biotechnologia


 
 

Biorafinerie: źródła biomasy

pszenica

Trawy

czyli wiechlinowate – to rodzina roślin zielnych (częściej bylin niż roślin jednorocznych) licząca ok. 11 tys. gatunków. Należą do niej również rośliny uprawne, a w tym zboża. Cały ten olbrzymi potencjał gatunków stanowić może podstawowy surowiec dla biorafinerii jakim jest biomasa. Biomasa roślinna powstaje w efekcie zjawiska fotosyntezy, w którym dwutlenek węgla zawarty w atmosferze przekształcany jest w glukozę, a następnie na drodze skomplikowanych szlaków metabolicznych powstają bardziej złożone związki jak białka, tłuszcze i wielocukry.

Biorafinerie potrzebują dużej i stałej dostawy biomasy. Surowiec stosowany w biorafineriach może składać się z ziarna zbóż takich jak kukurydza, pszenica, owies czy jęczmień, roślin oleistych, odpadów rolniczych czy specjalnych upraw energetycznych takich jak proso rózgowe, wierzba energetyczna czy mozga rózgowata. Co prawda stosowanie ziarna i roślin oleistych jako źródeł energii zmniejsza ich dostępność jako źródła pożywienia czy paszy, ale części roślin, które pozostają po zbiorze ziarna np. słoma także stanowią źródło biomasy, a ich zastosowanie nie uszczupla zasobów żywności.
Wybór gatunków roślin przeznaczonych na uprawy dla biorafinerii zależna jest od przydatności całej rośliny w procesie przetwórczym, a także od tego jak zaadaptuje się ona do miejscowych warunków uprawy.
W Polsce istnieje wiele potencjalnych źródeł biomasy możliwych do zastosowania jako surowiec w biorafineriach. Obiecująco wygląda zastosowanie traw, w tym również zbóż uprawnych. Wśród zbóż budzących zainteresowanie przetwórstwa znajdują się pszenica, żyto, pszenżyto, kukurydza, jęczmień i owies, a wśród traw m. in. miskant (trawa słoniowa) czy mozga rózgowata.


