Виростає в силу екологічної пластичності в різних регіонах світу - від тропіків до північних районів землеробства (65о пн.ш.). Біологічний потенціал врожаю розкривається при достатній теплообеспеченности за період вегетації з сумою температур в залежності від скоростиглості сорту 2700-3600о С.
Надземні органи холодостійкі. Восени листя пошкоджуються при
-2 ... -5 ° С, а стебла витримують -7 ... -12 о С. Бульби мають морозо- і зимостійкістю, переносять -10 ° С протягом 30 діб. Їх дивовижною здатністю є те, що вони можуть неодноразово замерзати, відтавати і при цьому не втрачаючи життєздатності. Невикопанние бульби зберігають життєвість при сніговому покриві 0,2- 1,0 м, навіть коли температура повітря опускається до -34 ... -54 ° С, а грунт промерзає.
Лістостебельниє вегетативні органи і коріння щорічно відмирають, а бульби, перезімовивая в землі, зберігаються і якщо їх не прибрати з грунту, то навесні дадуть сходи.
Обробіток топінамбура можливо в монокультурі. Врожаї зеленої маси і бульб отримують при належній агротехніці на внесевооборотних плантаціях протягом 15 років, а в сівозміні - 2-4 роки. Однак гарантовано високі врожаї можна досягти при однорічному вирощуванні (подзимней або ранневесенней посадці). Практикою підтверджено, що топінамбур дає урожай в будь-який навіть несприятливий за кліматичними умовами рік, чим і заслужив репутацію страхує культури.
К.А. Тімірязєв / 4 / вказував на топінамбур як на «одну з найбільш інтенсивних польових культур» і зазначав, що споживання сонячної енергії на утворення органічної речовини (в частинах) становить у нього 1/180, в той час як у жита, вівса (зерно, солома, кореневі залишки) - 1/80.
Один гектар топінамбура здатний поглинати з повітря за рік 6 т вуглекислого газу, а 1 га лісу - 3-4 т. Якщо 1 га лісу може забезпечити дихання киснем 30 осіб, то топінамбур в 1,5-2 рази більше. У зв'язку з цим, а також враховуючи стійкість до кислотних дощів, вважають за доцільне включати топінамбур в зелені насадження навколо промислових міст з сильною загазованістю повітря.
Рослини переносять (витримують) підвищений вміст оксидів сірки, азоту, сірководню, аміаку та інших газів і добре очищають повітря від них.
Максимальна акумулювання сонячної енергії - найважливіша проблема світової науки. Продуктивність агроценозів визначається відсотком засвоєної їм фотосинтетичний активній радіації (ФАР) від загальної кількості фізіологічно активної радіації, що приходить на його поверхню за період вегетації культури. За оцінкою А.А. Ничипоровича / 5,6 / посіви рослин з ККД ФАР 1,3-3,0% вважаються хорошими, а з 3,5-5,0 - рекордними. Одним із шляхів вирішення зазначеної проблеми є обробіток високопродуктивних культур і сортів. До їх числа належить топінамбур. Коефіцієнт використання ФАР становить у топінамбура (сорт Інтерес) - 2,4-4,2% і топинсолнечник (Новина ВИРа) - 3,9-5,3%, в той час як у кукурудзи 1,1% і більшості польових культур 0 , 5-1,5%.
У світовій практиці при обробленні топінамбура в сприятливих грунтово-кліматичних умовах відзначений максимальний урожай зеленої маси 150 т з га, бульб - 232 т / га; остаточний біологічний потенціал ще не встановлено.
Топінамбур добре реагує на поліпшення умов харчування. Добрива і зрошення значно збільшують продуктной. Зрошувані території оберігають від підйому грунтових вод і засолення. Вимогливий до вологи і більш стійкий до надмірного зволоження, ніж до його нестачі. Переносить посушливі періоди, так як має потужну кореневу систему, здатну розвивати ссуть силу до 24 атмосфер. Рослина може використовувати промислові, господарсько-побутові стічні каналізаційні води міст і тваринницьких ферм.
Завдяки коріння з високою засвоює здатністю (черпає харчування, розкладаючи важкорозчинні силікати) дає урожай на різних грунтах, за винятком сильно кислих і заболочених. Зростає на солонцях і засолених грунтах. Було б помилкою вважати, що топінамбур зовсім не вимогливий до грунту. Він може давати рясні врожаї на багатих поживними речовинами або на добре удобрених грунтах, ніж на бідних. Культура краще росте на пухких чорноземах, родючих опесчаненних суглинках, легких суглинках і на добре дренованих заплавних і алювіальних грунтах. Його не слід вирощувати на явно важких грунтах.
