Использование отходов рожкового мышца и циркулярная экономика
При переработке рожкового дерева из зерна получают камедь, муку, патоку или сахарный сироп — из плодовой мякоти; каждый из этих процессов оставляет побочные продукты, такие как мякоть, скорлупа семян и зародыш. Подход круговой экономики направлен на оценку этих потоков как сырья для новых продуктов, а не на восприятие как отходы.
В этой статье мы обсуждаем, какие побочные продукты возникают при переработке рожковой рожки, как они исследуются в сферах пищевых питаний, кормов, ферментации и материалов, а также практические вызовы, с которыми сталкиваются при применении в свете научных исследований.
Откуда берутся побочные продукты при переработке рожкового дерева?
Стручки рожкового дерева экономически делятся на две основные части: ядро и мякоть. В составлении Родригеса-Солана и др. (2021) говорится, что ядро является ценной частью получения гаммы рожкового дерева, а мякоть фрукта рассматривается как побочный продукт фруктоперерабатывающей промышленности. В том же обзоре подчеркивается, что мяккоть плода — ценная смесь, содержащая углеводы, витамины, минералы и функциональные вторичные метаболиты, и в последние годы было проведено множество исследований для расширения её коммерческого использования.
Основные побочные продукты, возникающие в разных точках цепочки обработки, включают:
| Побочный продукт | Процесс, в ходе которого он возник | Изученные пути оценки |
|---|---|---|
| Оболочка сердца | Удаление коры до образования жвачки | Источник антиоксидантных компонентов, пищевая добавка |
| Зародыш (эмбрион ядра) | Отделение эндосперма | Мука, богатая белком, кормовой сырь |
| Патока и мякотка сиропа | Извлечение сахаров из мякоти фруктов с помощью воды | Волокнистый пищевой ингредиент, субстрат для ферментации |
| Обезсахаренная мяккоть фруктов | Промышленная добыча сахара | Биотопливо, биоуголь, корм |
| Детали под сита и некачественные | Дробление, отсеивание и классификация | Корм, ферментация |
Состав каждого из этих побочных продуктов различается. Например, оболочка зерна представляет интерес с точки зрения полифенолов, тогда как масса патоки — это материал, который удалил большую часть сахаров, но сохраняет волокно и фенольные компоненты. Таким образом, «отходы рожкового дерева» — это не один материал, а группа потоков, требующих различных способов оценки.
Побочные продукты переработки сердечника: раковина и зародыши
Диапазон саранчи образуется из эндосперма в центре ядра. Для этого ядро сначала должно быть освобождено от твёрдой скорлупы, а затем эндосперм отделен от зародыша. Этот процесс оставляет два важных побочных продукта — скорлупу и зародыш.
Ядро корпуса: Медроньо и др. (2025) стремились разработать более умеренный и устойчивый метод, отмечая, что процесс вырубки, необходимый для извлечения камеди, традиционно выполнялся в суровых условиях. В исследовании было отмечено, что зерна, обработанные с помощью оптимизированной системы на основе кислотной воды, остались морфологически целыми, а их цветовые характеристики сопоставимы с коммерческими образцами. Изменение метода оболочки также напрямую влияет на то, как можно оценить итоговый поток коры. Мартин-Диана и др. (2017) исследовали использование зародышей рожкового дерева и коры ядра в качестве естественных антиоксидантных компонентов в безглютеновых крекерах.
Зародыш: База данных Feedipedia, которая собирает источники корма для животных, определяет зародышную муку рожкового как побочный продукт экстракции камеди и показывает его как богатый белком кормовой компонент с примерно 50 процентами сырого белка в сухом веществе (Feedipedia). Использование зародёной муки в пищевых продуктах — отдельный вопрос, который исследуется в безглютеновых продуктах из-за глютеновых свойств зародышевых белков.
Похожий подход применяется и на уровне всего семян. Santonocito и др. (2020) изучили экстракты семян рожкового дерева, которые на протяжении веков в основном считались отходами; они сообщили, что особенно зрелые экстракты семян демонстрируют интересную антиоксидантную активность благодаря содержанию процианидина, и что эти экстракты можно оценивать в области пищевых добавок и нутрицевтиков.