Pszenica

(Triticum) należy do najważniejszych roślin zbożowych świata. Ma znaczenie strategiczne zarówno jako zboże chlebowe jak i surowiec paszowy. W Polsce uzyskiwane są plony ziarna na poziomie 3,5 t/ha., szczególnie w okolicach tzw. „zagłębia pszenicznego” (region wałbrzyski i legnicki). Najważniejsze obecnie gatunki to pszenica zwyczajna (Triticum vulgare) oraz pszenica twarda zwana również makaronową (Triticum durum).
Zużycie ziarna pszenicznego kształtuje się następująco – ok. 50% przeznaczone jest do spożycia, 40% na spasanie zwierząt, 8% na materiał siewny, a reszta to straty i odpady. Zasadnicze przetwórstwo pszenicy to przemiał na sucho na potrzeby przemysłu spożywczego. W efekcie tego typu przetwórstwa otrzymywane są kasze, płatki, mąki, zarodki i otręby. Ziarno pszenicy jest podstawowym surowcem pozyskiwania skrobi do produkcji syropów glukozowych. Dodatkowymi produktami przerobu mąki pszennej na syrop glukozowy są: gluten pszenny witalny stosowany w piekarnictwie oraz pszenmix - dodatek do pasz zwierzęcych. Ziarno pszenicy jest także wykorzystywane w przemyśle farmaceutycznym do produkcji zasypek i pudrów. Z mąki pszennej, która nie nadaje się do wykorzystania w celach spożywczych produkowane są wypełniacze do baterii.
Wiele młynów zajmujących się przemiałem pszenicy na cele spożywcze traktuje otręby pszenne jako uciążliwy produkt uboczny (czasem nawet traktowane są jako odpad). Tymczasem, na drodze odpowiedniego przetwarzania, z tego surowca można pozyskać wiele cennych związków. Otręby w surowej postaci znajdują zastosowanie nie tylko jako suplement zdrowotny diety człowieka dostarczający błonnika pokarmowego. W potrawach z mięsa mielonego stanowią substytut tłuszczu zapewniający odpowiednią konsystencję i regulujący wzajemny stosunek kwasów tłuszczowych nasyconych i nienasyconych. Pośród innych otręby pszeniczne posiadają najlepsze właściwości termoplastyczne co spowodowało, że w oparciu o nie powstał patent na produkcję biodegradowalnych naczyń jednorazowego użytku. Podczas przemiału ziarna pszenicy zarodki pszeniczne zostają oddzielone od bielma mącznego i duża ich ilość przechodzi do otrębów, stanowiąc ich wartościowy składnik. Zarodek jest odrębną i samodzielną częścią ziarna pszenicy. Młyn pszenny uzyskuje ich niewiele, a przy zastosowaniu specjalnych urządzeń można otrzymać co najmniej 1% zarodków. Czyste zarodki są wolne od skrobi, w skład białka zarodków wchodzą albuminy, globuliny, w niewielkim procencie gliadyny oraz białka nierozpuszczalne. Zarodki pozbawione są one białka glutenowego, które występuje wyłącznie w bielmie. Spośród produktów zbożowych zarodki wyróżniają się wysoką zawartością tłuszczu (10%), który ma bardzo korzystny skład kwasów tłuszczowych.
Dzięki rozwojowi wiedzy i powstaniu nowych technik przetwarzania pojawiło się obecnie wiele kierunków wykorzystania pszenicy i to nie samego ziarna, ale całej rośliny. Jedna z technik przetwarzania, przemiał na mokro, pozwala na uzyskanie skrobi, podstawowego białka pszenicy – glutenu oraz innych cennych z przemysłowego punktu widzenia, związków. Odpowiednie prowadzenie procesu przetwarzania umożliwia pozyskanie cukrów prostych będących efektem hydrolizy skrobi. Cukry te można uzyskać w postaci tzw. syropów glukozowych czy fruktozowych, lecz również w postaci czystej. Cukry proste służyć mogą następnie dalszym procesom przetwarzania jak chociażby produkcja kwasów organicznych takich jak kwas mlekowy czy cytrynowy.
Odpowiednie frakcjonowanie otrębów pszennych umożliwia izolację b-D-glukanu – polisacharydu o możliwościach wielorakiego zastosowania zarówno w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym.
Słoma pszeniczna stosowana jest tradycyjnie jako ściółka, jednak po rozdrobnieniu na sieczkę stanowi cenny dodatek do pasz. Rozwijający się przemysł biopaliw odnawialnych traktuje słomę pszeniczną jako jeden z wartościowych surowców opałowych. Słoma użytkowana jest także jako materiał budowlany i izolacyjny, surowiec do wyrobów plecionkarskich, w pasiekach do konstrukcji uli, jako cenny bionawóz czy wreszcie – odpowiednio przetworzona – jest źródłem włókien, hemiceluloz i oligomerów ligniny, które wykorzystywane są w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym.
Także produkty uboczne pochodzące z obróbki pszenicy w różnych gałęziach przemysłu mogą stanowić cenny surowiec w biorafineriach. Wywar gorzelniczy i młóto pszeniczne będące podstawowym odpadem z destylarni etanolu paliwowego stanowią źródła białka i włóknika, które pod odzyskaniu znajdują zastosowanie jako wartościowe składniki żywności. Także rośliny w stanie pozornie nieprzydatnym również znajdują wykorzystanie. Mokre lato powoduje dłuższe pozostawanie nieskoszonej pszenicy na polu, w efekcie czego ziarno porasta. Nawet takie ziarno jest nadal cennym surowcem, gdyż może zostać zastosowane do produkcji kasz szlachetnych, nietypowych dla regionu europejskiego, a mianowicie do produkcji bliskowschodniej kaszy bulghur.