Будучи біомеліорантом, сприяє окультурення грунтів, одночасно оберігаючи від вітрової та водної ерозій. Посадки топінамбура закріплюють від розмиву дамби, утилізують відходи целюлозно-паперових комбінатів, стічні води. Виростаючи на золошлакових грунтах ТЕЦ, знижує вітрової перенесення золи, створює зелені захисні бар'єри. Це відмінний рекультиватор і його висаджують на землях, виведених з сільськогосподарського обороту при видобутку вугілля, нафти, на колишніх кар'єрах, полігонах і звалищах. Після 3-5 років обробітку топінамбура грунт відновлює свою родючість.
Топінамбур - дієвий біологічний захисник. Він менше накопичує нітрати, важкі метали, радіонукліди, ніж інші рослини. Його можна культивувати на екологічно несприятливих землях. Бульби та продукти, отримані з них, безпечні щодо токсичних іонів.
Рослини топінамбура не потребують обробці пестицидами, так як стійкі до багатьох хвороб і шкідників, в тому числі фітофтори, колорадського жука і нематоди, внаслідок чого дає повноцінну екологічно безпечну харчову та кормову продукцію.
Працюючи безперервно на Майкопської дослідної станції ВІР з 1964р. по культурі - топінамбур, мною зібрана найповніша в світі колекція. Дана морфологія і класифікація внутрішньовидової різноманітності. Визначено дикі, примітивні і культурні сортотіпи. Вивчено біологічні особливості топінамбура.
Колекція послужила вихідним матеріалом в селекції. Виведено ряд сортів, з яких районовані: топінамбур - Інтерес і топинсолнечник (гібрид топінамбур Х соняшник) - Новина ВИРа. Урожай зеленої маси в умовах МОС ВІР склав 36 і 49 т / га і додатково бульб 43 і 30 т / га; в лістостебельной масі 13,1-14,0% цукрів, 19,2-21,2 г / кг перетравного протеїну. Загальних цукрів в бульбах 18,6-19,1% (інуліну 14-17%), перетравного протеїну 14,9-19,6 г / кг.
Високим вмістом загальних цукрів у зеленій масі особливо відрізняється топинсолнечник Новина ВИРа; в окремі роки досягала 15,5%. Це дає можливість використовувати його як цукрова тростина в виробництві цукру і цукристих сиропів. Наприклад, цукрова тростина, що обробляється в Таджикистані і Узбекистані, має цукристість стебел 8-12%, врожайність 45-50 т / га.
Бульби та зелена маса сортів Інтерес і Новина ВИРа мають високу живильну якість. Основну масу сухих речовин бульб (24,1-26,7%) складають вуглеводи, переважно фруктозан, серед яких найбільш цінується інулін - резервний полісахарид.
Фруктоза утворюється при гідролізі сахарози, трісахаріди рафінозі і полісахариду інуліну.
У технологіях харчових продуктів харчування сорт Інтерес є базовим сировинним джерелом і визнаний одним з найбільш інуліногенних, що обробляються в Росії і СНД. У світі ведеться промислове отримання фруктозного цукру з топінамбура; з бульб витягають від 6 до 12 т / га. Це більше, ніж дають, вирощені в аналогічних умовах, цукрові буряки, цукрова тростина або сорго.
Відкривається можливість отримання в Росії фруктозного цукру, причому в тих районах, де зазвичай буряк, що не сіють.
Цукрові буряки - технічна культура, оброблювана для отримання з неї цукру - одного з найважливіших продуктів харчування. На час збирання цукрові буряки містить 25% сухих речовин, з яких 17,5% припадає на частку сахарози, а 7,5% складають фруктоза, глюкоза та інші речовини. Сучасні сорти цукрового буряка містять в коренеплодах 17-19% цукрів і забезпечують збір 7,5-10,0 т цукру з гектара.
За даними ЦСУ СРСР за 1990 р. середня врожайність цукрових буряків в Росії 22 т / га, вихід цукру становить 10% від маси сировини. Середня врожайність бульб топінамбура - 40 т / га, вихід цукру (по мінімуму) - 12% від маси сировини. Виходячи з цього, з 1 га цукрових буряків можна отримати 2,2 т цукру (сахарози), а з 1 га топінамбура - 4,8 т фруктозного цукру, який солодше звичайного цукру в 1,7-2 рази.
