Новый метод биопереработки позволяет получать ценные продукты вместе с биотопливом

Исследователи из Центра инноваций в области передовой биоэнергетики и биопродуктов (CABBI) разработали устойчивый процесс, который переопределил и расширил продуктовый портфель масличного тростника, повысив ценность этого сырья.

В традиционном биорефайнере сахарный тростник используется для производства биоэтанола. Стебли измельчают для извлечения сока, который затем перерабатывают в топливо. Сухой волокнистый остаток после отжима, называемый багассой, обычно сжигают.

В новом исследовании, опубликованном в Bioresource Technology, ученые CABBI разработали процесс биопереработки, который позволяет извлекать из багассы масличного тростника ценные продукты. Таким образом, из одного сырья можно получить несколько потоков продукции.

Эта работа может помочь в обеспечении устойчивого источника энергии и одновременно создать дополнительные источники дохода за счет побочных продуктов.

Исследователи использовали масличный тростник — трансгенный вид сахарного тростника, который накапливает ценные липиды в вегетативных тканях. В процессе биопереработки они нацелились на извлечение этих вегетативных липидов, а также антоцианов — натуральных красителей.

«Мы сначала проанализировали состав масличного тростника, выбрали наиболее ценные продукты, а затем разработали устойчивый процесс, который позволил нам повысить выход выбранных высокоценных продуктов наряду с производством биотоплива», — сказала Шивали Банерджи, первый автор исследования.

Антоцианы — это пигменты, отвечающие за окраску фруктов, овощей, злаков и цветов. Они широко используются в качестве натуральных красителей в косметике, пище, фармацевтике и текстиле и являются более безопасной альтернативой синтетическим красителям.

Однако стоимость производства и извлечения этих натуральных пигментов обычно выше, чем синтетических, так как многие богатые антоцианами источники (ягоды, краснокочанная капуста) уже имеют устоявшийся рынок в пищевом секторе.

Извлечение антоцианов из багассы масличного тростника позволяет производить эти пигменты дешевле и без конкуренции с производством продуктов питания.

«Это ситуация "выигрыш-выигрыш", — говорит Банерджи. — Помимо натуральных красителей, мы также можем извлекать вегетативные липиды и сахара для производства биотоплива — и все из одного сырья».

С экономической точки зрения важно, чтобы биотопливо производилось с низкой себестоимостью. Извлечение высокоценных побочных продуктов из сырья в процессе производства биотоплива может сделать этот процесс более рентабельным.

«Максимизация конверсии всех компонентов биомассы критически важна для создания прибыльного биорефайнери», — сказал Виджай Сингх, руководитель исследования.

Этот переопределенный подход к полной утилизации багассы создает возможность для построения диверсифицированной индустрии по производству промышленно значимых биопродуктов.

«Подобные усилия могут быть приложены и к другим видам сырья CABBI. Переопределение биорефайнери для производства разнообразного портфеля биопродуктов с нулевыми отходами — это насущная необходимость. Это поможет преодолеть барьеры на пути к устойчивой циркулярной экономике», — отметила Банерджи.