УДК [606.628.3:663.18]

DOI: 10.31521/2313-092X/2021-3(111)-7

 

M.М. Mадані, кандидат технічних наук, доцент

Р.І. Шевченко, кандидат технічних наук, доцент

O.Л. Гаркович, кандидат технічних наук, доцент

Одеська національна академія харчових технологій

 

Запропоновано технологію утилізації жировмісної фази стоків рибопереробки на основі комбінування фізико-хімічного впливу і біологічного окиснення. Установлено, що найбільш перспективним біодекструктором жирів є дріжджі Yarrowia lipolytica, селекціоновані щодо субстрату.  Розроблено принципову технологічну схему біоконверсії жировмісної фази стоків рибопереробних підприємств в дріжджову біомасу кормового призначення.

Ключові слова: технічна екологія, технології захисту, поводження з відходами, нормування навантаження на довкілля, кормова добавка.

 

Пріоритетні напрями розвитку освіти дорослих:можливості та практичний досвід

Priority directions of adult education development: opportunities and practical experience

 

Список використаних джерел:

1. Баль-Прилипко Л.В., Старкова Е. Р., Лебський С. О., Андрощук О. С.  Актуальні проблеми рибопереробної галузі: монографія. Київ: Компринт, 2018. 214 с.
2. Shahidi F., Botta J. R. Seafood processing by-products. Seafoods chemistry, processing, technology and quality. Glasgow: Blackie Academic and Professional, 1994. С. 320-334.
3. Ioannis S. Arvanitoyannis, Aikaterini Kassaveti Fish industry waste: treatments, environmental impacts, current and potential uses. International Journal of Food Science and Technology. 2008. № 43. 726–745.
4. Дуденко Н. В., Панікарова Б. О., Горбань В. Г. Аналіз харчової та біологічної цінності відходів переробки рибної сировини. Технологічний аудит і резерви виробництва. 2015. № 6/7(26). С. 39-41. DOI: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2015.55765
5. Ковальчук В.А. Високопродуктивні біоокислювачі в системах очистки стічних вод підприємств м’ясної та молочної промисловості. Науковий вісник будівництва. Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ. 2010. Вип. 60. С. 247-251.
6. Ковальчук В.А. Очистка стічних вод. Рівне: Рівненська друкарня, 2002. 622 с.
7. Яромский В. Очистка сточных вод пищевых и перерабатывающих предприятий. Минск : Издательский центр БГУ, 2009. 171 с.
8. Юлевич О.І., Ковтун С. І., Гиль М. І. Біотехнологія. Миколаїв: МДАУ, 2012. 476 с.
9. Паска М. З. Технологія тваринних жирів: навч. пос. Львів: ЛКТ ЛНУВМ та БТ ім. С.З. Гжицького, 2010. 135 с.
10. Ruggieri Luz, Artola Adriana, Gea Teresa, Sаnchez Antoni. Biodegradation of animal fats in a co-composting process with wastewater sludge. International Biodeterioration & Biodegradation (Elsevier). 2008, Vol. 62, Issue 3. Р. 298 – 303. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2008.02.004
11. Аветісян Ю.І., Копаниця Ю. Д., Аргатенко Т. В. Оптимальне управління флотаційним блоком комплексу знежирення стічних вод жирового комбінату. Проблеми водопостачання та гідравліки. 2009. Вип. 12. С. 78-88.
12. Сухацький Ю.В., Знак З. О. Флотація як стадія кавітаційно-флотаційної технології очищення водних гетерогенних середовищ від дисперсних твердих частинок та органічних сполук. Хімія, технологія речовин та їх застосування. Вип. 2, № 1. С. 53-58.
13. Kempers P. Lipid biotechnology: Industrially relevant production processes. European journal of Science and technology. 2009, Vol. 111, Issue 7. P. 627-645 DOI: https://doi.org/10.1002/ejlt.200900057
14. Коляда М.К., Плаван В. П., Сафранов Т. А., Мельник К. С. Розробка методу утилізації колагекнвмісних відходів рибопереробної промисловості. Вісник КНУТД. 2016. №2(96). С. 177-182.
15. Шестопалов О.В., Гетта О. С., Рикусова Н. І. Сучасні методи очищення стічних вод харчової промисловості. Екологічні науки. 2019. № 2(25). С. 20-27. DOI: https://doi.org/10.32846/2306-9716-2019-2-25-4
16. Петрова И.Б., Клименко А. И. Комплексная переработка отходов рыбоперерабатывающих производств: обзор. Молодой ученый. 2012. № 9. С. 61–63.
17. Lakhal D., Bahlaouan B., Boutaleb N., Fathi A., Taiek T., Abouakil N., Lazar S. Biotransformation of Ternary Mixture of Organic Industrial Waste into Poultry Feed. Journal of Agricultural Science and Technology. 2018. А Р. 171-181 DOI: https://doi.org/10.17265/2161-6256/2018.03.005
18. Muhammad Bilal, Hafiz Iqbal. Sustainable bioconversion of food waste into high-value products by immobilized enzymes to meet bio-economy challenges and opportunities. Food Research International. 2019. V. 123. P. 226-240 DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2019.04.066
19. Rustad T. О. Utilisation of marine by-products. Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry. № 2. P. 458–463.