Призводять порівняльні дані врожайності бульб і коренеплодів по Німеччині (т / га): топінамбур - 46, картопля - 30, цукровий буряк - 33. В умовах Франції топінамбур дає як мінімум в 2 рази більший урожай бульб, ніж цукрові буряки.
Вивчено топінамбур як джерело цукру. Повідомляють, що рівень врожаю бульб (в залежності від скоростиглості сорту) становить в Голландії 35-60 т / га і вихід цукру 7-8 т / га. Це робить топінамбур як джерело вуглеводів конкурентоспроможним в порівнянні з цукровими буряками, тим більше, що витрати на обробіток її значно нижчі.
Близько 80% споживання населенням Росії цукристих речовин припадає на цукор з цукрового буряка і імпортного цукру - сирцю, 11% на молочний цукор і лише 9% глюкози і фруктози.
Численними дослідженнями встановлено ліміт (50 г на добу), нижче якого обмежувати цукор нераціонально. Споживання цукру понад 160-200 г на добу може викликати не тільки карієс зубів, але і ожиріння, цукровий діабет і серцево-судинні захворювання. Споживання цукру (сахарози) та кондитерських виробів, що містять велику кількість цукру, неухильно зростає, що стає небезпечним для здоров'я. Збільшення споживання сахарози за останні 50 років призвело до різко збільшеному кількості випадків розвитку у людей карієсу, цукрового діабету, коронарних серцевих захворювань і ожиріння.
Цукровий діабет залишається однією з найбільш актуальних проблем клінічної медицини. Діабет посідає третє місце за смертністю цього захворювання (6%) після серцево-судинних захворювань (51%) і раку (17%).
В останні 10 років відзначається зростання захворюваності на цукровий діабет в усіх країнах світу. У Росії не менше 3-5% населення хворі на діабет. У популяції хворих на діабет 6-8% складають діти у віці до 14 років. Щорічний приріст числа дітей, хворих на інсулінозалежний діабет, становить 6%. До 13% хворих на цукровий діабет дітей - молодше 5 років.
За даними інституту харчування РАМН фруктозу слід вживати хворим на цукровий діабет (з розрахунку 0,5-12 г на 1 кг маси людини) як щоденного компонента їжі. Близько 25% населення у віці понад 50 років потребують повної або часткової заміни сахарози фруктозою.
У шлунково-кишковому тракті фруктоза всмоктується значно повільніше глюкози. Це дає в лікуванні діабету велике дієтичне перевагу. Фруктоза засвоюється в основному без впливу інсуліну (інсулінонезалежний), тому рівень цукру в крові може підвищуватися незначно. Найсолодший природний цукор - це фруктоза, а, отже, може споживатися в меншій кількості, ніж сахароза і її можуть вживати здорові люди і страждають на цукровий діабет.
У 1993 р. були прийняті зусилля АТ «Агросервіс» (Краснодар, з ініціативи канд.техн.наук Ю.С.Просветова) налагодити промислове виробництво фруктозного цукру з топінамбура на базі одного з цукрових заводів. Розробником технологічного процесу була Московська державна академія харчових виробництв. Був складений проект Північно-Кавказьким держінститут з проектування підприємств харчової промисловості. Передбачався річний обсяг продукції 450 т, окупність 13 місяців. Проект Урядом Краснодарського краю затверджений не був і справа далі не пішла.
Раніше топінамбур обробляється переважно на кормові цілі для приготування високоякісного силосу і в свинарстві як пасовище, в основному для свиноматок, в позднеосенний і ранньовесняний періоди. В останні роки топінамбур знаходить широке застосування у населення як харчове і лікувальний засіб при діабеті, дисбактеріозі, недокрів'ї та ряді інших захворювань.
