Вовлечение вторичных сырьевых ресурсов в кормопроизводство: использование барды и биомассы Aspergillus oryzae

Введение: Актуальность исследования обусловлена необходимостью вовлечения вторичных ресурсов биотехнологических производств в кормопроизводство для снижения образования отходов и повышения ресурсной устойчивости предприятий.

Цель работы: экспериментально оценить влияние экструзии на технологические параметры процесса и свойства экструдатов при введении вторичных ресурсов биотехнологических производств в кормовые продукты.

Результаты: Объектами исследований являлись процессы экструзии и экструдаты с добавлением послеспиртовой барды и биомассы мицелиального гриба Aspergillus oryzae. В модельную смесь вводили 15–45 % барды или 15–30 % биомассы и оценивали изменение момента сдвиговых деформаций, давления и удельного расхода механической энергии, а также качество экструдатов (белок, коэффициент расширения, твердость, пористость, растворимость и влагоудерживающую способность). Увеличение доли вторичных ресурсов приводило к «смягчению» режимов, например, при внесении барды давление снижалось с 4,2 до 1,5 МПа, а энергозатраты — с 0,076 до 0,056 кВт·ч/кг, при росте белка с 16,4 до 24,7 г/СВ. Одновременно уменьшалась степень расширения и формировалась более плотная структура. При добавлении 45 % барды коэффициент расширения снижался с 7,6 до 1,6 при увеличении твердости с 5,5 до 10,8 Н. Увеличение доли добавок сопровождалось снижением растворимости гидратационных свойств гранул. Для получения пористых экструдатов целесообразны дозировки 15–20 % барды или 10–15 % биомассы; для плотных гранулированных форм — 30–45 % барды или до 30 % биомассы.

Заключение: Экструзию можно рассматривать как этап эффективной утилизации вторичного сырья в технологии кормов, полученные данные применимы для проектирования экструзионных процессов переработки барды и микробной биомассы в кормовые продукты.

1. Аналитический центр при Правительстве Российской Федерации. Развитие биоэкономики снизит зависимость от импорта… : аналитическая записка // [Электронный ресурс]. 05.03.2025. Режим доступа: URL (дата обращения: 01.10.2025).

2. Stikane A., Dace E., Stalidzans E. Closing the loop in bioproduction: Spent microbial biomass as a resource within circular bioeconomy // N. Biotechnol. Elsevier B.V., 2022. Т. 70. С. 109–115.

3. Pennells J. и др. Extrusion processing of biomass by-products for sustainable food production // From Biomass to Biobased Products. IntechOpen, 2023.

4. Jin Z. и др. Physicochemical composition, fermentable sugars, free amino acids, phenolics, and minerals in brewers’ spent grains obtained from craft brewing operations // J. Cereal Sci. 2022. Т. 104. С. 103413.

5. Туршатов М. В. и др. Получение высококачественных сухих кормопродуктов из ВСР зерноперерабатывающих предприятий // Пиво и напитки. ООО «Издательство «Пищевая промышленность», 2016. № 1. С. 22–25.

6. Кайшева Н. Ш., Кайшев А. Ш., Ларский М. В. Послеспиртовая зерновая барда как фармацевтический источник биологически активных соединений // Химическая безопасность. 2021. Т. 5, № 2. С. 96–113.

7. Лазарева И. В., Борисенко О. А., Грибкова И. Н. Пивная дробина с точки зрения химического состава в рамках решения проблем экологизации отрасли // Пиво и напитки. ООО «Издательство «Пищевая промышленность», 2022. № 1. С. 22–27.

8. Бессонов В. В. и др. Исследование биохимического состава зерновой клетчатки спиртового производства // Пищевая промышленность. ООО «Издательство «Пищевая промышленность», 2020. № 2. С. 12–15.

9. Xie Z. и др. Recent advances in microbial high-value utilization of brewer’s spent grain // Bioresource Technology. Elsevier Ltd, 2024. Т. 408.

10. Chevanan N., Rosentrater K. A., Muthukumarappan K. Effects of processing conditions on single screw extrusion of feed ingredients containing DDGS // Food Bioproc. Tech. 2010. Т. 3, № 1. С. 111–120.

11. Mussatto S. I., Dragone G., Roberto I. C. Brewers’ spent grain: Generation, characteristics and potential applications // Journal of Cereal Science. 2006. Т. 43, № 1. С. 1–14.

12. Ainsworth P. и др. Effect of brewers spent grain addition and screw speed on the selected physical and nutritional properties of an extruded snack // J. Food Eng. 2007. Т. 81, № 4. С. 702–709.

13. Rochell S. J. Formulation of broiler chicken feeds using distillers dried grains with solubles // Fermentation. MDPI AG, 2018. Т. 4, № 3.

14. Ленкова Т., Егорова Т., Сысоева И. Послеспиртовая барда в кормлении бройлеров // Комбикорма. Автономная некоммерческая организация Редакция журнала Комбикорма, 2014. № 6. С. 63–66.

15. Wang C. и др. Strategies for Efficient Utilization of Corn Distillers Dried Grains with Solubles in Diets of Pigs: A Review // Animals. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI), 2025. Т. 15, № 12.

16. Malik M. I. и др. Effects of distiller’s dried grains with solubles on enteric methane emissions in dairy and beef cattle: a meta-analysis // Frontiers in Veterinary Science. Frontiers Media SA, 2024. Т. 11.

17. Stikane A. и др. Impact of Waste as a Substrate on Biomass Formation, and Optimization of Spent Microbial Biomass Re-Use by Sustainable Metabolic Engineering // Fermentation. MDPI, 2023. Т. 9, № 6.

18. Serba E. и др. Production of Aspergillus oryzae RCAM 01133 biomass with increased protein and polysaccharides content using by-products of food industry. 2020.

19. Серба Е. М. и др. Микробная биомасса–биоресурс для получения функциональных пищевых ингредиентов (обзор) // Техника и технология пищевых производств. Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования …, 2023. Т. 53, № 3. С. 426–444.

20. Римарева Л. В. и др. Научно-экспериментальное обоснование безопасности биотехнологической продукции для пищевой промышленности // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. The Russian Academy of Sciences, 2019. № 1. С. 40–43.

21. Stojceska V. и др. The recycling of brewer’s processing by-product into ready-to-eat snacks using extrusion technology // J. Cereal Sci. 2008. Т. 47, № 3. С. 469–479.