20. Ashok Kumar, Renata Gudiukaite, Alisa Gricajeva, Mikas Sadauskas, Vilius Malunavicius, Hesam Kamyab, Swati Sharma, Tanvi Sharma, Deepak Pant. Microbial lipolytic enzymes – promising energy-efficient biocatalysts in bioremediation. 2020. Vol. 192. Р. 127-142. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116674
21. Fan Meng, Hangyao Wang, Guangming Zhang, Xuemei Li, Yi Zhang, Zhiguo Zou. One-step treatment and resource recovery of high-concentration non-toxic organic wastewater by photosynthetic bacteria. Bioresource Technology. 2018. Vol. 251. P. 121-127. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.12.002
22. Haifeng Lu, Guangming Zhang, Shichao He, Cheng Peng. Production of photosynthetic bacteria using organic wastewater in photobioreactors in lieu of a culture medium in fermenters: From lab to pilot scale. Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 259. Р. 158-163. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120871
23. Cristian A.Sepulveda-Munoz, Daniel Puyol, Raul Munoz. A systematic optimization of piggery wastewater treatment with purple phototrophic bacteria. Chemosphere. 2020. Vol. 253. Р. 134-145. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.126621
24. Mara Cristina P. Zenevicz, Artur Jacques, Dеbora de Oliveira, Agenor Furigo Jr., Alexsandra Valеrio, J. Vladimir Oliveira. A two-step enzymatic strategy to produce ethyl esters using frying oil as substrate. Industrial Crops and Products. 2017. Vol. 108. P. 52-55. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.06.018
25. Vivek P., Sanvidhan G. Effect of lipase from different source on high fat content wastewater of dairy industry. Indian Journal of Biotechnology. 2018. Vol. 17(2). P. 244-250. DOI: http://nopr.niscair.res.in/handle/123456789/45100
26. Prem Chandra, Ranjan Singh, Pankaj Kumar Arora. Microbial lipases and their industrial applications: a comprehensive review. Microb Cell Fact. 2020. P. 2-42. DOI: https://doi.org/10.1186/s12934-020-01428-8
27. Venugopal V. Enzymes from Seafood Processing Waste and Their Applications in Seafood Processing. Adv Food Nutr Res. 2016. Vol. 78. Р. 47-69
28. Novik Galina, Meerovskaya Olga, Savich, Victoria. Waste Degradation and Utilization by Lactic Acid Bacteria: Use of Lactic Acid Bacteria in Production of Food Additives. Bioenergy and Biogas. 2017. Р. 105-146. DOI: 10.5772/intechopen.69284
29. Голуб Н.Б., Шинкарчук М. В., Козловець О. А. Шляхи підвищення продукування біогазу при зброджуванні жировмісних відходів шкіряного виробництва. Вісник Хмельницького національного університету. 2018. № 2(259). С. 103-107.
30. Гаценко К.В., Волошин М. Д. Технологія отримання біогазу на основі харчових відходів. Збірник наукових праць Дніпропетровського технічного університету. 2019. Том 1, № 34. С. 131-136. DOI: https://doi.org/10.31319/2519-2884.34.2019.26
31. Пилипенко О. Розвиток харчової промисловості України. Наукові праці НУХТ. 2017, Т. 23, № 3. С. 15–25
32. Oswal N., Sarma P. M., Zinjarde S. S., Pant A. Palm oil mill effluent treatment by a tropical marine yeast. Bioresource Technology. Vol. 85. P. 35-37. DOI: https://doi.org/10.1016/s0960-8524(02)00063-9
33. Chigusa K., Hasegawa Т., Yamamota N., Watanabe, Y. Treatment of waste water from oil manufacture plant by yeasts. Water Science and Technology. 1996. Vol. 34. P. 51-58. DOI: https://doi.org/10.1016/S0273-1223(96)00820-7
34. Zinjarde S. S., Pant, A., Deshpande M. V. Dimorphic transition in Yarrowia lipolytica isolated from oil-polluted seawater. Mycological Research. 1998. Vol. 10. P. 553-558. DOI: https://doi.org/10.1017/S0953756297005418
35. De Felice B., Pontecorvo G., Carfagna М., Degradation of waste waters from olive oil mills by Yarrowia lipolytica ATCC 20255 and Pseudomonas putida. Acta Biotechnologica. 1997. Vol. 17. P. 231-239. DOI: https://doi.org/10.1002/abio.370170306
36. Scioli D., De Felice B. Impiego di ceppi di lievito nella depurazione dei reflui dell’industria olearia. Microbiol Enzimol. 1993. Vol. 43. P. 61-69.
37. Custodo Scioli, Lucia Vollaro. The use of Yarrowia lipolytica to reduce pollution in olive mill wastewaters. res. 1997. Vol. 31. № 10. P. 2520-2524. DOI: https://doi.org/10.1016/S0043-1354(97)00083-3
38. Иванкин А. Н., Илюхина Р. В. О биотехнологической переработке низкоценных животных жиров. Мясная индустрия. 2001. №5. С. 46-47.
39. Градова Н.Б. Лабораторный практикум по общей микробиологии. М.: ДеЛи принт, 2001. 131 с.
40. Полыгалина Г.В., Чередниченко В.С., Римарева Л.В. Определение активности ферментов: справочник. М.: ДеЛи принт, 2003. 375 с.
41. Акопян Б.В., Ершов Ю.А. Основи взаимодействия ультразвука с биологическими объектами: Ультразвук в медицине, ветеринарии и экспериментальной биологии: учеб. пособие / Под ред. С.И. Щукина. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 224 с.
42. Валитов Р.Б., Курсочкин А.К., Бадиков Ю.В. Рациональная технология приготовления рабочих жидкостей. – Защита растений. № 3, 1985. С. 30-31.