У світовій практиці велике значення придбав новий продукт - глюкозно-фруктозний сироп (УКРІНФОРМ), що виробляється з кукурудзи, ячменю, вівса, картоплі. Було підраховано, що в СНД потреба тільки харчової промисловості в ГФС становить 3 млн. Т. Однак масштабне виробництво його до теперішнього часу не налагоджено. Організація отримання фруктозо-глюкозного сиропу (ФГС) з топінамбура в Росії дозволить частково вирішити проблему дефіциту цукру і розширити асортимент продуктів зі зниженою калорійністю - дитячого, діабетичного і дієтичного призначень, плодово-овочевих і молочних консервів, хліба, кондитерських виробів, напоїв та ін. виробництво ФГС тісно пов'язане з отриманням інуліну і фруктоолігосахарідов. У зв'язку з цим оптимальною технологією є комплексна переробка інулінсодержащего сировини з виробленням різних продуктів: інуліну, фруктоолігосахарідов, ФГС, фруктози, етанолу (етилового спирту) і кормів біомаси дріжджів по безвідходної технології.
Звертає увагу зміст в топінамбурі біологічно цінних компонентів - пектину і харчових волокон. Всесвітня організація охорони здоров'я вважає пектин одним з найважливіших біологічних детоксикантів. За даними ФАО-ВОЗ негативного впливу на здоров'я людини значних добавок пектину в харчові продукти не встановлено.
В результаті селекції, проведеної мною, отримані сорти і гібриди з високим вмістом пектинових речовин в бульбах 1,39-1,85% на сиру масу, тоді як в плодах яблук їх міститься в залежності від сорту 0,5-1,49%. Є реальні передумови для організації промислового виробництва з топінамбура пектінопродуктов лікувально-профілактичного призначення: концентрату, сухого екстракту, пектинових паст і порошків.
Бульби топінамбура багаті харчовими волокнами, які представляють собою комплекс полісахаридів (пектинів, клітковини, целюлози, геміцелюлози) з лігніном і пов'язаними з ними білковими речовинами.
Харчові волокна раніше відносили до баластні речовини. В даний час визнана їх корисність.
Головними сучасними хворобами не є інфекційні. До них скоріше сьогодні відносяться ішемічна хвороба серця, діабет, ожиріння, патологія товстого відділу кишківника, рак кишечника, легеневі хвороби (включаючи пухлини), жовчнокам'яна хвороба, варикозне розширення вен. Всі ці хвороби пов'язані з типом харчування, характерним для економічно розвинених країн. Люди цих країн перейшли на харчування з низьким вмістом харчових волокон і з високим вмістом жирів, цукру і високорафінованих продуктів.
Встановлено вплив харчових волокон на середовище проживання бактерій в кишечнику. Перетравлення 50% харчових волокон, що надходять в кишечник, реалізується мікрофлорою товстої кишки, де переважаючими є біфідобактерії, які сприяють гідролізу геміцелюлози продуктів харчування і утворенню глюкози, галактози, Арабіноза, ксилози, манози, фукоза і ряду інших моносахаридів.
Фруктоолігосахаріди добре засвоюються біфідобактеріями і інший молочнокислої флорою кишечника з одночасним подкислением середовища і придушенням зростання гнильних бактерій товстих кишок, що має неабияке значення для здоров'я. Широке поширення інуліназ у біфідобактерій забезпечує високу ступінь утилізації інуліну в кишечнику.
Нормальна мікрофлора товстого кишечника виробляє з харчових волокон цілий ряд важливих вітамінів, амінокислот, ферментів, гормонів, а також пригнічує і знищує найрізноманітніші патогенні і гнильних бактерій. Харчові волокна видаляють з організму шлаки, пов'язують токсичні речовини, роблячи їх нешкідливими.
Тривалий прийом антибіотиків пригнічує практично всі імунні тіла і порушує біфідофлору шлунково-кишкового тракту хворого, що призводить до дисбактеріозу - початковій стадії всіх основних захворювань. Вживання дітьми і дорослими сирих бульб топінамбура або продуктів його переробки є відмінним лікувальним і профілактичним засобом дисбактеріозу.
Лістостебельниє вегетативні органи і бульби топінамбура містять унікальний набір мінеральних речовин: макроелементів (калій, натрій, хлор, кальцій, фосфор, магній, сірка) і мікроелементів (кремній, залізо, цинк, селен, мідь, марганець, йод, кобальт, хром, молібден , нікель, бор, ванадій, титан, германій, срібло, літій, олово, кадмій, алюміній, миш'як, вісмут, берилій, стронцій, ртуть).
Багаторічними дослідженнями вчених в галузі медицини встановлено, що ці 32 елемента є основними біогенними мінеральними речовинами і необхідні людині для забезпечення нормальної життєдіяльності, здоров'я, гарного самопочуття і довголіття.
