CC BY
9РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ОГОЛЕННЫХ СЕМЯН ХЛОПЧАТНИКА ФЕРМЕНТАТИВНЫМ СПОСОБОМ
1 2 3
К.К. Назаров., А.М. Соатов, ^удратхужаева М.А.
Ташкентский государственный технический университет, доц.
2Ташкентский государственный технический университет, докторант,
asqarsoatov@gmail.com
3Ташкентский государственный технический университет, асс. https://doi.org/10.5281/zenodo.8371725 Abstract. Nowadays, seeds are dehydrated mainly by two methods, mechanical and chemical, and hence the rate of seed germination is reduced as a result of chemical and mechanical action on the seeds. Using biotechnological methods, i.e. enzymatic hydrolysis of the seeds, the upper seed fibers were completely bio converted by enzymes, and a high degree of degradation was observed in samples other than the upper seed fibers. This study presents the development of a bioreactor project for the denudation of cotton seeds. Thanks to the proposed method, it becomes possible to use innovative technologies for the production of cotton seeds for sowing and can significantly increase the efficiency of germination of cotton seeds and reduce economic costs during sowing.
Keywords: mechanical and chemical methods, enzymatic hydrolysis, bioconversion, remove, innovative technologies
Аннотация. Хозирги кунда гуза уруглигини (чигитни) асосан икки усулда механик ва химиявий усулда туксизлантирилади ва шу сабабли чигитларни униб чициш даражаси чигитга химик ва механик таъсирлар натижасида камаяди. Fyза уруглигини (чигитни) биотехналогик усуллардан фойдаланган %олда яъни ферментатив гидролиз усулида чигит устки толлалари ферментлар таъсирида тулиц биоконверсияланиб, чигит устки толалардан бошца намуналарга нисбатан юцори даражада туксизланиши кузатилган. Ушбу илмий тадцицот ишида гуза чигитини туксизлантириш учун биореактор лойщасини ишлаб чициш кузда тутилган. Таклиф этилаётган усул орцали гуза уруглигини (чигитни) тайёрлаш жарайонида иновацион технологияларни цуллаб, гуза уруглигини (чигитни) униб чициши самарадорлигини кескин оширишга ва экиш пайтида ицтисодий харажатларни камайтиришга эришиш мумкин.
Калит сузлар: механик ва химиявий усул, ферментатив гидролиз, биоконверсия, туксизлантириш, иновацион технология
Аннотация. В настоящее время семена обезвоживаются в основном двумя способами, механическим и химическим, и, следовательно, скорость прорастания семян снижается в результате химического и механического воздействия на семена. с использованием биотехнологических методов, т.е. ферментативного гидролиза семян, верхние волокна семян были полностью биоконвертированы ферментами, и в образцах, отличных от верхних волокон семян, наблюдалась высокая степень деградации. Настоящая исследование представляют разработку проекта биореактора для оголения семян хлопчатника. Благодаря предлагаемым методом открываются возможность использование инновационных технологий производства семян хлопчатника для посева и может значительно повысить эффективность прорастания семян хлопчатника и снизить экономические затраты при посеве.
Ключевые слова: механические и химические методы, ферментативный гидролиз, биоконверсия, оголения, инновационные технологии.
Хлопчатник является одной из основных технических культур Узбекской Республики. Для удовлетворения возрастающих потребностей населения необходим перевод аграрной отрасли на индустриальные рельсы путем полной механизации и автоматизации технологических процессов [1].
Почвенно-климатические условия и накопленный опыт хлопкосеющих зон помогают развитию этой важной отрасли сельского хозяйства.
Такие страны как Китай, Индия, Пакистан, Турция уделяют особое внимание хлопчатнику как ценнейшему культурному растению - из него вырабатывают более 200 видов продукции, необходимой для удовлетворения потребностей населения.
Хлопок на мировом рынке наряду с нефтью, газом, сахаром, кофе, зерном занимает важное стратегическое место, поэтому необходимо уделить особое внимание разви- тию этой культуры и предоставить ему государственный приоритет.
Узбекистанские учёные, начиная с 1960 года по настоящее время, проводят многочисленные научно-исследовательские работы в этой отрасли.
Нами разработана новая технология подготовки семян хлопчатника путём оголения и точного их посева с заданным числом семян в гнезде. С целью осуществления той задачи был создан механизированный и автоматизи- рованный экспериментальный цех (заводского типа) по новой технологии (рис. 1).
Хлопок продолжает доминировать на рынке натуральных волокон. Он имеет наибольший технический и экономический потенциал для модифицирования с помощью технологических средств. Это долгосрочный подход к разработке хлопкового волокна с модифицированными свойствами, такими как повышенная прочность, длина, внешний вид, зрелость и цвет [1]. Выращивание органического хлопка даст возможность получить экологические чистый волокна. Цены на него стабильно высоки. Кроме того не нужно тратить деньги на дорогую химию — тот, кто выращивает экологически чистый хлопок, удобряет свои поля компостом и навозом. В этом случае окупается даже небольшой урожай. Однако, пока биоволокно составляет менее одного процента от объема всего хлопка, выращиваемого в мире [2]. Существующие в настоящее время методы оголения семян являются энергоёмкими (механический, аэродинамический) или экологически вредными (химический).
