13, 14].
В последние годы определенный интерес к импорту российской клейковины проявляет Турция, хотя объемы эти незначительны и в стоимостном выражении составляют 1,2-2,0 млн долл. США.
Меры таможенно-тарифной политики Российской Федерации в части регули-
Таблица 3
Ставки ввозных и вывозных пошлин, НДС на продукты глубокой переработки зерна
в Российской Федерации
Продукт Импортная пошлина, % Экспорная пошлина, % НДС, %
Крахмалы нативные (кукурузный, пшеничный, картофельный, маниоковый, рисовый) 10 - 20
Модифицированные крахмалы 5 - 20
Декстрины 5 20
Мальтодекстрины 5 - 20
Лизин 5 10
Патока крахмальная 5 - 20
Глюкозно-фруктозные сиропы 5- 20
Кукурузный глютен 5 - 10
Пшеничный глютен 10 - 10
Постановление Правительства РФ от 31.12.2004 N 90В (ред. от 09.03.2020) «Об утверждении перечней кодов видов продовольственных товаров и товаров для детей, облагаемых налогом на добавленную стоимость по налоговой ставке 10 процентов»
Постановление Правительства РФ от 15.09.2017 N 1104 (ред. от 22.02,2019) «О предоставлении субсидий на компенсацию части затрат tía транспортировку с/х продукции»
Постановление Правительства РФ от 29.12.2016 N 1528 (ред. от 19.11.2020) «О предоставлении субсидий организациям, осуществляющим промышленную переработку с/х продукции и ее реализацию, по льготной ставке»
Постановление Правительства РФ от 12,02.2020 N 137 «О предоставлении ...межбюджетных трансфертов в целях софинансироэания расходных обязательств ... возникающих при возмещении части прямых понесенных затрат на создание и (или) модернизацию объектов по переработке с/х продукции»
Распоряжение Правительства РФ от 21.08.2019 N 1856-р «О перечне продукции для целей ч.1 ст.7 ФЗ «О развитии сельского хозяйства». Организациям, занимающимся переработкой с/х продукции, может быть оказана господдержка
Рис. 6. Государственная поддержка отрасли глубокой переработки зерна в Российской Федерации
рования импорта продуктов глубокой переработки зерна в Россию приведены в табл. 3.
В настоящее время государством реализуется ряд мер по поддержке развития производств по глубокой переработке крахмалосодержащего сырья в рамках принятых Правительством Российской Федерации государственных документов. Комплекс мер государственной поддержки развития отрасли представлен на рис. 5.
В настоящее время государством реализуется ряд мер по поддержке развития производств по глубокой переработке крахмалосодержащего сырья в рамках принятых Правительством Российской Федерации государственных документов. Комплекс мер государственной поддержки развития отрасли представлен на рис. 5. Научное обеспечение стратегии развития крахмалопаточной промышленности до 2035 г. направлено на разработку следующих технологических решений:
- биотехнология кристаллической глюкозы пищевого и медицинского назначения;
- технология новых сахаристых продуктов из крахмала и продуктов на их основе (полиолы, пищевые кислоты, аминокислоты) с использованием современных биотехнологических процессов;
- переработка на крахмал высококрахмалистых сортов картофеля, а также некондиционного картофеля в картофеле-продуктовом секторе;
- технология и производство новых видов модифицированных крахмалов с применением новых для пищевых и технических целей;
- комплексная переработка гороха на высокоамилозный крахмал, ценный белковый продукт и пищевые волокна;
- технология биоразлагаемых полимерных изделий на основе крахмала.
В настоящее время государством реализуется ряд мер по поддержке развития производств по глубокой переработке крахмалосодержащего сырья в рамках принятых Правительством Российской Федерации государственных документов. Комплекс мер государственной поддержки развития отрасли представлен на рис. 5. Научное обеспечение стратегии развития крахмалопаточной промышленности до 2035 г. направлено на разработку следующих технологических решений.
