А.Ю. ШАРИКОВ, кандидат технических наук, научный сотрудник
В.И. СТЕПАНОВ, кандидат технических наук, зав. отделом
В.В. ИВАНОВ, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
Л.В. РИМАРЕВА, член-корреспондент Россельхозакадемии, зам. директора
Н.И. ИГНАТОВА, старший научный сотрудник
Л.И. СКВОРЦОВА, научный сотрудник
ВНИИ пищевой биотехнологии Россельхозакадемии
E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Резюме. Основные тенденции развития биотехнологии этанола – повышение концентрации перерабатываемых сред и использование трудноперерабатываемого зернового сырья, прежде всего, ржи. Одновременная их реализация в рамках традиционной технологии ограничена в силу резкого ухудшения реологических свойств высококонцентрированных ржаных гидролизатов. В качестве альтернативы традиционной водно-тепловой обработке при подготовке сырья к осахариванию предложено использование варочной экструзии. Проведены исследования влияния экструзии ржи на процесс ее дальнейшей биконверсии в этанол. Показана возможность получения гидролизатов ржи с концентрацией 30% растворимых сухих веществ с приемлемыми реологическими свойствами. На этапе получения гидролизата установлена необходимость использования совместно с альфа-амилазой и протеазой гемицеллюллитического ферментного комплекса в количестве не менее 0,15 единиц ксиланазной способности на 1 г сухих веществ. На стадии разжижения уже к 30 мин. биокатализа динамическая вязкость опытного гидролизата ржи снизилась до 0,5 Па•с, что свидетельствует о ее пригодности для дальнейшей биоконверсии. По результатам бродильных проб с использованием осмофильной расы дрожжей Saccharomyces cerevisiae концентрация спирта в браге и выход спирта опытного образца из экструдата ржи составили 15,09 об.% и 64,7 дал/т условного крахмала соответственно, что на 1 об.% и 2,25 дал/т условного крахмала выше, чем в контроле, предусматривающем применение механико-ферментативной обработки. Концентрация побочных метаболитов спиртового брожения в опытном образце браги составила 2844 мг/дм3, в контроле – 4664 мг/дм3. Максимальные различия отмечены для изоамилола, 2-фенилэтанола и изобутанола. По содержанию летучих кислот, сложных эфиров и альдегидов отличия не существенны. Экструзия ржи обеспечивает значительное сокращение времени подготовки зернового сырья к осахариванию и улучшение биохимических показателей брожения концентрированного ржаного сусла: увеличивается выход спирта, снижается количество побочных метаболитов.
Ключевые слова: спиртовое производство, рожь, экструзия, биоконверсия, высокие концентрации, вязкость, побочные метаболиты.