Разделение кукурузной соломы повышает эффективность производства этанола

Исследователи из Университета Пердью утверждают, что не все части стебля кукурузы одинаковы, и их не следует одинаково обрабатывать при производстве целлюлозного этанола.

Обычно при переработке соломы кукурузы (стеблей, листьев и початков) всё измельчается и смешивается. Однако исследовательская группа обнаружила, что три различные части соломы — кора (rind), сердцевина (pith) и листья — расщепляются по-разному.

Учёные пытаются определить, существует ли более эффективный метод переработки соломы. Целлюлозный этанол производится путём извлечения сахаров из целлюлозного сырья с помощью ферментов с последующим брожением и дистилляцией.

«Сегодня исследователи измельчают все части вместе и обрабатывают смесь, исходя из потребностей самой трудноперевариваемой части. Мы же показываем, что существуют значительные различия в способности к деградации между тканями», — говорит Эдуардо Ксименес, научный сотрудник лаборатории LORRE.

Согласно результатам, опубликованным в журнале Biotechnology and Bioengineering, сердцевина (мягкая сердцевина, составляющая более половины веса стебля) легче всего переваривается ферментами. Кора — наиболее устойчива, а листья занимают промежуточное положение. Значительное количество лигнина (жёсткого соединения в клеточных стенках растений) делает целлюлозу устойчивой к гидролизу — процессу расщепления целлюлозы на сахара.

Ксименес отмечает, что переработка только коры даёт около 20% дополнительного этанола, но требует в 10 раз больше ферментов, что значительно увеличивает стоимость процесса.

«Стоят ли эти дополнительные 20% увеличенных затрат? Если бы существовал способ отделить сердцевину, оставшуюся кору можно было бы сжигать для генерации пара, создавая энергию, необходимую для работы завода», — задаётся вопросом соавтор исследования Натан Мозье.

Профессор Майкл Ладиш добавляет, что разделение частей соломы и их различная обработка — это новый подход к производству целлюлозного этанола, использующий существующие технологии, но позволяющий извлечь из них максимум.

В дальнейшем исследователи планируют изучить способы улучшения способности ферментов расщеплять целлюлозу и удалять ингибирующие соединения, а также адаптировать полученные данные для другого сырья, например, проса прутьевидного и древесины.