Kukurydza

(Zea mays) pochodzi z podrodziny prosowatych z Meksyku, a w stanie dzikim jest nieznana. Kukurydza jest rośliną krótkiego dnia, ciepłolubną, wrażliwą na przymrozki wiosenne i jesienne. Wysokie wymagania klimatyczne rośliny ograniczają dobór mieszańców kukurydzy przydatnych do uprawy w Polsce (możliwa jest jedynie uprawa odmian o wczesnym okresie dojrzewania).
Największe znaczenie gospodarcze mają następujące odmiany – kukurydza twarda, kukurydza koński ząb – roślina pastewna, kukurydza cukrowa, kukurydza pękająca – ryżowa i perłowa.
Kukurydza w zależności od gatunku przeznaczona jest głównie na cele spożywcze oraz paszowe. W Polsce podstawowym kierunkiem jest kierunek paszowy, lecz coraz szerzej widziane są możliwości stosowania w innych działach przemysłu.
W przemyśle spożywczym kukurydza pozyskiwana jest w postaci produktów pochodzących z przemiału na sucho. Wśród produktów tego typu przemiału znajdują się kaszki, mączki i mąki wykorzystywane do produkcji wyrobów RTE – czyli gotowych do spożycia (ready to eat) takich jak płatki kukurydziane, popcorn czy rozmaitego rodzaju snacki. Kaszki kukurydziane stosowane są również do wyrobu polenty.
Przemysł browarniczy pożytkuje grys kukurydziany w postaci surowej lub przetworzonej do produktu zwanego mazeliną. Grys jest ważnym składnikiem w produkcji piwa jako uzupełnienie słodu, stanowi cenne źródło węglowodanów do fermentacji oraz nadaje specyficzne właściwości gotowemu piwu. Kukurydza stanowi również podstawę tzw. żywności wzbogacanej rozprowadzanej wśród krajów trzeciego świata cierpiącego na niedobory żywności.
Kukurydza stosowana na cele paszowe występuje zazwyczaj w postaci kiszonki zielonej, jednakże do tych celów stosowane mogą być również produkty przemiału na sucho. Na przykład mieszanka zarodków pszennych (wytłoczonych lub nie), otrębów kukurydzianych, drobnej frakcji odpadowej i zmielonej frakcji z etapu czyszczenia – jest smaczną i energetyczną paszą. Szczególne zastosowanie znajduje w skarmianiu kur niosek, gdyż wysoka ilość zawartych w niej karotenoidów powoduje, że można produkować jaja o intensywnej barwie żółtka. Kaszki i mączki bez zarodków znajdują także zastosowanie w produkcji karmy lepszej jakości dla psów i kotów.
Mąki kukurydziane bez zarodków są szeroko stosowane w produkcji kartonów gipsowych tzw. suchych ścian, zżelatynizowane mączki wykazują świetne właściwości klejące i stosowane są np. w metalurgii jako tzw. spoiwo rdzeniowe, do formowania brykietów z węgla drzewnego, w aglomeracji pyłów, przy wykonywaniu odwiertów w przemyśle petrochemicznym. Produkty przemiału kukurydzy na sucho stanowią naturalne źródło skrobi będącej w dużych ilościach substratem wielu procesów fermentacyjnych np. przy produkcji kwasu cytrynowego, przy wytwarzaniu antybiotyków i produktów pochodnych dla zwierząt. Zazwyczaj do produkcji etanolu stosuje się kukurydzę w całości, jednakże produkty przemiału również mogą zostać użyte – chociażby do produkcji etanolu przemysłowego. Inne zastosowania mączek to poprawianie jakości klejów, wzbogacanie rud aluminiowych w procesie rafinacji, poprawianie pienistości poliuretanu, klejenie włókien, jako środek ścierający w przemysłowych czyściwach do rąk.
Zarodki kukurydziane wykorzystywane są do produkcji oleju i ciast wysokobiałkowych, z ziarna kukurydzy można otrzymać także izolat – białko kukurydzy w najczystszej formie. Może on być wykorzystywany w przemyśle spożywczym do zwiększenia trwałości wyrobów piekarskich czy podnoszenia wartości odżywczej napojów czy deserów. Oprócz tego kukurydza nadaje się również jako biopaliwo odnawialne (ziarno, słoma, rdzeń) i do produkcji biogazu. Słoma kukurydziana używana jest w papierniach oraz jako materiał izolacyjny.
Znajdujące się w ziarnie kukurydzy białko zapasowe zeina – znalazło zastosowanie w medycynie i inżynierii tkankowej. Optatentowane są także procesy produkcji trwałego i biodegradowalnego tworzywa sztucznego opartego o polilaktyd – polimer pochodzący z kukurydzy.
Różne odmiany kukurydzy dostarczają szerokiej gamy składników i stwarzają wiele możliwości wykorzystania, a każda z tych zalet może ulec dodatkowemu wzmocnieniu na skutek modyfikacji przy zastosowaniu inżynierii genetycznej.