Білками називають високомолекулярні азотовмісні природні біополімери, структурну основу яких складають довгі поліпептидні ланцюги, побудовані з амінокислот.
Тварини і рослинні Білки засвоюються організмом людини неоднаково. Найбільш підходящим є тваринний білок, коефіцієнт використання його доходить до 93-96%, а з хліба, картоплі, овочів і бобових становить лише 62-70%. Однак слід мати на увазі, що білок рослинного походження дуже корисний для людей.
Серед вирощуваних у нас сільгоспрослин найбільше білка містить соя. Порівняйте: в зерні пшениці 12-15% білка, а сої - 36-48%. Білок сої близький білку тваринного походження: майже той самий склад амінокислот. Але соя одна з найбільш примхливих культур. Для збільшення її виробництва необхідно вирішити масу складних проблем. Перш за все соя пристосована до дуже вузьким широтним поясам теплового і вологого клімату, що й обумовлює її обробіток в США, Китаї, Бразилії. Незважаючи на численні спроби, її не вдається обробляти в великих масштабах навіть в області Середземномор'я та Франції. Тому і у нас, і в західноєвропейських країнах велика увага приділяється іншим, менш вимогливим традиційним зернобобових та олійних культурах: рапсу, соняшнику, гороху, квасолі. Біда тільки в тому, що білок цих культур далеко не настільки ж повноцінний, як соєвий.
Якщо раціон людини грамотно скласти з різноманітних рослинних продуктів, то організм отримає повноцінне білкове харчування.
Амінокислоти є основою всіх природних білків і являють собою найважливішу і незамінну складову частину їжі людини і корму тварин. Вони займають центральне місце в обміні азотистих речовин, беруть участь в біосинтезі життєво важливих компонентів. Недолік тієї чи іншої амінокислоти в організмі людини відбивається, в першу чергу, на можливості і швидкості регенерації білків, гормонів, ферментів, призводить до втрати апетиту, порушення координації руху, зростання молодого організму, розвитку особливо небезпечних захворювань, таких як туберкульоз, рак, можливо і СНІД. Білки в організмі розщеплюються до амінокислот, які з кишечника надходять в кров. Частина з них (замінні) є будівельним матеріалом для створення нових амінокислот, а незамінні амінокислоти повинні надходити в повному обсязі з їжею. Зазвичай організм отримує незамінні (основні) амінокислоти з їжі, багатої білками.
Кожен вид рослин містить специфічні білки, властиві тільки їм. Про якість білків судять за вмістом у них амінокислот.
Вказують на 1935р., Коли було встановлено, що до складу білків людини, тварини або рослини входять 22 амінокислоти: аланін, аргінін, аспарагінова кислота, аспарагін, валін *, гістидин *, гліцин, глутамінова кислота, глютамин, ізолейцин *, лейцин *, лізин *, метіонін *, оксипроліну, пролін, серин, тирозин, треонін, триптофан *, фенілаланін *, цистеїн *, цистин. Ці 22-е амінокислоти, серед інших природних (близько 150), є найважливішими і найбільш часто зустрічаються в білках (протеїнах). Всі вищевказані 22 амінокислоти, у тому числі 11 незамінних (див. Позначені *) є в бульбах топінамбура, на що вказано у вітчизняній і зарубіжній літературі. Таким чином, враховуючи ще й інші амінокислоти, знайдені в топінамбурі, бульби містять всього 28 амінокислот.
Кожна амінокислота має своє значення для організму. До числа найбільш важливих і дефіцитних в харчуванні людини відносяться лізин, триптофан і метіонін. За останніми даними ФАО / ВООЗ тільки такі амінокислоти лімітують якість білка в змішаних дієтах (білки тваринного і рослинного походження), а саме лізин, метіонін, цистин, треонін і триптофан; як зазначено вище, зазначені амінокислоти присутні в топінамбурі.
Унікальний хімічний склад топінамбура по білку може конкурувати з соєю та іншими бобовими рослинами.
Оскільки до складу бульб топінамбура входять всі незамінні амінокислоти, то він є цінною сировиною для харчової і фармацевтичної промисловості.
У сиропі, отриманому з лістостебельной маси топінамбура, ідентифіковано 20 вільних амінокислот. Біологічна цінність продукту характеризується ступенем насиченості його біологічно активними речовинами.
Доцільність використання топінамбура людиною в якості продукту харчування обумовлена трьома факторами: сумісність і корисність взагалі, біологічна цінність білка і удобоваріваемость його вуглеводів / 36 /.
