Аспекты комплексного использования нетрадиционного растительного сырья (Sorghum) в биотехнологических производствах

Автор: Серба Е.М., Римарева Л.В., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Микуляк А.А.

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии @vestnik-susu-food

Рубрика: Актуальные проблемы развития пищевых и биотехнологий

Статья в выпуске: 4 т.11, 2023 года.

Бесплатный доступ

Актуальной проблемой перерабатывающих отраслей промышленности является расширение сырьевой базы и сокращение образования отходов. В обзоре рассмотрены вопросы о перспективах использования нетрадиционного растительного сырья и современных биотехнологических процессов его направленной конверсии в продукты микробного синтеза, обеспечивающие ресурсосбережение и эффективную замену традиционных зерновых культур, на примере спиртового производства. На основе анализа научных публикаций, систематизации и обобщения результатов исследований приведены актуальные данные по влиянию особенностей состава основных полимеров зернового сорго на уровень синтеза этанола и лизина, позволившие выявить значимые характеристики зерна перспективных сортов сорго. Подтверждена возможность комплексного использования многокомпонентного растения сорго (зерно и сок стеблей) не только как сырья для получения этилового спирта, но и как источника углеводов для микробной конверсии их в лизин. Выявлена значимость микробного синтеза в решении экологических проблем спиртового производства, заключающаяся в получении наряду с целевым продуктом дополнительную - кормовую лизино-белковую добавку при культивировании Brevibacterium на средах, содержащих барду, остающуюся после сбраживания сусла дрожжами Sасcharomyces cerevisiae. Показанная возможность комплексной биотехнологической переработки зерна и сока стеблей сорго в этанол и L-лизин создает предпосылки для расширения исследований в области разработки биосинтетических технологий получения других ценных продуктов микробного синтеза на основе использования многокомпонентного растения сорго как субстрата для культивирования промышленных штаммов микроорганизмов - продуцентов функциональных ингредиентов и биологически активных веществ.

Еще

Зерно и сок стеблей сорго, сусло, микробная конверсия, барда, этанол, лизин

Короткий адрес: https://sciup.org/147242561

IDR: 147242561 | DOI: 10.14529/food230403

Список литературы Аспекты комплексного использования нетрадиционного растительного сырья (Sorghum) в биотехнологических производствах