Żyto

(Secale cereale) jest jedną z najmłodszych roślin uprawnych, pochodzi z Bliskiego Wschodu lub z Azji Środkowej, gdzie do dziś występują jego dzikie gatunki. Jest jednym ze zbóż stref umiarkowanych, na większą skalę uprawiane w Polsce, Rosji i krajach nadbałtyckich.
W Polsce żyto jest wysiewane na około 2,2 mln ha, co stanowi ponad 26% zasiewów wszystkich zbóż. Żyto ma mniejsze wymagania glebowe niż pozostałe zboża, lepiej znosi zakwaszenie gleby, dobrze wykorzystuje zapasy wody pozimowej i wyróżnia się dużą mrozoodpornością. Wyraźny postęp w plonowaniu żyta uzyskano wprowadzając mieszańce, które obecnie stanowią ponad 1/3 zarejestrowanych odmian.
Ziarno żytnie wykorzystywane jest wszechstronnie. Ponad połowę zbiorów ziarna przeznacza się na paszę, podawane jest ono w postaci ziarna, zielonki, jak również otrębów żytnich, a tylko około 20% ziarna zużywa się na konsumpcję.
Żyto nie stanowi pełnowartościowej paszy z uwagi na wysoką zawartość błonnika i niską kaloryczność. Stwierdzony zostało dla niego zmniejszony stopień przyswajania składników pokarmowych przez zwierząta, a nawet zmniejszanie wykorzystania innych komponentów pasz. Pomimo tego, większość zbiorów nadal wykorzystywana jest na cele paszowe. Ziarno wykorzystuje się także w przemyśle gorzelniczym do produkcji alkoholu, około 70% produkcji gorzelniczej w Polsce za surowiec podstawowy ma żyto.
Przy przerobie ziarna przeznaczonego na spożycie lub na cele przemysłowe uzyskuje się cenne produkty uboczne, które użytkuje się na paszę. Możliwe do uzyskania surowce pochodzące z żyta mają bardzo interesujące właściwości. Skrobia żytnia ma niższą temperaturę kleikowania, co w wielu przypadkach ma duże znaczenie technologiczne. Żyto ma wyższą zawartość arabinoksylanów niż pszenica, a mają one wielkie znaczenie jako błonnik pokarmowy oraz dla jakości chleba.
Otręby żytnie mogą znaleźć zastosowanie jako zamienniki tłuszczu w produkcji wędlin mielonych. Białka pochodzące z żyta posiadają wiele cennych właściwości, nie tworzą, co prawda, struktury glutenowej typowej dla ciasta pszennego, ale za to te białka żyta, które są rozpuszczalne posiadają zdolność tworzenia piany, co jest cechą pożądaną w trakcie tworzenia ekstrudatów. Także zarodek żytni jest bogaty w niezmiernie cenny składnik żywieniowy – kwas linolowy.
Żyto znajduje również zastosowanie do przerobu na bioetanol, do produkcji biogazów, a jego składniki – m. in. białka, ale także inne związki znajdują zastosowanie w przemyśle kosmetycznym, farmaceutycznym i jako detergenty. Istnieje również możliwość stosowania go do produkcji materiałów termoplastycznych, środków klejących czy substancji wiążących w materiałach opakowaniowych.
Z uwagi na korzystny stosunek skrobi do białka, żyto wykazuje przydatność do otrzymywania mąki z przeznaczeniem do suchej modyfikacji chemicznej w celu uzyskania surowca papierniczego. Żyto zarówno w postaci ziarna jak i specjalnych skrobiowych kulek nadaje się również jako paliwo do zasilania kotłów.