Повний набір амінокислот, в тому числі незамінних, наявність інуліну, харчових волокон, мінеральних речовин, вітамінів (В1, В2, В3, В5, В6, В7, С, РР, каротин, холін), органічних кислот (лимонна, яблучна, фумарова, бурштинова, хінна, шіміковая) роблять топінамбур цінною сировиною для виробництва продуктів харчування лікувально-профілактичного призначення і чрезвачайно корисним для дітей, вегетаріанців і людей похилого віку.
Проблема раціонального здорового харчування є актуальною для більшості країн, включаючи і Російську Федерацію. Сучасний рівень харчування людства незадоволений як в кількісному, так і в якісному відношенні. Кількісний недолік продуктів харчування зачіпає до 15% світового населення, в основному в країнах, що розвиваються. Якісний аспект продовольчої проблеми пов'язаний з дефіцитом повноцінного білка в споживаних продуктах близько 2/3 населення планети, переважно в країнах Азії, Африки і Латинської Америки.
У XXI столітті забезпечувати людство білком, особливо в другій половині, доцільно саме за рахунок рослин. Енергію для переробки рослин на білки і виробництво рослинного «м'яса» можна отримувати завдяки фотосинтезу із застосуванням екологічних енергоустановок, де в якості палива використовується біомаса рослин.
В даний час все більша увага приділяється виробництву протеїнових концентратів із соку зелених рослин.
Кожна клітина рослин відмежована від навколишнього середовища або інших клітин плазматичноїмембраною, яка складається з ліпідів і білків.
В процесі віджиму пресом соку із зелених рослин порушується клітинна оболонка. І таким чином вивільняється вміст клітини - цитоплазма, яка включає різні органели. Простір між ними заповнений цитозолем - в'язким водним розчином різних солей і органічних речовин, пронизаних системою білкових ниток - цитоскелетом. До складу цитоплазми входять рибосоми, мітохондрії, комплекс Гольджі, лізосоми, пластиди та ін. Пластида властиві тільки клітинам рослин і розрізняються за формою, структурою і призначенням: містять хлорофіл - хлоропласти, хромопласти, лейкопласти. Білок і його амінокислоти містяться практично у всіх перерахованих вище пластидах.
В рослинах є все необхідне для харчування людини і тварин. І це «все» заховано в клітинах. Внутрішньоклітинний білок рослин, названий «зеленим протеїном» - найбагатше джерело повноцінного харчового білка.
У ЦНИЛ КП (м.Запоріжжя) науковим колективом під керівництвом Ю.Новікова захищена безліччю авторських свідоцтв і патентів «технологія зеленого протеїну». Проблемною НДЛ ДДТУ (м Ростов-на-Дону) розроблена енергозберігаюча безвідходна технологія фракціонування лістостебельной маси сіяних трав в продукцію багатоцільового призначення (корми, харчові та кормові білково-вітамінні добавки, біологічно активні речовини), що дозволяє ліквідувати прогресуючий дефіцит кормового білка і створити збалансовану кормову базу для сільськогосподарських тварин. Пошуковими дослідженнями також підтверджена можливість фракціонування лістостебельной маси топінамбура з отриманням продукції багатофункціонального призначення. Пропонована технологія передбачає руйнування соковмісної структури лістостебельной маси шляхом її дезінтеграції та подальшого поділу механічним шляхом на рослинний жом і зелений сік. Таким чином, досягається істотне зневоднення механічним шляхом зеленої маси для подальшого досушування і використання в отриманні трав'яного борошна. З зеленого соку топінамбура передбачається виділяти різні фракції для використання в приготуванні, збагачених хлорофілом, білком і мікроелементами, продуктів харчування (м'ясних, хлібобулочних, макаронних і молочних).
Широкий інтерес, що виник до виробництва етилового спирту з топінамбура, пояснюється тим, що його бульби є хорошим, якщо не сказати відмінним джерелом сбраживающих цукрів. Ефективність перетворення цукру в спирт знаходиться на високому рівні (80-95%).
Топінамбур - прекрасна сировина для переробки на спирт. Бульби використовують для отримання вин і горілок високої якості, пива, напоїв, молочної та лимонної кислот, винного оцту.
Про спирті з топінамбура повідомляється в джерелах.