Инновационные проекты будут включать:
- создание новых комплектов оборудования для глубокой переработки зерна на крахмал, белковые концентраты и сухой корм на основе разработки новых биотехнологических, импульсно-волновых и нано-мембранных процессов обработки сырья;
- разработку и освоение производства гидроциклонных установок для разделения крахмало-белковых суспензий альтернативных видов крахмалсодержащего сырья;
- разработку и освоение производства инновационных машин и оборудования для побочных и вторичных продуктов пшенично-крахмального производства
- разработку на основе импульсно-волновых технологий нано-мембранных установок для разделения и концентрирования экстрактов пшенично-крахмального производства.
Так, в частности, в НИЦ «Курчатовский институт» - ГосНИИгенетика ведутся исследования в области глубокой переработки зерна на основе биосинтеза аминокислот, ферментных препаратов, нуклеотидов и нуклеозидов, витаминных препаратов, рекомбинантных белков
человека и животных, биологических средств защиты растений.
Во ВНИИ крахмалопродуктов разработаны инновационные технологии глубокой переработки нетрадиционных видов зернового крахмалосодержащего сырья, включая тритикале, рожь, ячмень, голозерный овес, белки которых лучше сбалансированы по незаменимым аминокислотам, чем пшеничные. Особый интерес представляет технология переработки зерна низкопентозанной ржи, переработка которой на крахмал более эффективна, чем традиционных сортов.
Глубокая переработка зерна озимой ржи должна стать инновационным направлением развития глубокой переработки зернового сырья. Это направление еще не получило своего развития в силу разных причин, однако рожь, в отличие от пшеницы и кукурузы, может выращиваться в более широком ареале и, следовательно, имеет значительный потенциал, до настоящего времени нереализованный в России. Из всех зерновых культур рожь имеет наиболее крупные зерна крахмала - до 60 мкм, что особенно важно в технологических процессах при осаждении и извлечении крахмала [1, 8].
Разработка технологии белковых продуктов и композитов с заданными составом и функциональными свойствами из растительного сырья является одним из приоритетных направлений увеличения и качественного совершенствования ресурсов продовольственного белка. В таких сортах ржи, как «Вятка 2», «Фаленская 4», «Кировская 89», содержание крахмала составляет более 60 % [1, 2].
Глубокая переработка зерна ржи включает в себя извлечение и фракционирование белков, аминокислотный состав кото-
рых более сбалансирован, чем у пшеницы и ячменя, белково-углеводный состав концентрата содержит белка 25-32 %, редуцирующих веществ 20-30 %, имеет сбалансированный состав незаменимых аминокислот, комплекс витаминов и минеральных веществ.
Белок ржи содержит все незаменимые аминокислоты, состав которых можно регулировать при разных условиях экстрагирования с применением протеаз и создавать белково-углеводные композиты для пищевых целей, которые могут служить эффективными добавками, повышающими биологическую ценность пищевых продуктов.
Глубокая переработка зерна ржи включает не только извлечение крахмала и его гидролиз на сахаристые продукты, но и извлечение белков с применением про-теолитических ферментных препаратов, что позволяет получать концентраты с содержанием белка до 30 %.
Разработка технологии белковых продуктов и композитов с заданным составом и функциональными свойствами является одним из приоритетных направлений увеличения и качественного совершенствования ресурсов продовольственного белка из растительного сырья, за этим направлением будущее.
Продолжает оставаться значительная импортозависимость по целому ряду продуктов глубокой переработки крах-малосодержащего сырья. Переработка зерна на крахмал и дальнейшая трансформация его в сахаристые продукты позволяет производить органические кислоты, на основе которых возможно производство биопластиков и другой продукции, но по перечисленным выше причинам промышленное производство отечественных пищевых кислот, биопластиков и пленок на основе крахмала пока не налажено.
Выводы. Глубокая переработка зернового сырья имеет большие перспективы развития ввиду востребованности продуктов на внутреннем и внешнем рынке с большой добавленной стоимостью и рационального использования сырьевых ресурсов. Инновационный характер развития крахмалопаточной промышленности по траектории технологий глубокой переработки повышает конкурентоспособность отрасли в целом, создает условия для устойчивого роста экономики предприятий отрасли. Применяемые при переработке крахмалосодержащего сырья технологии полного цикла решают многие проблемы экологии и при-родосбережения, укрепляют социальную структуру специалистов, проживающих в местах пространственного размещения промышленных объектов отрасли.