Патока и мякть сиропа: Возвращение к еде
При производстве рожковой патоки фрукты обрабатываются водой, а сахара переходят в жидкую фазу. Оставшаяся твёрдая часть — мякотка патоки — является одним из наиболее изученных потоков побочных продуктов рожкового дерева в Турции. Этапы производства патоки Что такое рожковая патока и как её делают? Мы объяснили это в нашей статье.
Два недавних исследования, проведённых в Турции, дают конкретные примеры того, как это волокно может быть переработано в пищу:
Исследование намазываемого сыра: Özbek и Özdemir (2024) добавили 5, 10 и 15 процентов мякоти рожковой патоки в формулу, превратив традиционный сыр Средиземноморского региона сыр торт в продукт, который можно намазать. Добавление мякоти увеличило сухое вещество, золу, углеводы, антиоксидантную активность и общее содержание фенольных веществ в сырах, одновременно снижая содержание жира и белка. Наиболее ценным примером в сенсорной оценке стал сыр, содержащий 5 процентов мякоти. Это исследование также является хорошим примером циркулярной экономики с точки зрения оценки двух различных побочных продуктов (сывороточная и патока) в одном продукте.
Функциональная работа хлеба: Tusat и др. (2025) разработали белый хлеб, обогащённый рожковой патокой, мукой из мякоти и зародышами пшеницы. Тестовый хлеб, содержавший 20 процентов муки из мякоти и 20 процентов зародышей пшеницы, содержал значительно больше клетчатки, полифенолов, антиоксидантов и устойчивого крахмала, чем контрольный хлеб. В краткосрочном вмешательстве со здоровыми добровольцами не было выявлено значимых различий в показателях глюкозы в крови и окислительном статусе; однако тестируемый хлеб усилил ощущение сытости.
Эти два исследования показывают, что мяккоть может быть не только «начинкой», но и компонентом, способствующим питательному профилю продукта. Однако результаты следует интерпретировать умеренно: как и в исследовании с хлебом, улучшение состава не всегда приводит к измеримому эффекту для здоровья.
Оценка ферментации: биоэтанол и биополимер
Высокое содержание сахара в кэробе делает его подходящим источником пищи для микроорганизмов. По этой причине как сами фрукты, так и твёрдые отходы, оставшиеся от производства сиропа, часто используются в исследованиях ферментации.
В исследовании с участием турецких исследователей Турхан и др. (2010) изучали преобразование экстракта, полученного из рожковых плодов, в этанол с помощью дрожжей Saccharomyces cerevisiae; исследование обсуждалось в контексте использования сельскохозяйственной продукции, не используемой в производстве возобновляемой энергии. В исследовании, проведённом в Ливане, Bahry и др. (2017) описали процесс производства биоэтанола второго поколения из твёрдых отходов, оставшихся после приготовления сиропа из рожкового сиропа. Сообщалось, что твердотельная ферментация проще в эксплуатации, требует меньше воды и может достигать до 155 граммов этанола на килограмм отходов.
Ферментация не ограничивается только производством топлива. Djerrab и др. (2022) продемонстрировали производство полигидроксибутирата (PHB), биоразлагаемого биополимера, с использованием штамма бациллы в лабораторном масштабе, используя патоку из оставшихся рожковых плодов в качестве углерода. Такие исследования показывают, что побочные продукты рожкового дерева могут быть источником продуктов с высокой добавленной стоимостью, таких как пластиковые альтернативы.
Материалы и энергия: случай биоугля
Ещё один вариант для остатков рожкового дерева, которые были обезсахарены и не могут быть использованы для пищи или ферментации, — это производство энергии и материалов посредством термической обработки. Infurna и др. (2022) — пиролиз отходов рожкового дерева, оставшиеся после извлечения глюкозы на местном заводе, производящем кондитерские изделия. В процессе сначала добывали биотопливо, а затем оставшуюся твёрдую часть (биоуголь) добавляли к биоразлагаемому пластику (PBAT) в качестве наполнителя. Сообщалось, что частицы биоугля могут замедлять окисление пластмассы светом при ускоренном старении.
Этот пример соответствует принципам циркулярной экономики, поскольку он иллюстрирует «постепенное» использование, при котором сначала получается энергия, а затем материалы из одного и того же потока отходов.