Перші виробничі досліди вироблення етилового спирту з бульб топінамбура в Росії відносяться до початку 30-х років; технологія виробництва здійснювалася стосовно існуючим спиртозаводам.
За кордоном в останні 15-20 років топінамбура приділяють особливу увагу, розглядаючи його не тільки як харчову, лікувальну, кормову і екологозберігаючого культуру, але, в першу чергу, як біоенергетичну, з якої отримують продукти глибокої переробки - замінники традиційної нафти, природного газу і вугілля, розробляючи технології отримання з самого дешевої сировини - моторного спирту (етанолу, біоспірта) і біогазу.
Проведено два міжнародні конгреси.
Перший конгрес «Топінамбур і інші біоенергетичні ресурси» відбувся в 1985р. в Південній Кореї, в ньому взяли участь Англія, Канада, США, Франція, Югославія та інші країни. На конгресі зазначалося наступне.
Весь світ страждає від нестачі енергоресурсів, головним чином, з плином часу спадної палива. Можна сказати, що доля людства залежить лише виключно від здатності відкривати нові енергоресурси.
Серед інших енергоресурсів одним з багатообіцяючих є біомаса. Вона є самопроізводімим, невичерпним і не забруднюють енергозапаси, існування якого визначається часом, поки світить сонце.
Насправді, в даний час накопичується колосальний урожай біомаси на земній кулі, завдяки діяльності сонячної енергії.
Одним з головних підсумків конгресу в Південній Кореї було визнання біомаси топінамбура як одного з перспективних видів енергоресурсів. Топінамбур добре адаптований в тропічних районах (щодо великий широти) і в інших щодо сухих районах; має потужне зростання і рясний урожай бульб. На конгресі розглянуті аспекти виробництва біомаси, отримання етанолу і бутанола шляхом біологічного та біохімічного процесів, розщеплення целюлози на цукру і спирт, вироблення газоподібного палива через піроліз і анаеробну ферментацію.
На другому конгресі «Інулін і інулінсодержащіе рослини», що проходив в Голландії в 1991 р., Поряд з багатьма країнами світу були присутні представники СРСР. Серед головних напрямків робіт конгрес наголосив на необхідності широкої переробки топінамбура для отримання фруктозних сиропів, нових цукристих речовин, підсолоджувачів, спирту (етанолу), кормових дріжджів, а також продукції високої біологічної цінності з метою використання її в харчовій, медичній промисловості і в сільському господарстві.
У Голландії і Німеччини розроблені ефективні методи отримання з інуліну гідроксіметілфурфурола (ГМФ) і його похідних. Структура ГМФ є виключно великі можливості для хімічного синтезу і трансформації з метою отримання різноманітних лікарських препаратів, фарб, напівпровідників, фотопровідників, фотохромних і інших матеріалів для оптоелектроніки. Є перспективи отримання з ГМФ ароматичних з'єднань, рідких кристалів, інгібіторів корозії.
Вироблення етанолу з інулінсодержащего сировини, головним чином - бульб топінамбура, ставить основною метою отримання цього продукту для використання як палива і вихідної сировини хімічного синтезу різних речовин.
За літературними даними, вихід спирту (96о) з 1 т лістостебельной маси становить 50,0-83,2 л, а з 1 т бульб - 70-132 л. Надземна маса дає в перерахунку на 1 га 3-4 т спирту, а бульби - 3-7. Таким чином, вихід спирту з топінамбура в 1,5-3,7 рази вище виходу спирту при переробці цукрових буряків, картоплі, зерна кукурудзи, пшениці, ячменю, цукрового очерету.
У Франції, Малі, Німеччини, Бразилії, США, Канаді, Південній Кореї розглядають і практикують використання спирту в якості моторного палива.
Використання в двигунах внутрішнього згоряння суміші етилованого спирту (етанолу) і бензину (суміш з 12,5% спирту) дає наступні переваги: немає необхідності переробляти карбюратори і мотори; змішаний з бензином спирт збільшує калорійність останнього і зменшує виділення теплоти (мотори менше гріються; антидетонаторной і антинагарні властивості спирту такі, що суміш з бензином дозволяє замінювати тетраетилсвинець; при одній ступеня стиснення мотори, що харчуються сумішшю бензину зі спиртом, функціонують краще, ніж на чистому бензині ; витрата палива зменшується, а потужність збільшується.