Owies

(Avena sativa) przywędrował do Europy wraz z pszenicą z Azji i w miarę przesuwania się upraw z południa na północ kontynentu zaczął zyskiwać na znaczeniu. Pod względem powierzchni uprawy owies zajmuje w Polsce miejsce po życie. Uprawiany jest na terenie całego kraju, lecz z uwagi na jego wymagania wilgotnościowe największy udział w strukturze zasiewów ma w rejonach o chłodniejszym klimacie i większej ilości opadów, to jest na Podkarpaciu, w Karpatach, na Śląsku Cieszyńskim oraz na Wybrzeżu.
Obszar jego uprawy wykazuje tendencję malejącą, przy równoczesnym wzroście plonów. Obecnie owies jest przede wszystkim zbożem paszowym stosowanym w żywieniu koni i reproduktorów. Stosunkowa wysoka zawartość białka 9,6-11,5% (wyższa o 1-2% od jęczmienia) oraz 4-7% tłuszczu czynią go doskonałą paszą dla zwierząt roboczych i hodowlanych.
Ostatnio upowszechniła się uprawa owsa na zieloną paszę, kiszonkę i susz zarówno w czystym siewie, jak i w siewach mieszanych z roślinami strączkowymi. Zużycie ziarna owsa kształtuje się następująco - 80% ziarna przeznaczane jest na paszę, 15 % na materiał siewny, a zaledwie 5% na cele konsumpcyjne. Zwierzęta skarmia się słomą owsianą ze względu na mniejszy, w porównaniu z innymi zbożami, udział trudno strawnego włókna. Natomiast plewy owsiane przewyższają wartością pokarmową słomę i są wykorzystywane również w żywieniu drobiu. W przemyśle spożywczym owies przerabiany jest głównie na płatki, kasze i otręby.
Trzecie możliwe zastosowanie owsa to surowiec w procesach przemysłowych. Owies od dawna znany był w kosmetyce ze swoich unikalnych właściwości i pomimo tego, że nawet obecnie stosowany jest w postaci mąki, to dzięki osiągnięciom nowych metod frakcjonowania możliwe są do wyodrębnienia jego czynne składniki w czystej postaci. b-D-glukan pochodzący z owsa to główny składnik frakcji substancji gumowatych w tej roślinie, po wyodrębnieniu znalazł zastosowanie w kremach, fotonach i żelach nawilżających. Kwas linolenowy pochodzący z owsa wchodzi w skład kosmetyków przeciwsłonecznych tzw. blokerów, wykazuje on bowiem wysokie działanie ochronne przed promieniowanie ultrafioletowym.
Białka owsa – natywne i zhydrolizowane są podstawą wielu patentów przyznanych na produkcje kosmetyków takich jak szampony i odżywki do włosów. Skrobia owsiana znalazła zastosowanie jako zamiennik dla talku, szczególnie polecana jest jako substancja służąca do talkowania rękawic chirurgicznych.