Оценка в кормах для животных
Одним из самых древних и распространённых способов оценки рожкового дерева и его побочных продуктов является корм для животных. По данным Feedipedia, целые измельчённые стручки могут использоваться как у жвачных, так и у нежвачных животных; сухие фрукты с косточками, богатые сахаром сухих фруктов (сухой корм) и зародышевая мука, являющаяся побочным продуктом производства камеди, также входят в сырьё корма. В том же источнике отмечается, что стручки рожкового дерева и побочные продукты содержат значительное количество танинов, а содержание танинов может ограничивать их использование в животных рационах (Feedipedia).
Использование кормов предоставляет практический выход для ручьёв, которые нельзя превратить в пищу, но которые обладают питательной ценностью. Однако здесь важны и контроль влаги, плесени и микотоксинов; особенно влажную мякоту следует сушить без ожидания или использовать за короткое время.
Постепенная оценка с точки зрения циркулярной экономики
Основная идея циркулярной экономики заключается в сохранении ценности ресурса как можно дольше и на максимальном уровне. Для побочных продуктов рожкового дерева этот подход обычно рассматривается в следующем порядке приоритета:
| Пищевой компонент | Клетчатка и полифенол сохраняют целлюлозу и экстракты раковин |
| Нутрицевтические и косметические сырьевые материалы | Антиоксидантные экстракты из семян и скорлуп |
| Корм для животных | Зародышевая мука, сухой корм и части сита |
| Продукты ферментации | Биоэтанол, органические кислоты, биополимеры |
| Материалы и энергия | Пиролиз, биоуголь и биотопливо |
Этот порядок не является строгим правилом; выбранный путь зависит от состава и количества побочного продукта, рынков рядом с заводом и экономических условий. Однако общий принцип заключается в том, можно ли считать поток пищей для человека или продуктом с высокой добавленной стоимостью, а если это невозможно — соответственно вариантов кормов, ферментации и энергии.
Проблемы при реализации
Большинство лабораторных исследований показывают, что побочные продукты рожкового кэроба можно оценивать технически. Перевод их в коммерческий масштаб требует решения некоторых практических задач:
| Сезонность | Поток побочных продуктов не является регулярным в течение года, так как сбор и переработка концентрируются в определённые периоды. |
| Влажность и деградация | Влажная масса подвержена микробному порче за короткое время; сушка требует дополнительной энергии и затрат. |
| Вариабельность состава | Сорт, год сбора урожая и условия обработки влияют на характеристики побочных продуктов. |
| Безопасность пищевых продуктов и законодательство | Побочные продукты, которые вернутся в пищу, должны собираться в соответствии с правилами гигиены пищи и быть отслеживаемыми. |
| Экономия на масштабе | Применения, такие как биоэтанол и биополимеры, могут стать экономически выгодными только при достаточном и непрерывном поступлении сырья. |
Эти проблемы показывают, что оценка побочных продуктов рожкового дерева — это не просто вопрос технологий; это требует логистики, управления качеством и межотраслевого сотрудничества.
Часто задаваемые вопросы
Что делает мякоть рожковой патоки? Исследования, проведённые в Турции, показали, что мякотка патоки может использоваться как источник клетчатки и фенольных веществ в таких продуктах, как хлеб и сыр с намазкой. Мякотка также может использоваться как кормовой и ферментационный сырь.
Является ли оболочка семян рожкового дерева отходами? Хотя традиционно это рассматривается как побочный продукт, исследования показывают, что экстракты коры и зерен могут быть источником антиоксидантных компонентов.
Можно ли производить топливо из рожкового дерева? В лабораторных и пилотных исследованиях было показано, что биоэтанол можно получить из экстракта рожкового дерева и отходов сиропа. Коммерческая жизнеспособность зависит от непрерывности сырья и стоимости.
Можно ли безопасно использовать побочные продукты в кормах для животных? Рожковый дерево и его побочные продукты используются в кормах; однако содержание танинов может ограничивать их потребление, а контроль влаги и плесени важен. Для планирования рациона следует обратиться к диетологу для животных.
Устойчивое снабжение рожкового клише с Carob Türkiye
Рожковый мужик — это продукт, который можно оценить практически в каждой части при правильном планировании. Семена можно превратить в гум и растягивание, мякоть плодов — в муку, патоку и сухой корм, а остатки обработки — в корм, ферментацию и материалы. Такой целостный подход одновременно повышает экономическую ценность и снижает экологическую нагрузку на производство.
