Search for a command to run...
This study focuses on the biotechnological potential of Sorghum bicolor (sorghum) for integrated processing to produce ethanol and protein-lysine feed supplements. The research evaluates the chemical composition of different grain varieties, quantifies reducing sugars in stem juice, and explores microbial conversion processes. Seven sorghum varieties were compared in terms of starch, crude protein, true protein, and hemicellulose content. The middle part of the stem was identified as the richest in reducing sugars. Gas chromatographic analysis revealed ethanol as the dominant fermentation product (up to 85.3 g/L), with minimal concentrations of byproducts like methanol and acetaldehyde. Fermentation experiments using Saccharomyces cerevisiae and Brevibacterium flavum RCAM 01129 demonstrated high performance in ethanol and lysine synthesis, respectively. Notably, variety III showed higher yields of target products than variety V, despite lower starch content, due to a more favorable polymer composition. The resulting lysine-protein supplement contained 1.8 times more protein and 36.5 times more lysine than the original distillers’ stillage. The findings demonstrate that integrated sorghum biorefining, supported by advanced biotechnological methods, presents a sustainable approach for maximizing biomass utilization, reducing agricultural waste, and improving animal nutrition, especially in resource-constrained and drought-prone regions affected by climate change. Настоящая работа посвящена исследованию биотехнологических возможностей комплексной переработки растения Sorghum bicolor (сорго) с целью получения этанола и белково-аминокислотных кормовых добавок. Основное внимание уделено определению химического состава различных сортов зерна сорго, анализу содержания редуцирующих сахаров в стеблях, а также проведению микробной трансформации растительного сырья. Проведён сравнительный анализ семи сортов сорго по содержанию крахмала, гемицеллюлоз, сырого и переваримого протеина. Установлено, что наибольшее содержание сахаров наблюдается в средней части стебля, что определяет выбор оптимального анатомического участка для экстракции. Газохроматографический анализ подтвердил доминирование этанола в продукции ферментации (до 85,3 г/л). Проведены микробиологические эксперименты с использованием дрожжей Saccharomyces cerevisiae и штамма Brevibacterium flavum RCAM 01129, показавшие высокую эффективность синтеза этанола и лизина, соответственно. Наилучшие показатели получены при использовании сорта КИЗ-2, несмотря на его более низкое содержание крахмала по сравнению с сортом Барс-2020, что связано с оптимальным соотношением структурных полисахаридов. Результаты подтверждают возможность получения лизино-белковой добавки, превосходящей исходную барду по содержанию протеина в 1,8 раза и лизина - в 36,5 раза. Комплексная переработка сорго с применением современных биотехнологий может стать эффективным решением для рационального использования растительного сырья, минимизации отходов и повышения продуктивности животноводства в условиях ограниченных ресурсов и климатических изменений.