БІОТЕХНОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ПЕРЕРОБКИ БУРЯКОВОГО ЖОМУ НА БІОЕТАНОЛ
DOI:
https://doi.org/10.31073/foodresources2024-23-10Ключові слова:
буряковий жом, меляса, біоетанол, ферментативний гідролізАнотація
Предмет. Лігніноцелюлозна та цукровмісна сировина. Дослідження способів використання біопотенціалу бурякового жому як лігніноцелюлозовмісної сировини для виробництва біоетанолу. Мета. Аналіз наукових даних щодо використання біопотенціалу бурякового жому для виробництва біопалива. Методи. Аналітичний. Результати. У біотехнології біомаса та сахароза зазвичай переробляються за допомогою одного з трьох методів: анаеробного дигерування, ферментації або ферментативних реакцій. Отже, буряковий жом є гарною сировиною для виробництва як біогазу (що містить переважно CH4, CO2 та N2, H2S, NH3) так і водню, біоетанолу, біобутанолу та молочної кислоти. Біотехнологічні процеси включають підготовку сировини, яка ґрунтується на механічних, фізико-хімічних, ферментативних або хімічних процесах з метою отримання суміші вуглеводів як мікробіологічного середовища. Впровадження біотехнологій з перетворення жому бурякового як лігніноцелюлозовмісної сировини в біоетанол є альтернативою вуглецевмісному паливу для транспортних засобів. Вихід біоетанолу з жому бурякового становить 0,1 г/г сухої маси. Правильна підготовка сировини та науково обґрунтоване застосування біотехнологічних процесів сприятиме усуненню основної проблеми цукрових заводів – сезонності виробництва. Крім того, одним з продуктів біотрансформації меляси також буде отримання зрідженого оксиду вуглецю та мелясної барди. Ферментативний гідроліз є екологічно чистим і водночас високовартісним. Це сприяло впровадженню мікробного оцукрення сировини, яка полягає у виробництві ферментів, що руйнують лігніноцелюлозу. При мікробіологічному гідролізі часто використовуються штами цвілі, які вивільняють моносахариди з полісахаридного субстрату. Значні переваги використання мікроорганізмів у біохімічних процесах надаються високій селективності ферментів та м’яким умовам протікання реакції, що сприятиме виробництву конкурентоспроможних продуктів з високим виходом. Сфера застосування результатів. Цукробурякова галузь.
Завантаження
Посилання
CEFS Statistics 2021/22. https://cefs.org/wp-content/uploads/2023/04/European-Sugar-Statistics-Reportfor-the-marketing-year-2021-22-1.pdf. (дата звернення 24.12.2023).
FAO. Sugar Beet White Sugar Agribusiness Handbook. 2009. https://www.fao.org/3/ae377e/ae377e.pdf. (дата звернення 24.12.2023).
Bioethanol–European Biomass Industry Association. 2023. https://www.Eubia.Org/Cms/Wiki-Biomass/Biofuels/Bioethanol. (дата звернення 24.12.2023).
Bušic A., Mardetko N., Kundas S., Morzak G., Belskaya H., Ivancic Šantek M., Komes D., Novak S., Šantek B. Bioethanol Production from Renewable Raw Materials and Its Separation and Purification: A Review. Food Technol. Biotechnol. 2018. Vol. 56. P. 289–311. https://doi.org/10.17113/ftb.56.03.18.5546.
Prasad S., Singh A., Joshi H. C. Ethanol as an Alternative Fuel from Agricultural, Industrial and Urban Residues. Resour. Conserv. Recycl. 2007. Vol. 50, P. 1–39.
ErkanIcoz et al. Review: Research on ethanol production and use from sugar beet in Turkey, Biomass and Bioenergy, 2009. Vol. 33, p. 1–7.
Steven Cosyn, etal. Sugar beet: A complement to sugar cane for sugar and ethanol production in tropical and subtropical areas, International Sugar Journal, 2011. Vol.113, p. 653–658.
Barlog P., et al. Sugar beet response to balanced nitrogen fertilization with phosphorus and potassium, Bulgarian Journal of Agricultural Science, 2013. Vol.19 (№ 6) p.1311–1318.
Yu C., Ahmadi S., Shen S., Wu D., Xiao H., Ding T., Liu D., Ye X., Chen S. Structure and Fermentation Characteristics of Five Polysaccharides Sequentially Extracted from Sugar Beet Pulp by Different Methods. Food Hydrocoll. 2022. Vol. 126. P. 107–462. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107462.
Lin Y., Tanaka S. Ethanol Fermentation from Biomass Resources: Current State and Prospects. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2006. Vol. 69, P. 627–642.