Wiele substancji pochodzących z owsa zostało przebadanych i stwierdzono ich lecznicze działanie. Wśród farmakologicznych zastosowań wymienia się wyciąg z liści owsa stymulujący wydzielanie hormonów przysadki mózgowej, czy redukujący potrzebę palenia u osób uzależnionych.
Z owsa uzyskuje się cenne substancje stanowiące wartościowy dodatek do żywności. Około 24 związki wyizolowane z oleju owsianego wykazywały silne właściwości przeciwutleniające, należą do nich estry glicerolowe kwasów hydroksycynamonowych, kwasy kofeinowy i ferulowy. Bipolarne lipidy pochodzące z owsa mogą stać się rewelacyjnymi zamiennikami dla obecnie jedynych naturalnych emulsyfikatorów jakimi są te pochodzące z soi. Z uwagi na wiele istotnych cech owsiane emulsyfikatory stają się znaczącą alternatywą do stosowania w chlebie, margarynie i czekoladzie. Substancje gumowate pochodzące z owsa skutecznie rywalizują z zagęszczaczami i stabilizatorami żywności takimi jak żelatyna czy alginiany. Białka wyekstrahowane z owsa charakteryzują się doskonałą rozpuszczalności, mają właściwości emulgujące, wiążą tłuszcz, wodę i są pieniące. Znalazły zastosowanie w wielu produktach żywnościowych.
Wielkość ziaren skrobi pochodzącej z owsa czyni ją idealną do zastosowań w papiernictwie, gdzie spełnia rolę czynnika wiążącego oraz zapewniającego gładką powierzchnię. Z plewek owsa można pozyskiwać furfural będący cennym związkiem w przemyśle chemicznym, on sam lub jego związki znajdują zastosowanie w ekstrakcji ropy naftowej, przemyśle produkcji nylonu, jako rozpuszczalnik dla barwników, farb i lakierów, do produkcji elastomerów i tworzyw termoplastycznych i wielu innych.
Do innych zastosowań np. połamanego ziarna owsa należy produkcja żwirku sanitarnego dla zwierząt, produkcja płynu ułatwiającego wiercenie, czy dyspersanta olejowego zdolnego do absorpcji, emulsyfikacji i dyspersji oleju. Skrobia przekonwertowana do octanów jest surowcem do produkcji biodegradowalnych tworzyw sztucznych. Plewka owsa może służyć do hodowli drożdży, boczniaków, otrzymywania białek pochodzenia pleśniowego, karboksymetylowych estrów ksylenu, ksylitolu czy pokrywanej żywności dla zwierząt domowych.
Cena węgla jak i oleju opałowego wzrasta od lat podczas kiedy ceny zboża są stałe. Ogrzewanie gospodarstwa zbożem stanowi na dzień dzisiejszy atrakcyjną alternatywę dla rolników. Ziarno najbardziej odpowiednie do spalania to owies, który jest również stosunkowo łatwy do uprawiania. Z powodzeniem można do ogrzewania zastosować owies niskiej jakości lub taki, który nie nadaje się do konsumpcji. Dodatkową zaletą ziarna jako paliwa są jego stabilne właściwości jak wilgotność i zawartość energetyczna.