М. М. Mадани, Р. И. Шевченко, А. Л. Гаркович. Биоконверсия жиросодержащей фазы стоков рыбоперерабатывающих предприятий в кормовую добавку

Предложена технология утилизации жиросодержащей фазы стоков рыбопереработки на основе комбинирования физико-химического воздействия и биологического окисления. Установлено, что наиболее перспективным биодекструктором жиров являются дрожжи Yarrowia lipolytica, селекционированные по субстрату. Разработана принципиальная технологическая схема биоконверсии жиросодержащей фазы стоков рыбоперерабатывающих предприятий в дрожжевую биомассу кормового назначения.

Ключевые слова: техническая экология, технологии защиты, обращения с отходами, нормирование нагрузки на окружающую среду, кормовая добавка.

 

M. Madani, R. Shevchenko, O. Hankonjich. Biconversion of fat-containing waste of fish processing enterprises in feed additive

The technology of utilization of fat-containing phase of fish processing effluents on the basis of combination of physical and chemical influence and biological oxidation is offered. It was found that the most promising biodestructor of fats is the yeast Yarrowia lipolytica, selected for the substrate. A basic technological scheme of bioconversion of the fat-containing phase of effluents of fish processing enterprises into yeast biomass for feed purposes has been developed.

Keywords: technical ecology, protection technologies, waste management, normalization of environmental load, feed additive.

 

<< повернутися до змісту

УДК 595.772; 631.95

DOI: 10.31521/2313-092X/2021-3(111)-8

 

О. Д. Молчанова, завідувач науково-дослідним відділом промислової ентомології

Т. Ю. Маркіна, доктор біологічних наук, професор, науковий співробітник

В. П. Баркар, завідувач науково-дослідним сектором ентомофагів відкритого ґрунту

О. Б. Трібунцова, молодший науковий співробітник

Інженерно-технологічний інститут «Біотехніка» НААН України

 

Досліджено процес розведення мухи чорна львинка на відходах рослинного походження, визначено біологічні та технологічні показники отриманого біоматеріалу. Доведено, що отримання високожиттєздатної культури комах можливе за умов годування личинок пшеничними висівками, макухою, сумішшю кавун + диня некондиційні, кабачками некондиційними, сумішшю картопля + морква + капуста некондиційні; злаками хлібними некондиційними. Запропоновано структуру підприємства з переробки відходів, що включає чотири етапи: отримання личинок 1-го віку для переробки відходів; підготовка відходів для переробки личинками; переробка відходів; завершальний (отримання гумусу та личинок).

Ключові слова: біотехнологія, чорна львинка, переробка, відходи рослинного походження.

 

Вплив зміни структури посівних площ кормових культур на забезпечення скотарства кормами

The impact of changes in the structure of cultivated areas on the fodder supply of livestock

 

Список використаних джерел:

1. Овчинникова Н.В., Александрова А.В., Щербаков В. Г., Алешин В. Н. Аналитические, технологические и региональные аспекты рационального оборота вторичных материальных ресурсов. Вектор науки ТГУ. 2011. № 4 (18). С. 34–37.
2. Сорока А.В, Терлецкая Н. Ф., Гапонюк А. Н., Антонюк А. С. Оценка состава отходов зерноперерабатывающих предприятий. Журнал Белорусского государственного университета. Экология. 2018. № 2. С. 124–128.
3. Биньковская А.В., Шанина Т. П. Оценка обращения с отходами растениеводства в Одесской области. International Journal of Experimenta l Education. 2013. № 11. С. 186–187.
4. Крутякова В.І., Маркіна Т. Ю., Молчанова О. Д., Ольшевська Л. В. Вирощування мухи чорна львинка на відходах рослинного походження: Матеріали Міжнародного семінару (онлайн) з нагоди Міжнародного року здоров’я рослин «Перспективи розвитку регіонального виробництва і застосування біологічних засобів захисту рослин від шкідників і хвороб», (Інженерно-технологічний інститут «Біотехніка» Національної академії аграрних наук України, Одеса, Україна, 10-11 вересня 2020 р.). Одеса, С. 111-113.
5. Маркіна Т.Ю., Шаламова І. С. Екологічні особливості та методика розведення Hermetia illucens Linnaeus, 1758 (Diptera:Stratiomyidae) у штучних умовах: Матеріали IX з’їзду Українського ентомологічного товариства (м. Харків, 20-23 серпня 2018 р.). Харків. 2018. С. 75 – 76.
6. Маркіна Т.Ю., Шаламова І. С., Молчанова О. Д. Перспективи використання Hermetia illucens Linnaeus, 1758 (Diptera:Stratiomyidae) в умовах України. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції з нагоди 100-річчя Національної академії аграрних наук України «Біологіч-ний метод захисту рослин: досягнення і перспективи», (ІТІ «Біотехніка» НААН України, Одеса, Україна, 1-5 жовтня 2018). Одеса, 2018. С. 224-230.
7. Кожухар Р.С., Ольшевська Л .В. Муха Чорна львинка (Hermettia illicens ) та її використання: Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Екологічна безпека та збалансоване природокористування в агропромисловому виробництві»., (Інститут агроекології, і природокористування Національної академії аграрних наук України, Київ, Україна, 3-5 липня 2019 р.). Київ, 2019. С. 128-131.
8. Alvarez The Role of Black Soldier Fly, Hermetia illucens (L.) (Diptera: Stratiomyidae) in Sustainable Waste Management in Northern Climates. Electronic Theses and Dissertations. 2012. 171 p.
9. St-Hilliare et al. Fish offal recycling by the black soldier fly produces a foodstuff high in omega-3 fatty acids. J. World Aquac. Soc. 2007. Vol. 38(2). P. 309–313.
10. Roháček, Hora M. A northernmost European record of the alien black soldier fly Hermetia illucens (Linnaeus, 1758) (Diptera: Stratiomyidae). Čas. Slez. Muz. Opava (A). 2013. P. 101–106.
11. Ушакова Н.А., Некрасов Р. В. Перспективы использования насе-комых в кормлении сельскохозяйственных животных. Биотехнология: состояние и перспективы развития: Материалы VIII Московского междуна-родного конгресса. ЗАО «Экспо-биохим-технологии», РХТУ им. Д. И. Менделеева. (Москва, 17–20 марта 2015 г.). Москва, C. 147–149.
12. Diener, Solano N. M. S., Gutiérrez F. R., Zurbrügg C., Tockner K. Biological treatment of municipal organic waste using black soldier fly larvae. Waste Biomass Valoriz. 2011. 2 P. 357–363. – DOI: 10.1007/s12649-011-9079-1.