В Carob Türkiye мы поставляем рожковые фрукты, крошки, муку/порошок, семена и экстракты. Для получения информации о нашей продукции Перелом рожкового колеса (зернистый), Рожковое семя и Наши продукты Вы можете просматривать страницы для получения оптовых и экспортных запросов. Вы можете связаться с нами.
Внутренние ресурсы
Özbek, Ç., Özdemir, Y., «Возрождение традиционного турецкого деликтного сыра в намазываемую форму: усиление биоактивных и сенсорных свойств с использованием мякоти рожковой патоки, являющейся пищевыми отходами», Food Science & Nutrition, 12(8), 6034–6044, 2024 (исследование, проведенное в Турции). DOI.
org/ 10. 1002/ FSN3. 4239 Tuşat, E., Parlak, E., YĀldırım, G., Öztop, K., Gülşen, B., Özdemir, Y., Uysal, Y., «Влияние белого хлеба, обогащённого мукой, мукой из мякоти рожковой патоки и зародышей пшеницы, на гликемический ответ и антиоксидантную способность у здоровых людей», Food Science & Nutrition, 13(12), e71046, 2025 (исследование, проведённое в Турции). DOI.
org/ 10. 1002/ FSN3. 71046 Турхан, И., Бялка, К. Л., Демирчи, А., Кархан, М., «Производство этанола из экстракта рожкового квена с использованием Saccharomyces cerevisiae», Bioresource Technology, 101(14), 5290–5296, 2010 (исследование с участием турецких исследователей). DOI.
org/ 10. 1016/ j. Biortech. 2010. 01. 146 Зарубежные источники
Родригес-Солана, Р., Романо, А., Морено-Рохас, Х. М., «Рожковая масса: питательный и функциональный побочный продукт по всему миру в формуле различных пищевых продуктов и напитков. Обзор», Processes, 9(7), 1146, 2021. DOI.
org/ 10. 3390/ pr9071146 Medronho, B., Boutoub, O., Duarte, H., Aliaño-González, M. J., Guerra, R., Brázio, A., Gonçalves, S., Romano, A., «Об оптимизации экстракции кожуры из рожковых семян с использованием водных кислотных систем», Molecules, 30(7), 1397, 2025. DOI.
org/ 10. 3390/ molecules30071397 Мартин-Диана, А. Б., Искьердо, Н., Альбертос, И., Санчес, М. С., Эрреро, А., Санз, М. А., Рико, Д., «Оценка зародыша и кожуры семян рожкового как натуральных антиоксидантных ингредиентов в безглютеновых крекерах», Journal of Food Processing and Preservation, 41(2), e12770, 2017. DOI.
org/ 10. 1111/ JFPP. 12770 Santonocito, D., Granata, G., Geraci, C., Panico, A., Siciliano, E. A., Raciti, G., Puglia, C., «Рожковые семена: пищевые отходы или источник биоактивных соединений?», Pharmaceutics, 12(11), 1090, 2020. DOI.
org/ 10. 3390/ Фармацевтика12111090 Bahry, H., Pons, A., Abdallah, R., Pierre, G., Delattre, C., Fayad, N., Taha, S., Vial, C., «Valorization waste of carob: Определение процесса производства биоэтанола второго поколения», Bioresource Technology, 235, 25–34, 2017. DOI.
org/ 10. 1016/ j. Biortech. 2017. 03. 056 Djerrab, L., Chekroud, Z., Rouabhia, A., Dems, M. A., Attailia, I., Garcia, L. I. R., Smadi, M. A., «Потенциальное использование Bacillus paramycoides для производства биополимера полигидроксибутирата из оставшихся агроотходов рожкового дерева», AIMS Microbiology, 8(3), 318–337, 2022. DOI.
org/ 10. 3934/ Микробиол. 2022023 Инфурна, Г., Ботта, Л., Манискалко, М., Моричи, Э., Капуто, Г., Марулло, С., Д'Анна, Ф., Динчева, Н. Т., «Частицы биоугля, полученные из сельскохозяйственных отходов рожкового дерева, в качестве подходящего наполнителя для устойчивых биокомпозитных формул», Polymers, 14(15), 3075, 2022. DOI.
org/ 10. 3390/ polym14153075 Feedipedia — Информационная система ресурсов кормов для животных, «Рожковый (Ceratonia siliqua)». Feedipedia.
Научные ресурсыorg/ узел/ 320
