Учені Інституту біології клітини НАН України у Львові розробили інноваційну технологію отримання біопалива з нехарчової сировини, зокрема соломи та тирси. Про це розповів директор інституту Костянтин Дмитрук. Нова методика дозволяє виробляти етанол без конкуренції з продовольчим сектором, хоча проєкт наразі перебуває на стадії лабораторних досліджень і потребує значного доопрацювання для промислового впровадження.

Технологічний процес переробки рослинної сировини

Виробництво етанолу із соломи та тирси складається з кількох послідовних етапів. Спочатку рослинну біомасу ретельно подрібнюють і попередньо обробляють кислотами або лугами, часто за умов підвищеного тиску та температури. На другому етапі спеціальні грибні ферменти розщеплюють складну целюлозу та геміцелюлозу до простих цукрів, які надалі перетворюються на спирт за допомогою дріжджів.

Для економічної доцільності процесу критично важливо переробляти не лише глюкозу, а й ксилозу — цукор, що міститься в геміцелюлозі. Традиційні спиртові культури з цим завданням справляються слабко, тому львівські дослідники застосували термотолерантні дріжджі виду Ogataea polymorpha. Вони здатні проводити алкогольну ферментацію за температури 45–48 градусів Цельсія, поєднуючи гідроліз і зброджування в одному технологічному циклі.

Генетична модифікація дріжджів та зростання ефективності

Природні штами дріжджів Ogataea polymorpha спочатку не мали достатньої ефективності утилізації ксилози. Щоб виправити цей недолік, українські вчені провели глибоку генну модифікацію мікроорганізмів. Вони впровадили необхідні гени, перебудували регуляцію експресії та змінили транспортні білки глюкози, що дозволило клітинам ефективно поглинати ксилозу.

Завдяки цим змінам дослідникам вдалося більш ніж у 30 разів підвищити вихід етанолу з ксилози. Попри значний лабораторний успіх, технологія поки не готова до промислового впровадження. Однією з ключових перепон залишаються токсичні побічні сполуки, які виділяються під час кислотної обробки соломи та пригнічують життєдіяльність дріжджових культур.

Перспективи комерціалізації та економічний контекст

Для виведення технології на ринок учені мають створити пілотні установки, здатні протестувати весь виробничий цикл у промислових умовах. Крім того, процес вимагає використання дорогих ферментів і попередньої хімчистки сировини, тому експерти прогнозують, що таке біопаливо не буде дешевшим за аналоги з цукру чи крохмалю.

Головною перевагою методу залишається відмова від використання продовольчих культур, таких як кукурудза, пшениця, цукровий буряк чи тростина. В умовах розвитку екологічних стандартів транспорту, зокрема запровадження бензину марки Е10 із вмістом біоетанолу до 10%, подібні розробки відкривають нові перспективи для енергетичної незалежності та зниження навантаження на агропромисловий комплекс.