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. Analytical Center under the Government of the Russian Federation. The development of bioeconomics will reduce dependence on imports.: analytical note // [Electronic resource]. 05.03.2025. Available at: URL (accessed: 01.10.2025).

2. Stikane A., Dace E., Stalidzans E., Stalidzans E. Cycle closure in bio-production: spent microbial biomass as a resource within the framework of circular bioeconomics // N. Biotechnol. 2022. Vol. 70, No. 3. pp. 109-115. DOI:10.1016/J.nbt.2022.06.001

3. Extrusion processing of by-products from biomass for sustainable food production. Pennells J., Giuliano P., In D. Book: From biomass to biologically based products. 2023. DOI: 10.5772/intechopen.111943 ISBN 978-1-83769-003-9, p. 406

4. Xie Z., Deng M., Zhao G., Wang D. Recent achievements in the field of microbiological utilization of beer pellets // Bioresource technologies. Elsevier Ltd. 2024. T. 408. P. 131197. doi: 10.1016/j.biortech.2024.131197.

5. Jin Z., Lan Y., Om J.B., Gillespie J. Physico-chemical composition, fermentable sugars, free amino acids, phenols and minerals in beer pellets obtained during craft brewing // J. Cereal Sci. 2022. Vol. 104, No. 16. pp. 103413. DOI:10.1016/j.jcs.2022.103413

6. Turshatov M. V. and others. Obtaining high-quality dry feed products from grain processing plants // Beer and beverages. 2016. No. 1. pp. 22-25.

7. Kaisheva N. Sh., Kaishev A. Sh., Larsky M. V. Post-alcohol grain bard as a pharmaceutical source of biologically active compounds // Chemical safety. 2021. Vol. 5, No. 2. pp. 96-113.

8. Lazareva I. V., Borisenko O. A., Gribkova I. N. Beer pellets from the point of view of chemical composition in solving the problems of greening the industry // Beer and beverages. 2022. No. 1. pp. 22-27.

9. Bessonov V. V. et al. Investigation of the biochemical composition of grain fiber of alcohol production // Food industry. 2020. No. 2. pp. 12-15.

10. Chevanan N., Rosentrater K. A., Muthukumarappan K. The effect of processing conditions on single-screw extrusion of feed ingredients containing DDGS // Food Bioproc. Technic. 2010. Vol. 3, No. 1. pp. 111-120.

11. Mussatto S. I., Dragone G., Roberto I. S. Beer pellet: production, characteristics and potential application // Journal of Cereal Science. 2006. Vol. 43, No. 1. pp. 1-14.

12. Ainsworth P. et al. The effect of adding beer pellets and the screw rotation speed on the selected physical and nutritional properties of the extruded snack // J. Food Eng. 2007. Vol. 81, No. 4. pp. 702-709.

13. Rochell S. J. Formulation of feed for broiler chickens using distiller-dried grains with soluble substances // Fermentation. MDPI AG. 2018. Vol. 4, No. 3. P. 64. DOI:10.3390/fermentation 4030064

14. Lenkova T., Egorova T., Sysoeva I. Post-alcohol bard in broiler feeding // Compound feed. 2014. No. 6. pp. 63-66.

15. Wang S. et al. Strategies for the effective use of dried corn grains with soluble additives in pig diets: an overview // Animals. 2025. Vol. 15, No. 12. p. 1727. DOI: 10.3390/ani15121727

16. Malik M. I. et al. The effect of distiller-dried grains with soluble additives on the release of intestinal methane by dairy and beef cattle: a meta-analysis // Frontiers of Veterinary Science. 2024. Vol. 11. p. 1480682. doi: 10.3389/fvets.2024.1480682

17. Stikane A., Baumanis M.R., Muiznieks R., Stalidzans E. The effect of waste as a substrate on biomass formation and optimization of reuse of spent microbial biomass using sustainable metabolic engineering // Fermentation. 2023. Vol. 9, No. 6. p. 532. DOI:10.3390/fermentation 9060531

18. Serba E. et al. Production of biomass of Aspergillus oryzae RCAM 01133 with a high content of protein and polysaccharides using by-products of the food industry // Agronomic research. 2020. Vol.18, No. 1. pp. 290-300. (in Russian) https://doi.org/10.15159/ar .20.026

19. Serba E. M. et al. Microbial biomass is a bioresource for obtaining functional food ingredients (review) // Machinery and technology of food production. 2023. Vol. 53, No. 3. pp. 426-444. DOI: 10.21603/2074-9414-2023-3-2446

20. Rimareva L. V. and others. Scientific and experimental substantiation of the safety of biotechnological products for the food industry // Bulletin of the Russian Agricultural Science. 2019. No. 1. pp. 40-43. https://doi.org/10.30850/vrsn/2019/1/40-43

21. Stoicheska V. et al. Processing of by-products of the brewing industry into ready-to-eat snacks using extrusion technology // J. Cereal Sci. 2008. Vol. 47, No. 3. pp. 469-479.