Для підвищення октанового числа бензину майже у всіх країнах застосовують тетраетилсвинець. Ця добавка до бензину зумовлює в вихлопних газах досить велика кількість токсичних речовин (окис вуглецю, пари бензолу і ін.), Шкідливих для здоров'я людини. Так, наприклад, в 80-і роки в Канаді заборонили використовувати тететілсвінец для підвищення октанового числа бензину. У цей період добавка етилового спирту в бензин була визнана Канадської Асоціацією з охорони навколишнього середовища «як найкращий засіб, що полегшує навантаження на навколишнє середовище». Підвищення якості бензину за рахунок добавок в нього 10-15% спирту практично виключило викид в атмосферу шкідливих токсичних газів.
Канадські вчені відзначають, що отримувати спирт для добавок в бензин з кукурудзи, пшениці або ячменю економічно нерентабельно і неможливо без урядових субсидій. Вважають, що тільки топінамбур (за їхньою термінологією Єрусалимський артишок) може бути рекомендований в якості вихідного сільгоспсировини для отримання найдешевшого моторного спирту. При цьому спирт з надземної біомаси топінамбура дешевше (від 0,20 до 0,36 канад.дол. За 1 л), ніж з бульб (від 0,86 до 1,01 канад.дол. За 1 л). Встановлено також, що використання топінамбура в сівозміні перешкоджає деградації грунтів.
У США, за даними / 68 /, побудований завод потужністю 50 млн. Барелів (190 млн. Літрів) на рік по виробництву спирту з топінамбура. Фірма «Simeon Miller's Food & Research Associates Fargo, ND використовує топінамбур в якості сировини для пального і на корм.
Зелена маса топінамбура характеризується високим вмістом вуглеводного комплексу (фруктоза, глюкоза, сахароза, фруктозида і ін.), Що дозволяє отримувати з кожної тонни (16% -ної вологості надземної маси) 83,2 л спирту. У сухій масі рослин міститься до 17% протеїну з хорошим амінокислотним складом.
Ініціатором розширення площ під топінамбур є Об'єднання американських енергетичних систем землеробства штат Міннесота (AEFS, Marshal, MN). Підраховано, що для забезпечення сировиною середнього по потужності заводу з виробництва трав'яного борошна потрібно 1200 га посівів топінамбура, спиртового заводу - 4000 га.
У Сибірському ГТУ і Інституті біофізики СО РАН (Красноярськ) доведена шляхом експериментів доцільність використання вегетативної надземної частини топінамбура (сорт Інтерес) для виробництва етанолу і кормового білка. Вихід етилового спирту зі 100 кг зброджуваний цукрів з топінамбурного субстрату вище, ніж з деревинно-зернового - відповідно 64,8 і 59,8 л. Встановлено, що вегетативна маса топінамбура є перспективною сировиною для отримання етанолу в умовах Сибіру. Утилізація барди дозволяє використовувати її в якості поживного середовища для вирощування кормових дріжджів, так як барда містить достатню кількість речовин цукрової природи для їх росту і розмноження.
В АТ ВИСХОМ (Москва) колективом вчених розроблена технологія вирощування і переробки топінамбура, зазначений необхідний для цього комплекс машин і устаткування, зроблений розрахунок економічної доцільності виробництва з бульб порошку, високофруктозного сиропу і спирту.
Українським НДІ землеробства (Києво-Святошинський район, Чабани) застосовується механізоване вирощування топінамбура (сорт Інтерес). Прибирання бульб проводиться картоплезбиральним комбайном ККУ-2А з конструкторсько-винайденої приставкою. Приставка складається з робочих органів з видалення частини зрізаних стебел (40 см), столонів і кореня. При цьому кількість неоторванних від стебел бульб у експериментального комбайна становить 2,2%, а в серійному - 41,3%. Втрати бульб в експериментальному комбайні 4%, в серійному 33%. Видимих пошкоджень у експериментальному комбайні складають 1,02%. Економічні розрахунки застосування модернізованого комбайна на збиранні бульб топінамбура в порівнянні з серійним показують, що досягається скорочення витрат праці в 6-7 разів.
Детальніше перспективами переробки топінамбура можна познайомитися в звітах Академії кон'юнктури Промислових Ринків
«Ринок продуктів переробки топінамбура»
« Ринок інуліну в Росії ».
«Ринок пектину в Росії»
«Ринок фруктози в Росії»
Пасько Н.М., доктор сільськогосподарських наук, академік Міжнародної академії енергоінформаційних наук
