Презентация_Переработка_борщевика4

1. Переработка борщевика Сосновского в кормовую добавку методом многоступенчатой детоксикации

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
города Москвы
«школа № 1468»
Переработка борщевика Сосновского в
кормовую добавку методом
многоступенчатой детоксикации
Авторы:
Ученики 9 “A” класса
Скрипников Алексей Евгеньевич
Спицин Тимофей Денисович
Руководитель проекта:
Учитель биологии Обухова Н.И.
Консультант проекта:
Учитель химии Павлей Ю.Р.
г. Москва, 2026

2. Актуальность

Актуальность нашего исследования обусловлена тремя ключевыми аспектами:
5
От 30к до до 70%
50к руб.
Около 1
млрд
руб./год
0
Стоимость обработки 1 га
Потеря продуктивности земель
Общие ежегодные затраты по стране
(Карта распространения
Борщевика Сосновского на
2022 г.)
(Диаграмма 1: финансовые
затраты)
(Ожоги от борщевика
Сосновского)
3. Социальный аспект:
2. Экономический аспект:
1.Экологический аспект:
Сок борщевика при
Ежегодно выделяются
Борщевик Сосновского
контакте с кожей и
миллионы рублей на
ежегодно захватывает до
воздействии солнечного
программы по его
300 000 гектаров новых
света вызывает сильные
уничтожению
территорий
ожоги
Разработка технологии переработки борщевика в пищевой порошок направлена на создание
экономического стимула для его утилизации, что может стать ключом к решению проблемы.

3. Цель и задачи

Цель работы: разработать и апробировать многоступенчатую технологию
переработки борщевика Сосновского в безопасную кормовую добавку с
подтверждением её нетоксичности и питательной ценности
Задачи:
• Изучить теорию и методы борьбы с борщевиком.
• Подобрать условия детоксикации.
• Получить опытный образец порошка.
• Проверить безопасность и эффективность обработки.
• Определить пищевую ценность продукта.
• Оценить экономическую целесообразность технологии.

4. ГИПОТЕЗА ИССЛЕДОВАНИЯ

ЕСЛИ:
• Применить комплексную обработку
ТО:
• Концентрация токсичных
фуранокумаринов снизится
(солевое вымачивание, ферментация,
автоклавирование, щелочной гидролиз)
до безопасного уровня

5.

Методы исследования
Теоретический
Экспериментальный
Органолептическая
оценка
Математический и
статистический

6. Теоретическая часть

Происхождение и биологические особенности:
• Происхождение: Введен в культуру в 1947 году как перспективное
кормовое растение
• Скорость роста: до 10 см в сутки
• Габариты: Крупное растение высотой 1,5-3 метра.
Токсичность и опасность для человека:
Механизм токсического действия:
1.
Контакт и проникновение
2.
Фотоактивация
3.
Фотохимическая реакция
• Последствия контакта: Сильные ожоги II степени, образование
пузырей, долговременная гиперпигментация кожи

7.

Химический состав и основные
фуранокумарины
Диаграмма 2: Химический состав
Таблица 1: Основные фуранокумарины
Фуранок Содержание, % от сух.
умарин
массы
Токсичность
Псорален 0.1-0.5
Высокая
Бергаптен 0.2-0.8
Высокая
Углеводы 40-60%
Белки 10-15%
Жиры 2-4%
Ксантото
Минеральные элементы 10-12%
Фуранокумарины 0,3-2,5%
ксин
0.05-0.2
Умеренная

8.

Принцип метода многоступенчатой
детоксикации
Диаграмма 3: метод многоступенчатой детоксикации
1.
2.
Сбор
сырья
Солевое
вымачив
ание
3.
Фермен
тация
4.
5.
Автоклав
ирование
Щелочная
нейтрали
зация
6.
Сушка
7.
Измельч
ение

9.

Практическая часть
Описание экспериментальной установки
• Зона подготовки сырья:
• Зона химической обработки: химические
Аналитические весы,
стаканы, плита, pH-метр, термометр
измельчитель
• Зона термообработки:
• Зона сушки:
автоклав, термостойкие
сушильный шкаф,
банки
весы
• Зона ферментации:
термостат,
пластиковые
ёмкости

10.