Bai F.W., Anderson W.A., Moo-Young M. Ethanol Fermentation Technologies from Sugar and Starch Feedstocks. Biotechnol. Adv. 2008. Vol. 26, P, 89–105.
Liang M., Damiani A., He Q. P., Wang J. Elucidating Xylose Metabolism of Scheffersomyces Stipitis for Lignocellulosic Ethanol Production. ACS Sustain. Chem. Eng. 2014. Vol. 2, P. 38–48.
Berlowska J., Cieciura-Włoch W., Kalinowska H., Kregiel D., Borowski S., Pawlikowska E., Binczarski M., Witonska I. Enzymatic Conversion of Sugar Beet Pulp: A Comparison of Simultaneous Saccharification and Fermentation and Separate Hydrolysis and Fermentation for Lactic Acid Production. Food Technol. Biotechnol. 2018. Vol. 56, P. 188–196. https://doi: 10.17113/ftb.56.02.18.5390.
Ferrari M. D., Neirotti E, Albornoz C., Saucedo E. Ethanol Production from EucalyptusWood Hemicellulose Hydrolysate by Pichia Stipitis. Biotechnol. Bioeng. 1992. Vol. 40, P. 753–759.
Karagoz P., Ozkan M. Ethanol Production from Wheat Straw by Saccharomyces Cerevisiae and Scheffersomyces Stipitis Co-Culture in Batch and Continuous System. Bioresour. Technol. 2014. Vol. 158, P. 286–293. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2014.02.022
Ruchala J., Kurylenko O. O., Dmytruk K. V., Sibirny A. A. Construction of Advanced Producers of First- and Second-Generation Ethanol in Saccharomyces Cerevisiae and Selected Species of Non-Conventional Yeasts (Scheffersomyces Stipitis, Ogataea Polymorpha). J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2020. Vol. 47. P. 109–132. https://doi.org/10.1007/s10295-019-02242-x.
Unrean P., Khajeeram S. Model-Based Optimization of Scheffersomyces Stipitis and Saccharomyces cerevisiae Coculture for Efficient Lignocellulosic Ethanol Production. Bioresour. Bioprocess. 2015. Vol. 2. P. 41. https://doi.org/10.1186/S40643-015-0069-1
Sun L., Wu B., Zhang Z., Yan J., Liu P., Song C, Shabbir S., Zhu Q., Yang S., Peng N., et al. Cellulosic Ethanol Production by Consortia of Scheffersomyces Stipitis and Engineered Zymomonas Mobilis. Biotechnol. Biofuels. 2021. Vol. 14. P. 221. https://doi.org/10.1186/s13068-021-02069-8.
Thanapimmetha A., Vuttibunchon K., Saisriyoot M., Srinophakun P. Chemical and Microbial Hydrolysis of Sweet Sorghum Bagasse for Ethanol Production. In Proceedings of theWorld Renewable Energy Congress–Sweden, Linkoping, Sweden, 8–13 May 2011; p. 389–396. https://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://ep.liu.se/ecp/057/vol1/052/ecp57vol1_052.pdf.
Patelski A. M., Dziekonska-Kubczak U., Balcerek M., Pielech-Przybylska K., Dziugan P., Berłowska J. The ethanol production from sugar beet pulp supported by microbial hydrolysis with Trichoderma viride. Energies. 2024. Vol. 17. https://doi.org/10.3390/en17040809.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори залишаються повноправними власниками своїх робіт без будь-яких обмежень. Редакція отримує лише невиключне право на оприлюднення, розповсюдження та індексацію матеріалів.
Журнал суворо дотримується етичних норм і запобігає плагіату для захисту інтелектуальної власності.
Публікації у збірнику здійснюються на умовах міжнародної ліцензії Creative Commons CC BY-NC-ND 4.0.
Згідно з цією ліцензією, користувачі мають право вільно копіювати та розповсюджувати матеріали (у будь-якому форматі чи на будь-яких носіях) для навчання та наукових досліджень. При цьому обов’язковим є дотримання таких вимог:
- Атрибуція: належне посилання на авторів, першоджерело та саму ліцензію.
- Некомерційність: заборона використання матеріалів з метою отримання прибутку.
- Без похідних творів: забороняється поширення змінених або перероблених версій оригінального тексту.
Збірник підтримує право авторів на самоархівування всіх версій статей (препринтів, постпринтів або опублікованих версій) в інституційних чи персональних репозитаріях. Доступ до таких матеріалів може бути відкритий негайно, за умови належної атрибуції статті у збірнику «Продовольчі ресурси» та дотримання умов ліцензії CC BY-NC-ND 4.0.
ISSN 
ISSN 