Существующие методы механического и аэродинамического оголения хлопковых семян создают возможности получать ежегодно до 200 тыс тонн подпушка. Однако пока он не находит применения.
Известно что, волокнистый част семена хлопчатника состоит от целлюлозы и целлюлоза под действием целлюлазных ферментов расщепляется до глюкозы.
Исходя из этого у нас возникла идея разработать новый метод ферментативного оголения семян хлопчатника, при котором в качестве конечного продукта являлась глюкоза. Предлагаемый нами метод неэнергоемкий и экологически чистый [3].
Перед нами стояла задача определение соотношение ферментных препаратов для гидролиза волокно хлопчатника так как волокно основном состоит из целлюлозы.
Важными факторами, влияющими на эффективность ферментативного гидролиза целлюлозы являются качественный и количественный состав целлюлазного комплекса, а также кинетические параметры действующих компонентов[1].
Согласно современным представлениям в состав целлюлазного комплекса могут входить эндоглюконаза, целлобиогидролаза, экзоглюкозидаза и целлобиаза, причем компонентный состав и активность отдельных компонентов значительно варьируют в зависимости от вида и условий культивирования микроорганизмов-продуцентов целлюлазного комплекса [2]. В связи с этим первой задачей. которую обычно решают при разработке метода ферментативного гидролиза данного целлюлозного сырья - это выбор наиболее активной композиции ферментных препаратов. Поэтому мы в первую подбирали композицию ферментов для гидролиза подпушка семян хлопчатника. результаты представлены в таблице. Как видно из таблицы 5 полное оголение семян достигается за 3 - 6 часов. При этом из подпушка образуется глюкоза с выходом 3 - 8 г/л. [4]
Влияние соотношения целоверидинаГЗх и пектофоетидинаГЗх на продолжительность оголения семян хлопчатника. Е= 50 ед/г, Е = 3%, Б = 50 шт, 1 = 45°
Состав ферментного препарата Соотношени е целл/пектоф Время оголени я, часы Начальна я скорость оголения Выход глюкозы , г/л Оголенны е семена Неого- ленные семена
целловиридин пектофоетидин 1:1 4 0,176 0,704 19 31
целловиридин пектофоетидин 2:1 3 0,349 1,056 30 20
целловиридин пектофоетидин 3:1 4 0,521 2,156 41 9
целловиридин пектофоетидин 4:1 3 0,831 2,920 50 -
целловиридин пектофоетидин 5:1 4 0,656 2,420 39 11
целловиридин пектофоетидин 6:1 4 0,315 1,298 44 6
Затраты на ферментные препараты могут окупиться, в результате продажи глюкозного сиропа, который является ценным продуктом для химической, микробиологической и пищевой промышленности. Попутно решается проблема утилизации подпушка, который остается при механическом и аэродинамическом оголении семян.
Рисунках преведены А неоголеная и В огленные семена с помощью ферментов. Дальнейшем представлены волокнистий часть семены до обработки и после обработки Необходимо отметить, что несмотря на то, что 100% семян оголяются в течение Зчаса ферментативного гидролиза при выходе глюкозы 1,58 г/л, в растворе остается часть негидролизованной целлюлозы. Оголенные семена можно отделить от реакционной смеси
и продолжить гидролиз без семян до полного расщепления целлюлозы, до уровня выхода глюкозы 1,90 г/л.
Таким образом, в результате наших исследований разработан метод ферментативного гидролиза подпушка семян хлопчатника, который может быть использован в семеноводстве для получения оголенных семян
REFERENCES
1. Мамедов, H.H. Индустриальный метод подготовки семян хлопчатника и точный посев в условиях Азербайджана [Текст] / H.H. Мамедов, С.Х. Багиров // Сб. статей БГУ, 2009.
2. Как выращивают и собирают хлопок в разных странах мира [Электронный ресурс] LIVEJOURNAL // 16 окт, 2013 - Режим доступа: http://zinfira.livejoumal.com/30323.html, свободный.
3. Nazarov K.K., Soatov A.M. Investigation of hydrolytic activity of enzyme products during hydrolysis of cellulose in cotton fiber. American Journal of Interdisciplinary Research and Development \ISSN Online: 2771-8948., 81-87 б. http://www.ajird.journalspark.org
4. Назаров К.К., Соатов A.M., Шомуродов Н. Fy3a чигитини ферментатив усулда туксизлантириш жараёни учун биорeактор лойщасини яратиш, « Инновацион
техника ва технологияларнинг цишлоц хужалиги - озщ-овцат тармогидаги муаммо ва истщболлари» мавзусидаги II-Халцаро илмий ва илмий-техник анжумани ИЛМИЙ ИШЛАР ТУПЛАМИ1-КИСМ Тошкент-2022. 455-456 б
5. Nelson M.I., Kelsey R.G., Shafizaden F. Anhancement enzymatic hydrolyses by Simultaneus attrition of cellulosed Substrates. // Bio-technol and Bioeng, 1982, jild 24, p 293-294 Malykin V.K. Mazur T.M., Bershova va boshqalar.
6. N. N. Nutsubidze, P. T. Todorov, M. A. Patron, L. F. Lara, B. R. Hung, F. Dominguez, A. A. Klyosov, (2014) Cellulolytic Enzymes of Lobster: activity and properties" Biotechnology & Bioindustry, pp. 19-21.