13. Kroeckel, Harjes A, G. E., Roth I., Katz H., Wuertz S., Susenbeth A., Schulz C. When a turbot catches a fly: Evaluation of a pre-pupae meal of the Black Soldier Fly (Hermetia illucens) as fish meal substitute – Growth per-formance and chitin degradation in juvenile turbot (Psetta maxima). Aquaculture. 2012. P. 345–352.
14. Stamer, Wesselss S., Neidigk R., Hoerstgen-Schwark G. Black Soldier Fly (Hermetia illucens) larvae meal as an example for a new feed ingredients’ class in aquaculture diets. Rahmann G., Aksoy U. (Eds.). Proceedings of the 4th ISOFAR Scientific Conference. ‘Building Organic Bridges’, at the Organic World Congress (Istanbul, Turkey 13–15 Oct. 2014). Istanbul, 2014. P. 1043–1046.
15. Meneguz, Schiavone A., Dama A., Lussiana C., Renna M., Gasco L. Effect of rearing substrate on growth performance, waste reduction efficien-cy and chemical composition of black soldier fly (Hermetia illucens) larvae. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2021. Available to http://hdl.handle.net/2318/1669138. DOI:10.1002/jsfa.9127.
16. Vogel, Müller A., Heckel D. G., Gutzeit H., Vilcinskas A. Nutri-tional immunology: Diversification and diet-dependent expression of antimi-crobial peptides in the black soldier fly Hermetia illucens. Developmental and Comparative Immunology. 2018. 78. P 141-148.
17. Müller, Wolf D., Gutzeit H. O. The black soldier fly, Hermetia illucens– a promising source for sustainable production of proteins, lipids and bioactive substances. Zeitschrift für naturforschung. 2017. 72(9–10). P. 351–363. Https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/znc-2017-0030/html
18. Liu, Wang C., Yao H. Comprehensive Resource Utilization of Waste Using the Black Soldier Fly (Hermetia illucens (L.) (Diptera: Stratiomyidae). Animals. 2019. 9 (6). URL: https://www.researchgate.net/publication/333763722 DOI: 10.3390/ani9060349
19. Salomone, Saija G., Mondello G., Giannetto A. Environmental impact of food waste bioconversion by insects: Application of Life Cycle Assessment to process using Hermetia illucens. Journal of Cleaner Production xxx (2016) P. 1-16 DOI:10.1016/j.jclepro.2016.06.154
20. Paola, Anabel M, S., Santos R. The effects of larval diet on adult life-history traits of the black soldier fly, Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae), Eur. J. Entomol. 2013. Vol. 110(3). P. 461–468. URL: http://www.eje.cz/pdfs/110/3/461/
21. Čičková H., Newton L., Lacy R. C., Kozánek M. The use of fly larvae for organic waste treatment. Waste Management. 2015. 35. P 68-80.
22. Fernanda O., Klaus D., Richard L., Joseph R. Assessment of dip-tera: Stratiomyidae, genus Hermetia illucens (L., 1758) using electron microscopy. Journal of entomology and zoology studies. 2015. Vol. 3(5). P.147–152.
23. Diclaro I., Joseph W, Phillip E., Kaufman. Black soldier fly Hermetia illucens Linnaeus (Insecta: Diptera: Stratiomyidae). Semantic scholar. 2010. URL: https://www.semanticscholar.org/paper/Black-soldier-fly-Hermetia-illucens-Linnaeus-Diclaro-Kaufman/7a7c9114442e6172835606de4e9a2e2f9c816988
24. Маркина Т.Ю. Беньковская Г. В. Механизмы поддержания гомеостаза в лабораторных популяциях насекомых. Экология. № 4. С. 294–299. DOI:10.1134/S1067413615040128
25. Маркина Т.Ю. Новые подходы к контролю качества культур при разведении. Вісник Дніпропетровського університету. Біологія, екологія.– 2016. Т.24, вип.1. С.164–172. DOI:10.15421/011620
26. Маркина Т. Ю. Гомеостатические свойства искусственных популяций насекомых и способы управления их состоянием: монография. Х.: Планета-принт, 2019. 380 с.