Следует особо отметить, что последнее десятилетие для крахмалопаточной промышленности было ознаменовано ростом
производственных мощностей, модернизацией действующих предприятий, концентрацией производства, что расширило диверсификацию экономики промышленности и обеспечило хорошую динамику выработки основных видов продукции, повысило ее конкурентоспособность.
Одним из основных конкурентных преимуществ России в развитии глубокой переработки зерна на базе промышленных биотехнологий является наличие достаточных ресурсов зернового сырья, производство которого неуклонно увеличивается.
Спрос на крахмалопаточную продукцию будет обусловлен дальнейшим развитием отраслей, потребляющих крахмал и его производные. В частности, в ближайшие годы будет расти спрос на сахаристые продукты из крахмала, особенно на мальто-декстрины, разные виды крахмальной патоки в связи с увеличением производства и потребления пищевых продуктов. Спрос на модифицированные крахмалы для многих отраслей промышленности и поставок на экспорт будет определять динамику роста производства в этом секторе промышленности.
На горизонте до 2030 г. ожидается рост мирового рынка продуктов глубокой переработки зерна за счет развивающихся стран Юго-Восточной Азии, Китая и Индии. Учитывая рост объемов зерновых культур и при условии создания современных производств по глубокой переработке в регионах Сибири и Дальнего Востока, Россия способна наращивать экспорт этой продукции на мировые агропродовольственные рынки.
Остается и ряд нерешенных проблем экологического характера по утилизации побочных продуктов и сточных вод, которые требуют значительных инвестиций для их решения. При разработке и внедрении биотехнологий для биокатализа крахмала используются в основном импортные ферментные препараты и оборудование.
Системное решение стоящих перед промышленностью задач и вывод ее на новый технологический уровень возможны только при разработке целевой программы развития, которая свяжет использование всех видов ресурсов на основе современных достижений научно-технического прогресса и новых форм организации производства. Создание современного образа крахмалопаточной промышленности обеспечит достижение национальных целей, предусматриваемых в разрабатываемой Стратегии развития России на период до 2030 г.
список источников
1. Андреев Н. Р. Основы производства нативных крахмалов. - М.: Пищепромиздат. 2001. 282 с.
2. Гольдштейн В. Г., Куликов Д. С., Страхова С. А. Перспективы глубокой переработки зерна пшеницы // Пищевая промышленность. 2018. № 7. С. 14-16.
3. Лукин Д. Н., Андреев Н. Р. К вопросу импортозамещения продуктов глубокой переработки зерна и картофеля // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий (Воронеж). 2014. № 4. С. 291-294. D0I:10.20914/2310-1202-2014-4-291-294
4. Гольдштейн В. Г., Лукин Н. Д., Радин 0. И. Побочные продукты крахмалопаточного производства - кормовые компоненты // Комбикорма. 2018. № 7-8. С. 54-56. DOI: 10.25741/2413-287X-2018-07-3-012
5. Бобренева И. В., Мерников Д. А. Новые виды полифункциональных пищевых добавок на основе текстурата клейковины // Мясная индустрия. 2017. № 5. С. 44-46.
6. Экспорт продукции глубокой переработки зерновых: тренды и возможности. БИ0ТЕХ 2030. Market review. Апрель 2019. Интернет-ресурс: http://biotech2030.ru/wp-content/ uploads/2019/03/Market-review_apr.19.pdf
7. Российский рынок крахмалопродуктов: итоги 2019 г. и текущий прогноз // Роскрах-малпатока. Агровестник. Интернет-ресурс: https://agrovesti.net/news/indst/rossijskij-rynok-krakhmaloproduktov-itogi-2019-goda-i-tekushchij-prognoz.html
8. Носовская, Л. П., Адикаева Л. В., Гольдштейн В. Г. Изучение целесообразности производства крахмала и побочных продуктов из шелушенного зерна ржи и ячменя // Пищевая промышленность. 2019. № 1. С. 60-63.
