Биоконверсия зеленой массы и клубней топинамбура с. Скороспелка разными видами дрожжей с целью получения кормового белка

• Автор: Джанаев, Константин Игоревич
• Шифр специальности: 03.02.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Биоконверсия возобновляемого растительного сырья в топливо, кормовые и пищевые продукты, полупродукты для химической и микробиологической промышленности рассматривается в настоящее время как одна из ключевых отраслей биотехнологии.
Анализ показывает, что ситуация в этой области меняется к лучшему весьма быстрыми темпами. В изучение проблем биоконверсии растительной биомассы вовлекаются все новые виды растений I., 1987).
Важное значение в биоконверсии растительных субстратов имеет ферментативный гидролиз гемицеллюлоз, находящихся в клеточной стенке растений или в нерастворимых продуктах, полученных на их базе, где гемицеллюлозы тесно связаны с другими компонентами. Считают, что ферментативный гидролиз полисахаридов, в том числе гемицеллюлоз, в противоположность кислотному гидролизу, тормозится экранирующим действием лигнина, что делает необходимым использование предварительной обработки растительного сырья, используя химические или физические методы (В.К. Мамыкин и др., 1998).
Современные технологии глубокой переработки предоставляют большие возможности для получения целого спектра биопродуктов, включая различные виды биотоплива, так как в качестве основного сырья для таких видов топлива стремятся использовать целлюлозу. Дальнейшее развитие биотехнологий будет связанно именно с целлюлозным биотопливом. Перспективным сырьем для него сегодня служат энергетический тростник, жмых сахарного тростника, сорго, а также непосредственно и сама древесина или волокнистые, несъедобные части растений (Н.Павловская 201 Г).
Биотехнология - уникальная наука, которая использует живые организмы и биологические процессы в практических интересах человека.
Биотехнологические процессы, в частности брожение, применяются людьми с древних времен. На различных видах брожения основано

производство спирта, пива, вина, хлеба, кисломолочных продуктов (B.C. Шевелуха и др., 1998).
Важную роль в биоконверсии растительной биомассы играют дрожжи. Гидролизат на основе растительного сырья является прекрасным субстратом для жизнедеятельности дрожжей и возможна дальнейшая его переработка в зависимости от желаемого результата. При использовании дрожжей - продуцентов кормового белка, можно получить биомассу, богатую белком.
Гидролизные дрожжи вследствие высокого содержания в них полноценных, хорошо усвояемых белков, биологически активных веществ -витаминов, ферментов, гормонов и микроэлементов применяются в качестве корма для домашних животных и птиц. Добавка кормовых дрожжей к растительным кормам, богатым углеводами, значительно улучшает их качество и повышает биологическую ценность. Кормовые дрожжи по питательности и усвояемости не уступают кормам животного происхождения. В дрожжах содержится 46-55% белка, который, в свою очередь, содержит все жизненно необходимые аминокислоты. В золе кормовых дрожжей содержатся также ценные для животных и птиц макро- и микроэлементы (И. Мирошниченко и др, 1998).
Содержащиеся в дрожжах ферменты, гормоны и другие продукты микробиологического синтеза играют важную роль в улучшении обмена веществ в организме животных и птиц. При использовании штаммов спиртовых дрожжей на растительных гидролизатах возможно получение технического биоэтанола, для дальнейшего использования его в качестве биотоплива.
Цель диссертационной работы заключалась в биоконверсии зеленой массы и клубней топинамбура с. Скороспелка разными видами дрожжей.
В связи с поставленной целью решались следующие задачи:
1. Изучить химический состав надземной биомассы и клубней топинамбура с. Скороспелка.

Зеленая масса топинамбура сорта Скороспелка до бутонизации в 2010 году характеризовалась существенным содержанием редуцирующих сахаров - от 4,6 до 4.92% (табл. 1).
Безазотистые экстрактивные вещества (БЭВ) представляют собой название большой группы безазотистых органических веществ (за исключением жира и клетчатки), продуктов углеводного обмена в растительном и животном организмах. К группе БЭВ относят сахара (глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза, лактоза), крахмал, инулин, гемицеллюлозы (пентозаны — производные пентоз и гексозаны, образованные гексозами), пектиновые вещества и сходные с ними слизи и камеди, а также лигнин, гликозиды, дубильные вещества, некоторые пигменты растений.
В 2010 году в зеленой массе топинамбура сорта Скороспелка до бутонизации содержание БЭВ в воздушно-сухом состоянии колебалось от 22,5 до 28,0%, при среднем показателе 25,24% (табл.1).
Рассматривая содержание в 2010 году в зеленой массе топинамбура сорта Скороспелка отдельных компонентов в натуральном состоянии, установлены следующие их концентрации, в процентах: «сырого» протеина -6,14%, «сырого» жира - 1,15%, «сырой» клетчатки - 6,88%, «сырой» золы -3,86%, гемицеллюлозы - 0,49%, лигнина - 10,53%, БЭВ - 6,12% и редуцирующих сахаров - 1,14%.
Далее рассмотрим химический состав зеленной биомассы топинамбура сорта Скороспелка в фазе бутонизации в 2010 году. Данные приведены в таблице 2.
Анализом данных, приведенных в таблице 2 и характеризующих химический состав зеленой массы топинамбура сорта Скороспелка в фазе бутоницации, показано, что среднее содержание сухих веществ составило 18,26%. Содержание отдельных компонентов в сухом веществе было равно, в % : протеина-25,78; «сырого» жира-25,78; «сырой» клетчатки-37,75; «сырой золы- 0,07; гемицеллюлозы-5,83; лигнина-46,94; БЭВ-20,03 и сахаров-9,76.