Е. Д. Молчанова, Т. Ю. Маркина, В. П. Баркар, Е. Б. Трибунцова. Переработка отходов растительного происхождения личинками мухи черная львинка (Hermetia illucens L.)

Исследован процесс разведения мухи черная львинка на отходах растительного происхождения, определены биологические и технологические показатели полученного биоматериала. Доказано, что получение высоко жизнеспособной культуры насекомых возможно при условии кормления личинок пшеничными отрубями, жмыхом, смесью арбуз + дыня некондиционные, кабачками некондиционными, смесью картофель + морковь + капуста некондиционные; злаками хлебными некондиционными. Предложенная структура предприятия по переработке отходов включает четыре этапа: получение личинок І возраста для переработки отходов; подготовка отходов для переработки личинками; переработка отходов; завершающий (получение гумуса и личинок).

Ключевые слова: биотехнология, черная львинка, переработка, отходы растительного происхождения.

 

E. Molchanova, T. Markina, V. Barkar, E. Tribuntsova. Processing of plant waste by larvae of black soldier fly (Hermetia illucens L.)

The process of breeding a black soldier fly on plant waste was investigated, biological and technological parameters of the obtained biomaterial were determined. It has been proved that obtaining a highly viable culture of insects is possible if the larvae are fed with wheat bran, oil cake, a mixture of watermelon + melon substandard, marrow substandard, a mixture of potatoes + carrots + cabbage substandard; substandard cereals. The proposed structure of an enterprise for waste processing includes four stages: obtaining larvae of the 1st instar for waste processing; preparation of waste for processing by larvae; waste recycling; final (obtaining humus and larvae).

Keywords: biotechnology, black soldier, processing, plant waste.

 

 

<< повернутися до змісту