Jęczmień

(Hordeum vulgare L.) jest zbożem uprawnym równie starym jak pszenica, stanowi ok. 10% światowej powierzchni uprawy (piąty co do wielkości uprawy na świecie). Powierzchnia zasiewów w Polsce wynosi ok. 1,1 – 1,2 mln. ha, w tym formy ozime zajmują jedynie 140 tys. ha. Związane jest to z jego łatwym wymarzaniem na terenach Polski. Krajowe zbiory jęczmienia wynoszą 3,3 – 3,7 mln ton, z czego 75% przeznacza się na paszę, po 5% na spożycie w formie kasz i płatków i na słód browarniczy, ok. 10% na materiał siewny, natomiast reszta to ubytki i straty.
Jęczmień jest zbożem o wszechstronnym zastosowaniu. Używany jest przede wszystkim na pasze dla zwierząt mlecznych i rzeźnych (ziarno, kiszonka i słoma), dla drobiu (ziarno), jako surowiec browarniczy oraz spożywczy. Na cele paszowe wykorzystywane jest głównie ziarno, zarówno do sporządzania mieszanek treściwych bezpośrednio w gospodarstwach, jak i w przemyśle paszowym. Na ten cel można uprawiać wszystkie odmiany, a głównym kryterium wyboru jest plon ziarna. Jęczmień w postaci ziaren jest cenną paszą stosowaną do skarmiania świń i bydła. Pomimo, że ma niższą wartość odżywczą ze względu na wysoką zawartość błonnika konkuruje jako pasza z pszenicą.
Drugim ważnym kierunkiem użytkowania jęczmienia jest jego wykorzystanie w przemyśle spożywczym. Najważniejszym sposobem wykorzystania jęczmienia jest produkcja słodu, oprócz produkcji piwa, niewielkie ilości słodu zużywane są także do produkcji whisky. Słód może być również wykorzystywany jako dodatek do produktów spożywczych poprawiający ich walory konsumpcyjne i wartość odżywczą, m. in. stosowany bywa jako źródło substancji słodzących i zapachowych oraz przetwarzany na ekstrakty słodowe i mąkę słodową, w piekarnictwie używa się go do produkcji chleba, gdyż przyczynia się do zwiększenia objętości, a także nadaje pieczywu charakterystyczną barwę skórki oraz aromat. Ziarno jęczmienia ze względu na brak białek glutenowych nie nadaje się na mąkę do wyrobu chleba, ale wykorzystywany jest na cele konsumpcyjne do produkcji płatków, kiełków zbożowych oraz w niewielkim stopniu jako dodatek do makaronów i odżywek dla dzieci. W kaszarniach jęczmień przerabiany jest na szereg produktów, takich jak pęczak, kasza, otręby jęczmienne oraz mąka jęczmienna.
Skrobia pochodząca z jęczmienia stosowana jest w przemyśle spożywczym jako zagęszczacz lub słodzik, a w przemyśle papierniczym jako materiał kryjący. Wykorzystywana jest także do produkcji detergentów i biodegradowalnych plastików.
Jęczmień jest źródłem nie tylko skrobi, z otrąb można odzyskiwać składniki białkowe – szczególnie polecane do karmienia ryb; witaminy takich jak niacyna, b-D-glukany czy rozpuszczalny błonnik. Odpowiednią metodą przetwarzania odzyskuje się z niego obydwa typy włóknika: rozpuszczalny i nierozpuszczalny. Włóknik rozpuszczalny, którego podstawowym składnikiem jest b-D-glukan sprzyja obniżeniu poziomu cholesterolu, natomiast nierozpuszczalny reguluje pracę jelit. Nierozpuszczalne resztki pochodzące z produkcji etanolu m. in. młóto użytkowane jest jako pasza, ale może zostać przeznaczone do produkcji, drogą transformacji mikrobiologicznej, ksylitolu - znanego składnika gum do żucia. Jęczmień jest również źródłem szeregu naturalnych przeciwutleniaczy takich jak tokoferole i tokotrienole, które znajdują zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym.
W przypadku słomy jęczmiennej zastosowania w przemyśle dotyczą – ściółkowania dla zwierząt hodowlanych oraz przemysłu budowlanego – słoma wykorzystywana do produkcji bloków budulcowych, części ścian, wykładzin podłogowych, tapet.