9. Кулев Д. Х., Негруца И. В. Инновационные технологии переработки крахмала // Вестник академии энциклопедических наук. Челябинск: Академия энциклопедических наук. 2016. № 1 (22). С. 17-25.
10. Андреев Н. Р., Куликов Д. С. Современные тенденции развития технологий крахмала и крахмалопродуктов // Пищевая промышленность. 2018. № 10. С. 26-30.
11. Егорова С. В., Соколова А. С. Глубокая переработка зерна с целью получения лизина // Сборник статей X Международной научно-практической конференции «European Scientific Conference». 2018. С. 120-124.
12. Берегатнова Е. В. Рынок продукции глубокой переработки зерна в РФ. Состояние и перспективы. Национальный исследовательский университет. Высшая школа экономики. Центр развития. 2016. И нтернет-ресурс: https://dcenter.hse.ru/ data/2017/03/10/116932289 2/Рынок%20 продукции%20глубокой%20переработки %20зерна%20в%20РФ%202016^
13. Wheat Protein Market Analysis 2024 / Global Statistics Report. Интернет-ресурс:
https://www.gminsights.com/industry-analysis/wheat-protein-market.
14. New market data 2019: Bioplastics industry shows dynamic growth. Интернет-ресурс: https://www.european-biop1astics. org/new-market-data-2019-bioplastics-industry-shows-dynamic-growth.
15. Распоряжение Правительства РФ от 12.04.2020 N 993-р «Об утверждении Стратегии развития агропромышленного и рыбо-хозяйственного комплексов Российской Федерации на период до 2030 года».
16. Постановление Правительства Российской Федерации от 14 июля 2012 года № 717 «Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия».
17. Агропромышленный комплекс России в 2019 году // Сборник подготовлен Департаментом экономики и государственной поддержки АПК на основе данных Росстата и Минсельхоза России. Москва: ФГБНУ Росин-формагротех. 2020.
18. Агропромышленный комплекс России в 2015 году // Сборник подготовлен Департаментом экономики и государственной поддержки АПК на основе данных Росстата и Минсельхоза России. Москва: ФГБНУ Росин-формагротех. 2016.
REFERENCES
1. Andreev N. R. Osnovy proizvodstva nativnyh krahmalov [Basics of native starch production]. Moscow: Pischepromizdat. 2001;282: p. (In Russ.)
2. Gol'dshtejn V. G., Kulikov D. S., Strahova S. A. Prospects for deep processing of wheat grain. Food industry. 2018;7:14-16.
3. Lukin D. N., Andreev N. R. On the issue of import substitution of products of deep
processing of grain and potatoes. Bulletin of the Voronezh State University of Engineering Technologies. Voronezh. 2014;4:291-294. D0I:10.20914/2310-1202-2014-4-291-294
4. Gol'dshtejn V. G., Lukin N. D., Radin O. I. By-products of starch production - feed components. Compound feed. 2018;7-8:54-56. DOI: 10.25741/2413-287X-2018-07-3-012.
5. Bobreneva I. V., Mernikov D. A. New types of multifunctional food additives based on gluten texturate. Meat industry. 2017; 5:44-46.
6. Export of products of deep processing of grain: trends and opportunities. BIOTECH 2030. Market review. Aprel' 2019. Internet resource: http://biotech2030.ru/wp-content/ uploads/2019/03/Market-review_apr. 19.pdf
7. The Russian market of starch products: the results of 2019 and the current forecast. Roskrahmalpatoka. Agrovestnik. Internet resource: https://agrovesti.net/news/indst/ rossijskij-rynok-krakhmaloproduktov-itogi-2019-goda-i-tekushchij-prognoz.html
8. Nosovskaya L. P., Adikaeva L. V., Gol'dshtejn V. G. Study of the feasibility of the production of starch and by-products from the husked grain of rye and barley. Food industry. 2019;1:60-63.