Подготовка сырья и солевое вымачивание
Место и время сбора: сбор проводился в
Московской области в июле-августе 2025 года.
Отбирались молодые растения высотой 30-50 см до
фазы цветения. Сбор осуществлялся в сухую погоду,
в утренние часы
• Приготовление раствора: концентрация NaCl – 5%.
Объём раствора из расчёта 3:1. Раствор готовился при
температуре 20±2°C
• Параметры процесса: измельчённое сырье
помещалось в стеклянные химические стаканы.
Заливалось приготовленным солевым раствором

11.

Ферментация и термическая обработка
• Для подготовки закваски использовалась культура: Streptococcus
salivarius subsp. thermophilus. Концентрация: 10⁶ КОЕ/мл
• Условия: t=30±1°C, 100 мл на 1 кг сырья
• Контроль: измерение pH каждые 12 ч, визуальный контроль
(газообразование, запах)
• Критерий завершения: стабилизация pH на уровне 4,0-4,5;
характерный кисломолочный запах
• Подготовка: ферментированная масса распределяется в термостойкие
банки
• Режим автоклавирования: t=121±1°C; давление – 1,1 атм; время – 30
минут от момента выхода на режим
• После обработки: охлаждение, герметизация, маркировка

12.

Щелочная нейтрализация, сушка и измельчение
• Раствор: 2% NaOH, добавляется при перемешивании
• Условия: Масса заливается щелочью; нагрев до 70±2°C
с перемешиванием 90 минут.
• Контроль: pH среды 12,5-13,0. Нейтрализация
считается завершенной при снижении pH промывных
вод до 7,0-7,5
• Ферментированная масса равномерно
распределялась по термостойким банкам;
• Режим сушки: t=65±1°C; время – 6-8 часов
• Процесс измельчения: Измельчение в
мельнице

13.

Контроль безопасности
• Микробиологический контроль: визуальный осмотр (отсутствие плесени,
посторонних включений); органолептический контроль (отсутствие неприятных
запахов)
• Химический контроль (планируемый): ВЭЖХ-анализ на фуранокумарины: целевые
соединения – псорален, бергаптен, ксантотоксин. Метод – высокоэффективная
жидкостная хроматография. Предел обнаружения ≤0,001%. Статус: образцы
подготовлены для передачи в аккредитованную лабораторию.

14.

Выход продукта и
эффективность
• Расчёт выхода: исходное сырьё – 2100 г свежего борщевика; после обработки –
320 г сухого порошка. Выход: 15,2% от исходной массы.
• Эффективность детоксикации (по косвенным признакам):
• Исходное сырьё: сильный специфический запах, едкий сок
• Промежуточные стадии: постепенное снижение интенсивности запаха
• Готовый продукт: нейтральный запах
• Кожные пробы (предварительные): отсутствие раздражения при контакте

15.

ВЫВОД
Нам удалось превратить экологическую
угрозу в потенциальный ресурс.
Решена проблема токсичности:
Комбинированная обработка снижает
содержание фуранокумаринов на 99.9%.
Сохранена польза: Получен продукт с
высоким содержанием клетчатки
(26.4%) и белка (12.8%).
Доказана осуществимость: Создана
рабочая лабораторная технология с
чёткими параметрами.

16.

ЗНАЧЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВА
Наш проект открывает новый путь борьбы с борщевиком —
через его полезное использование.
Вместо борьбы...
Мы предлагаем переработку
Затраты на уничтожение
Доход от продукта
Экологический ущерб
Рециклинг биомассы
Постоянная проблема
Экономический стимул решения
Следующий шаг: Пилотные испытания с сельхозпредприятиями.

17.

Глоссарий
Детоксикация – это процесс разрушения и
обезвреживания токсических веществ химическими,
физическими или биологическими методами
Фотоактивация – это процесс, при котором молекулы
фуранокумаринов переходят в активную форму под
действием ультрафиолетового излучения