Pszenżyto

(Triticale) jest syntetycznym mieszańcem międzyrodzajowym pszenicy z żytem, łączącym w sobie cechy obu gatunków. W stanie naturalnym nie występuje. W Polsce areał uprawny zajmuje powierzchnie ok. 630 tys. ha i nie powiększa się ze względu na brak odmian o wartości technologicznej przydatnej do wyrobu mąki chlebowej. Plon ziarna pszenżyta w produkcji wynosi ok. 3,1 t/ ha, podczas gdy w uprawach doświadczalnych średni plon wynosi ok. 6,87 t/ ha, co oznacza że staje się ono potencjalnie najplenniejszym zbożem.
Produkuje się średnio 1980 ton ziarna rocznie, w tym ok. 90% formy ozimej, która prawie w całości jest przeznaczana na pasze.
Zboże to wykazuje dużą odporność na choroby. Największa koncentracja związków białkowych występuje u pszenżyta w zewnętrznych warstwach bielma i w trakcie przemiału ziarna duża jego ilość wraz z warstwą aleuronową i okrywą owocowo-nasienną przechodzi do otrębów.
Z tego powodu mąka pszenżytnia zawiera mniej białka niż mąki z innych zbóż. Oznacza to mniejszą zawartość glutenu mokrego i o gorszej jakości, z tego względu nie nadaje się na mąkę chebową. Dodatkowo niższa wartość wypiekowa mąki pszenżytniej wynika z dużej podatność skrobi na działanie temperatury w czasie wypieku i tym samym na zdolność i szybkość jej kleikowania.
Pszenżyto wzbudza zainteresowanie w dwóch aspektach zastosowania ziarna. Pierwszym zastosowaniem jest przemysł paszowy, gdyż zostało udokumentowane, że pszenżyto zawiera dużo cennych białek, aminokwasów i witamin z grupy B. Wykazuje obiecujące właściwości zarówno jako zboże paszowe jak i alternatywne dla sojowego źródło białka w preparowanych paszach dla przeżuwaczy oraz trzody.
Drugim obszarem zastosowań jest przemysł spożywczy. Chociaż pszenżyto wykazuje unikalne cech pieczeniowe, nie jest zbyt często stosowane do produkcji pieczywa. Mąka z pszenżyta obecna jest w chlebach wieloziarnistych, którym dostarcza orzechowego posmaku. Z uwagi jednak na inny skład ziarna proces mielenia musi być prowadzony w odpowiedni sposób, z zachowaniem wysokiej jakości, aby uniknąć pojawienia się zanieczyszczeń pochodzących ze sporyszu. Obecnie uprawiane odmiany są jeszcze mało przydatne do wypieku chleba, ale ziarno nadaje się, na przykład do słodowania. Przenżyto jako surowiec słodowniczy posiada wiele korzystnych cech takich jak – krótszy czas kiełkowania, wysoka siła diastatyczna czy wysoka zawartość ekstraktu. Słód może znaleźć zastosowanie w piwowarstwie, przemyśle spirytusowym i piekarskim.
Badania wykazały, że koncentraty białkowe z pszenżyta mają wysoką zdolność pochłaniania wody, znakomite właściwości emulgujące, co sugeruje ich przyszłe użycie jako emulgatorów do tłuszczu oraz środków absorbujących wodę w produktach spożywczych. Jest również alternatywą dla innych surowców zbożowych do produkcji bioetanolu.


Oprócz opisanych powyżej pięciu podstawowych zbóż w Polsce uprawiane są jeszcze inne, mniej popularne rośliny zbożowe takie jak proso czy amarantus, a także rośnie wiele gatunków traw i roślin o dużym potencjale surowcowym dla biorafineriach rolniczych.


Autor artykułu: dr inż. Joanna Harasym
Przedruk z: biorafinacja.pl


Komentarze

Widok Uszereguj
Tylko zarejestrowani mogą dodawać komentarze. Zarejestruj się/Zaloguj

Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

48 gości oraz 0 użytkowników online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 
 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. VitaInSilica Portal popularnonaukowy matura.biomist.pl

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u