9. Kulev D. H., Negruca I. V. Innovative technologies of starch processing. Bulletin of the Academy of Encyclopedic Sciences. Chelyabinsk: Akademiya enciklopedicheskih nauk. 2016;1(22):17-25.
10. Andreev N. R., Kulikov D. S. Modern trends in the development of starch and starch products technologies. Food industry. 2018:10;26-30.
11. Egorova S. V., Sokolova A. S. Deep processing of grain in order to obtain. Collection of articles of the X International Scientific and Practical Conference «European Scientific Conference». 2018;120-124.
12. Beregatnova E. V. The market of products of deep processing of grain in the Russian Federation. State and prospects. National Research University. Higher School of Economics. Development center. 2016;Internet resource: https://dcenter.hse. ru/data/2017/03/10/1169322892/Rynok%20 produkcii%20glubokoj%20pererabotki%20 zerna%20v%20RF%202016.pdf
13. Wheat Protein Market Analysis 2024 / Global Statistics Report. Internet resource: https://www.gminsights.com/industry-analysis/wheat-protein-market.
14. New market data 2019: Bioplastics industry shows dynamic growth. Internet resource: https://www.european-bioplastics. org/new-market-data-2019-bioplastics-industry-shows-dynamic-growth.
15. Rasporyazhenie Pravitel'stva RF ot 12.04.2020 No. 993-r. Decree of the Government of the Russian Federation of 12.04.2020 N 993-r «On approval of the Strategy for the development of agro-industrial and fisheries complexes of the Russian Federation for the period up to 2030».
16. Resolution of the Government of the Russian Federation No. 717 of July 14, 2012 «State Program for the development of agriculture and regulation of agricultural Products, raw materials and food markets».
17. Agro-industrial complex of Russia in
2019. The collection was prepared by the Department of Economy and State Support of agriculture on the basis of data from Rosstat and the Ministry of Agriculture of the Russian Federation. Moscow: FGBNU Rosinformagrotekh.
2020.
18. Agro-industrial complex of Russia in
2015. The collection was prepared by the Department of Economy and State Support of agriculture on the basis of data from Rosstat and the Ministry of Agriculture of the Russian Federation. Moscow: FGBNU Rosinformagrotekh,
2016.
Информация об авторах
Лукин Николай Дмитриевич, д-р техн. наук, профессор ВНИИ крахмалопродуктов - филиал ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, 140051, Московская обл., Люберцы, д.п. Красково, ул. Некрасова, д. 11, vniik@arrisp.ru Серегин Сергей Николаевич, д-р экон. наук, профессор ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, 109316, Москва, ул. Талалихина, д. 26, s.seregin@fncps.ru Сидак Марина Владимировна, канд. экон. наук
Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, 115998, Москва, пер. Стремянный, д. 36, MarynaSidak@gmai1.com Сысоев Георгий Владимирович
Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, 109428, Москва, 1-й Институтский пр-д, д. 5, sysoev.gv@gmai1.com
Information about the authors
Nikolay D. Lukin, Doctor of Technical Sciences
The All-Russian Research Institute of Starch Products - Branch
of V.M. Gorbatov Federal Science Center of food systems of RAS, 11,
Nekrasova str., Kraskovo, Lyubertsy district, Moscow region, 140051,
vniik@arrisp.ru
Sergey N. Seregin, Doctor of Economic Sciences, Professor V.M. Gorbatov Federal Science Center for food systems of RAS, 26, Talalikhina str., Moscow, 109316, s.seregin@fncps.ru Marina V. Sidak, Candidate of Economic Sciences
Plekhanov Russian University of Economics, 36, Stremyanniy lane, Moscow, 115998, MarynaSidak@gmail.com Georgy V. Sysoev
Federal Scientific Agroengineering Center VIM, 5, 1 Institutskyi passage, Moscow, Russian Federation, 1094285, sysoev.gv@gmail.com
Статья поступила в редакцию 19.07.2021; принята к публикации 25.10.2021. The article was submitted 19.07.2021; accepted for publication 25.10.2021.