Веретнова О.Ю. Возможности использования нетрадиционного растительного сырья в производстве пищевых продуктов функционального назначения // Вестник КрасГАУ. 2015. № 6. С. 154–158.
Серба Е.М. Роль биокатализа в технологиях переработки зернового сырья / Е.М. Серба, Л.В. Римарева, М.Б. Оверченко и др. // Пищевая промышленность. 2022. № 5. С. 13–15. DOI: 10.52653/PPI.2022.5.5.003
Серба Е.М., Поляков В.А. Биотехнологические основы комплексной переработки зернового сырья и вторичных биоресурсов в этанол и белково-аминокислотные добавки: монография. М.: ВНИИПБТ. 2015. 133 с.
Ресурсосберегающие технологии подготовки крахмалсодержащего сырья к сбраживанию / С.В. Иванов, П.Л. Шиян, Т.Е. Мудрак, С.С. Ковальчук // Хранение и переработка сельхозсы-рья. 2015. № 1. С. 24–28.
Спиртовое производство – технологическая основа комплексной переработки зерна с получением пищевых продуктов / В.А. Кривченко, М.В. Туршатов, А.О. Соловьев, И.М. Абрамова // Пищевая промышленность. 2019. № 4. С. 53–54.
Nahar K. Sweet Sorghum: an Alternative Feedstock for Bioethanol // Iranica Journal of Ener-gy& Environment. 2011. № 2(1). Р. 58–61.
Potential of Some Sweet Sorghum (Sorghum bicolor L.) Genotypes Under Two Water Regimes for Sugar and Bio-ethanol Production / D. Alhajturki, M. Aljamali, A. Kanbar, F. Azmah // Sugar Tech. 2012. V. 14. Р. 376–382. DOI: 10.1007/s12355-012-0181-x
Аскарбеков Э.Б., Байгазиева Г.И. Использование сахарного сорго в производстве спирта // Вестник Алматинского технологического университета. 2015. № 4. С. 77–79.
Ковтунова Н.А., Ковтунов В.В. Использование сорго и основные направления селекционной работы во ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко // Таврический вестник аграрной науки. 2016. № 3 (7). С. 60–70.
Григоренко Н.О. Сорго сахарное и перспективное направление его использования // Вестник пищевой промышленности «Сахарная отрасль». 2016. № 5. С. 5–7.
Effect of Harvesting Stage on Sweet Sorghum (Sorghum bicolor L.) Genotypes in Western Kenya / M.O. Oyier, J.O. Owuoche, M.E. Oyoo et al. // The Scientific World Journal. 2017. DOI: 10.1155/2017/8249532.
Ковтунова Н.А., Ерешко А.С., Ржевская А.А. Итоги испытания новых сортов и гибридов сахарного сорго // Научное обозрение. Международный научно-практический журнал. 2017. № 2. С. 4.
Состав концентрированного зернового сусла, приготовленного из различных видов зернового сырья / Е.М. Серба, М.Б. Оверченко, Н.И. Игнатова и др. // Актуальные вопросы индустрии напитков. 2018. № 2. С. 166–170. DOI: 10.21323/978-5-6041190-3-7-2018-2-166-170.
Абрамова И.М., Римарева Л.В., Туршатов М.В. Исходные требования к качеству зернового сырья, обеспечивающие высокие показатели эффективности производства спирта: монография. М.: ООО Издат. дом «БИБЛИО-ГЛОБУС», 2019. 114 с. DOI: 10.18334/978907063556.
Ковтунова Н.А., Ковтунов В.В. Использование сорго сахарного в качестве источника питательных веществ для человека (обзор литературы) //Зерновое хозяйство России. 2019. № 3. С. 3–9. DOI: 10.31367/2079-8725-2019-63-3-3-9.
Влияние особенностей состава зерна сорго на эффективность его микробной конверсии в этанол и лизин / Е.М. Серба, Л.В. Римарева, В.Т. Чан и др. // Журнал СФУ. Биология. 2022. № 3. С. 347–362. DOI: 10.17516/1997-1389-0392
Potential for improvement in yeast nutrition in raw whole grain sorghum and maize lager brew-ing and bioethanol production through grain genetic modification and phytase treatment / J. Kruger, A. Oelofse, J. Taylor, J.R.N. Taylor // Journal of the Institute of Brewing. 2012. № 118(1). P. 70–75.
Алабушев А.В., Ковтунов В.В., Лушпина О.А. Сорго зерновое – перспективное сырьё для производства крахмала // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30, №7. С. 64–66.
Assessment of genetic diversity for biomass related traits in Sweet Sorghum (Sorghum Bicolor (L.) Moench.) / D.M. Bahadure, S. Marker, A.V. Umakanth et al. // IOSR Journal of Agriculture and Veterinary Science. 2014. V.7(8). Р. 32–34. DOI: 10.9790/2380-07823234
Изучение сахара в стеблях сорго / Т. Товолдиев, Г. Рустамова, Б. Хусанов, Н. Набиева // Теоретические и прикладные аспекты современной науки. 2014. № 4. С. 62–64.
Near infrared spectroscopy determination of sucrose, glucose and fructose in sweet sorghum juice / M.L.F. Simeone, R.A.C. Parrella, R.E. Schaffert et al. // Microchemical Journal. 2017. V. 134. Р. 125–130. DOI: 10.1016/j.microc.2017.05.020
Комплексное использование сока стеблей сахарного сорго для получения этанола и кормовой белково-аминокислотной добавки / Л.В. Римарева, Е.М. Серба, М.Б. Оверченко и др. // Пищевая промышленность. 2021. № 5. С. 56–61. DOI: 10.52653/PPI.2021.5.5.013
Римарева Л.В., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И. Микробная конверсия растительного сырья и вторичных сырьевых ресурсов АПК в высокоэффективный лизино-белковый препарат // Хранение и переработка сельхозсырья. 2008. № 12. С. 48–51.
Римарева Л.В., Григорьев М.А. Создание безотходной технологии в свете ответственности производителей за переработку сырьевых отходов на примере пивоваренного производства // Экология промышленного производства. 2009. № 1. С. 43–46.
Получение этанола и кормовой лизинсодержащей добавки на основе сиропа из сахарно-о сорго / Е.М. Серба, Л.В. Римарева, М.Б. Оверченко и др. // Перспективные направления совершенствования технологии спирта и спиртных напитков и методы их контроля: сб. науч. тр. / под ред. И.М. Абрамовой, Е.М. Сербы. М.: Первое экономическое издательство. 2021. С. 115–124. ISBN 978-5-91292-400-2. DOI: 10.18334/9785912924002.115-124
Фаритов Т.А. Корма и кормовые добавки для животных: учеб. пособие для СПО. СПб.: Лань. 2010. 304 с. ISBN 978-5-8114-9892-5
Неминущая Л.А. Лечебно-профилактические кормовые белковые добавки на основе высшего лечебного гриба Fusarium sambucinum MKF-2001-3 // Ветеринария и кормление. 2010. № 4. С. 8–9.
Биотехнологические основы направленной конверсии сельскохозяйственного сырья и вторичных биоресурсов для получения пищевых ингредиентов, функциональных продуктов питания и кормов: монография / Е.М. Серба, Л.В. Римарева, Е.Н. Соколова и др. М.: ООО Издат. дом «БИБЛИО-ГЛОБУС», 2017. 180 с. ISBN 978-5-6040237-1-6. DOI: 10.18334/9785604023716.
Биотехнологические основы создания кормовых добавок с защитно-профилактическими свойствами: монография / Г.С. Волкова, Л.В. Римарева, Е.В. Куксова, Е.М. Серба. М.: Первое экономическое издательство, 2020. 148 с. DOI: 10.18334/9785912923418.

Еще

Статья обзорная